Вторая (нижняя) система оптимальна, когда все трубы должны быть скрыты. В этом случае система отопления скрыта в полу или потолке двумя полипропиленовыми трубами, и в комнатах видны только радиаторы и отопительные приборы.
Двухтрубные системы водяного отопления и их разновидности
При планировании системы отопления для вашего дома необходимо учитывать расположение труб и подключение радиаторов. Наиболее распространенной является конструкция, в которой две трубы расположены по длине отапливаемых помещений. Установка двухтрубной системы отопления сложнее, но она имеет много преимуществ — о них мы и поговорим в этой статье. Мы также рассмотрим систему трубопроводов:
- Конструкционные особенности двухтрубных систем отопления;
- Их основные недостатки;
- Разновидности двухтрубных систем.
Наконец, мы поговорим о наиболее эффективных способах подключения радиаторов к системам отопления.
Особенности двухтрубных систем отопления
Двухтрубная система отопления является наиболее распространенным способом прокладки отопительных труб и подключения радиаторов. Используются две трубы — одна для подачи горячей воды, другая — для подачи к бойлеру. Это очень эффективная система, обеспечивающая равномерное распределение тепла по всем отапливаемым помещениям.
В отличие от двухтрубных систем, однотрубные системы отопления имеют некоторые недостатки:
Разница в функционировании однотрубных и двухтрубных систем отопления хорошо иллюстрируется этим рисунком.
- Более ограниченная длина контура;
- Неравномерное распределение тепла по обогреваемым помещениям – страдают самые последние комнаты;
- Трудно отапливать многоэтажные здания;
- Повышенное гидродинамическое сопротивление в системе отопления;
- Отсутствие раздельной регулировки температуры обогрева в разных комнатах;
- Трудности в ремонте – нельзя снять неисправную батарею без остановки всей системы.
Некоторые из вышеперечисленных проблем частично решены системой «Ленинградка», но даже это не является полным решением.
Однотрубные отопительные приборы пользуются спросом, в то время как двухтрубные явно в изобилии. Их устанавливают, например, в небольших домах с 2 или 3 комнатами — здесь можно немного сэкономить на трубах.
Двухтрубная система отопления имеет две параллельные трубы, к которым подключены радиаторы. Охлаждающая жидкость из подающей трубы поступает в радиаторы, а затем в обратную трубу. Несмотря на более высокие затраты и трудозатраты, конечная система более функциональна и проста в обслуживании.
Двухтрубные системы отопления часто используются для обогрева помещений и зданий различного назначения. К ним относятся одноэтажные отдельно стоящие дома и дачи, многоэтажные жилые дома, промышленные и административные здания. Другими словами, возможности применения многообразны.
Достоинства и недостатки двухтрубных систем отопления
Двухтрубное отопление отличается своей гибкостью. Он одинаково хорошо работает как в небольших зданиях, так и в высотных зданиях, включая многоэтажные жилые дома. Давайте рассмотрим основные преимущества двухтрубных систем:
При двухтрубном отоплении даже самые удаленные радиаторы в квартире могут обеспечить приемлемое теплоснабжение.
- Повышенная длина одной линии (контура) – это актуально при обогреве вытянутых в длину зданий, например, больничных или гостиничных корпусов;
- Равномерная подача тепла в помещения – в отличие от однотрубных систем, тепло будет даже в самых дальних от котла помещениях;
- Двухтрубное отопление позволяет без труда организовать раздельную регулировку температуры в отдельных комнатах и помещениях – для этого на каждую батарею ставятся терморегулирующие головки;
- Возможность демонтажа батарей и конвекторов без остановки всей отопительной системы – немаловажное преимущество, проявляющееся в крупных зданиях;
- Двухтрубное отопление как нельзя лучше подходит для обогрева зданий большой площади – для более равномерного распределения тепла применяются определенные схемы разводки труб и подключения отопительных приборов.
К сожалению, это не лишено недостатков:
- Большие затраты на приобретение оборудование – по сравнению с однотрубными системами отопления, двухтрубные требуют увеличенного количества труб;
- Сложность в монтаже – сказывается увеличение количества узлов и необходимость оптимального распределения теплоносителя по обогреваемым помещениям.
Однако преимущества значительно перевешивают вышеупомянутые недостатки.
Категории систем отопления и принцип работы
Отопление помещений было изобретено человечеством более 3000 лет назад. В ту далекую эпоху древние использовали систему труб, ведущих к котлам с горячей водой, для обогрева дворцов сильных мира сего в холодное время года. Сегодня система отопления является неотъемлемой частью современности и предлагает широкий спектр возможностей.
Существуют две основные категории систем трубного отопления: Однотрубные системы и двухтрубные системы.
Различия между системами заключаются в следующем: Однотрубная система работает по принципу замкнутого кольца. Вода циркулирует через котел, нагревает радиаторы, а затем возвращает холодную воду. Двухтрубный принцип отопления состоит из двух контуров, распределяющих тепло.
Тип устанавливаемой системы влияет на размер радиаторов и трубопроводов. Первый вариант чаще всего используется в небольших домах, в то время как второй вариант подходит для больших помещений, например, дачных домиков.
Плюсы и минусы 2-х-трубной системы
Преимущества этой системы отопления заключаются в следующем:
- Система более надежна и менее уязвима к разморозке;
- Параллельный принцип подключения, обеспечивающий большую теплопроизводительность;
- Возможность продления, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, что особенно удобно при расширении жилого помещения (пристройке жилых помещений);
- Возможность ручного регулирования температуры для каждого помещения.
К недостаткам можно отнести следующее:
- Более высокая стоимость;
- Монтаж происходит несколько сложнее;
- Потребуется большее количество расходного материала (труб).
Разновидности схем 2-х-трубной системы
Существует несколько вариантов 2-трубного отопления, каждый из которых имеет свои нюансы, которые необходимо учитывать при выборе.
Двухтрубная система с прямым возвратом
В двухтрубной системе прямого возврата общая длина трубы от насоса до каждого радиатора короче для радиаторов, расположенных ближе к насосу, и длиннее для радиаторов, расположенных дальше. По этой причине падение давления на ближайшем радиаторе может быть намного больше, чем на самом дальнем.
Это следует учитывать при проектировании системы. Преимущество системы с прямым возвратом заключается в том, что прокладка труб проще, чем в системе с возвратом.
Двухтрубная система с обратным возвратом (система Тичельмана)
В двухтрубной системе возврата общая длина трубы от насоса до каждого радиатора одинакова для всех радиаторов на одном этаже. Это обеспечивает благоприятное распределение воды.
Двухтрубная система с верхним трубопроводом
Распределительная труба находится в подвесном потолке, а воздушные каналы расположены в центральных точках. Этот тип системы часто используется в больших зданиях, поскольку ее относительно легко сбалансировать и отрегулировать. Система также легко расширяется.
Двухтрубная система с напольным трубопроводом
Эта система часто используется в домах и зданиях, где воздуховоды не могут быть установлены в доступном месте на крыше. Распределительные трубы расположены под полом. В многоэтажных зданиях на радиаторах необходимо устанавливать вентиляционные винты. Одноступенчатые циркуляционные насосы обычно используются для двухтрубных систем отопления в бытовых и коммерческих отопительных установках.
Преимущества и недостатки двухтрубной системы
Эта система отопления имеет множество преимуществ:
- одновременный нагрев радиаторов во всем здании;
- возможность подключить любое количество батарей и добавить дополнительные;
- отсутствие ограничений по длине отопительных контуров;
- хорошая стабильная работа;
- простая регулировка и балансировка.
Двухтрубная система также имеет недостатки:
- нужно больше материалов, чем для простого однотрубного варианта;
- сложный монтаж, требующий профессиональных навыков.
Виды двухтрубных систем отопления
Системы отопления этого типа различаются по своей конфигурации, наличию насоса и направлению входа и выхода теплоносителя. Такое разнообразие позволяет выбрать оптимальную конфигурацию для конкретного здания.
Открытая и закрытая двухтрубная система отопления частного дома
Эти два типа отопительных контуров отличаются конструкцией расширительного бака — емкости для сбора теплоносителя. При нагревании объем жидкости, циркулирующей по трубам, увеличивается, и образовавшиеся излишки оказываются в таком резервуаре. Когда жидкость остывает, она стекает обратно в трубы.
Эти системы отопления оснащены различными расширительными баками:
- В открытую двухтрубную систему устанавливается емкость, сообщающаяся с воздухом. Часто это пустая канистра.
- Закрытые отопительные контуры комплектуют герметичным расширительным баком, внутри которого находится воздушное пространство, отделенное эластичной мембраной. Излишки теплоносителя, образовавшиеся при нагревании, поступают в бачок, поджимают перегородку из резины или мягкого полимера и заполняют пространство, где находился воздух.
Открытые отопительные конструкции работают с водой, поскольку незамерзающая жидкость изменяется в постоянном контакте с воздухом. Поэтому этот вариант подходит только для дома, который постоянно отапливается в холодное время года. Закрытая система отопления работает с любым теплоносителем, ее можно установить в летнем доме, где зимой периодически прерывается подача тепла.
Схема двухтрубной системы отопления с принудительной и самотечной циркуляцией
Эти два варианта двухконтурного отопления отличаются механизмом работы:
- Самотечная (гравитационная) теплосистема функционирует за счет законов физики. Нагретая вода из котла поднимается вверх, а затем стекает вниз под действием силы тяжести. Для этого тепловые магистрали укладывают под небольшим наклоном – 1 см на погонный метр. Преимущество таких коммуникаций – энергонезависимость, дом можно протопить даже при отсутствии света.
- В принудительной схеме жидкость перегоняет насос. Теплоснабжающая конструкция работает стабильнее, но требует подключения электричества.
В небольших домах устанавливается самонесущая двухтрубная система отопления. В больших зданиях устанавливается принудительный контур с одной или несколькими водонасосными установками.
Попутная и встречная схемы теплоснабжения
Основное различие заключается в том, в каком направлении движется нагретая и охлажденная вода. Потоки могут быть в одном направлении (в одном направлении) или в разных направлениях (в противоположном направлении). Есть и другие важные различия в дизайне.
Противоположная система отопления состоит из нескольких ветвей (контуров), по которым проходит теплоноситель. Каждое ответвление ведет к тупиковой ветке, из которой тепловой поток возвращается наружу. По этой причине двухтрубную контурную систему отопления с нижней или верхней разводкой часто называют тупиковой системой отопления.
Эта система имеет много преимуществ:
- отопительные петли можно провести по комнатам любой формы и планировки, обогнуть с помощью труб вертикальные и горизонтальные препятствия;
- при желании сделать к дому пристройку достаточно доустановить «петли» в новые помещения;
- в теплокоммуникации легко встраиваются теплые полы, которые становятся еще одной веткой разводки.
Как разделить отопление на два контура
При монтаже системы отопления подающая линия прокладывается от котла, а обратная линия — к котельной системе для возврата охлажденного теплоносителя. Тип распределения выбирается в зависимости от конструктивных условий соответствующего здания.
Двухтрубная система отопления с верхней и нижней разводкой
Системы отопления с различными вариантами распределения устанавливаются в доме или дачной квартире:
- В контурах с верхней разводкой горячий теплоноситель доходит по трубопроводу до верхней точки теплосистемы. Оттуда горячая жидкость стекает в отопительные приборы, расположенные ниже. Удобная схема, в которой рационально используется гравитация.
- Двухтрубное отопление с нижней разводкой устроено иначе. Нагретый теплоноситель поднимается снизу вверх и сразу из горячего стояка распределяется по батареям. Остывшая жидкость уходит в обратный трубопровод и стекает в котел. Поднимать разогретую воду вертикальному трубопроводу и одновременно распределять ее по горизонтальным веткам достаточно сложно. Увеличивается риск образования воздушных пробок, поэтому на каждый радиатор в двухтрубной схеме отопления с нижней разводкой ставят воздухоотводчик.
Оба варианта широко распространены и популярны. На предпочтения влияет наличие или отсутствие свободного пространства для установки труб теплообмена в верхней и нижней частях дома.
Двухтрубная горизонтальная и вертикальная системы отопления
Эти системы отличаются направлением труб — в горизонтальных системах отопления контуры прокладываются вдоль пола, а в вертикальных системах контуры идут вертикально:
- Вертикальные или стояковые теплосистемы монтируют в домах с несколькими этажами. Через все комнаты, расположенные друг над другом, проходит по два стояка, по которым подается горячая вода и оттекает холодная. К трубам боковым подключением крепят радиаторы. Схема использовалась, когда помещения в домах были небольшими и отапливались одной батареей. Сейчас комнаты делают просторнее, и вертикальная конструкция встречается реже.
- В горизонтальной схеме к квартире или крылу здания прокладывается подающий и обратный стояк. От этих больших трубопроводов отходят отопительные ветви, прокладываемые вдоль комнат. Такая схема позволяет устанавливать в помещениях любое число отопительных приборов, поэтому сейчас она наиболее популярна.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок
Для простоты мы обобщили преимущества и недостатки всех вышеперечисленных систем в одном разделе. Сначала мы перечислим наиболее важные положительные аспекты:
- Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать энергонезависимый 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 системы можно легко комбинировать с системами напольного отопления. Сочетание сети гравитационных радиаторов с напольным отоплением не всегда целесообразно — без электричества принудительная циркуляция в отопительных контурах невозможна.
Давайте кратко остановимся на общих преимуществах лучистых, проточных и тупиковых систем:
- 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 2-трубные сети хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.
Еще одним преимуществом гравитационного распределения является простота наполнения и выпуска воздуха без клапанов и кранов (хотя это облегчает выпуск воздуха). Вода медленно протекает через штуцер в самой нижней точке, и воздух постепенно выталкивается из труб в открытый расширительный сосуд.
Теперь о больших 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.
- 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.
Какую схему лучше выбрать
При выборе распределительной системы учитывается множество факторов — площадь и количество этажей частного дома, имеющийся бюджет, наличие дополнительных систем, надежность электроснабжения и т.д. Мы даем несколько 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 естественной циркуляцией (самотек).
- 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 загородного дома с 2-4 небольшими комнатами можно организовать с помощью горизонтальной системы трубы с разводкой по полу — «ленинградки».
Если дом будет отапливаться радиаторами, теплым полом и водонагревателями, рекомендуется разводка с одной трубой или несколькими коллекторами. Эти два контура можно легко комбинировать с другими отопительными приборами.
Как рассчитать диаметр труб
Для объекта площадью до 200 м² при установке одной трубы или распределителя не нужно производить никаких расчетов. Размеры труб и ответвлений соответствуют 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. На приведенных схемах точно указаны диаметры труб и ответвлений. Вы можете использовать эту информацию при планировании системы отопления.
Гравитационно-циркуляционная система проектируется на основе инженерного расчета. Если вы хотите самостоятельно определить размеры труб, сначала рассчитайте отопительную нагрузку для каждого помещения с учетом вентиляции, а затем определите необходимый расход по формуле:
- G – массовый 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. Чтобы нагреть первый этаж до температуры +21°C, необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Поток тепла, проходящий через пол, должен обеспечить поступление 0,86 x 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной системы.
Зная часовой расход теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подающей трубы по формуле:
- S – площадь искомого сечения трубы, м²;
- V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
- ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.
Справка. Скорость потока теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом берется из диапазона 0,3…0,7 м/с. В гравитационных системах поток медленнее — 0,1…0,3 м/с.
Продолжение примера. Рассчитанный расход 258 кг/ч подается насосом, а скорость воды принимается равной 0,4 м/с. Площадь поперечного сечения подающей трубы составляет 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 м². Если перевести площадь поперечного сечения в диаметр по формуле для круглой площади, то получим 0,02 м — труба Ду20 (наружный Ø25 мм).
Обратите внимание, что мы пренебрегли разницей в плотности воды при разных температурах и использовали в формуле значение массового расхода. Ошибка не очень велика, она вполне приемлема для грубого расчета.
Монтаж своими руками
Если вы будете следовать простым правилам, то сможете установить 2-трубный отопительный прибор своими руками:
- Сверху укладывается контур, подающий нагретый теплоноситель от котла к радиатору. Снизу – для возврата отработанной жидкости обратно в котёл.
- Магистрали укладываются параллельно друг другу.
- Контур отопления должен иметь уклон в сторону от нагревательного элемента к крайней батарее.
- Для снижения теплопотерь центральный стояк обязательно утепляется.
- Для возможности проведения ремонта отдельных участков отопительной сети устанавливаются блокирующие вентили.
- Желательно минимизировать количество углов, снижающих скорость движения теплоносителя.
- Необходимо точно подбирать элементы контура под сечение применяемых труб.
- Каждые 1 – 1,2 м трубопровод должен поддерживаться системой крепежей (особенно при использовании металлических труб).
Установку следует выполнять в следующем порядке:
- К установленному нагревательному котлу подсоединяется центральный стояк.
- Центральный стояк соединяется с расширительным баком.
- От бачка идёт разветвление трубопровода с поэтапной установкой отопительных приборов.
- От нижней части котла начинается установка параллельной линии возврата отработанной жидкости.
- На входе или выходе из котла (реже) монтируется насос (при необходимости).
Как подключать радиаторы
Существует 3 варианта подключения радиаторов:
- Одностороннее (боковое). Теплоотдача около 95%. Рекомендуется при подключении радиаторов с числом секций до 15.
- Диагональное (перекрёстное). Теплоотдача порядка 100%. Применяется для батарей с числом секций 15 и более.
- Нижнее. Теплоотдача порядка 85%. Чаще всего используется при скрытой концепции укладки трубопровода.
ЧИТАТЬ: Какие металлические трубы лучше выбрать для отопления: Пошаговые инструкции и технология самостоятельной установки.
Как отбалансировать систему
Без балансировки радиаторы, наиболее удаленные от котла, будут нагреваться по остаточному принципу даже при максимальной работе котла.
- Метод 1. Электронным расходомером на основе расчётных данных.
Это наиболее правильный метод, но он не может быть выполнен без проекта и гидравлического расчета. Кроме того, вам понадобятся:
- регулировочная арматура на каждом стояке;
- балансировочный вентиль со штуцерами для подключения электроники;
- специальная аппаратура, подключаемая к регулировочной арматуре.
Электронное устройство для точного контроля температуры, которое подключается к соединениям клапана и измеряет фактический расход теплоносителя. Затем заданное значение регулируется путем вращения шпинделя.
Это очень важно. Теперь доступен специальный балансировочный клапан с расходомером. Это устройство позволяет сбалансировать систему аналогично методу, описанному выше.
Запуск системы
- Перед запуском выполняется визуальный контроль целостности и герметичности котла, радиаторов, труб и соединительных элементов, функционирование воздухоотводчиков и спускных клапанов. Также проверяется тяга и целостность дымохода. При необходимости осуществляется его очистка и ремонт.
- Закрытые контуры отопления требуют предварительной гидродинамической промывки, осуществляемой особым фильтрующим насосом.
- Для опрессовки закрытая система наполняется повышенным объёмом теплоносителя (порой, воздуха) через подпиточный узел, размещённый в самой низкой точке контура.
- В качестве теплоносителя используется специальный антифриз (лучше, пропиленгликоль, безопасный для здоровья человека) или обычная дистиллированная вода.
- Посредством кранов Маевского (патрубков или клапанов) спускается находящийся к магистрали воздух до тех пор, пока не потечёт жидкость.
- Запуск котла производится согласно рекомендациям производителя.
- По факту нагрева теплоносителя на котле открывается подпиточный кран, подающий жидкость в контур. Для проверки давления используются манометры котла. Показатель давления не должен превышать 3 атмосфер.
- Давление воздушной камеры расширительного бачка должно быть выше системного на 5 – 7%.
Это должно позволить системе отопления поддерживать заданную температуру без скачков давления.
Видео по монтажу
В следующем видеоролике подробно описывается монтаж двухтрубного контура.
Майкл, 42 года: Когда я закончил строительство дома, я использовал однотрубную систему. Но когда дом был закончен, я решил перейти на двухтрубную систему. Я не жалею об этом. В прошлом всегда было трудно нагревать готовые батареи. Мне приходилось включать бойлер на полную мощность, но даже это не всегда помогало. Теперь мой дом не только хорошо и равномерно отапливается, но и не требует больших затрат.
Владимир, 34 года, и Ольга, 32 года: Когда мы начали строить дом, мы решили установить двухконтурную систему отопления. У наших друзей в доме то же самое. И они довольны этим. Да, это немного дороже, но мы уже оплатили разницу. Мы также смогли извлечь все трубы и электроприборы из-под пола и устроить в подвале котельную.
На этом пока все. Следите за нами, если вы нашли эту статью полезной, и до скорой встречи!