Системы отопления с насосной циркуляцией – удобный и практичный вариант решения вопроса теплоснабжения для дома. В отличие от конструкций, в которых циркуляция естественная, напор в контуре с принудительной схемой движения жидкости стабильный и достаточно сильный. Это дает возможность использовать трубы меньшего диаметра, не снижая скорость теплоносителя в системе отопления, облегчает выбор радиаторов и экономит деньги.
Главная конструктивная деталь отопительного контура – циркуляционный насос. Он отвечает за водоснабжение бойлера, проталкивает нагретую воду по трубам от котла к радиаторам. Уже остывшая вода возвращается в котел по трубам обратки.
схеме обязательно присутствует расширительный бачок, который нормализует давление в трубах и принимает на себя излишний объем расширяющейся при нагреве воды. Благодаря насосу, обеспечивающему достаточную скорость движения воды, есть возможность подключить к магистрали не только горизонтальный, но и вертикальный радиатор отопления. Низкие горизонтальные радиаторы отопления хорошо смотрятся в нишах под большими окнами, а вертикальный радиатор подойдет для вертикального проема, комнаты без окон.
Отопительные контуры системы с насосной циркуляцией
Отопительные контуры могут
- оснащаться горизонтальным либо вертикальным стояком
- быть двухтрубными и однотрубными
- с нижним и верхним типом разводки
- с попутной насосной циркуляцией и тупиковой
Горизонтальные и вертикальные стояки
Если трубы, соединяющие все отопительные приборы друг с другом, расположены в горизонтальной плоскости – это схема отопления с горизонтальным стояком. Такой подход экономичнее, т.к. требует меньшего количества труб и требует меньше затрат в монтаже. Горизонтальный стояк отопления – магистраль, подающая горячую воду, чаще встречаются в одноэтажных зданиях с большой протяженностью, т.к. при такой планировке разумнее подключать радиаторы последовательно друг за другом.
Подобная проектировка дает возможность устанавливать раздельный температурный режим комнат, использовать теплосчетчики. Минус конструкции – возникновение воздушных пробок в трубах. Для устранения этой проблемы на батареи устанавливают краны Маевского, чтобы выпускать образовавшиеся излишки воздуха.
Если схема отопления с насосом подразумевает подключение к общей магистрали радиаторов, которые располагаются на разных этажах, то это вертикальная стояковая система отопления. При такой схеме монтажа радиаторы, отапливающие одну квартиру, питаются от разных стояков, что делает затруднительным учет потребления тепла в отдельно взятой квартире. В вертикальном контуре отопления подающая магистраль проходит под потолком верхнего этажа или по чердаку, а все обогревательные приборы последовательно подключаются к главному стояку, который расположен вертикально и проходит через все этажи. Схемы этого типа применяются в многоэтажных жилых домах. К вертикальному стояку можно подключить каждый этаж отдельно, это пригодится, если дом вводится в эксплуатацию постепенно. Вертикальный стояк решает проблемы скопления воздуха в трубах, но монтаж такой конструкции более затратный.
Стояк может проходить прямо через квартиру: пронизывая пол и потолок в каждой комнате или располагаться вне жилых помещений.
и втором варианте он несет большие теплопотери, поэтому его «одевают» теплоизолирующим покрытием либо помещают в утепленную шахту. В контуре с вертикальным стояком невозможно соорудить теплые полы, сложно поддерживать требуемую температуру воздуха в разных помещениях. На верхних этажах теплее, чем на нижних, а стояки, которые расположены дальше от подающей магистрали, холоднее тех, что ближе.
Если приборы отопления монтируются напрямую к распределительному коллектору, и каждый из них имеет подающую трубу и трубу обратки, такая схема именуется коллекторная или лучевая. Данный подход дороже предыдущих вариантов, но используется в монтаже, т.к. дает возможность сократить использование фасонных элементов и сделать скорость теплоносителя одинаковой во всех контурах.
Разводка (нижняя и верхняя): схема автономной циркуляции
По типам разводки схемы отопления разделяют на конструкции, где разводка нижняя и верхняя. При нижней разводке подающая магистраль прокладывается в нижней части схемы движения теплоносителя, как и труба обратки. Расположены обе магистрали ниже обогревательных приборов. Такая конструкция имеет высокую гидравлическую устойчивость, удобна тем, что позволяет вынести вертикальные трубы стояков за пределы комнат. Все регуляторы контура (вентили, запорные механизмы) при такой компоновке находятся в одном помещении, как правило, это подвал или технический этаж.
В здании с нижней разводкой отопление можно подключать последовательно, по мере постройки, не дожидаясь завершения строительства. Радиаторы могут быть с нижним подключением, что в сочетании со стояками, вынесенными за пределы комнат, делает внешний вид помещений более эстетичным.
Нижняя разводка отопительных труб экономит тепло, т.к. они не прокладываются в чердачных помещениях или межпотолочных пространствах. Недостаток такого типа отопления – необходимость устанавливать краны для стравливания воздуха на каждую батарею, а также постоянные воздушные пробки.
При верхнем типе разводки трубопровод с теплоносителем проходит в верхней части отопительного контура. Как правило, он расположен на чердаке или в пространстве между потолком и крышей. Трубы с обраткой монтируют ниже радиаторов отопления. В самом высоком месте контура помещают расширительный бачок. Он регулирует давление внутри конструкции и исключает появление воздушных заторов. Этот вид отопления нельзя установить в доме, где нет ската у крыши. Минус верхней разводки – отрицательное гравитационное давление в вертикальных трубах. Это мешает течению воды и снижает гидравлическую устойчивость. При верхней разводке нельзя слить стояки централизованно.
Кроме нижней и верхней разводки существует также смешанная: подающая магистраль проходит сверху, а обратный трубопровод в нижней части отопительной конструкции. Такой подход разумен, если многоэтажное здание имеет собственный автономный котел, расположенный под крышей.
trubexpert.ru
Достоинства и недостатки
Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.
Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.
Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.
Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему.
Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.
Классификация 2 трубных систем
Отопительные системы любого типа делятся на открытые и закрытые. В закрытых устанавливается расширительный бачок мембранного типа, который дает возможность функционировать системе при повышенном давлении.
кая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40оС) и называются еще антифризами. Для нормальной работы оборудования в системах отопления должны использоваться специальные составы, разработанные для этих целей, а не общего назначения, и тем более, не автомобильные. То же относится и к используемым присадкам и добавкам: только специализированные. Особенно жестко стоит придерживаться этого правила при использовании дорогостоящих современных котлов с автоматическим управлением – ремонт при неполадках не будет гарантийным, даже если поломка и не связана напрямую с теплоносителем.
В открытой системе в верхней точке встраивается расширительный бачок открытого типа. К нему обычно подсоединяют патрубок для отвода воздуха из системы, а также организовывают трубопровод для слива излишка воды в системе. Иногда из расширительного бака могут забирать теплую воду для хозяйственных нужд, но в этом случае нужно подпитку системы сделать автоматической, а также не использовать добавок и присадок.
С точки зрения безопасности более перспективны закрытые системы и большая часть современных котлов разрабатывается под них. Подробнее о закрытых системах отопления читайте тут.
Вертикальная и горизонтальная двухтрубная система
Есть два типа организации двухтрубной системы – вертикальная и горизонтальная. Вертикальная применяется чаще всего в многоэтажных домах. Она требует большего количества труб, зато легко реализуется возможность подключения радиаторов на каждом этаже. Главное достоинство такой системы – автоматический вывод воздуха (он стремится вверх и там выходит или через расширительный бачек или через спускной вентиль).
Горизонтальная двухтрубная система применяется чаще в одноэтажных или, максимум, в двухэтажных домах. Для стравливания воздуха из системы на радиаторах устанавливают краны «Маевского».
Верхняя и нижняя разводка
По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом. Но такая система становится все менее популярной из-за эстетических соображений. Хотя, если спрятать трубы вверху под подвесной или натяжной потолок, то на виду останутся только трубы к приборам, а их, собственно, можно замонолитить в стену. Верхняя и нижняя разводка применяются и в вертикальных двухтрубных системах. Разница продемонстрирована на рисунке.
При нижней разводке труба подачи идет понизу, но выше, чем обратка. Тубу подачи располагать можно в подвальном или полуподвальной помещении (обратка еще ниже), между черновым и чистовым полом и т.д. Подводить/отводить теплоноситель к радиаторам можно, пропустив трубы через отверстия в полу.
и таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным. Но тут нужно подбирать расположение котла: в системах с принудительной циркуляцией его положение относительно радиаторов неважно – насос «продавит», а вот в системах с естественной циркуляцией радиаторы должны находиться выше уровня котла, для чего котел заглубляют.
Двухтрубная система отопления двухэтажного частного дома проиллюстрирована в видео. Она имеет два крыла, температура в каждом из которых регулируется вентилями, нижний тип разводки. Система с принудительной циркуляцией, потому котел висит на стене.
Тупиковая и попутная двухтрубные системы
Тупиковой называется такая система, в которой движение подачи теплоносителя и обратки разнонаправленные. Есть система с попутным движением. Она называется еще петлей/схемой «Тихельмана». Последний вариант проще балансируется и настраивается, особенно при протяженных сетях. Если в системе с попутным движением теплоносителя установлены радиаторы с одинаковым количеством секций, она является автоматически сбалансированной, в то время как при тупиковой схеме понадобится на каждом радиаторе установка термостатического клапана или игольчатого вентиля.
Даже если с схеме «Тихельмана» установлены разные по количеству секций радиаторы и клапаны/вентиля ставить все равно надо, то шанс сбалансировать такую схему гораздо выше, чем тупиковую, особенно, если она достаточно протяженная.
Для балансировки двухтрубной системы с разнонаправленным движением теплоносителя, вентиль на первом радиаторе требуется прикрутить очень сильно. И может возникнуть ситуация, при которой его потребуется закрыть настолько, что теплоноситель туда и поступать не будет. Получается тогда вам нужно выбирать: не будет греть первая батарея в сети, или последняя, потому как выровнять теплоотдачу в таком случае не удастся.
Системы отопления на два крыла
И все-таки чаще используют систему с тупиковой схемой. А все потому, что длиннее магистраль обратки и собирать ее сложнее. Если отопительный контур у вас не очень большой, вполне можно отрегулировать теплоотдачу на каждом радиаторе и при тупиковом подключении. Если же контур получается большой, а петлю «Тихельмана» делать не хочется, можно разделить один большой отопительный контур на два крыла меньшего размера. Есть условие — для этого должна иметься техническая возможность такого построения сети. При этом в каждом контуре после разделения нужно ставить вентили, которыми будет регулироваться интенсивность потока теплоносителя в каждом из контуров. Без таких вентилей сбалансировать систему или очень сложно, или невозможно.
Разные типы циркуляции теплоносителя продемонстрированы в видео, также в нем даны полезные советы по монтажу и подбору оборудования для систем отопления.
Подключение радиаторов отопления при двухтрубной системе
В двухтрубной системе реализуется любой из способов подключения радиаторов: диагональное (перекрестное), одностороннее и нижнее. Самый лучший вариант — диагональное подключение. В этом случае теплоотдача от отопительного прибора может быть в районе 95-98% от номинальной тепловой мощности прибора.
Несмотря на разные значения потерь тепла при каждом из типов подключения, все они используются, просто в разных ситуациях. Нижнее подключение, хотя и самое непроизводительное, чаще встречается, если трубы проложены под полом. В этом случае оно реализуется проще всего. Можно при скрытой прокладке подключать радиаторы и по другим схемам, но тогда или на виду остаются большие участки труб, или прятать их нужно будет в стену.
Боковое подключение практикуют в случае необходимости при числе секций не более 15. В таком случае потерь тепла почти нет, а вот при количестве секций радиатора больше 15 требуется уже диагональное подключение, иначе циркуляция и теплоотдача будет недостаточны.
Возможно, вам будет интересно прочитать статьи «Как выбрать диаметр труб для отопления» и «Как рассчитать количество секций радиаторов для дома и квартиры».
Итоги
Несмотря на то, что на организацию двухтрубных схем используется больше материалов, они становятся более популярными из-за более надежной схемы. Кроме того такую систему легче компенсировать.
teplowood.ru
Принцип работы встречной и попутной СО
Итак, попутная система отопления представляет собой двухтрубный отопительный контур, в котором теплоноситель, как в трубопроводе «подачи», так и в «обратке» перемещается в одинаковом направлении.
Подающая труба монтируется по периметру отапливаемого помещения (здания). К ней, последовательно, подключаются все отопительные приборы (батареи). Оканчивается труба подачи на последнем, по ходу движения теплоносителя, радиаторе в ветке.
Основным достоинством данного варианта является равная протяженность подающего и обратного трубопровода теплоснабжения к каждому отопительному прибору. Именно это и делает возможным равномерный прогрев радиаторов не зависимо от места их расположения и удаленности от котельной установки (стояка). Данный тип разводки, как нельзя лучше подходит для организации СО на больших площадях. Специалисты отмечают некоторое снижение температуры теплоносителя в подающей трубе, которое, как правило, не является критичным.
Недостатком такой схемы является трудоемкость монтажа и больший (в сравнении с тупиковой разводкой) расход материалов. Удорожание СО происходит за счет необходимости использования магистрального трубопровода повышенного сечения.
Во встречных, или, как их еще называют, тупиковых системах отопления, движение теплоносителя в подающей магистрали происходит в противоположном направлении по отношению к перемещению воды в обратном отопительном контуре.
Особенностью данной СО является различная длина циркуляционных колец. Другими словами, чем дальше от котельной установки или стояка находится отопительный прибор, тем большая протяженность трубопровода задействована в данном циркуляционном кольце. Такое неравенство и является основным недостатком тупиковых СО.
Достоинствами СО с встречным перемещением теплоносителя являются:
- использование меньшего количества трубы, арматуры и пр.;
- возможность реализации в домах со сложными многоуровневыми СО.
Этот способ прокладки трубопровода прекрасно себя показал в СО с небольшим количеством радиаторов в каждой ветке и с разницей в протяженности не более 20 м.
Далее более подробно рассмотрим все достоинства и недостатки данных типов разводки.
ventilationpro.ru
Как работает отопление по двухконтурной схеме
Конструкция любой двухтрубной системы предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным магистралям. Упрощенно: входной патрубок батареи подключен к подающему коллектору, выходной – к обратному. По первому трубопроводу нагретая вода из котла раздается всем отопительным приборам, вторая магистраль 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.
Разновидности систем
В 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 отопление
Принцип работы системы с естественным движением теплоносителя базируется на явлении конвекции – горячая и менее плотная жидкость стремится подняться в верхнюю зону, вытесняемая более тяжелыми холодными слоями. Котел греет воду, которая становится легче и движется вверх по трубе 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 сосуда, в данном случае таковым выступает отопительная сеть.
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 наиболее 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.
Тупиковые ветви
Закрытая система данного типа смонтирована в подавляющем большинстве загородных коттеджей и нередко применяется в новых многоквартирных домах. Как устроена схема:
- Радиаторная сеть представляет собой одну или несколько тупиковых ветвей. Теплоноситель направляется к приборам отопления по одной магистрали, а возвращается по второй.
- Система работает с избыточным давлением 1—2.5 Бар, циркуляцию обеспечивает насос, установленный возле котла.
- Расширение воды компенсирует бак мембранного типа, расположенный в котельной. Точка врезки – на трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по течению жидкости).
- Сброс воздуха из сети происходит через краны Маевского на батареях и автоматический клапан, встроенный в группу безопасности отопительного агрегата. Там же находится манометр и предохранительный клапан.
- Популярный вариант разводки – нижняя горизонтальная, когда трубы проходят под радиаторами открытым способом.
Замечание. При необходимости тупиковые магистрали без проблем прокладываются закрытым способом — в бороздах стяжки пола, за потолками либо внутри стен.
Если необходимо распределить теплоноситель на 2 крыла двухэтажного здания, производится разделение на 4 отдельных ветви – плеча, сходящихся к общему стояку. Примечательно, что протяженность линий и тепловая нагрузка на плечи вовсе не должна быть одинаковой – количество батарей и трасса прокладки разрабатывается с учетом особенностей конкретного здания.
Ветви с разным числом радиаторов уравновешиваются путем балансировки – ограничения потока регулировочной арматурой. Вентили всегда ставятся на выходах батарей и при нужде – на плечо в целом. Как правильно сбалансировать контуры, читаем на другой странице нашего ресурса.
Кольцо Тихельмана
Общий принцип работы этой схемы идентичен тупиковой разводке, но способ раздачи и возврата теплоносителя отличается по 3 признакам:
- Каждый контур отопления замкнут в кольцо.
- Метод подключения батарей следующий: первый радиатор на подаче является последним для обратной линии. И наоборот, конечная батарея раздающей магистрали становится первой для обратки.
- Вода в обоих трубопроводах движется в одном направлении, отсюда техническое название системы – попутная.
Устройство петли Тихельмана предполагает горизонтальную нижнюю разводку – закрыто под полом либо открыто по стенам. Еще вариант: кольцо можно сделать под перекрытием, спрятав за натяжные потолки или в подвал, а трубные подводки вывести к обогревателям.
Особенность кольцевой «попутки» – почти идеальное гидравлическое равновесие. Заметьте: по дороге ко всем батареям и назад теплоноситель преодолевает одинаковое расстояние. Контур способен обеспечить требуемый расход воды на 10 и более радиаторов с минимальной балансировкой.
Автор видео хорошо поясняет работу системы, но проводит некорректное сравнение – правильно отбалансированные ветви раздают тепло не хуже «попутки».
Лучевой способ подключения
Этот наиболее прогрессивный тип двухтрубной системы водяного отопления включает следующие элементы:
- обогреватели – обычные батареи, внутрипольные конвекторы либо отдельные контуры теплых полов;
- 2 коллектора – подающий и обратный, снабженные расходомерами и термостатическими вентилями;
- индивидуальные двухтрубные подводки, проложенные от коллектора к обогревательным приборам по кратчайшему пути (под полом или потолком, в перекрытии).
Коллектор, установленный в удобном месте, получает и возвращает воду котлу по двум основным магистралям. С помощью вентилей производится настройка расхода теплоносителя на каждую батарею. Если на клапаны коллектора установить термоголовки RTL либо сервоприводы, появится возможность автоматической регулировки климата в любой комнате и здании в целом.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок
Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:
- Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать соответствующий котел и произвести обвязку без подключения к домовой электросети.
- Плечевая (тупиковая) система – достойная альтернатива «ленинградке» и прочим однотрубным разводкам. Главные достоинства – универсальность и простота, благодаря которой двухтрубная отопительная схема дома 100—200 м² без проблем монтируется своими руками.
- Основные козыри петли Тихельмана – гидравлическое равновесие и способность обеспечивать теплоносителем большое число радиаторов.
- Коллекторная разводка – лучшее решение для скрытой прокладки труб и полной автоматизации работы отопления.
Примечание. Последние 3 схемы легко скомбинировать с закрытыми контурами водяного напольного обогрева. Совмещать гравитационную радиаторную сеть с теплыми полами не всегда целесообразно – без электроэнергии принудительная циркуляция в греющих контурах невозможна.
Кратко выделим общие плюсы лучевой, попутной и тупиковой системы:
- небольшие сечения раздающих труб;
- гибкость с точки зрения прокладки, то есть, линии могут проходить по различным маршрутам – в полах, вдоль и внутри стен, под перекрытием;
- для монтажа подойдут различные пластиковые либо металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и гофрированная нержавейка;
- все разводки хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.
Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется в расширительный бак открытого типа.
Теперь о значимых недостатках:
- Схема с естественным движением воды громоздкая и дорогая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25…50 мм, монтируемые с большим уклоном, в идеале – стальные. Скрытая прокладка сильно затруднена – большинство элементов окажется на виду.
- В монтаже и эксплуатации тупиковых ветвей существенных минусов не обнаружено. Если плечи сильно отличаются по длине и числу батарей, равновесие восстанавливается путем глубокой балансировки.
- Магистрали кольцевой разводки Тихельмана всегда пересекают дверные проемы. Приходится делать обходные петли, где впоследствии может скапливаться воздух.
На плане дома видно, что попутная водяная система пересекает 2 дверных проема - Разводка лучевого типа требует финансовых затрат на оборудование – коллекторы с клапанами и ротаметрами плюс средства автоматизации. Альтернатива – сборка гребенки из полипропилена либо бронзовых тройников своими руками.
Дополнение. Для автоматического регулирования теплоотдачи батарей при самотеке понадобятся специальные радиаторные клапаны с увеличенным проходным сечением.
Какую схему лучше выбрать
Подбор разводки выполняется с учетом многих факторов – площади и этажности частного дома, выделяемого бюджета, наличия дополнительных систем, надежности электроснабжения и так далее. Дадим ряд общих рекомендаций по выбору:
- Если планируется собирать отопление самостоятельно, лучше остановиться на двухтрубной плечевой системе. Она прощает новичкам множество ошибок и будет работать, несмотря на допущенные огрехи.
- При высоких требованиях к интерьеру комнат возьмите за основу коллекторный тип разводки. Гребенку спрячете в стеновом шкафу, магистрали разведете под стяжкой. В двух– или трехэтажном особняке желательно установить несколько гребенок – по одной на этаж.
- Частые перебои с подачей электроэнергии не оставляют выбора – нужно собирать схему с естественным побуждением циркуляции.
- Система Тихельмана уместна в строениях большой площади и количеством обогревательных панелей. Монтировать петлю в малых зданиях нецелесообразно с финансовой точки зрения.
- Для небольшого дачного домика или бани отлично подойдет тупиковый вариант разводки с открытой прокладкой трубопроводов.
Совет. Отопление дачи на 2—4 маленьких комнаты можно организовать с помощью однотрубной горизонтальной системы с нижней разводки – «ленинградки».
Если коттедж планируется отапливать радиаторами, теплым полом и водяными калориферами, стоит взять на вооружение тупиковый либо коллекторный вариант разводки. Две указанные схемы легко комбинируются с другим отопительным оборудованием.
Как рассчитать диаметр труб
При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:
- чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
- подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
- в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
- если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.
Совет. Выше на примерах схем довольно точно проставлены диаметры магистралей и подводок. Указанную информацию можете использовать при разработке проекта отопления жилища.
Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно расчетам, проведенным толковыми инженерами. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:
- G – расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
- Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
- Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.
Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.
Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:
- S – площадь искомого сечения трубы, м²;
- V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
- ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.
Справка. Скорость движения теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом принимается из диапазона 0.3…0.7 м/с. При самотеке течение медленнее – 0.1…0.3 м/с.
Продолжение примера. Посчитанный расход 86 кг/ч обеспечивается принудительно, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / 3600 х 0.4 = 0.00018 м2. Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – 25 мм).
Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.
Заключительный вывод
Практика показывает, что тупиковая двухтрубная сеть подходит для обогрева большинства средних жилых домов. Техническое решение подкупает простотой и приемлемой стоимостью монтажных работ. Коллекторная и попутная система обойдется дороже – играет роль цена оборудования и протяженность линий. Взгляните на схему с петлей Тихельмана – распределяющие трубопроводы одинакового диаметра идут по всему периметру здания.
Отдельный разговор — схема с природным течением воды. В условиях частых перебоев с электроэнергией лучше не рисковать и не гнаться за красотой интерьеров, а смонтировать энергонезависимое отопление. Высокие первоначальные вложения компенсируются теплом и низким потреблением электричества.
otivent.com
Преимущества и недостатки
Начнем с недостатков:
- Главный минус двухтрубного принципа – это повышенный расход материалов. Однако этот недостаток нивелируется тем, что при такой схеме используются трубы меньшего диаметра. То же самое можно сказать о размерах фитингов. Меньше размеры – меньше затраты материалов, а значит, и цена.
- Другой недостаток подобной схемы отопления – увеличенные затраты труда. Это естественно, так как труб вдвое больше.
- Отсутствие возможности ремонта батарей без остановки всей системы. Исправить положение можно, если расчет двухтрубной системы отопления предусматривает наличие возле всех отопительных приборов шаровых кранов (как на подаче, так и на обратке). После перекрытия кранов можно провести ремонт батареи или полотенцесушителя.
К преимуществам двухтрубного отопления можно отнести следующие факты:
- На каждую батарею можно установить терморегулирующую головку, благодаря чему баланс в системе будет поддерживаться автоматически. При однотрубном устройстве реализовать управление на отдельных радиаторах сложно, так как понадобится байпас с трехходовым или игольчатым краном, что сделает систему значительно дороже и сложнее.
- В противоположность однотрубному устройству в двухтрубной системе во все отопительные элементы подается вода одинаковой температуры — непосредственно из котла. Интенсивность подачи воды регулируется термостатическими головками и кранами, поэтому проблемы с напором исключены.
- Небольшие потери давления и значительно более простая реализация отопления, основанного на самотеке. Если понадобятся насосы для принудительной циркуляции, можно использовать оборудование меньшей мощности, чем в случае с однотрубными системами.
Классификация оборудования
Двухтрубная система отопления частного дома может быть открытой или закрытой. Последняя предусматривает наличие мембранного расширительного бачка, который позволяет работать системе при высоком давлении.
Тепловым носителем может выступать не только вода, но и этиленгликолевые составы, способные работать при низких температурах (до 40 градусов ниже нуля). Составы на основе этиленгликоля называются антифризами.
Необходимо заметить, что правильная работа оборудования обеспечивается только при использовании специализированных составов, предназначенных конкретно для целей отопления. Автомобильные антифризы не подойдут. То же самое касается присадок и добавок: можно использовать только специально приспособленные для отопления.
Особенно важно соблюдать данную рекомендацию при эксплуатации дорогих моделей котлов, управление которыми осуществляется автоматикой. В случае поломки котла производители обычно снимают с себя ответственность и не выполняют гарантийный ремонт, если неисправность напрямую не вызвана тепловым носителем.
Системы закрытого типа отличаются наивысшим уровнем безопасности, поэтому большая часть котлов современного производства нацелена именно на такие схемы.
В открытых системах расширительный бачок монтируется на верхнем участке. К бачку присоединяют патрубок для вывода воздуха, а также трубу для слива лишней воды из системы. Из бачка можно отбирать горячую воду для бытовых потребностей, однако в таком случае желательно сделать снабжение воды автоматическим. Кроме того, вода, используемая для нужд жильцов, не должна содержать технических добавок и присадок.
Двухтрубная система вертикального и горизонтального типов
Существует два вида организации системы с двумя магистралями – вертикальный и горизонтальный. Вертикальное расположение труб обычно используется в многоквартирных зданиях. Для реализации системы необходимо множество труб, но при этом достигается возможность отводов в квартиры на каждом этаже. Основной плюс такой системы – естественная отдача воздуха, так как он устремляется кверху, где выводится с помощью расширительного бака или спускного вентиля.
Двухтрубная горизонтальная система отопления более распространена в одноэтажных и двухэтажных домах. Для удаления воздуха здесь используются краны Маевского.
Верхняя и нижняя разводка
Разводка подачи теплоносителя выполняется по одному из двух принципов: верхнему или нижнему. Если разводка верхняя, трубопровод располагается в подпотолочном пространстве, и трубы подачи спускаются вниз к батареям. Обратка же идет по полу. Плюс данного варианта в том, что он позволяет легко организовать естественную циркуляцию, так как из-за перепада высот и специально расположенной под углом трубы обеспечивается хорошая скорость движения теплоносителя.
Однако системы с нижней разводкой не слишком популярны из-за внешней непривлекательности бросающихся в глаза труб. Проблему можно исправить, если накрыть трубопровод подвесным или натяжным потолком.
Обратите внимание! Оба типа разводки используются в двухтрубных системах. Различия в схемах наглядно показаны на рисунке ниже.
Если разводка устроена по нижнему принципу, труба подачи располагается внизу, но чуть выше обратки. Причем трубы можно установить даже в подвале, полуподвале или встроить в пол. Такой способ разводки более эстетичен, а потому пользуется популярностью.
Однако при нижнем способе необходимо тщательно выбирать место для установки котла (если речь идет о естественной циркуляции теплоносителя), так как батареи должны располагаться выше котла. В случае же принудительной циркуляции положение оборудования относительно батарей значения не имеет.
Двухтрубная система отопления двухэтажного дома делится на два крыла. В обоих крыльях уровень температуры регулируется с помощью вентилей. Применяется нижняя разновидность разводки и принудительная циркуляция, поэтому котел крепится к стене.
Тупиковая и попутная системы
Система, в которой тепловой носитель двигается в разные стороны по трубам подачи и обратного хода, называется тупиковой. Другой вариант – система с попутным направлением теплоносителя (схема Тихельмана). Попутная схема легче поддается балансировке и настройке, в особенности, если речь идет о масштабных отопительных сетях.
В попутной системе с равным количеством радиаторных секций нет необходимости проводить балансировку. В тупиковой же схеме не обойтись без установки на всех радиаторах термоклапанов или игольчатых вентилей.
Причем следует заметить: даже если в попутной схеме имеются батареи с отличающимся количеством секций, установить баланс будет гораздо проще, чем в разветвленной системе тупикового типа.
Чтобы сбалансировать тупиковую схему, нужно крепко закрутить вентиль на первой батарее. Вполне может развиться ситуация, при которой вода полностью перестанет поступать в радиатор. Тогда нужно будет выбрать: какая из батарей будет исключена из отопительной схемы – первая или последняя.
Отопительная система с двумя крыльями
И все же, монтаж двухтрубной системы отопления чаще осуществляется по тупиковому принципу. Причина в том, что в попутных схемах обратная магистраль имеет большую протяженность и монтажные работы сложнее. К тому же при небольшом контуре отопления отдачу тепла от каждой батареи вполне можно сбалансировать.
В случае же с большим контуром, его можно разделить на пару крыльев. Однако следует помнить, для создания системы с двумя крыльями нужно исходить из технической допустимости ее построения. В обоих контурах нужно устанавливать вентили для регулирования мощности подачи теплового носителя. Без вентилей провести балансировку не получится.
Схема подключения батарей
В двухтрубном отоплении применяется один из трех вариантов подключения батарей: диагональный, односторонний или нижний. Оптимальным способом считается диагональное подключение. Так можно достичь максимальной отдачи тепла от отопительного оборудования (до 98% от номинала).
При всех различиях между разными типами подключения радиаторов все они применяются на практике, но с разными задачами. К примеру, подключение по нижнему принципу не отличается высокой производительностью, но это хороший вариант, если трубопровод нужно расположить под полом.
Замаскированную закладку труб можно использовать также в диагональной и односторонней схеме, однако в этих случаях на поверхности останутся значительные участки труб, которые можно спрятать разве что под отделкой стен.
Подключение радиаторов бокового типа используется при количестве секций, ограниченном 15 единицами – тепловые потери в этом случае практически отсутствуют. Если же секций больше 15, понадобится диагональное подключение, так как только такой способ обеспечит нормальную циркуляцию теплоносителя и отдачу тепла.
klivent.biz
Достоинства и недостатки
Востребованность двухконтурной отопительной системы объясняется наличием ряда весомых преимуществ. Прежде всего, она предпочтительней одноконтурной, поскольку в последней теплоноситель теряет заметную часть тепла еще до попадания в радиаторы. К тому же двухконтурная конструкция более универсальна и подходит для домов разной этажности.
Недостатком двухтрубной системы считается ее высокая цена. Однако многие ошибочно считают, что наличие 2 контуров предполагает использование двукратного количества труб, и стоимость такой системы вдвое больше, чем однотрубной. Дело в том, что для однотрубной конструкции необходимо брать трубы большого диаметра. Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Преимущество же двухтрубной в том, что для ее монтажа берут трубы меньшего диаметра, которые существенно дешевле. Соответственно и дополнительные элементы (сгоны, вентили и т. д.) тоже используются с меньшим диаметром, что также несколько удешевляет конструкцию.
Пример применения
Одним из мест, где двухтрубное отопление будет очень целесообразным, является гараж. Это рабочее помещение, потому здесь не требуется постоянное отопление. К тому же двухтрубная система отопления своими руками – это вполне реальная затея. Установка в гараже такой системы не является необходимым, однако будет абсолютно не лишним, поскольку в зимнее время работать здесь очень сложно: двигатель не заводится, масло застывает, да и просто работать руками некомфортно. Двухтрубная отопительная система обеспечивает вполне приемлемые условия для нахождения в помещении.
Разновидности двухтрубных систем для отопления
Есть несколько критериев, по которым можно классифицировать такие отопительные конструкции.
Открытые и закрытые
Закрытые системы предполагают использование расширительного бачка с мембраной. Они могут работать при повышенном давлении. Вместо обычной воды в закрытых системах можно использовать теплоносители на основе этиленгликоля, которые не замерзают при низких температурах (до 40 °C ниже нуля). Автомобилисты знают такие жидкости под названием «антифризы».
Открытая система характерна тем, что расширительный бачок необходимо устанавливать строго в самой верхней точке устройства. В нем нужно предусмотреть патрубок для воздуха и отводной трубопровод, по которому сливается лишняя вода из системы. Также через него можно брать теплую воду для хозяйственных нужд. Однако такое применение бачка требует наличия автоматической подпитки конструкции и исключает возможность использования добавок и присадок.
Горизонтальные и вертикальные
Эти виды отличаются расположением главного трубопровода. Он служит для соединения всех элементов конструкции. Как горизонтальная, так и вертикальная системы имеют собственные достоинства и недостатки. Однако обе они демонстрируют хорошую теплоотдачу и гидравлическую устойчивость.
Двухтрубная горизонтальная конструкция отопления встречается в одноэтажных зданиях, а вертикальная — в многоэтажках. Она более сложная и, соответственно, более дорогая. Здесь применяются вертикальные стояки, к которым подключаются элементы отопления на каждом этаже. Преимуществом вертикальных систем является то, что в них, как правило, не возникают воздушные пробки, поскольку воздух выходит по трубам вверх к расширительному бачку.
Системы с принудительной и естественной циркуляцией
Такие виды различаются тем, что, во-первых, присутствует электрический насос, который заставляет перемещаться теплоноситель, а во-вторых, циркуляция происходит сама по себе, подчиняясь физическим законам. Минус конструкций с насосом в том, что они зависят от наличия электроэнергии. Для небольших помещений особого смысла в принудительных системах нет, разве что нагреваться дом будет быстрее. При больших же площадях такие конструкции будут оправданными.
Чтобы правильно выбрать тип циркуляции, необходимо учитывать, какой тип разводки труб используется: верхний или нижний.
Система с верхней разводкой предполагает прокладку магистрального трубопровода под потолком здания. Это обеспечивает высокое давление теплоносителя, благодаря чему он хорошо проходит через радиаторы, а значит, использование насоса будет излишним. Такие устройства выглядят эстетичнее, трубы вверху можно скрыть декоративными элементами. Однако в эту систему нужно устанавливать мембранный бак, что влечет дополнительные затраты. Возможна установка и открытого бачка, но он должен быть в самой верхней точке системы, то есть на чердаке. В таком случае бачок необходимо утеплить.
Нижняя разводка предполагает монтаж трубопровода чуть ниже подоконника. В этом случае можно установить открытый расширительный бачок в любом месте помещения несколько выше трубы и радиаторов. Но без насоса в такой конструкции не обойтись. К тому же возникают трудности, если труба должна проходить мимо дверного проема. Тогда необходимо пускать ее по периметру двери либо делать 2 отдельных крыла в контуре конструкции.
Тупиковая и попутная
В тупиковой системе теплоноситель горячий и охлажденный идут в разных направлениях. В попутной системе, сконструированной по схеме (петле) «Тихельмана», оба потока идут в одном направлении. Различие этих видов в простоте балансировки. Если попутная при использовании радиаторов с равным количеством секций сама по себе уже является сбалансированной, то в тупиковой на каждый радиатор нужно установить термостатический клапан или игольчатый вентиль.
Если же в схеме «Тихельмана» используются радиаторы с неравным количеством секций, здесь тоже требуется установка клапанов или вентилей. Но даже в этом случае такая конструкция балансируется проще. Это особенно ощутимо в протяженных отопительных системах.
Подбор труб по диаметру
Выбор сечения труб нужно производить исходя из объема теплоносителя, который должен проходить за единицу времени. Он, в свою очередь, зависит от тепловой мощности, которая требуется для обогрева помещения.
В наших расчетах мы будем исходить из того, что размер тепловых потерь известен и имеется числовое значение теплоты, необходимой для обогрева.
Начинают расчеты с конечного, то есть самого дальнего радиатора системы. Чтобы вычислить расход теплоносителя для комнаты, понадобится формула:
G=3600×Q/(c×Δt), где:
- G − расход воды на обогрев помещения (кг/ч);
- Q − тепловая мощность, необходимая для обогрева (кВт);
- c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);
- Δt − разность температур между горячим и охлажденным теплоносителем, принимается равной 20 °C.
Например, известно, что тепловая мощность для обогрева помещения равняется 3 кВт. Тогда расход воды составит:
3600×3/(4,187×20)=129 кг/ч, то есть около 0,127 куб. м воды в час.
Чтобы водяное отопление было сбалансировано как можно точнее, необходимо определить сечение труб. Для этого используем формулу:
S=GV/(3600×v), где:
- S − площадь поперечного сечения трубы (м2);
- GV − объемный расход воды (м3/ч);
- v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.
Если в системе используется естественная циркуляция, то скорость движения будет минимальной − 0,3 м/с. Но в рассматриваемом примере возьмем среднее значение — 0,5 м/с. По указанной формуле рассчитаем площадь сечения, а исходя из нее − внутренний диаметр трубы. Он составит 0,1 м. Подбираем полипропиленовую трубу ближайшего большего диаметра. Это изделие с внутренним диаметром 15 мм.
Затем переходим к следующему помещению, рассчитываем расход теплоносителя для него, суммируем с расходом для рассчитанного помещения и определяем диаметр трубы. И так до самого котла.
Монтаж системы
При монтаже конструкции следует придерживаться определенных правил:
- любая двухтрубная система включает в себя 2 контура: верхний служит для подачи горячего теплоносителя к радиаторам, нижний − для отвода охлажденного;
- трубопровод должен иметь небольшой наклон в сторону конечного радиатора;
- трубы обоих контуров должны быть параллельными;
- центральный стояк необходимо утеплять для предотвращения тепловых потерь при подаче теплоносителя;
- в реверсивных двухтрубных системах необходимо предусмотреть несколько кранов, с помощью которых возможен слив воды из устройства. Это может понадобиться при ремонтных работах;
- при проектировании трубопровода нужно предусмотреть наименьшее возможное число углов;
- расширительный бачок должен устанавливаться в самом высоком месте системы;
- диаметры труб, кранов, сгонов, соединений должны совпадать;
- при монтаже трубопровода из тяжелых стальных труб для их поддержки нужно установить специальные крепежи. Максимальное расстояние между ними составляет 1,2 м.
Как сделать правильное подключение радиаторов отопления, которое позволит обеспечить максимально комфортные условия в квартире? Монтируя двухтрубные системы отопления, необходимо придерживаться такой последовательности:
- От отопительного котла отводится центральный стояк системы отопления.
- В самой высокой точке центральный стояк заканчивается расширительным бачком.
- От него по всему зданию разводятся трубы, которые подводят горячий теплоноситель к радиаторам.
- Для отвода охлажденного теплоносителя от радиаторов отопления при двухтрубной конструкции прокладывается параллельный подводящему трубопровод. Его необходимо подключить к нижней части отопительного котла.
- Для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя нужно предусмотреть электрический насос. Он может быть установлен в любой удобной точке. Чаще всего его монтируют недалеко от котла, возле точки входа или выхода.
Подключение радиатора отопления не такой уж сложный процесс, если подойти к этому вопросу скрупулезно.
vseprotruby.ru
Попутное и тупиковое движение теплоносителя. — Заметки юного инженера
В двухтрубных системах отопления часто используют попутное движение теплоносителя. Почему? В чем его преимущества? Чем тупиковая схема хуже? Для начала разберемся, “who is who”, так сказать. Итак, попутное движение теплоносителя – это такое движение теплоносителя, при котором вода в подающем и обратном трубопроводе течет в одном направлении (Рис.1). При встречном (тупиковом) все как раз наоборот (Рис.2) Рис.1 Схема двухтрубной системы отопления с попутным движением теплоносителя. Рис.2 Схема двухтрубной системы отопления с тупиковым движением теплоносителя.
Рассмотрим и ту, и другую схему с точки зрения гидравлики и балансировки, протяженности трубопроводов и монтажа. I. Гидравлика и балансировка. Под гидравликой я имею ввиду непосредственный расчет потерь давления в ветках/кольцах. Балансировка же – это увязка веток между собой, а именно мы стремимся к тому, чтобы во всех кольцах/ветках были одинаковые потери давления.
Все мы знаем, что при расчете потерь давления сети нам необходимо посчитать потери давления в основном циркуляционном кольце (самом нагруженном и протяженном) и в остальных кольцах, чтобы увязать их с основным циркуляционным кольцом.
Все просто: если в каком-то кольце потери давления меньше, чем в остальных, то вода будет стремиться именно в этот контур, следовательно, в других кольцах ее будет недостаточно. Это означает, что мы не получим требуемый расход теплоносителя в каждой ветке и соответственно необходимой теплоотдачи от отопительных приборов, в этом случае система считается разбалансированной. Гидравлика для попутного движения теплоносителя до удивления проста. Если у вас ветка из одинаковых по мощности и типоразмеру радиаторов (Рис.3), то потерю давления достаточно посчитать в контуре через любой радиатор, в остальных же контурах значение потерь давления такое же. Система, по умолчанию, является гидравлически увязанной, т.е. отбалансированной и не требует никаких радиаторных клапанов предварительной настройки.
Рис.3 Схема с попутным движением теплоносителя при одинаковой мощности приборов. Однако, если мощность отопительных приборов разная либо они имеют разный типоразмер (что влияет на значение местного сопротивления прибора), то придется считать потери через каждый контур и увязывать приборы между собой с помощью термостатических клапанов (Рис.4).
Рис.4 Схема с попутным движением теплоносителя при разной мощности приборов. При использовании встречной схемы движения теплоносителя, в любом случае, считаются потери давления через каждый контур и на каждый прибор ставится термостатический клапан. Но, можно сказать, что в случае установки термостатических клапанов на приборы при попутной схеме движения теплоносителя наиболее вероятно, что настройки клапана хватит для балансировки. Если же у нас тупиковая схема, то на первом приборе на ветке (Рис. 5) мы должны выставить максимальную настройку, т.е. максимально зажать сечение, и в случае, если система очень протяженная, настройки клапана может не хватить либо, если мы выставим максимальную настройку, сечение будет уменьшено настолько, что вода в отопительный прибор не потечет. Рис.5 Настройка клапана – схема с тупиковым движением теплоносителя.
По критерию «Гидравлика и балансировка» более предпочтительна схема с попутным движением теплоносителя. Однако, есть в такой схеме один «подводный камень». В данной схеме есть, так называемые, «точки равного давления». Если подводки к отопительному прибору будут присоединены к магистрали в данном месте, то вода в прибор не потечет. Что же это за точки? Предлагаю вам ознакомиться с рисунком 6. Рис.6 Точки «равного давления» — схема с попутным движением теплоносителя.
Из рисунка видно, что данные точки расположены посередине контура, но в случае более сложной разводки предсказать, где эти точки труднее. А физика здесь проста: В точке 1, находящейся на подающем трубопроводе, и точке 2 – на обратном, давление одинаковое и вследствии того, что разности давления между этими точками нет, вода через прибор не течет.
Совет : стараться избегать таких точек и подключать прибор дальше от них!!! ?
II. Протяженность трубопроводов и монтаж.
Зачастую попутная схема требует более протяженных трасс, но это не всегда так. Все зависит от помещения и расположения приборов. Что касается монтажа, то схему тупиковую монтировать проще хотя бы потому, что диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей не отличаются. По критерию «Протяженность трубопроводов и монтаж» более оптимальна тупиковая схема.
Для простоты и легкости сравнения приведенные факты о схемах движения теплоносителя представлены в сводной таблице 1.
Таблица 1. Сравнение схем движения теплоносителя попутной и тупиковой
|
Критерий |
Схема движения теплоносителя |
|
|
Попутная |
Тупиковая |
|
| I.Гидравлика и балансировка:— тепловая мощность/типоразмер отопительных приборов одинаковые | 1.Расчет потерь давления через один любой контур2.Система гидравлически увязана без использования доп. арматуры | 1. Расчет потерь давления через каждый контур
2. Необходимо увязать контура между собой с помощью настройки термостатических клапанов на каждом приборе |
| — тепловая мощность/типоразмер отопительных приборов разные | 1. Расчет потерь давления через каждый контур
2. Необходимо увязать контура между собой с помощью настройки термостатических клапанов на каждом приборе |
|
| II.Протяженность трубопроводов |
Длиннее |
Короче |
| III.Монтаж |
Труднее (диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей отличаются) |
Легче (диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей не отличаются) |
| IV.Наличие точек «равного давления» |
+ |
— |
Если у вас появились какие-то вопросы, что-то непонятно или есть какая-то еще информация по данной теме, не стесняйтесь и размещайте свои комментарии
Больше статей по отоплению вот в этой рубрике
Если тебе нравится данный проект и ты хочешь его поддержать, переходи по ссылке
comments powered by HyperComments
hvac-engineer.ru
Расчет системы отопления (Часть 4 — Подбираем тип схемы)
Правильно спланированная сеть трубопроводов является технически сложной задачей при проектировании системы отопления. Для того чтобы грамотно решить вопрос разводки труб необходимо заранее определить тип системы отопления.
Классификация
- Тип системы отопления по создаваемому перепаду:
- Гравитационная система отопления (с естественной циркуляцией);
- Насосная (механическая) система отопления с принудительной циркуляцией.
- Схема подводки теплоносителя к отопительным приборам:
- стандартная или тупиковая;
- попутная;
- лучевая или коллекторная.
- По способу подачи и отвода теплоносителя:
- однотрубная;
- двухтрубная.
- По способу монтажа трубопроводов:
- открытой прокладки;
- скрытого монтажа.
- По типу используемого материала трубопроводов и соединительных фитингов:
- Стальные трубопроводы;
- Трубопроводы из меди;
- Металлопластиковые трубы;
- Полипропиленовые трубопроводы;
Системы с естественной циркуляцией
Эти системы были распространены в недавнем прошлом, так как в то время на отопительном рынке отсутствовали современные материалы и высокоточное энергоэффективное оборудование. Принципом работы таких систем является движение теплоносителя от источника тепла (котла) к приборам отопления под воздействием естественных сил и из-за разности плотностей теплоносителя.
Главным достоинством таких систем является невысокая цена, долгий срок эксплуатации и энергонезависимость. Если в регионе строительства наиболее часты перебои с электроснабжением, то для защиты системы отопления от заморозки и для обеспечения стабильного отопления следует останавливать выбор на гравитационных системах. Гравитационные системы отопления являются саморегулирующими: при отсутствии потребности в тепле обратный теплоноситель имеет температуру и, следовательно, плотность, приближенную к подающему. Поэтому перепад становится меньше и циркуляция теплоносителя уменьшается.
К недостаткам таких систем относятся увеличенный диаметр трубопроводов, установка расширительного бака открытого типа в самой верхней точке системы (выделение для этого технического помещения), частое завоздушивание системы, невозможность регулировать теплоотдачу на радиаторах индивидуально и ограниченный радиус работы (по горизонтали не более 20-30 метров).
Принудительная (механическая) циркуляция
Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя всех этих недостатков лишены.
Диаметры трубопроводов гораздо меньше в силу того, что перепад в системе создает циркуляционный насос с необходимым перепадом давления. Трубопроводы могут использоваться практически из любых доступных материалов, а сфера их применения ограничивается только лишь температурным режимом системы и способом прокладки. Расширительные баки мембранного типа устанавливаются в любой точке системы (наиболее часто в котельной) и не требуют выделения специального помещения в доме. В силу того, что система отопления любой конфигурации при механической циркуляции легко поддается балансировке, то место установки котла и длину отопительных веток или колец можно выбирать без ограничений. От этого только будет зависеть мощность насосного оборудования.
Классификация по направлению движения теплоносителя
В зависимости от направления движения подающего и обратного теплоносителя относительно друг друга системы отопления проектируют трех наиболее распространенных схем: тупиковая, с попутным движением теплоносителя и коллекторная (лучевая).
Тупиковые схемы движения теплоносителя
В тупиковых (стандартных) системах отопления теплоносители движутся в противотоке, наиболее удаленная ветка радиаторов от котла имеет большее сопротивление, чем так которая находится ближе. Поэтому возможно возникновение ситуации, когда происходит неравномерный прогрев ближайших радиаторов. Для того чтобы этого избежать необходимо создать дополнительное сопротивление в более коротких циркуляционных кольцах, то есть установить балансировочную арматуру.
Попутные схемы движение теплоносителя
При попутном движении теплоносителя параллельно в подающей и обратной трубе системы отопления все циркуляционные кольца, то есть ветки с радиаторами, находятся в одинаковых условиях. То есть как трубопроводы, так и стояки или радиаторы гидравлически сбалансированы между собой. Однако такие системы наиболее металлоемки по сравнению со стандартными, а также требуют прокладки гораздо большей длины трубопроводов Это отражается, прежде всего, на стоимости системы и цене монтажных работ. Поэтому попутные схемы в жилищном строительстве применяются наиболее редко.
Коллекторные схемы отопления
Идеальным вариантом для коттеджного и жилищного строительства в целом является применение коллекторной схемы системы отопления.
Такая система представляет собой установленный на этаже или в котельной коллекторный шкаф, в котором кроме запорной и балансировочной арматуры устанавливаются коллектора с выходами либо на радиаторную ветку либо на каждый прибор отопления. Такая система также является гидравлически стабильной и легко поддающаяся регулировке отдельных самых удаленных веток или нагруженных по тепловой мощности. При планировании лучевой схемы системы отопления можно к каждому выходу коллектора подключать каждый радиатор в отдельности, а трубопроводы прокладывать скрытым способом. При этом отрезок трубопровода должен быть выполнен из цельного куска трубы.
Однотрубные или двухтрубные?
Однотрубные системы отопления получили свое распространение, прежде всего в многоэтажном строительстве, в старых центральных системах отопления, а также в системах с естественной циркуляцией. Несмотря на меньшую металлоемкость (длина трубопроводов) система сплошь и рядом состоит из недостатков:
- При последовательном движении теплоносителя первого радиатора к последующему происходит значительное падение температуры, поэтому поверхность теплоотдачи должна увеличиваться по мере удаленности от подачи горячей воды.
- Отсутствует возможность индивидуального регулирования теплоотдачи каждого радиатора.
- Наличие байпаса на радиаторах в целом усредняет температуру в стояке системы отопления, но также сохраняет невозможность регулирования.
Двухтрубные системы отопления являются самым распространенным вариантом и адаптируются практически под любую схему разводки трубопроводов по зданию (тупиковая, попутная или коллекторная). Подача тепла к радиаторам и отвод его осуществляется по разным трубопроводам. Система является более стабильной с гидравлической стороны и подлежит как качественному, так и количественному регулированию. См. раздел с классификацией систем отопления по направлению движения теплоносителя.
Способы монтажа
Трубопроводы систем отопления могут быть проложены открыто в помещении или замоноличены или скрыты в строительных конструкциях.
Открытым способом пользуются при прокладке трубопроводов неразветвленной сети отопления, в помещениях, где требования к дизайну минимальны. Как правило, этим способом укладываются стальные трубопроводы из-за их высокой предрасположенности к коррозии либо полимерные трубопроводы с разъемными соединениями.
Скрытый способ монтажа труб систем отопления является наиболее универсальным, так как современные материалы систем отопления позволяют широко применять на практике этот метод, а отсутствие видимой разводки труб, с точки зрения эстетичности, более привлекателен. Скрытым способом можно укладывать трубопроводы из металлопластика с пресс-соединениями (неразборными), полипропиленовые или медные. В случае укладки трубопроводов в конструкции стен или пола трубы обязательно должны быть заизолированы. Кроме основной задачи теплоизоляции снизить потери тепла это также позволит минимизировать агрессивное воздействие цементной и бетонной стяжки на верхнее полимерное покрытие труб, а также предотвратить механическое повреждение трубопроводов при застывании строительных смесей.
Материалы для трубопроводов
Современный рынок строительных материалов и разнообразие отопительной техники диктуют также новые решения в выборе материалов для систем отопления. От материала, из которых изготавливаются трубопроводы, зависит как длительность эксплуатации систем отопления, так и технические параметры приобретаемого оборудования (котлов, насосов, радиаторов).
Стальные трубопроводы систем отопления применяются достаточно давно в инженерных системах. Это вызвано тем, что на территории России приобрести такую трубу не составит никакого труда в самые короткие сроки, а цена систем из стальных труб является самой низкой. Стальные трубопроводы также устойчивы к высоким температурам, температурные деформации практически равны нулю, хорошо выносят гидравлические удары. Но при этом обладают низкой коррозионной устойчивостью, поэтому стальные трубы не рекомендуется укладывать в строительные конструкции, то есть нужно монтировать скрытым способом. Благодаря всем этим достоинствам и недостаткам сферой применения систем отопления из стальной трубы остается центральное теплоснабжение и многоэтажное бюджетное жилищное строительство.
Трубопроводы систем отопления из меди широко распространены в системах отопления премиум-класса, так как, не смотря на все достоинства меди, цена на такие трубопроводы является самой высокой среди аналогов. Медь обладает самой высокой прочностью и термостойкостью, выдерживает давления порядка 200-400 бар и высокую температуру до 300°С. Это позволяет использовать трубопроводы как в центральных системах отопления, где температура теплоносителя может быть порядка 150 °С, так и в технологических коммуникациях. Форма выпуска гибких медных трубопроводов небольших диаметров в бухтах позволяет выполнять достаточно быстрый и простой монтаж, укладывать трубы в строительные конструкции, предварительно заизолировав их. К недостаткам трубопроводов относятся подверженность трубопроводов к электрохимической коррозии и опасность разрушения от блуждающих токов. Поэтому использовать трубы системы отопления из меди в сочетании с алюминиевыми радиаторами категорически нельзя.
Металлопластиковые трубопроводы используются в независимых системах отопления, где температура теплоносителя не превышает 95 °С. Благодаря своему форм-фактору (труба поставляется гибкой в бухтах отрезками по 25 или 50 метров) такие трубопроводы удобно использовать как для напольного отопления, так и для скрытого монтажа. Благодаря низкой кислородопроницаемости металлопластик не подвержен коррозии. К недостаткам металлопластиковых труб можно отнести достаточно высокую стоимость соединительных фитингов.
Самым распространенным вариантом монтажа трубопроводов систем отопления является использование труб из полипропилена. Это самый недорогой материал, соединяемый между собой при помощи неразборных фитингов на пайке. Но следует помнить, что для высокотемпературных сред, в частности для систем отопления следует применять только полипропиленовые трубы с армируемым слоем. Такой вид труб выдерживает температуру не более 95 °С, имеет гладкую внутреннюю поверхность, а, следовательно, пониженное гидравлические сопротивление. К недостаткам полипропилена относят невысокую рабочую температуру, а также возможность деформации и разрушения химической структуры под воздействием солнечных лучей. Поэтому полипропиленовые трубопроводы, монтируемые открытым способом, должны быть покрыты слоем изоляции.
В рассматриваемом варианте жилого дома площадью 70 м2 в качестве примера систему отопления следует запроектировать с принудительной циркуляцией, из полипропиленовых трубопроводов и с установкой на каждом этаже распределительных коллекторов. Не смотря на то, что конструктивно напольные покрытия представляют собой уложенные деревянные лаги, трубопроводы системы отопления можно смонтировать скрытым способом, выполнив в лагах (сверху теплоизоляции) небольшие выпилы. В этих выемках можно уложить трубопроводы в дополнительной теплоизоляции, а к приборам отопления подсоединиться из пола.
comments powered by HyperComments
santech-info.ru
Варианты тупиковой системы отопления: схема и 2 разновидности
Тупиковая система отопления используется как в больших, так и маленьких домахСама по себе тупиковая магистраль – это двухтрубная система. Описание данной системы характеризуется движением теплоносителя от радиатора к котлу, создавая замкнутый контур. Такое отопление характерно для двухэтажного дома.
Содержание:
Тупиковая система отопления представляет собой двухтрубную схему. Однотрубная магистраль является замкнутой. Тупиковую систему выдает движение теплоносителя от радиатора и обратно. Такая схема предполагает направление жидкости по подающим трубам в одном направлении, пока не попадет в батарею. Там теплоноситель отдает тепло и движется в обратный трубопровод обратно в котел.
Тупиковые схемы могут быть и при однотрубной системе. Но такой вариант дорогостоящий и сложный в исполнении.
Чаще всего тупиковую схему применяют при принудительном движении теплоносителя, так как в этом случае используется меньший диаметр труб. Но все чаще встречаются системы с естественной циркуляцией жидкости и применением верхней разводки. Тупиковые системы считаются наиболее простые и экономичные в исполнении и использовании.
Перед монтажем тупиковой магистрали стоит выполнить ее чертеж
Виды двухтрубных систем:
Оценивая гидравлику, такие варианты считаются лучше тупиковой системы. Попутное движение теплоносителя подразумевает его направление в одну сторону после выхода из радиатора. Хорошая сбалансированность сети соблюдается благодаря соблюдению одинакового расстояния входного и обратного трубопровода.
Лучевую (коллекторную систему) проще всего использовать и регулировать. Но ее обустройство обойдется наиболее дорого. Но данный вариант может идеально вписаться в коттедж с большой площадью.
Виды тупиковой системы отопления: разновидности разводок
Тупиковые системы имеют две разновидности в зависимости от разводки. Каждая схема имеет определенные плюсы и минусы. Для составления полной картины следует ознакомиться с каждым видом.
Виды тупиковых систем:
- Горизонтальная;
- Вертикальная.
Горизонтальный вариант с нижней прокладкой труб применяется для больших домов с небольшим количеством отопительных приборов. От котла исходит сразу две ветки. Так одна из них предназначена для первого этажа, а вторая через вертикальный стояк снабжает теплом второй этаж. Для слаженной работы системы количество нагревателей на одну ветку не должно превышать 10 штук. При правильном выборе габаритов труб и использовании балансировочных вентилей эксплуатация системы не доставит проблем.
Аналогичная разводка используется и в доме на три этажа. В этом случае ветвей станет три. Одна будет горизонтальной, а две вторые будут располагаться на стояке. Но при сложной планировке или большом количестве батарей данный вариант не подходит. В этом случае лучше использовать вертикальную тупиковую разводку.
Особенностью вертикальной схемы считается применения только принудительной циркуляции теплоносителя с насосом. Самотеком система функционировать не будет.
Чтобы правильно выбрать разводку тупиковой системы отопления, стоит проконсультироваться с профессионалами
При вертикальной разводке к двум горизонтальным магистралям подключается вертикальные стояки, которые проходят по всем этажам. Чтобы не тянуть трубы по всей комнате стояки следует располагать двух над другом. При этом допускается небольшое смещение. К каждому стояку с одной сторону крепится не больше двух радиаторов. Большее количество нагревателей усложнит балансировку.
Способы выполнения тупиковой системы отопления: схема и разводка
Схема тупиковой системы может быть представлено верхней и нижней подачей теплоносителя. Верхняя разводка характерна для естественной циркуляции жидкости. Нижняя – возможна только при принудительном движении теплоносителя.
Первый вариант подразумевает небольшой уклон труб для передвижения жидкости. В верхней точке системы монтируется расширительный бак. Трубы в такой системе подключаются диагонально. При этом на каждый радиатор монтируется кран Маевского или любой другой воздухоотводчик. Нижняя разводка выполняется путем установки труб над поверхностью пола. Коммуникации монтируются одна на другую, подача выполняется сверху. Если котел одноконтурный, то расширительный бак и обратный клапан устанавливаются на небольшом расстоянии от входной трубы. При двухконтурных котлах насос и бачок размещаются внутри котла.
Одним из преимуществ тупиковой системы является возможность скрыть коммуникации в полу или с помощью специального короба.
Но нижняя разводка зависима от подачи электроэнергии. Данную проблему можно решить приобретением небольшого генератора. Подсоединение батарей при этом можно выполнять любым способом.
Кроме этого есть плечевая тупиковая система. Так обогрев проходит всей системы одновременно, но при этом каждое плечо может функционировать самостоятельно. На входе и выходе каждой батареи монтируются краны. Это помогает регулировать температуру в помещении.
Характеристика системы отопления попутка: плюсы и минусы
Попутная система отопления считается наиболее простой в выполнении. Так труба от котла направляется непосредственно в последний радиатор. Кроме этого монтируют обратную трубу. От самой первой батареи она движется к котлу. Размеры труб при этом остаются одинаковыми в общем счете.
При выборе системы отопления стоит учитывать площадь помещения
Плюсы попутной системы:
- Намного меньше работ по балансировке, чем при других системах;
- Помещение прогревается равномерно и тепло длительное время сохраняется в комнате;
- Максимальная отдача тепла при работе.
При тупиковой системе лучше всего нагреваются батареи, расположены ближе всего к котлу. Эту проблему нужно решать. Лучше всего смонтировать балансировочные краны, которые уменьшат количество протекающего теплоносителя.
Но даже установка дорогостоящего оборудования не позволит использовать радиаторы на полную мощность. Также потребуется приобрести специальный насос. Также можно оборудовать петлю Тихельмана, которая практически не имеет недостатков.
При выборе системы отопления отдельное внимание стоит уделить негативным моментам. Попутная система не лишена недостатков. Так нет возможности сэкономить на материалах. Система требует соблюдение одинакового диаметра труб.
Двухтрубная система отопления (видео)
Среди тупиковых систем выделяется попутка и лучевая. Каждый вариант обладает своими особенностями установки и использования. Такие системы характерны для двух или трех этажного дома с большой площадью.
teploclass.ru
Схемы системы отопления — самотечная, ленинградка, лучевая, попутная, тупиковая, видео
Чтобы отопление в Вашем доме приносило только тепло и уют, а не создавало дискомфорт и проблемы, необходимо правильно подобрать схему его монтажа. Схем системы отопления бывает несколько:
- самотечная;
- однотрубная система – «ленинградка»;
- коллекторная – лучевая;
- тупиковая;
- «попутка».
Самая распространённая и практичная – это «попутка» для больших домов или тупиковая схема для домов площадью до 200 м2.
Самотечная схема
Отопление с самотечной системой устанавливается только в одно- или в двухэтажных домах с чердаком, где можно разместить расширительный бак. В трёхэтажных домах её применять не рекомендуется из-за неудобств и сложности монтажа. Она обойдётся в 2-3 раза дороже, чем насосная.
«Ленинградка»
Однотрубная система — «ленинградка» устанавливается в больших производственных помещениях, в доме её устанавливать невыгодно и проблематично. При такой схеме разница температур теплоносителя в подаче и «обратке» составляет порядка 20ОС. Жидкость в системе отопления быстро остывает. Необходимо увеличивать размер радиаторов по ходу движения теплоносителя для компенсации потери тепла.
Лучевая схема
Коллекторная или лучевая схема состоит из коллектора, от которого во все комнаты отходят трубы к радиаторам. Плюсом этой схемы является отсутствие соединений в полу. Располагать коллектор лучше симметрично относительно радиаторов, в центре дома. В противном случае, нужно производить балансировку этой системы с помощью установки более мощного насоса и регулировки подачи теплоносителя в радиаторы. Ещё один минус – трубы нужно прокладывать поперёк помещений.
Попутная схема
В попутной схеме системы отопления сумма длин всех труб, подведённых к каждому радиатору, одинаковая:
∑ (Pn+On) = Const,
где Pn – длина подачи от котла до n-ого радиатора, On – длина обратки от котла до n-ого радиатора.
Нет необходимости искусственно увеличивать гидравлику системы. Минус в том, что трубопровод должен быть толще, нужно использовать фитинги большего диаметра, чем при коллекторной схеме системы отопления. Соответственно это приводит к удорожанию системы.
Тупиковая схема
Плечевая или тупиковая схема хороша, когда дом небольшой, площадью до 200 м2, и есть возможность сделать «плечи» одинаковой длины или с приблизительно одинаковой нагрузкой на радиаторы.
Преимущество тупиковой схемы и «попутки» – использование меньшего количества труб и возможность проложить трубы по периметру дома.
Откажитесь от «самотёка» и «ленинградки», так как эти схемы повлекут за собой дополнительные затраты. Используйте тупиковую или попутную схему системы отопления.
www.glav-dacha.ru