Существует несколько способов водяного отопления помещения. Есть двухтрубная, однотрубная схема размещения и два типа подведения труб: нижнее и верхнее. Рассмотрим конструкцию с двумя трубами и разводкой внизу.
Характеристика
Наиболее распространенной является именно двухтрубная организация отопления, несмотря на некоторые достоинства однотрубных конструкций. Какой бы сложной ни была такая магистраль с двумя трубами (отдельно для подачи воды и ее возврата) большинство предпочитает именно ее.
Такие системы стоят в многоэтажных и многоквартирных домах.
Устройство
Элементы двухмагистрального отопления с нижней врезкой труб следующие:
- котел и насос;
- автовоздушник, термостатические и предохранительные клапаны, вентили;
- батареи и расширительный бак;
- фильтры, регулирующие устройства, датчики температуры и давления;
- можно применять байпасы, но необязательно.
Преимущества и недостатки
Рассматриваемая двухтрубная схема соединения при использовании обнаруживает много плюсов. Во-первых, равномерность распространения тепла по всей магистрали и индивидуальная подача теплоносителя в радиаторы.
Поэтому есть возможность регулировать отопительные приборы по отдельности: включать/выключать (нужно только перекрыть стояк), изменять напор.
В разных комнатах можно устанавливать разную температуру.
Во-вторых, такие системы не требуют отключения или слива всего теплоносителя при поломке одного отопительного прибора. В-третьих, систему можно устанавливать после возведения нижнего этажа и не ждать, пока будет готов весь дом. Кроме того, трубопровод имеет меньший диаметр, чем в системе с одной трубой.
Есть и некоторые недостатки:
- требуется больше материалов, чем для однотрубной магистрали;
- небольшое давление в подающем стояке создает необходимость часто спускать воздух, подключив дополнительные клапаны.
Сравнение с другими типами
В нижней врезке подающая магистраль прокладывается снизу, рядом с обраткой, потому теплоноситель направляется снизу вверх по стоякам подачи. Оба вида разводок могут быть сконструированы с одним или несколькими контурами, тупиковым и попутным течением воды в подающей трубе и обратке.
Системы естественной циркуляции с подводкой внизу применяются очень редко, так как они требуют большое количество стояков, а смысл такой врезки труб – свести их количество к минимуму. С учетом этого такие конструкции чаще всего имеют принудительную циркуляцию.
Крыша и этажи - значение
В верхнем подведении подающая магистраль – выше уровня радиатора. Ее монтируют на чердаке, в потолочном перекрытии. Нагретая вода поступает наверх, затем – через стояки подачи равномерно растекается по батареям. Радиаторы должны находиться выше обратки. Чтобы исключить скопление воздуха, монтируют компенсирующий бак в самой топовой точке (на чердаке). Потому она не подходит для домов с плоской крышей без чердака.
Разводка снизу имеет две трубы – подающую и отводящую, – батареи отопления должны быть выше их. Она очень удобна для удаления воздушных пробок кранами Маевского. Подающая магистраль находится в подвале, в цоколе, под полом. Подающий трубопровод должен находиться выше, чем обратка. Дополнительный уклон магистрали в сторону котла сводит к минимуму воздушные пробки.
Обе разводки наиболее эффективны при вертикальной конфигурации, когда батареи смонтированы на различных этажах или уровнях.
Принцип работы
Главной характеристикой двухтрубной системы является наличие индивидуальной магистрали подачи воды в каждый радиатор. В этой схеме каждая из батарей снабжена двумя отдельными трубами: подводящей воду и отводящей. К батареям теплоноситель течет снизу вверх. Остывшая вода возвращается по обратным стоякам в обратную магистраль, а по ней в котел.
В многоэтажном помещении уместно ставить именно двухтрубную конструкцию с вертикальным расположением магистрали и нижней разводкой. В этом случае разница температур между теплоносителем в подающей трубе и обратке создает сильное давление, увеличивающееся по мере повышения этажа. Давление помогает воде продвигаться по трубопроводу.
В рассматриваемом нижнем соединении труб котел должен находиться в углублении, так как батареи и отопительные приборы должны быть выше для обеспечения равномерной доставки воды к ним.
Воздух, который накапливается, удаляется кранами Маевского или спускниками, они монтируются на всех отопительных приборах. Применяют также автоматические сбросники, которые фиксируются на стояках или специальных воздухоотводных линиях.
Виды
Двухтрубная система отопления может быть следующих типов:
- горизонтальная и вертикальная;
- прямоточная - теплоноситель течет в одном направлении по обеим трубам;
- тупиковая - горячая и остывшая вода движется в разных направлениях;
- с циркуляцией принудительной или естественной: для первой нужен насос, для второй – уклон труб в сторону котла.
Горизонтальная схема может быть с тупиками, с попутным движением воды, с коллектором. Она подходит для одноэтажных зданий со значительной протяженностью, когда батареи целесообразно подсоединять к горизонтально расположенной магистральной трубе. Удобна такая система также для зданий без простенков, в панельно-каркасных домах, где стояки удобно размещать на лестничной клетке или коридоре.
По мнению специалистов, самой эффективной стала вертикальная схема с принудительным током воды. Для нее нужен насос, который располагают на обратке перед котлом. На ней же монтируют и расширительный бак. За счет насоса трубы могут быть меньше, чем в конструкции с естественным движением: вода с его помощью гарантировано будет двигаться по всей линии.
Все отопительные приборы подсоединяются к вертикально расположенному стояку. Это оптимальный вариант для многоэтажек. Каждый этаж соединяется с трубой стояка отдельно. Преимуществом является отсутствие воздушных пробок.
Монтаж
Условно можно выделить несколько этапов работ. Сначала определяется тип отопления. Если к дому подведен газ, то самым идеальным вариантом будет установка двух котлов: один – газовый, второй – запасной, твердотопливный или на электричестве.
Этапы
Вкратце монтаж состоит из таких пунктов:
- от котла выводится вверх труба подачи и соединяется с компенсаторным бачком;
- из бачка выводят трубу верхней магистрали, которая идет ко всем радиаторам;
- устанавливается байпас (если он предусмотрен) и насос;
- проводится обратная линия параллельно подающей, ее же соединяют с радиаторами и врезают в котел.
Для двухтрубной системы первым устанавливается котел, для чего создается мини-котельная. В большинстве случаев это подвал (в идеале - отдельное помещение). Основное требование – хорошая вентиляция. Котел должен иметь свободный доступ и располагаться на некотором отдалении от стен.
Пол и стены вокруг него облицовываются огнеупорным материалом, а дымоход выводится на улицу. При необходимости устанавливается насос для циркуляции, коллектор для распределения, регулирующие, измерительные приборы около котла.
Их монтируют в последнюю очередь. Они располагаются под окнами и фиксируются кронштейнами. Рекомендуемая высота от пола – 10–12 см, от стен – 2-5 см, от подоконников – 10 см. Впуск и выпуск батареи фиксируется запорными и регулирующими устройствами.
Желательно установить термодатчики - с их помощью можно отслеживать показатели температуры и регулировать их.
Если котел отопления газовый, то необходимо наличие соответствующей документации и присутствие представителя газового хозяйства при первом запуске.
Расширительный бак располагается на уровне или выше самой пиковой точки магистрали. Если есть автономная водоподача, то его можно интегрировать с расходным бачком. Уклон подающей и обратной труб должен быть не больше 10 см на 20 и более погонных метров.
Если трубопровод оказался у входной двери – уместно разделить его на два колена. Тогда разводка создается от места верхней точки системы. Нижняя магистраль двухтрубной конструкции должна находиться симметрично и параллельно верхней.
Все технологические узлы нужно оснастить кранами, а подающую трубу желательно утеплить. Распределительный бак также желательно разместить в утепленном помещении. При этом не должно быть прямых углов, резких переломов, которые создадут впоследствии сопротивление и воздушные пробки. Наконец, нельзя забывать про опоры для труб - они должны быть из стали и врезаться на каждые 1,2 метра.
Среди множества способов разводки тепловых магистралей по дому наиболее распространена система отопления двухтрубная. Она практична, надежна в работе и несложна в исполнении, особенно если применять современные материалы для монтажа радиаторов и магистралей. При желании рядовой пользователь сможет собрать такую систему отопления своими руками, не привлекая монтажников, чье выполнение зачастую не блещет качеством.
Общее представление и сфера применения
В отличие от однотрубной разводки 2-х трубная система отопления нацелена на подачу во все отопительные приборы теплоносителя одинаковой температуры. К радиаторам подводится 2 отдельных трубопровода, по одному горячий теплоноситель движется от котла к батареям, а по другому остывшая вода возвращается обратно. Схема двухтрубной системы отопления предусматривает, что подводки отопительных приборов подключены к обеим ветвям.
Как правило, перемещение воды в двухтрубных системах отопления осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Это позволяет сделать трубопроводную сеть любой сложности и разветвленности, чтобы обеспечить обогрев самых отдаленных помещений. Но при необходимости схема делается и самотечной, без применения насоса. Применяются трубы большого диаметра, прокладываемые открытым способом с уклоном не менее 10 мм на 1 м длины трубопровода. Двухтрубная система отопления частного дома отличается следующими преимуществами:
- надежностью в эксплуатации;
- эффективностью, обусловленной подачей в отопительные приборы воды с одинаковой температурой;
- универсальностью, дающей возможность прокладывать ветви теплоснабжения открытым и закрытым способом;
- удобством балансировки;
- возможностью автоматического регулирования термостатическими вентилями;
- относительной простотой ведения монтажных работ.
Благодаря универсальности схемы сфера, где возможно использование двухтрубного отопления, очень широка. Это гражданские здания любого назначения и этажности, а также производственные цеха и административные корпуса.
О способах прокладки труб
При организации обогрева частных домов чаще всего используется тупиковая схема двухтрубной системы отопления. Группа радиаторов присоединяется к 2 магистралям поочередно — от первого до последнего прибора.
Потребный расход воды в каждом радиаторе обеспечивается путем предварительной балансировки и автоматическим регулированием с помощью радиаторных вентилей с термоголовками.
Помимо тупиковой схемы, широко применяются и другие виды разводок:
- попутная (петля Тихельмана);
- коллекторная схема разводки.
При попутной разводке нет первых и последних радиаторов, эта горизонтальная двухтрубная система отопления представляет собой кольцо, питающее теплоносителем группу отопительных приборов.
Батарея, первая по счету на подающей магистрали, является последней на обратном трубопроводе. То есть теплоноситель на подаче и в обратке движется только вперед, а не навстречу друг другу (попутно). Благодаря тому, что вода в петле проходит одинаковое расстояние, двухтрубная горизонтальная система отопления с попутным движением изначально является гидравлически уравновешенной.
Сильная сторона коллекторной системы отопления с нижней разводкой заключается в двухтрубном подключении каждого отопительного прибора к одному распределительному узлу — коллектору. Такие используются в организации водяного напольного обогрева. Прокладка отдельных ветвей к каждой батарее осуществляется скрытым способом в стяжке либо под деревянным напольным покрытием. Регулирование и балансировка выполняется в одном месте — на коллекторе, оснащенном специальными вентилями и расходомерами (ротаметрами).
В соответствии с современными требованиями к дизайну интерьеров в домах чаще всего используется отопление с нижней разводкой, позволяющее прятать трубы в стены и полы либо вести их открыто над плинтусами. Двухтрубная система отопления с верхней разводкой, когда подающая магистраль располагается под потолком либо на чердаке, востребована при организации самотечных сетей. Тогда нагретый теплоноситель поднимается под потолок прямо от котла, а затем по горизонтальной трубе расходится по батареям.
По рабочему давлению в сети схемы делятся на 2 вида:
- Открытые. В верхней точке системы установлен расширительный бак, сообщающийся с атмосферой. Давление в этой точке нулевое, а возле котла равно высоте водного столба от верха до низа отопительной сети.
- Системы отопления закрытого типа. Здесь теплоносителю придается избыточное давление в размере 1-1,2 Бар, а контакта с атмосферой нет. Закрытый расширительный бачок мембранного типа располагается в нижней точке, рядом с источником тепла.
Разводки двухтрубных систем бывают горизонтальными и вертикальными. При вертикальной схеме обе магистрали превращаются в стояки, принизывающие межэтажные перекрытия в местах установки отопительных приборов. Характерно, что теплоноситель к стоякам все равно подается горизонтальными коллекторами, проложенными в нижней либо верхней части дома.
Правила выбора
Касательно выбора подходящей системы отопления существует несколько общих рекомендаций:
- при ненадежном электроснабжении дома, когда циркуляционный насос часто отключается, нет альтернативы двухтрубной тупиковой схеме с верхней разводкой;
- в зданиях малой площади (до 100 м ²) будет уместна тупиковая или попутная двухтрубная система отопления с нижней разводкой;
- монтаж вертикальных стояков делают в многоэтажных зданиях, где планировки каждого этажа повторяются и радиаторы стоят в одних и тех же местах;
- в коттеджах и деревянных домах большой площади с высокими требованиями к интерьеру принято устраивать коллекторную систему с прокладкой ветвей под полами.
Все возможные варианты предусмотреть невозможно, их слишком много. Чтобы выбрать оптимальный, домовладельцу рекомендуется изобразить схему расстановки батарей, запитать их на бумаге различными способами, а затем выполнить расчет стоимости материалов.
Прежде чем взяться за монтаж двухтрубной системы отопления, необходимо подобрать трубы подходящего диаметра.
Для тупиковой сети небольшого дома, где планируется принудительная циркуляция теплоносителя, это сделать несложно: на магистрали принимается труба диаметром 20 мм, для подводок к радиаторам — 16 мм. В двухэтажном доме площадью до 150 м ² требуемый расход обеспечат трубы диаметром 25 мм, подводки остаются такими же.
При коллекторной схеме подводки выполняются трубами 16 мм, а прокладка магистралей к коллектору выполняется из трубопроводов 25-32 мм в зависимости от площади этажей. В остальных случаях за расчетом рекомендуется обращаться к специалистам по проектированию, они помогут выбрать оптимальную схему и размеры всех ветвей.
Для монтажа отопления дома своими руками следует подобрать трубы из подходящего материала из перечня:
- Металлопластиковые трубопроводы. При сборке на компрессионных фитингах не требуется специальных инструментов, только ключи. Более надежные прессовые соединения выполняются клещами.
- Сшитый полиэтилен. Данный материал тоже соединяется компрессионными и прессовыми фитингами, а трубы Rehau — методом расширения и натяга фиксирующего кольца.
- Полипропилен. Наиболее дешевый вариант, но требующий некоторых навыков сварки стыков и наличия сварочного аппарата.
- Гофрированная нержавеющая труба стыкуется зажимными фитингами.
Трубопроводы из стали и меди не рассматриваются, поскольку сделать из них отопление под силу не каждому, здесь требуется умение и опыт. Сборка системы производится начиная от котла с последующим присоединением радиаторов и запорной арматуры.
По окончании сеть проверяется на герметичность с помощью опрессовочного насоса.
Самой популярной, несмотря на наличие инновационных технологий, остается «классическая» система отопления. То есть с нагревом воды (или какого-то иного жидкого теплоносителя) в котельной и ее дальнейшим переносом по системе проложенных трубопроводов по помещениям для осуществления теплообмена. Тип генератора тепла может быть разным (газовый котел , электрический, твердо — или жидкотопливный, или даже печь с водяным контуром), но общий принцип работы при этом остается тем же.
Она отличается достаточно высокой эффективностью, способностью создавать наиболее комфортный микроклимат, несложна и понятна в эксплуатации, и при правильном проектировании и монтаже – очень хорошо поддается регулировкам.
Но при всей внешней схожести применяемых водяных систем , они могут довольно существенно различаться конструкционно, использовать различные принципы транспортировки теплоносителя по радиаторам, установленным в помещениях. Предмет нашего сегодняшнего рассмотрения – двухтрубная система отопления частного дома, которую, при имеющихся недостатках, все же можно считать оптимальным вариантом.
Если обрисовать принцип работы любой «водяной» системы отопления, так сказать, в двух словах, то он заключается в следующем.
- В котле за счет того или иного внешнего источника энергии производится разогрев воды или другого теплоносителя до определённого уровня температуры.
- Любая система представляет собой замкнутый контур труб, по которым теплоноситель и передается на приборы теплообмена (радиаторы или конвекторы), и возвращается обратно в котельную. Таким образом, вода отдает тепло в помещения, постепенно остывая при этом.
- Остывший теплоноситель поступает вновь в котельную, разогревается – и так цикл повторяется дальше и дальше, пока работает котел . В хорошо отлаженной автономной системе, кстати, котёл осуществляет нагрев далеко не постоянно – при достижении требуемого уровня обогрева в помещениях его работа приостанавливается автоматикой, и обратное включение произойдет при падении температуры до какого-то заранее установленного порога.
Этот принцип функционирования един для всех подобных систем. Замкнутость общего контура обеспечивает постоянную циркуляцию воды и передачу тепла. Но вот сам замкнутый контур может быть организован по-разному, в чем и кроется главное отличие систем.
Проще всего, конечно, связать подающий и обратный патрубок котла (или коллектора, если речь идет о каком-то выделенном участке системы) одной трубой, на которой расположить все необходимые радиаторы отопления, словно «нанизав» их на этот замкнутый петлей контур. Именно так (в той или иной вариации) устроена однотрубная система.
Действительно, очень просто, но давайте взглянем на схему – и совершенно очевидным покажется главный ее недостаток.
Даже незнакомому с законами тепло техники читателю совершенно должно быть понятно, что теплоноситель, последовательно переходящий от одного теплообменного прибора к очередному - значительно теряет в температуре. Это и понятно: что для предыдущего радиатора является «обраткой», для последующего уже становится подачей. В масштабах даже не самой большой системы отопления эта разница становится очень существенной. То есть по мере удаления от котельной нагрев батарей все меньше и меньше.
В таком примитивном виде, как показано выше, однотрубная система, конечно, практически не применяется – это было бы совсем уже бездарное исполнение. Чаще используют более совершенные схемы, позволяющие все же каким-то образом регулировать их работу.
Примером может служить популярная однотрубная система, известная под характерным названием «ленинградка». И хотя в ней перепады температур на батареях уже не столь выражены, полностью избавиться от него не получается – все равно в трубу подачи идет постоянный подмес остывшего теплоносителя на каждом из радиаторов.
Система отопления «ленинградка» - достоинства и недостатки
Подобная схема организации контуров завоевала широкую популярность за экономичность в плане расхода материалов, простоту монтажных работ. Что из себя представляет , по каким принципам создается и отлаживается – читайте в специальной публикации нашего портала.
Существует, безусловно, немало способов свести к минимуму это негативное явление. Так, например , по мере удаления от котельной постепенно увеличивают количество секций радиаторов, устанавливают специальные термостатические устройства, варьируют диаметры труб на разных участках контура. Тем не менее , полностью избавиться от «температурного градиента» от радиатора к радиатору – невозможно. Все равно зависимость последующих отопительных приборов от предыдущих прослеживается.
Вот поэтому-то двухтрубная система отопления и становится оптимальным решением. В ней подобное явление исключается.
Каждый прибор теплообмена в обязательно порядке связан с двумя трубами – по одной подается горячий теплоноситель, поступающий из котельной, по другой отводится остывший, «поделившийся» своим теплом с воздухом в помещении.
Обратите внимание – нигде на всем протяжении трубы подачи к ней не производится подмеса остывшего теплоносителя. То есть можно говорить о том, что на входе в любой из радиаторов сохраняется «температурный паритет». Если разница и есть, то она связана лишь с тем, что возможны незначительные потери температуры за счет теплоотдачи от самого тела трубы. Но этот момент существенным считать нельзя, тем более что трубы при скрытой их проводке очень часто заключаются в термоизоляцию.
Одним словом, труба подачи превращается в своеобразный коллектор, от которого уже идет раздача на приборы теплообмена. А вторая труба-коллектор отвечает за сбор и транспортировку в котельную остывшего теплоносителя. И никакой значимой зависимости функционирования любого из отдельно взятых радиаторов от работы других – не прослеживается.
Какие преимущества характерны для такой системы?
- Прежде всего, равномерное распределение температуры на входах в радиаторы позволяет очень гибко управлять системой отопления в целом. Для каждой из батарей может быть выбран свой тепловой режим работы, например, установкой термостатических регуляторов – в зависимости от типа отапливаемого помещения и его реальной потребности в притоке тепла. Это никак не сказывается на работе других участков общего контура.
- В отличие от однотрубной системы, отмечаются минимальные потери давления в контуре. Этим достигается упрощение балансировки всех участков контура, появляется возможность использования не столь мощного, то есть менее дорогостоящего и более экономичного циркуляционного насоса.
- Нет никаких ограничений ни по длине контуров (в разумных пределах, естественно), ни по этажности здания, ни по сложности разводок. То есть систему можно вписать в частный дом любой планировки и площади.
- Любой из радиаторов при необходимости вывести из эксплуатации - отключить, если нет необходимости обогрева конкретного помещения, или даже демонтировать для проведения тех или иных профилактических или ремонтных работ. На общей работоспособности системы это никак не сказывается.
Как видно, уже перечисленных выше достоинств вполне достаточно, чтобы понять все выгоды установки именно двухтрубной системы отопления. Но, возможно, у нее есть серьезные недостатки ?
- Да, конечно, и к таковым в первую очередь можно отнести более высокую стоимость первоначальных вложений. Причина банальна, и кроется уже в самом названии – труб для такой системы потребуется гораздо больше.
- Второй недостаток неразрывно связан с первым - раз больше труб, значит, масштабнее и сложнее монтажные работы в период создания системы.
Правда, и здесь можно сделать оговорку. Дело в том, что специфика двухтрубной системы отопления нередко позволяет обойтись трубами небольшого диаметра. Так что суммарные затраты, по сравнению с однотрубной разводкой с такими же показателями тепловой отдачи, могут различаться все же не столь пугающе. И это – с получением целого комплекта явных преимуществ!
Еще одним недостатком можно считать более значительный объем теплоносителя, циркулирующего по трубам. Это, конечно, не имеет существенного значения, если в этом качестве применяется обычная вода. Но в том случае, когда систему предполагается заполнять специальным теплоносителем-антифризом, разница может почувствоваться. Впрочем, тоже не настоль существенно, чтобы из-за этого пренебрегать достоинствами двухтрубной системы.
Какими бывают двухтрубные системы отопления?
Принцип подачи теплоносителя к радиаторам и его отвода по двум разным трубам – он общий для всего разнообразия подобных систем. А вот по иным параметрам они могут довольно серьезно различаться.
Системы открытого и закрытого типа
Как уже говорилось выше, любая система является замкнутым контуром. Но обязательным условием ее нормального функционирования является наличие расширительного бака. Объясняется это просто – любая жидкость при нагревании увеличивается в объеме . Стало быть, необходима какая-то емкость , способная «принять в себя» эти колебания объема .
Расширительный бачок имеется во всех системах. И разница в том, является ли он отрытым, сообщающимся с атмосферой, или герметичным.
Система открытого типа
Системы отопления открытого типа когда-то «властвовали единолично» - других доступных вариантов для собственника дома попросту не предлагалось. Да и в наши дни, даже при возможности иных решений, они все еще остаются весьма популярными.
Главная особенность таких систем – это наличие емкости , установленной в самой высокой точке трубной разводки. Обязательное условие – в баке поддерживается обычное атмосферное давление, то есть он не закрывается герметично.
Пройдемся по основным элементам системы:
1 – котел обеспечивающий нагрев циркулирующего по конурам теплоносителя.
2 – стояк (труба) подачи.
3 – открытый расширительный бак.
4 – приборы теплообмена, установленные в помещениях (радиаторы или конвекторы).
5 – магистраль «обратки».
6 – насос с соответствующей обвязкой, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по контуру.
Что же такое открытый расширительный бак? Следует правильно понимать - из названия вовсе не следует, что он действительно полностью открытый, то есть не оснащён какой-либо крышкой. Безусловно, чтобы защитить емкость от попадания пыли или мусора, и чтобы хоть в какой-то мере снизить эффект испарения жидкости, как правило, крышка на нем предусматривается. Но она никак не ограничивает прямой контакт его объема с атмосферой, то есть негерметична.
Расширительный бак открытого типа может быть приобретён в готовом виде, но очень часто домашние мастера изготавливают его и самостоятельно. Для этого может использоваться любая емкость необходимой вместительности (желательно – из материала, стойкого к коррозии).
В нижней части бака имеется патрубок для подключения его к контуру отопления. Могут быть (необязательно) предусмотрены патрубки для подключения к системе подпитки и к трубе перелива – если объём расширившейся воды выходит за установленные пределы, излишек сбрасывается в дренаж.
Определяющим же условием является расположение бака в самой высокой точке системы. Это объясняется двумя обстоятельствами:
Негерметичный бак установить ниже попросту невозможно – в противном случае , по закону сообщающихся сосудов, теплоноситель будет из него выливаться.
Открытый расширительный бак в этой позиции отлично справляется с функцией воздухоотводчика . Все пузырьки воздуха или образовавшихся в результате возможных химических реакций газов поднимаются вверх и из бака выходят в атмосферу.
Кстати, показанное на схеме расположение расширительного бака – это вовсе не догма, хотя и практикуется чаще всего. Но возможны и иные варианты:
а - наиболее распространенный вариант: бак расположен непосредственно в верхней части вертикального «разгонного» участка магистрали подачи.
б - соединение с расширительным баком идет от магистрали «обратки», для чего используется длинная вертикальная труба. Иногда к подобному размещению вынуждают особенности самой системы или даже специфика строения. Правда, в этом случае практически сходит на нет функциональность бака, как газоотводчика . И приходится устанавливать дополнительные устройства на самом контуре в верхней его части и на радиаторах отопления.
в – бак установлен в верхней точке удаленного подающего стока. В принципе, это может быть любой участок верхней петли подачи – главное, чтобы емкость встала в самой высокой точке.
г – скажем сразу, нетипичное расположение бака, сходное с «а», но с насосным узлом непосредственного поле него.
Достоинствами системы открытого типа являются простота ее монтажа, отсутствие необходимости в дополнительных сложных узлах. Полностью исключается риск опасно повышенного давления в системе.
Но и недостатков у нее – немало:
- Самая высокая точка, где можно установить такой расширительный бак, в большинстве случаев в частном домостроении приходится на чердачное помещение. А это означает, что или чердак доложен быть теплым , или сам бак потребует качественной термоизоляции. В противном случае при сильных холодах вода в нем может замерзнуть - а это один шаг до серьезной аварии. Кроме того, нельзя сбрасывать со счетов и немалую непроизводительную утечку тепла из системы.
В интернете можно найти немало примеров, когда открытый расширительный бак пытаются установить внутри помещений под потолком. Вариант, безусловно, возможный, но не всегда. При верхнем расположении трубы подачи пространства под потолком может и не хватить, ведь объем бака рекомендуют выдерживать не менее 10% от объема всего теплоносителя в системе отопления. Да и интерьер помещения такое дополнение, согласитесь, не украсит. Проще будет уже приобрести закрытый мембранный бак.
- Второй явный минус – испарение жидкости, которое, конечно, можно минимизировать, но нельзя исключить полностью. Даже в случае с водой это потребует дополнительных хлопот – контроля за ее уровнем или использования специальных устройств автоматической подпитки. Иначе можно прозевать момент, и система «завоздушится ».
Кроме того, открытый бак несовместим с системами, в которых используются специальные теплоносители-антифризы. Во-первых, это расточительно, а во-вторых - испарения многих «незамерзаек » отнюдь не безвредны для человеческого организма.
Не рекомендуется к применению открытый бак и в том случае, если в системе установлен электродный котел отопления. Ввиду особенностей принципа нагрева, эффективность работы котла напрямую зависит от сбалансированного химического состава теплоносителя. Естественно, при постоянном испарении поддерживать оптимальный состав будет чрезвычайно сложно.
Еще один нюанс. Некоторые приборы теплообмена, например, биметаллические радиаторы отопления, раскрывают свои преимущества только при довольно высоких показателях давления теплоносителя в системе. А в случае с открытым баком достичь этого – просто невозможно, так как давление уравновешивается внешним атмосферным. Это тоже следует иметь в виду.
Система отопления закрытого типа
В общую схему такой системы отопления также включен расширительный бак, но он уже имеет совершенно иную конструкцию. Если объяснить просто – то это герметичная емкость , разделённая на две части эластичной перегородкой – мембраной. Одна часть бака заполнена воздухом, с созданием определённого избыточного давления, вторая – сообщается через патрубок с контуром отопления. Примерная схема показана на иллюстрации ниже:
1 – металлический корпус бака.
2 – патрубок для подсоединения к контуру системы отопления.
3 – мембрана, играющая роль эластичной перегородки между двумя камерами бака.
4 – камера, заполняемая теплоносителем.
5 – воздушная камера.
6 – ниппельное устройство для предварительной подкачки воздушной камеры.
Система отопления получается полностью герметичной. Пока она не работает, созданное заранее давление в воздушной камере удерживает мембрану в нижнем положении. По мере нагрева теплоносителя, по законам термодинамики, в системе повышается давление, жидкость старается расшириться в объеме . Единственная возможность для этого – именно расширительный бак. Под действием повышающегося давления теплоноситель начинает прожимать мембрану вверх, тем самым увеличивая объем водяной камеры бака и, соответственно, уменьшая объем воздушной. В воздушной камере от этого также возрастает давление.
Если все рассчитано правильно, и эксплуатационные характеристики расширительного бака соответствуют параметрам системы, то наступает примерный паритет давления в камерах. При измерении уровня нагрева в системе мембрана просто займет несколько иное положение в ту или иную сторону, и при этом равновесие не будет нарушено. При полностью же выключенном отоплении по мере остывания теплоносителя мембрана вновь возвратится на свою исходную нижнюю позицию.
Вот примерна та же упрощенная схема, что использовалась нами выше, но только уже для закрытой системы отопления:
Нумерация основных элементов и узлов системы сохранена, только добавлено два новых пункта.
7 – мембранный расширительный бак.
8 – «группа безопасности».
Все очень просто и весьма эффективно. Бак, безусловно, придется покупать – самостоятельное его изготовление вряд ли разумно. (Есть нюанс – некоторые современные модели котлов отопления, в особенности настенной компоновки, уже оснащены им, как говорится «по умолчанию»). Но эти дополнительные затраты выглядят необременительными, а взамен получается немало преимуществ.
- В принципе, нет вообще никаких ограничений по месту установки мембранного расширительного бака. Чаще всего его монтируют на обратке неподалёку от котла и насосного узла, но это вовсе не является обязательным правилом.
- Закрытая система отопления позволяет выполнять какую угодно разводку труб, если, конечно, в ней используется принцип принудительной циркуляции (об этом будет сказано ниже).
- Хозяин волен использовать любой из возможных теплоносителей.
- В системе можно поддерживать оптимальное значение давления (напора) воды в контурах.
- Теплоноситель не контактирует с воздухом, то есть и не насыщается им, а значит, процессы коррозии на металлических деталях контура не будут активизироваться.
Несколько слов о недостатках , так как их совсем немного:
- Если котел изначально не оснащен расширительным баком, его придется приобретать самостоятельно. Впрочем, с открытым баком ситуация примерно такая же.
- Закрытая система должна быть полностью герметична, с воздухом теплоноситель не контактирует, но процессов газообразования в котле, трубах и радиаторах полностью исключать нельзя. А выхода , как в открытой системе, для газов нет. То есть придётся устанавливать газоотводчики в самых высоких точках системы и на радиаторах.
- Герметичность системы требует контроля. Ситуации возможны разные, и иногда отказ какого-либо уровня защиты может привести к опасному росту давления в контурах. Это чревато и протечками на соединениях, и даже взрывоопасной ситуацией.
Для того чтобы бороться с указанными негативными особенностями, в закрытой системе обязательно предусматривается установка так называемой «группы безопасности» .
1 – контрольно-измерительный прибор. Это или просто манометр, показывающий уровень давление теплоносителя в системе, или даже комбинированный прибор, одновременно показывающий еще и температуру нагрева.
2 – автоматический возхдухоотводчик , самостоятельно стравливающий скопившиеся газы.
3 – предохранительный клапан, с предустановленным уровнем срабатывания. То есть в том случае, если давление достигнет возможного «потолка», клапан выпустит излишек жидкости, предотвращая создание опасной ситуации.
Очень часто группу безопасности устанавливают непосредственно в котельной – так проще отлеживать показания манометра. Нередко отопительные котлы уже имеют в своей конструкции подобный предохранительный узел . Правда, это не избавляет владельца от необходимости установки клапанов-воздухоотводчиков и в верхних точках системы отопления.
Подбор нужной модели расширительного бака подчиняется определенным правилам и проводится на основании расчетов . Об этом обязательно будет рассказано в серии публикаций, специально посвященной проведении расчетов всех основных элементов двухтрубной системы отопления .
Различия по принципу организации циркуляции теплоносителя.
Для нормального теплообмена теплоноситель не должен быть статичным – он постоянно перемещается по контуру отопления. А достигаться эта необходимая циркуляция может по-разному .
Двухтрубная система с естественной циркуляцией теплоносителя.
Еще не столь давно подобная система в частных домах считалась чуть ли не единственно возможной – приобрести насосное оборудование было очень непросто. Ничего, как говорится, вполне обходились. Не отказываются от нее многие и по сей день – за ее безотказность и полную энергонезависимость.
Перемещение потока теплоносителя в этой системе обусловлено воздействием естественных сил гравитации, возникающих из-за разности плотности разогретого и остывшего теплоносителя. Кроме того, этому же способствует и особое расположение отдельных элементов контура отопления.
Проще понять принцип поможет расположенная ниже схема:
Вначале посмотрим на верхнюю часть схемы. Цифрами на ней обозначено следующее :
1 – котел отопления.
2 – труба подачи, и, в частности – ее вертикальный так называемые разгонный участок большого диаметра, обычно устанавливаемый непосредственно от котла.
3 – прибор теплообмена – радиатор. На схеме условно показан самый нижний радиатор в системе. Он обязательно должен располагаться с превышением относительно котла. Эта величина разницы высот показана буквой h .
4 – труба «обратки».
При нагреве теплоносителя в котле плотность жидкости меняется – горячая вода всегда имеет плотность (Ргор ), которая меньше, чем у остывшей (Рохл ). Естественно, это уже придает потоку направление вверх, по разгонному участку. От верхней точки все трубы прокладываются с небольшим уклоном вниз (в зависимости от диаметра – от 5 до 10 мм на метр длины трубы). Это – второй фактор , способствующий естественному потоку.
И, наконец, смотрим на нижнюю часть схемы. Отбросим верхний «красный» участок – оставим только «обратку» от последнего радиатора до котла. Здесь уже разницы в плотности нет – вода отдала свое тепло на последней батарее, и с примерно таким же уровнем температуры течет в сторону котельной. Но вот то самое превышение по высоте, о котором было сказано выше, делает свое дело. Перед нами – не что иное, как обычные сообщающиеся сосуды. Вполне понятно, что любая гидравлическая система с жидкостью равной плотности и температуры будет стремиться к равновесию. То есть, в данном случае – к равенству уровней в обоих «сосудах». Получается, что таким расположением, даже если не предусмотрен уклон (а он все равно обычно задается даже на этом участке), создаётся направленный ток теплоносителя в сторону котла. Чем значительнее это превышение «h » , тем больше естественно создаваемый напор. Правда, эта высота даже в самой крупной системе все же не должна превышать 3 метров.
Консолидированное действие всех этих взаимосвязанных факторов и создает устойчивую циркуляцию в отопительном контуре.
Достоинства системы с естественной циркуляцией теплоносителя следующие:
- Надежность и безотказность – никаких сложных механизм или узлов не предполагается, и долговечность всей системы, в принципе , зависит исключительно от состояния труб контура и радиаторов.
- Полная независимость от электропитания. Не предполагается, естественно, и никаких затрат на потреблённую электроэнергию.
- Отсутствие насосного оборудования – это еще и бесшумная работа системы.
- Система с естественной циркуляцией обладает очень полезным качеством саморегуляции. Что это означает? Допустим, температура в помещениях дома близка к оптимальной. Теплоотдача на радиаторах идет не столь интенсивно, теплоноситель остывает меньше, стало быть, и разница в плотности становится менее ощутима. Это ведет к «успокоению» потока. Похолодало. Вода в батареях охлаждается сильнее, растет разница в плотности горячего и остывшего теплоносителя, и потому интенсивность его циркуляции самопроизвольно возрастает. Таким образом, система как бы сама постоянно стремится к оптимальному балансу температур. Это свойство существенно упрощает регулировку системы, так, что зачастую не приходится устанавливать дополнительных термостатических приборов в помещениях.
- Если появится желания, то любую систему с естественной циркуляцией можно без особого труда оснастить еще и насосным узлом.
Всё это замечательно, но и весьма серьезных недостатков у такой системы – порядочно.
- Ожидаются немалые сложности с монтажом контуров. Во-первых, должны применяться трубы довольно большого диаметра, что и утяжеляет всю конструкцию, и делает ее более дорогой. Причем на различных участках размеры труб должны правильно варьироваться. Во-вторых, обязательно должен соблюдаться уклон труб, и иногда это становится в силу особенностей помещений немалой проблемой. В-третьих, система будет корректно работать только при верхней подаче теплоносителя в радиаторы, то есть о скрытой подводке труб придется забыть.
- Существуют ограничения по удалённости радиаторов от котельной, если рассматривать в плане. В противном случае гидравлическое сопротивление трубопроводов и арматуры могут превысить создаваемый естественный напор теплоносителя, и на удаленных участках циркуляция замрет .
- Малые показатели давления в трубах практически полностью лишают возможности использовать современные термостатические приборы для точной регулировки температуры на радиаторах. Система «теплых полов» при естественной циркуляции невозможна в принципе.
- Система получается довольно инертной. Чтобы она заработала в «штатном режиме», потребуется первичная работа котла на большой мощности, иначе циркуляция не пойдет .
- Энергоэффективность такой системы – не самая лучшая. Часть выработанной энергии растрачивается именно на создание условий для обеспечения циркуляции. Это обстоятельно делает нежелательным применение контуров с естественной циркуляцией, если установлен электрический котел – потери обойдутся слишком дорого.
Но , тем не менее , система с естественной циркуляцией - вполне жизнеспособна, и применяется довольно часто. Выше говорилось, что она не рассчитана на большие дома. Следует правильно понимать, что здесь имеется в виду «раскинутость » здания в плане – удаленность радиаторов от котла в горизонтальной проекции не может быть больше 25, максимум – 30 метров. Да и попробуйте соблюсти уклон на таком значительном расстоянии!
А вот для компактного в плане дома, даже в два этажа, система подойдет вполне. Практикой доказано, что естественная циркуляция, без применения какого бы то ни было насосного оборудования, справится с высотой разгонного участка до 10 метров. А это, согласитесь, немало. Скажем, если «отдать» на этаж по 3 метра высоты, и с учетом расположения котельной ниже уровня радиаторов (например, в полуподвальном или подвальном помещении), то для двухэтажного дома возможностей хватит даже с запасом.
Пример открытой двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией для двухэтажного дома приведен на иллюстрации ниже:
В самой нижней точке системы отопления расположен котел (поз.1). Как уже говорилось, он должен находиться ниже радиаторов первого этажа на величину h. В непосредственной близости от котла в магистраль «обратки» врезана труба водопровода (поз. 2), которая обеспечивает первичное заполнение системы или ее подпитку по мере необходимости – при постепенном испарении теплоносителя.
От котла вверх проложена «разгонная» труба полдачи большого диаметра. Она проложена до открытого расширительного бака, установленного в водочном помещении (поз. 3).Бак в данном случае сделан большого объема и расположен примерно по центру здания. Дело в том, что в показанной схеме он исполняет еще одну интересную функцию – становится подобием коллектора, от которого в разные стороны расходятся стояки подачи. К этим стокам подключены радиаторы (поз. 4) и второго, и первого этажа, от которых , в свою очередь, опускаются трубы «обратки», замыкающиеся на обратном коллекторе, ведущем к котлу. На каждом из радиаторов установлены вентили (поз. 5), позволяющие и перекрывать это участок (например, для проведения профилактических и ремонтных работ), и довольно точно регулировать теплоотдачу батареи.
Выше уже упоминалось, что очень важное значение имеет правильный подбор диаметров труб для каждого из участков системы. Это в идеале требует специальных расчетов , хотя многие опытные мастера без проблем подбирают нужные диаметры, основываясь на практике многолетней работы.
На данной схеме диаметры обозначены буквами латинского алфавита. Участки труб с показанными диаметрами ограничены точками врезки ответвлений (тройников) или радиаторов.
a - ДУ 65 мм
b - ДУ 50 мм
c - ДУ 32 мм
d - ДУ 25 мм
е - ДУ 20 мм
(ДУ – диаметр условного прохода трубы).
Система отопления с принудительной циркуляцией
С этой системой подробных объяснений, наверное, и не потребуется. Циркуляция теплоносителя в ней обеспечивается установкой насосного узла (одного или даже нескольких, если система сильно разветвленная и требует различных значений напора на отдельных своих участках).
Установка насосного оборудования сразу дает немало важных преимуществ :
- Исчезают ограничения для систем отопления, вызванные как этажностью здания, так и его размерами. Все зависит от параметров установленного насоса.
- Появляется возможность использовать для монтажа контуров трубы со значительно меньшим диаметром – а это и проще в сборке, и дешевле. Нет требований к обязательному соблюдению уклона труб.
- Принудительная циркуляция позволяет плавно вводить систему в эксплуатацию, без «пикового» нагрева в начале работы. Да и в ходе работы значение температуры теплоносителя в контуре можно поддерживать в очень широком диапазоне. То есть даже при небольших уровнях нагрева циркуляция не остановится, что вполне вероятно в системе с естественным током жидкости. Это открывает широкие возможности точной регулировки как всей системы в целом , так и ее отдельных участков.
- Исходя из вышесказанного – нет большой разницы в температурах на патрубке «обратки» и подачи котла. А это приводит к меньшему износу теплообменников, продлевает «активную жизнь» оборудования.
- Система не налагает никаких ограничений ни по способу прокладки труб, ни по подключаемым приборам теплообмена. То есть вполне можно использовать скрытые прокладки, любые радиаторы или конвекторы, «теплые полы» или тепловые завесы.
- Стабильнее показатели давления теплоносителя в трубах подачи позволяют применять любые современные термостатические регуляторы нагрева на радиаторах или конвекторах.
Есть и недостатки , о которых тоже необходимо помнить.
- Создание системы, особенно если она отличается разветвлённостью и разноплановостью используемых приборов теплообмена, потребует тщательных расчетов для каждого из участков. Необходимо добиться полной «гармонии» работы всех контуров. Это обычно достигается установкой гидравлической стрелки.
Что такое гидрострелка в системе отопления?
Система отопления – это сложный «организм», который требует согласованности в работе всех его участков. Добиться такой «гармонии» позволяет несложное, но очень эффективное устройство – , о которой подробно рассказывается в отдельной публикации нашего портала.
Впрочем, недостатком это назвать сложно, так как любая система отопления должна создаваться с опорой на предварительные расчеты .
- Главный же недостаток – выраженная энергозависимость. То есть при перебоях в сети электропитания систему парализует. Если в населённом пункте где ведется строительство, такие явления случаются довольно часто, придется думать о приобретении источника бесперебойного питания.
Очень часто прибегают к другому способу. Систему делают «гибридной», то есть с возможностью работы как при принудительной циркуляции теплоносителя, так и при естественной. В этом случае насос обвязывается по специальной схеме с использованием байпаса-перемычки. Хозяин имеет возможность при необходимости переключить с помощью кранов направление потока – через насос или напрямую по трубе «обратки» .
В некоторых насосных узлах даже предусмотрен автоматический клапан, который самостоятельно откроет проход через прямой участок, если насос по каким-либо причинам остановился.
Полезная информация по циркуляционным насосам.
Чтобы система отопления работала корректно и максимально эффективно, к выбору оптимальной модели насоса следует подходить с умом. Подробнее об устройстве , о разнообразии моделей, о проведении расчетов требуемых характеристик – в специальной статье нашего портала.
Различия двухтрубных систем по схемам разводки
Возможные различия в вертикальной разводке
Начнем с «вертикали». Если дом планируется в несколько уровней, то может быть применена или система стояков, или поэтажная разводка.
- Система стояков была наглядно продемонстрирована на схеме выше. Там, правда, показана верхняя подача от расширительного бака открытого типа. Но это – частности . Даже если циркуляция будет обеспечиваться насосным оборудованием, то это ничего в принципе не меняет. Наоборот, появляется возможность применить схему с нижней подачей теплоносителя в стояки, которые при этом становятся подобием вертикальных коллекторов .
При небольшой этажности (как раз для частного дома, где редко бывает более двух этажей), такая система показывает высокую эффективность. Контуры, отходящие вверх от основного коллектора (проложенного, например, в подвале или вдоль пола первого этажа), не отличаются большой длиной и разветвленностью, то есть и их гидравлический расчет , и регулировка на отопительных приборах тоже будет несложна.
К таким схемам есть смысл прибегать, когда помещения на первом и втором (и более) этажах расположены симметрично, то есть радиаторы будут устанавливаться ровно один над другим. В противном случае особого смысла в этом не наблюдается.
Явным недостатком является то, что для каждой группы стояков придётся пробивать проход в межэтажном перекрытии. Это и лишние заботы, в том числе по утеплению, гидроизоляции и декоративной отделке, и ослабление конструкции. И еще один очевидный «минус» - вертикальные стояки практически невозможно расположить скрытно. Для многих хозяев это фактор имеет решающее значение.
- Поэтому очень часто поступают таким образом. Вертикальная пара стояков (подача и «обратка») - всего одна. Убрать ее с глаз – задача несложная. А вот на каждом из этажей выполняется собственная горизонтальная разводка труб по радиаторам отопления.
Различия горизонтальных разводок по этажу
Теперь – о горизонтальных схемах разводки при одноэтажном строительстве, или же в пределах одного отдельно взятого этажа.
- Прежде всего, схема может различаться расположением трубы подачи.
Она может располагаться сверху (обычно под потолком), и в таком случае подача теплоносителя в радиаторы отопления осуществляется только сверху.
К сожалению, такой подход может быть единственно возможным при оборудовании системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Как мы уже видели ранее, общая «дирекция» потока жидкости должна соблюдаться сверху → вниз. То есть расположить подачу ниже радиатора не получится – полноценной циркуляции через него может и не случиться. Увы, таковы издержки это системы.
Нет слов, такое расположение трубы капитально портит общий интерьер, так как замаскировать ее в районе потолка – задача непростая, да и от вертикального участка, проложенного от нее уже непосредственно к радиатору – тоже никуда не деться.
В этом плане намного выгоднее схема с нижней подачей, для которой нет никаких ограниченний, если в контуре установлен циркуляционный насос. Разместить такую разводку скрытно – особого труда не составит. Например, ее можно спрятать под декоративным покрытием пола, а иногда даже трубы и вовсе заливаются стяжкой.
Одним словом, именно такой принцип расположения труб подачи и «обратки» видится оптимальным.
- Очень серьезные различия могут быть по организации направления циркуляционного потока теплоносителя.
На схеме нижа показана схема, в которой на условных трех этажа показаны три возможных варианта прокладки контуров к радиаторам отопления.
- Начнем с условного «первого этажа». Здесь применена схема тупиковой разводки, или, как ее еще иначе называют, со встречным потоком теплоносителя. Все приборы теплообмена при таком подходе разбивается на ветки – их количество может различаться (на примере показаны две). В каждой из таких веток труба подачи проложена до конечного радиатора (тупика), а навстречу ей движется поток охлажденного теплоносителя по трубе «обратки».
Тупиковая схема пользуется большой популярностью, так как она требует минимального количества труб и не столь сложна в монтаже. Но есть у нее и весьма серьезные недостатки. Так, в пределах даже одной небольшой тупиковой ветки с несколькими радиаторами приходится использовать трубы различного диаметра (с постепенным его уменьшением к тупиковой батарее). Кроме того, в обязательном порядке предстоит балансировка этого выделенного контура с помощью специальных вентилей, чтобы не допустить замыкания потока через ближайший к коллектору радиатор.
- На «втором этаже» показана схема с попутным движением теплоносителя. Она имеет еще одно название – петля Тихельмана . Для такой разводки применяются трубы одного диаметра. Утверждают, что такое расположение обеспечивает равное значение давления на входе в каждый из радиаторов, что предельно упрощает балансировку этого контура. Появляется возможность очень точной установки температурных режимов на каждой батарее. Правда, расход труб при монтаже такой схемы, безусловно, возрастает.
Правда, многие опытные мастера вовсе не в полном восторге от преимуществ системы с попутным движением теплоносителя. Мало того, приводятся теоретические раскладки, что некоторые достоинства – серьезно преувеличены, и расчёты показывают далеко не столь безоблачную картину.
Какой вывод из этого сравнения? Советы даются следующие:
При небольших размерах контура по периметру (если он не превышает 30 ÷ 35 метров), оптимальным решение действительно станет петля Тихельмана . То есть ее преимущества будут показаны только на весьма ограниченном по общей длине замкнутом контуре.
Вполне подойдет она и при больших размерах контура, но только если планируется очень «бюджетная» система, для которой не находится возможностей приобретения термостатических приборов для точной регулировки температуры в каждом из помещений. Действительно, разброс давления на точках входа в батареи – невелик. Но вот гидравлическое сопротивление будет уже весьма значительным, потребуются трубы увеличенного диаметра, то есть никакого преимущества над тупиковой системой в этом плане уже не остается . Напротив, сложность монтажа и большой расход труб делает попутную разводку серьезно проигрышной.
Если периметр здания (этажа) превосходит 35 метров, то намного выгоднее будет разбить систему на несколько (две или более) тупиковых веток . Да, потребуется произвести гидравлический расчет для каждой из них. Но это оправдается и меньшими затратами, и меньшими потерями тепла при транспортировке теплоносителя. Ну а для регулировки в любом случае не обойтись без термостатических клапанов.
- На условном «третьем этаже» - коллекторная или лучевая схема разводки. От общего коллекторного узла (который обычно стараются разместить ближе к геометрическому центру этажа) к каждому из радиаторов прокладывается отдельная «тупиковая линия» – труба подачи и «обратки».
Подобная схема позволяет использовать трубы минимального диаметра, правда, расход их может быть весьма значительным. На иллюстрации разводка показана вдоль стен, но на практике прокладку отдельных контуров чаще осуществляют по кратчайшему расстоянию, используя скрытую разводку под поверхностью пола.
Точность регулировки каждого отдельно взятого радиатора здесь достигает максимума. Правда, сложность монтажа с необходимостью последующей отделки и большой расход материалов пока еще ограничивают широкое распространение подобного подхода к разводке системы.
Первые шаги в расчетах – определение общей мощности системы отопления и требуемой теплоотдачи радиаторов
Любая система отопления – это весьма сложный «организм», и каждый из ее элементов должен функционировать в тесной связи с другими. Обеспечивается такой «унисон » проведением точных расчётов каждого из участков.
В масштабе одной публикации рассмотреть все тонкости проведения расчетов – просто невозможно. Наверное, есть смысл собрать целый цикл статей, посвященных проектированию того или иного участка или узла двухтрубных систем различных разновидностей. И это будет в ближайших планах редакции.
Но начинать с чего-то все равно необходимо. И этим началом станет предварительны расчёт общей мощности системы отопления и необходимой теплоотдачи радиаторов для каждого из помещений.
На чем строится расчет ?
Почему эти две указанных выше параметра собраны вместе? Все объясняется просто.
Планирование системы отопления правильнее будет начинать с оценки количества тепла, которое необходимо подать в каждое из помещений строящегося или уже имеющегося дома. Это позволит сразу наметить количество и характеристики приборов теплообмена, то есть виртуально расставить радиаторы по комнатам.
Общее количество тепловой энергии, необходимое в масштабах дома (то есть сумма всех значений рассчитанных для отдельных помещений) покажет требуемую мощность котельного оборудования.
Имея предварительный план расстановки радиаторов, можно определиться с выбором предпочтительной схемы системы отопления, с особенностями разводки труб по помещениям . Это содает базу для гидравлических расчетов , определения диаметров труб, скорости потока теплоносителя, характеристик насоса, производительности коллекторных узлов и т.п . И так до самого конца. Но начало, как видите, идет именно от потребностей каждого из помещений.
Существует довольно распространенная практика принимать необходимую тепловую мощность для обогрева помещения, равную 100 Вт / 1 м² площади. Увы, такой подход точностью не отличается, так как совершенно не учитывает прогноз возможных тепловых потерь, которые потребуют компенсации за счет системы отопления. Поэтому предлагаем иной, намного более подробный алгоритм, в котором принимается во внимание множество нюансов.
Заранее пугаться не надо – с нашим онлайн-калькулятором никаких трудностей в выполнении расчета вас не ожидает.
Мало того, калькулятор поможет читателю заранее оценить преимущества той или иной схемы подключения радиаторов к трубам, их размещения на стене. А если планируется приобретение и установка разборных батарей – то можно сразу подсчитать и необходимое количество секций.
Знакомимся с калькулятором, а ниже будет дан ряд пояснений по работе с ним.
Одним из решающих факторов создания оптимальных условий проживания в городской многоэтажке, либо частном доме является обустройство системы обогрева. В любом жилом помещении может быть смонтирована двухтрубная, либо однотрубная система теплоснабжения. Более часто применяют двухтрубную систему. Что представляет собой система двухтрубная отопления и в чем ее отличие от однотрубной, особенности ее монтажа – все это будет рассмотрено в статье.
Однозначного ответа на вопрос, что лучше будет: однотрубная или двухтрубная система отопления, нет.
Во время выбора надо учитывать удобство эксплуатации, эффективность, долговечность, стоимость и сложность монтажа.
Если бюджет позволяет, то лучше не экономить и остановить свой выбор на двухтрубном варианте. Если необходимо обеспечить теплом дачный дом, то можно отдать предпочтение и однотрубной системе. Поскольку система отопления двухтрубная в частном доме обойдется дороже. Но и эффективность у него гораздо выше.
Помимо этого отопление двухтрубное отличается простотой в эксплуатации. Монтаж можно провести самостоятельно. Двухтрубная схема отопления считается более востребованной. Покупка двойного количества труб для установки всегда оправдывается. Для оборудования двухтрубной системы нет потребности использовать трубопроводы с большим диаметром. Во время монтажа меньше требуется и крепежных элементов, вентилей, фасонных деталей.
Таким образом, для обогрева частного сектора либо городской многоэтажки может применяться схема двухтрубной системы отопления схема однотрубной системы. Выбор определенного варианта зависит от потребителя, его пожеланий и финансового положения.
В чем особенность двухтрубного отопления?
Наиболее качественного обогрева, комфортных условий проживания можно добиться благодаря использованию двухтрубной схемы. Особенность схемы: в каждую батарею устанавливают две трубы. В первой трубе циркулирует горячая вода. Подключается она ко всем обогревателям параллельно. Та вода, которая уже остыла, течет обратно в систему по следующей трубе.
Перед отопительным прибором монтируют краны, которые применяются для перекрытия теплоподачи. При двухтрубной системе температура обогревателя будет невысокой. Но и уровень издержек будет ниже, нежели при однотрубной сети.
Горизонтальная и вертикальная двухтрубная обогревательная система
Отопительная двухтрубная система бывает вертикальной и горизонтальной.
Различие в типе соединения всех элементов конструкции в один механизм. Вертикальная схема предполагает подключение всех частей системы к вертикально расположенному стояку. Среди плюсов можно отметить отсутствие воздушных пробок. Среди минусов – более высокую стоимость установки. Вертикальная двухтрубная система отопления многоэтажного дома является наиболее подходящей. Поскольку каждый этаж можно отдельно подсоединить к общему стояку.
Для одноэтажных домов более оптимальным вариантом считается двухтрубная горизонтальная система отопления здания. Такая схема имеет свои особенности. Все радиаторы подсоединяются к расположенному горизонтально трубопроводу. Особенно удобен такой тип обогрева в деревянных домах либо панельно-каркасных помещениях без простенков. Стояки, как правило, располагают в коридорах. Поскольку при горизонтальной системе внешне проводка выглядит не особо привлекательно, все трубы при проведении строительных работ стараются спрятать под стяжку.
Разводка горизонтальной двухтрубной сети может быть нижней, верхней и комбинированной.
Для частного сектора оптимальным вариантом считается горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой и неестественной циркуляцией теплоносителя. При этом подача воды к стоякам осуществляется через магистральные трубопроводы снизу.
Обогревательная двухтрубная сеть с верхней разводкой
Верхняя разводка предполагает прокладку трубопровода на чердаке либо под потолком. Используется подобная система отопления двухтрубная с верхней разводкой крайне редко. Поскольку, отличается большим расходом материала и плохо вписывается в интерьер помещения. А вот двухтрубная система отопления двухэтажного дома схема с комбинированной разводкой используется достаточно часто. Подходит для районов с частыми отключениями электроэнергии, для небольших по площади помещений.
Двухтрубная вертикальная обогревательная система предполагает параллельное соединение батарей. Особенностью является то, что монтируется расширительный бачок. Разводящий трубопровод находится вверху. Теплоноситель из котла поступает во все батареи. Горизонтальная схема и вертикальная имеют различия: горизонтальная система отопления двухтрубная схема предполагает установку всех труб с небольшим уклоном.
Обогревательная двухтрубная сеть с нижней разводкой
Главным отличием системы этого типа является подающий трубопровод: двухтрубная система отопления с нижней разводкой схема предполагает его размещение внизу, около обратного. При такой разводке вода по трубам перемещается в направлении снизу вверх. Теплоноситель, пройдя обратные подводки, поступает в трубу благодаря нагревательным элементам. Потом вода попадает в котел. Надо отметить, что система отопления двухтрубная с нижней разводкой предполагает установку кранов Маевского. Это необходимо для профилактики образования воздушных пробок. Такие краны монтируют на каждой батарее отдельно.
Схема двухтрубной обогревательной сети
Двухтрубная система предполагает наличие 2 труб, подведенных к каждой батарее. Такая схема отопления двухтрубная одноэтажного дома включает приведенные ниже компоненты:
Расширительный бак располагают на верхней точке системы теплоснабжения. Уклон труб в обратке, подаче не должен быть больше 10 см на 20 погонных метра. Часто при монтаже систему разделяют на два колена, если труба нижней разводки находится у входной двери. Создают ее от места расположения самой верхней точки в системе. При двухтрубной обогревательной автономной системе с верхней разводкой схема установки может быть разной.
Система двухтрубная с неестественной циркуляцией
Для двухэтажных коттеджей и в частном секторе чаще всего используется схема двухтрубного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Суть: все отопительные приборы работают как индивидуальная система. Это позволяет регулировать каждую ветку. Для отдельной ветки можно подобрать свой , либо подключить один насос на всю систему. Насосы бывают разной мощности, имеют разные размеры соединительных элементов. Стоимость циркуляционных насосных устройств невысокая.
Надо сказать, что двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией предполагает подключение каждой из батарей к подающей трубе путем проводки. От каждого радиатора к обратной трубе идет собственный отвод. Подобная система позволяет регулировать уровень температуры в любой из комнат.
Алгоритм установки двухтрубной системы
Провести монтаж двухтрубной системы может каждый. Главное знать порядок действий и иметь при себе все необходимое оборудование.
Неважно, какая выбрана двухтрубная система отопления частного дома схема с верхней либо с нижней разводкой, для ее монтажа могут потребоваться такие инструменты:
Когда вариант установки выбран, следует провести ряд расчетов, составить уточненную схему системы.
Как правило, монтаж отопления двухтрубной системы не отличается сложностью и состоит из этапов:
Система водяного отопления может быть однотрубной и двухтрубной. Двухтрубная называется так, потому что для работы необходимо две трубы – по одной от котла подается горячий теплоноситель в радиаторы, по другой от элементов отопления отводится остывший и подается снова в котел. С такой системой могут работать котлы любого типа на любом топливе. Могут быть реализованы как принудительная, так и естественная циркуляция. Устанавливаются двухтрубные системы и в одноэтажных, и в двух- или много этажных зданиях.
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. Такая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40 о С) 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.
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».
Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного частного дома (кликните по картинке чтобы увеличить масштаб)
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 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. При таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным. Но тут нужно подбирать расположение котла: в 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.
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.
