Двухтрубная система отопления частного дома

Гидравлический расчет: основные правила

Гидравлический расчет производится по составленной и проверенной схеме отопления, в которой учтены все встроенные элементы и приборы. Для того чтобы выполнить расчет двухтрубной отопительной системы применяют аксонометрические функции и уравнения.

За основной объект расчета, как правило, принимают самое нагруженное обогревательное трубопроводное кольцо и разбивают его на соответствующие участки.

В результате проведения процедуры высчитываются требуемое значение сечения отопительной трубы, необходимую площадь поверхности трубопровод и возможную потерю давления в системном контуре.

Подобный гидравлический расчет имеет множество разновидностей, однако, наиболее распространенные и рациональные следующие:

Проведение вычисления по показателю линейных удельных потерь давления, которые предполагают равносильные колебания температурного режима во всех элементах и приборах разводки.
Осуществление расчетов по значению проводимости и характеристикам сопротивления отопительной системы, которые также предполагают возможные перепады и изменения показателей термометра.

В конце проведения работы первого способа состоит в том, что в результате расчетов складывается четкая картина с реалистичным распределением показателей сопротивления в контуре системы отопления. Второго – точная информация о предстоящем расходе теплоносителя и значениях температурного режима во всех составляющих контура системы отопления.

Монтаж двухтрубной системы отопления дома

Монтаж двухтрубной системы

Монтаж системы отопления с двухтрубным видом сети производят с соблюдением следующих обязательных правил и технических стандартов:

Контур двухтрубной системы включает в себя две отопительные ветки: верхнюю с горячей водой и нижнюю с охлажденной.
Уклон трубопровода с естественной циркуляций теплоносителя в сторону последней батареи не должен составлять менее 1% от всей протяженности.

В том случае, если у отопительной системы два параллельно сооруженных крыла, то радиаторы в обязательном порядке устанавливают на одном уровне.

Составляя отопительную систему, необходимо позаботится о том, чтобы нижняя прокладка была симметричная и параллельная по отношению к верхней магистрали.
Для необходимых ремонтных работ и обслуживания все замыкающие узлы, насос, байпас и радиаторы требуется оснастить вентилями.
Ввиду необходимости исключения потери температурного режима теплоносителя по разводке подающий трубопровод надо утеплить специальными материалами.
У отопительных труб ни в коем случае не должно быть прямых узлов и возможных перехлестов, создающих воздушные застои и пробки.
В случае с верхним типом разводки распределительный бак требуется устанавливать в утепленном чердаке.
Размеры тройников, кранов и вентилей должны полностью соответствовать параметрам самих трубопроводов.
Для стандартного стального трубопровода крепление магистрали должно обеспечиваться через каждые 1.2 метров.

Способы подключения радиаторных батарей

По своей сути, монтирование отопительной системы заключается лишь в установке компенсаторного бачка, котла, батарей, радиаторов и трубопровода в соответствии с предпочтительной схемой разводки.

От теплогенератора отводится основной трубопровод, подающий теплоноситель в горячем режиме.
Подающий трубопровод должен соединяться с компенсаторным бачком со сливом
Обычно байпас с циркулярным насосом и вентилями монтируют максимально близко к начальной проектной точке (на выходе из помещения с установленной отопительной системой)
Из компенсаторного бачка выводится верхний трубопровод, от которого всем входящим радиаторам прокладываются трубы с теплоносителем.
Обратку проводят параллельно в отношении к магистрали, соединяют со всеми радиаторами и внедряют в нижнюю треть котла.

В результате всей процедуры должен получиться замкнутый контур отопительной системы, который будет поддерживать комфортный стабильный температурный режим в доме или квартире. Для того чтобы следить за расходами тепловой энергии и управлять ими необходимо вмонтировать термостаты, современные разновидности которых в автоматическом режиме включают или отключают газовую горелку по необходимости.

Другие полезные советы по монтажу вы можете узнать, посмотрев видео ниже:

https://youtube.com/watch?v=LyJLwabP9Zk

Хоть и сложную коммуникационную отопительную сеть запустить не так уж и просто, но вместе специализированным оборудованием и готовым планом со всеми просчитанными возможными нюансами, двухтрубную систему можно собрать и запустить в домашних условиях.

Устройство двухтрубной системы отопления

Схема устройства двухтрубной системы водяного отопления

В водяном отоплении трубопроводы являются одним из главных элементов, служат для подачи нагретого жидкого теплоносителя к приборам отопления и возврата отдавшей тепло воды к источнику теплоты. В случае автономного отопления источником тепла служит индивидуальный котел, в случае централизованного обогрева – магистральные трубопроводы.

Для обеспечения циркуляции теплоносителя между радиаторами и источником тепла в водяном отоплении используют 3 главные схемы:

Однотрубная;
Двухтрубная;
Коллекторная (лучевая).

Кроме того, эти схемы иногда комбинируют между собой. Недостатком однотрубной схемы является сложность управления и регулировки температуры в отдельных помещениях и на приборах отопления. Коллекторная система требует для монтажа наибольшее количество материала по сравнению с другими типами системы.

Двухтрубная схема является «золотой серединой», пользуется самой большой популярностью, особенно при сооружении автономных систем отопления. Популярность системы этого вида вызвана удобством регулирования, обусловленного гидравлическим содержанием схемы.

Базовый принцип устройства двухтрубной системы основан на параллельном подключении отопительных приборов к двум независимым трубопроводом. Один из них служит для подачи горячего теплоносителя в устройства нагрева (радиаторы, конвекторы, регистры и т.д.), второй – для возврата остывшего теплоносителя в котел – для нагрева.

Прямой и обратный трубопроводы выполняют роль коллекторов, давление воды по длине изменяется незначительно. Это позволяет поддерживать во всех точках системы отопления примерно одинаковое давление.

Равнозначное давление во всех приборах нагрева позволяет легко регулировать температуру на отдельных приборах, в помещениях. Установка терморегулирующей арматуры, термоголовок, датчиков температуры дает возможность полностью автоматизировать процесс регулирования температуры.

Поддержание одинаковых гидравлических характеристик также осуществляется изменением диаметра труб по протяженности – в тупиковых ветвях системы. Проходное сечение уменьшается постепенно от первого к последнему радиатору – такая конфигурация двухтрубной схемы называется тупиковой. Кроме нее существует еще одна разновидность схемы – попутная (или петля Тихельмана ).

Разновидности гравитационных схем

Существует четыре схемы монтажа контуров с гравитационной циркуляцией. Выбор определенной разновидности делают с учетом особенностей постройки и требуемой производительности. Для выбора схемы выполняют гидравлический расчет, оценивают параметры котла и определяют диаметр трубопровода.

Закрытая

Принцип работы контуров закрытого типа следующий:

Нагретый и расширившийся теплоноситель вытесняет воду из отопительного контура.
Вытесненная вода попадает в расширительный бак закрытого типа. Это емкость с эластичной мембранной перегородкой, разделяющей газовую и водяную камеры.
Поступившая под давлением жидкость продавливает мембрану и сжимает газ в воздушной камере. При остывании теплоносителя давление снижается, и газ выдавливает жидкость из емкости в трубопроводы.

Главный недостаток такой схемы в зависимости работы сети от объема расширительного бака. В доме большой площади с протяженным контуром придется устанавливать вместительную емкость.

Открытая

Если используется отопление самотеком, схема открытого типа отличается от предыдущей разновидности только конструкцией расширительного бака. В этом случае расширительную емкость можно изготовить самостоятельно из подходящих материалов. Бачок небольшого размера устанавливают на чердаке или высоко под потолком.

Главный минус открытого контура в том, что через расширительную емкость в сети попадает кислород, который способствует коррозии трубопроводов и радиаторов. Еще один недостаток в завоздушивании системы, поэтому на каждый прибор монтируют кран Маевского.

Двухтрубная

Двухтрубная схема системы отопления частного дома с естественной циркуляцией делается с использованием подающего и отводящего трубопровода, то есть все радиаторы подключаются к разводке параллельно, что способствует равномерному прогреву каждой комнаты и всего дома.

Преимущества двухтрубной разводки:

Тепло равномерно распределяется по всему строению.
Не нужно устанавливать дополнительные секции для регулировки теплоотдачи приборов.
Отрегулировать работу сети с двухтрубной разводкой намного проще.
Можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при использовании однотрубной разводки.
Эффективность и простота конструкции.

Главный недостаток в высокой материалоемкости системы. Перед монтажом нужно провести расчеты. От правильности их проведения и соблюдения технологии монтажа зависит эффективность отопительной сети.

Однотрубная

Однотрубная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией применяется редко, потому что не отличается эффективностью. В такой сети каждый отопительный прибор последовательно подключается к трубопроводу. Из-за этого в каждую последующую батарею поступает жидкость с меньшей температурой, чем в предыдущий. Для компенсации тепловых потерь приходится увеличивать количество секций в дальних радиаторах.

Преимущества однотрубной разводки:

Простота монтажа и использования. Не нужно проводить сложные расчеты для прокладки сети.
Экономия на материалах, потому что прокладывается только один трубопровод, к которому подключаются все приборы. Обратка поступает от последнего радиатора к котлу.

Главный недостаток однотрубной разводки в необходимости увеличения количества секций в дальних радиаторах, а также в неравномерном прогреве постройки. Удаленные от котла комнаты отапливаются хуже.

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 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.

Лучший способ спрятать трубы — заложить их под стяжку пола

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.

Чтобы запрятать трубные подводки, нужно прорезать борозды в стене 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 из трубопроводов 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.

Точный расчет двухтрубной системы отопления

Перед началом работ, необходимо составить схему отопления, определиться с материалом, сделать гидравлический расчет. Он необходим для вычисления падения напора на заднем участке либо для расчета диаметра трубы.

Расчет ведут с учетом следующих факторов:

Внутренняя поверхность труб и ее шероховатость;
Диаметр сечения;
Количество изгибов трубы;
Перепад давления между подачей и обраткой;
Количество радиаторов и их сечение;
Запорные элементы.

При проведении расчета, используют формулы и аксонометрическую таблицу. Можно воспользоваться специальной программой на ПО. За основной объект берут самое нагруженное кольцо или контур. В результате расчетов, оптимальная скорость движения должна составлять от 0,3 до 0,7 м/с.

После проведенных расчетов, приобретают трубы эффективного диаметра, необходимое количество радиаторов, котел, фитинги, сгоны, расширительный бак, насос для циркуляции, если существует такая необходимость.

Свойства принудительной и естественной циркуляции

Различают двухтрубные системы с естественной, а также принудительной циркуляцией рабочей жидкости. При естественной – теплоноситель расширяется от нагрева в котле, в сети создает давление и передвигается по контуру, понемногу охлаждаясь в имеющихся радиаторах. Такое отопление не нуждается в электричестве для полноценного функционирования. Для двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией важны правильное выполнение углов наклона коммуникаций при монтаже и точный подбор размеров труб.

Общая протяженность контура не должна быть больше 30 метров. Сети с естественной циркуляцией используются для котлов малой мощности и небольших домов. Коэффициент полезного действия такого способа обогрева помещения ниже, чем систем с принудительной циркуляцией.

Циркуляционный насос ускоряет движение теплоносителя по системе и способствует его равномерному распределению по всем приборам отопления (радиаторам)

Сеть с принудительной циркуляцией предполагает наличие циркуляционного насоса, монтируемого в трубу обратной ветви. Такая установка исключает его контакт с высокотемпературным теплоносителем и продлевает срок службы. Могут быть использованы несколько насосов или один экземпляр. Все зависит от размеров дома, количества и длины контуров разводки.

Система с принудительной циркуляцией характеризуется независимостью от температурных режимов теплоносителя, увеличением протяженности контуров, разнообразием схемных решений проектирования отопления, возможностью регулировки режимов работы и зависимостью от электроснабжения.

С верхней разводкой

Система отопления с верхней разводкой

Труба раздатки с горячим теплоносителем от котла вначале поднимается к потолку или на чердак и после укладывается по периметру здания. От нее для подключения радиаторов опускают вертикальные отводы через тройник. Обратка укладывается по уровню пола ниже радиаторов. От всех радиаторов к обратке идут отводы, подключаемые так же через тройники.

Большая разница между уровнем укладки раздачи и обратной линии способствует возникновению естественной циркуляции, на что и ориентирована в первую очередь двухтрубная схема подключения с верхней раздачей.

Принципы построения схемы с верхней разводкой, распределения труб и их монтаж определяется с двумя основными приоритетами:

снизить сопротивление контура отопления;
повысить циркуляцию теплоносителя под воздействием сил гравитации.

Двухтрубная схема разводки с верхней раздачей буде уместнее в случаях:

для отопления двух-трехэтажных частных домов;
при использовании открытого расширительного бака;
для косвенного обогрева отапливаемого чердака или мансарды;
при построении энергонезависимой системы отопления с естественной циркуляцией.

С естественной циркуляцией

Схема с естественной циркуляцией

Теплоноситель нагревается в котле, расширяется и становится легче, поднимается в самую верхнюю точку. В случае с двухтрубной схемой с верхней разводкой верхней точкой контура становится расширительный бак или первый поворот линии раздатки, идущей от верхней кромки теплообменника в котле отопления.

Движущая сила для циркуляции теплоносителя возникает вследствие сильного нагрева в котел и остывания в радиаторах, где тепло переходит воздуху в помещении. Получается, в одной точке нагретая вода стремится подняться вверх, а в другой опуститься вниз.

Трубы распределяются так, чтобы любым доступным способом способствовать естественной циркуляции. Раздатка от котла поднимается в самую высокую точку, где располагается за одно и расширительный бак открытого типа. От верхней точки труба обходит здание по периметру с обязательным уклоном в 2-3 градуса, чтобы однозначно задать направление движения теплоносителя.

От раздатки через тройники опускаются трубы к радиаторам отопления, расположенным под каждым окном. С холодного вывода радиаторов труба опускается к полу или в подвал, где через тройник подключается к линии обратного тока к котлу. Обратка укладывается с наклоном только уже от дальнего радиатора вниз к котлу, способствуя циркуляции.

Отличия двухтрубной системы отопления от однотрубной

Любая отопительная система представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Однако в отличие от однотрубной сети, где по одной и той же трубе вода поступает ко всем радиаторам поочередно, двухтрубная система предполагает разделение разводки на две линии — подающую и обратку.

Двухтрубная система отопления частного дома, в сравнении с однотрубной конфигурацией, имеет следующие преимущества:

Минимальные потери теплоносителя. В однотрубной системе выполняется поочередное подключение радиаторов к подающей линии, вследствие чего проходя сквозь батарею теплоноситель теряет температуру и в следующий радиатор поступает частично охлажденным. При двухтрубной конфигурации каждая из батарей соединена с подающей трубой отдельным отводом. Вы получаете возможность установить на каждый из радиаторов термостат, что позволит регулировать температуру в разных помещениях дома независимо друг от друга.
Низкие гидравлические потери. При обустройстве системы с принудительной циркуляцией (необходимо в зданиях большой площади) двухтрубная система требует установки менее производительного циркуляцонного насоса, что позволяет хорошо сэкономить.
Универсальность. Двухтрубная система отопления может быть использована в условиях многоквартирного, одно либо двухэтажного здания.
Ремонтопригодность. На каждом ответвлении подающего трубопровода можно установить запорную арматуру, что дает возможность отсечь подачу теплоносителя и выполнить ремонт поврежденных труб либо радиаторов без остановки всей системы.

Двухтрубная система отопления

Среди недостатков данной конфигурации отметим двукратное увеличение длины используемых труб, однако это не грозит кардинальным ростом финансовых затрат, поскольку диаметр применяемых труб и фитингов меньше, чем при обустройстве однотрубной системы.

Классификация двухтрубного отопления

Двухтрубная система отопления частного дома, в зависимости от пространственного расположения, классифицируется на вертикальную и горизонтальную. Более распространенной является горизонтальная конфигурация, которая предполагает подключение радиаторов на этаже здания к единому стояку, тогда как в вертикальных системах к стояку подключаются радиаторы разных этажей.

Применение вертикальных систем оправдано в условиях двухэтажного здания. Несмотря на то, что обустройство такой конфигурации обходится дороже ввиду необходимости использования большего количества труб, при вертикально расположенных стояках исключается возможность образования воздушных пробок внутри радиаторов, что повышает надежность системы в целом.

Вертикальная двухтрубная система

Также двухтрубная система отопления классифицируется по направлению движения теплоносителя, согласно которому она бывает прямоточной либо тупиковой. В тупиковых системах жидкость по трубам обратки и подачи циркулирует в разных направлениях, в прямоточных их движение совпадает.

В зависимости от способа транспортировки теплоносителя системы делятся на:

с естественной циркуляцией;
с принудительной циркуляцией.

Отопление с естественной циркуляцией может применяться в одноэтажных зданиях с площадью до 150 квадратов. В нем не предусмотрена установка дополнительных насосов — теплоноситель перемещается благодаря собственной плотности. Характерной особенностью систем с естественной циркуляцией является укладка труб под углом к горизонтальной плоскости. Их преимуществом является независимость от наличия электроснабжения, недостатком — отсутствие возможности регулировки скорости подачи воды.

В условиях двухэтажного здания двухтрубная система отопления всегда выполняется с принудительной циркуляцией. В плане КПД такая конфигурация более эффективна, поскольку вы получаете возможность регулировать расход и скорость движения теплоносителя с помощью циркуляционного насоса, который устанавливается на выходящей из котла трубе подачи. В отоплении с принудительной циркуляцией используются трубы сравнительно малых диаметров (до 20 мм), которые укладываются без уклона.

Виды двухтрубной системы отопления

Основные виды двухтрубной схемы отопления

Тупиковая схема двухтрубной системы является более популярной, чем петля Тихельмана. На ее сооружение обычно требуется меньшее количество материала.

Как сказано выше, основной принцип устройства тупиковой системы – постепенное снижение диаметров прямого и возвратного трубопроводов по длине ветки, от первого к последнему отопительному прибору.

Регулировка температуры осуществляется регулирующей арматурой. Стоит отметить, что при монтаже любого типа водяной системы отопления на каждый элемент нагрева следует устанавливать запорно-регулирующую арматуру. Это необходимо для отключения радиатора или иного нагревательного прибора для профилактики (промывки) или ремонта. При отключении любого прибора в двухтрубной сети система продолжает работать – это является весомым достоинством описываемой схемы.

Алгоритм регулировки заключается в следующем. На первом радиаторе регулирующая арматура закрывается максимально, оставляют небольшой проток теплоносителя. На каждом последующем приборе вентиль (или кран) приоткрывают немного больше. Такая ступенчатая регулировка позволяет выровнять давление по длине контура и настроить требуемые расходы теплоносителя (и соответственно – температуру).

Небольшим недостатком тупикового построения двухтрубной схемы является то, что при значительном открытии регулирующей арматуры на первом или втором радиаторе они могут заработать в режиме байпаса. Такая ситуация случается редко и вызвана обычно неверным выбором диаметров трубопроводов.

Более выгодной в гидравлическом плане является попутная схема, также известная под названием петли Тихельмана. Здесь прямой и обратный трубопроводы имеют одинаковый диаметр, подключаются к радиаторам с разных направлений. Это позволяет практически выровнять давление теплоносителя во всех приборах отопления без серьезной корректировки регулирующими устройствами – вентилями или кранами.

На монтаж линии по схеме Тихельмана требуется больше трубопровода, чем на сборку тупиковой ветви. Применение той или иной схемы обосновывается обычно строительными параметрами отапливаемого здания – размерами и взаимным расположением помещений.

Двухтрубная система позволяет монтировать на одну линию большее количество радиаторов, чем однотрубный аналог. Причем петля Тихельмана может качественно работать с большим числом элементов нагрева, чем тупиковая конфигурация за счет своего гидравлического строения.

Две основные разновидности двухтрубной системы – тупиковая и попутная – служат базовыми элементами. Общее же устройство всего комплекса отопления имеет следующие конструктивные решения:

Подключение веток системы к вертикальным стоякам при количестве этажей более 1;
Врезка веток системы в горизонтальные лежаки, размещаемые в нижней или верхней части здания;
Подключение тупиковых ветвей или попутных схем Тихельмана к распределительным коллекторам;
Сооружение двухтрубной системы с естественной циркуляцией.

Обязательным условием для подключения тупиковых или попутных веток к стоякам и лежакам является установка в месте присоединения балансировочных вентилей. Они необходимы для общей гидравлической настройки всей системы отопления.

Стоит отметить, что двухтрубная схема применяется в основном в системах закрытого типа с принудительной циркуляцией. Сооружение открытой системы с естественной циркуляцией чаще всего требует балансировки – установки запорно-регулирующей арматуры.

Схема двухтрубной системы с естественной циркуляцией теплоносителя

Для представленной схемы обязательным техническим решением будет установка крана и ограничение подачи в первый радиатор, иначе теплоноситель будет проходить по кратчайшему пути. При этом последующие радиаторы будут получать недостаточное количество тепла.

Установка крана или вентиля, имеющего определенное гидравлическое сопротивление, может внести дисбаланс в гравитационное движение теплоносителя. Поэтому лучшим решением для организации естественной циркуляции является однотрубная схема, выполняемая обычно в этом случае без байпасов.

Двухтрубная схема системы отопления – самая популярная конфигурация водяного радиаторного обогрева помещений. Благодаря своим достоинствам – маневренности, простоте балансировки, независимости приборов – она по праву занимает лидирующие позиции в проектных решениях комплексов отопления.

Выводы и рекомендации

Двухконтурная система подходит для большинства домов разной этажности и площади. Главное – правильно подобрать конструкцию и сделать расчеты. Тогда в комнатах будет тепло, а все элементы теплосистемы прослужат долго.

При покупке комплектующих не берите дешевые китайские модели

Иначе все отопление через пару лет придется переделывать.
Если в систему планируется заливать незамерзайку, при покупке радиаторов и комплектующих обращайте внимание на совместимость с такими растворами.
Нередко установить такую теплосистему легче, чем добиться ее стабильной работы. Поэтому, если не получилось отбалансировать все элементы самостоятельно, не бойтесь обращаться к специалистам.

Двухтрубная система отопления частного дома

Гидравлический расчет: основные правила

Монтаж двухтрубной системы отопления дома

Устройство двухтрубной системы отопления