Двухтрубная система отопления частного дома — классификация, разновидности и практические навыки проектирования

По принципам эксплуатации двухтрубная система отопления частного дома считается лучшей в сочетании теплоотдачи и использования энергоносителя. Чтобы выбрать и спроектировать систему под конкретные площади, нужно знать принципы проектирования и промеры, полученные многолетним опытным путем. Для повышения эффективности двухтрубной системы в нее вводят дополнительное оборудование и, частично, избавляются от старого. Среди возможных нововведений затронута тема регулировки условий наполнения радиаторов отопления кранами.

Двухтрубная система отопления частного дома является наиболее универсальной и, как следствие, часто используемой. Ее универсализм заключается в многофункциональности и большом количестве вариантов «на тему» или «по мотивам» двухтрубной системы. Давайте разграничим общие понятия и дадим трактовку такой системе.

Итак, двухтрубной считается система, основную магистраль которой составляют две трубы: подача и обратка. Физический смысл их состоит в том, что:

• подача питает батареи горячей водой, которая поступает от котла;
• обратка собирает остывающую воду и возвращает ее к котлу на повторный нагрев.

Однозначной классификации такой системы не существует по причине наличия множества переменных факторов: количества ветвей, уровней, принципа циркуляции теплоносителя, наличия и типа расширителя. Этот список можно продолжать довольно долго.

Мы же перейдем к более доступным и наиболее принципиально важным моментам. Двухтрубные системы отопления бывают:

• с принудительной (с помощью насоса) и естественной (на разнице температуры воды) циркуляцией;
• с нижней (обе трубы расположены ниже уровня батарей) и верхней (подача идет под потолком) разводкой;

Схема с верхней разводкой.

• одно, двух и многокольцевой;

Главными условиями выбора этой редкой, но эффективной схемы разводки являются: многоуровневость системы и площадь отапливаемого помещения.

Три совета по выбору схемы разводки

1. Когда речь идет об отоплении частного дома с подвалом, то не стоит экономить на количестве секций радиаторов, а обе трубы разместить в подвальном помещении. Дома будет тепло, и стены останутся сухими.
2. При высоте потолков выше 3,5 метров эффективно использование только верхней разводки.
3. Если в доме предполагается евроремонт, и вид радиаторов совсем не кстати – можно пойти на хитрость и сделать двухтрубную безбатарейную разводку отопления (система теплый пол).

Обо всем и не только.

Двухтрубная система отопления частного дома с принудительной циркуляцией проста для проектировки и легка в монтаже. Можно не соблюдать уклоны, переходы диаметров труб магистрали. Даже отсутствие расширительного бака не является проблемой — насос продавит систему, построенную даже «в гору».

Исключением являются лишь места изгибов труб и резьбовые соединения типа фиттингов, потому что в них может образоваться воздушная пробка (завоздушивание). Единственный, но очень ощутимый минус двухтрубной системы с принудительной циркуляцией — энергозависимость насоса.

При нестабильном энергоснабжении существует риск остановки насоса и, как следствие, всей системы. В зимний период это опасно и может привести размораживанию системы отопления.

Естественное движение теплоносителя в системе делает ее абсолютно независимой от внешних факторов. Соответственно повышается экономичность (отсутствие потребления электричества) и безопасность. Но принцип естественной циркуляции воды требует особых условий в проектировке и реализации системы.

Схема с естественной циркуляцией теплоносителя.

Верхняя разводка применяется для помещений с высотой потолка выше 3,5 метров. Преимущественно, верхняя труба (подача) проходит под потолком, а обратка в подвальном помещении. В новых проектах каркасных загородных домов подвальное помещение отсутствует в принципе, поэтому обратка прокладывается либо под черновым полом, либо на высоте 3-5 см от уровня чистового пола или напольного покрытия. Как частный случай такой схемы — вариант с двумя уровнями батарей: внизу и симметрично вверху. Такая модель актуальна для построек с высокими потолками и окнами — большими и расположенными через небольшой промежуток.

Разберем последнюю переменную — количество колец (или веток). Разделение на несколько независимых частей более характерно для самотечной системы. В виду достаточно быстрого движения воды при принудительной циркуляции все батареи имеют практически одинаковую температуру, чего не скажешь о самотеке. Именно для этого применяют разделение — чтобы уменьшить длину подачи, то есть ускорить доставку нагретой котлом воды до всех батарей.

Также принято использовать краны и заглушки.

Краны (обычно шаровые) устанавливаются на все трубы подпитки батарей и слива с них. Таким образом, регулируя проходимость трубы подачи, достигается баланс температур на разных батареях в независимости от последовательности их установки.

На сливах краны нужны для того, чтобы не сбить циркуляцию с толку (когда обратка догоняет подачу и происходит остановка движения или реверс теплоносителя). Не смотря на кажущуюся сложность системы естественной циркуляции, она стоит того, чтобы ее проектировать и монтировать, ее надежность и долговечность проверена временем.

Принципы устройства и методики расчета основных параметров двухтрубной системы отопления

Проектировка начинается с определения местоположения котла. Это может быть: кухня, ванная или туалет, подвальное (цокольное) помещение или отдельно стоящее строение ( в простонародье – пристрой). Чтобы определить количество колец в системе отопления, нужно посчитать два параметра:

1. длину одной трубы (без разницы – подачи или обратки);
2. расстояние между центрами входа и выхода на котле.

Чтобы было понятно, о чем речь, приведем простой пример.

Газовый котел Лемакс серии «Лидер» ГГУ 19 мощностью 16 кВт должен обогреть дом с габаритными размерами 9х12 метров. Зная о том, что самотечная система выдерживается с наклоном от 1 до 5 мм на погонный метр (наилучшее значение 2-3 мм). Считаем общую длину трубы, как периметр дома: (9+12)*2=42 метра. Производим расчет общего перепада: 42*2=84 мм.

Сравним расчетное значение с межцентровым расстоянием (у Лемакса оно равно 33 мм) и видим, что расчет в разы больше. Вспоминаем третий класс и деление с остатком: 84/33 =2 и 18 в остатке. 42/18 =2,3

Подводим итог: наилучшим и самым эффективным вариантом исполнения двухтрубной системы отопления будет вариант с двумя кольцами и наклоном труб 2,23 мм. Наклоны подачи и обратки будут одинаковы по градусам, но противоположны по направлениям.

Необходимое количество батарей и секций тоже можно посчитать: берется усредненный показатель потребляемой мощности одной секцией, который равен 0,2 кВт. Соответственно имеем, в идеальном варианте, мощность котла по паспорту, деленную на табличную мощность секции и получаем 16/0,2 = 80 секций. Это тот максимум, который котел способен прокачать. Вопрос распределения секций на количество радиаторов лежит всецело на хозяине. Позволим дать лишь один совет.

Количество батарей считается из принципов:

• под каждое окно;
• в ванную (про туалет вопрос отдан на откуп хозяину дома);
• в прихожую.

Установка радиатора отопления под каждым окном.

Один из необязательных пунктов – батареи в виде трубных змеевиков могут быть вмонтированы в «мертвые» стены для предотвращения промерзания. Тепло, светло и мухи не кусают.

По-хорошему, двухтрубную систему отопления частного дома должен проектировать человек знающий. Однако любой, подробно изучивший материал и с этим багажом знаний подошедший к проблеме отопления, при должном старании и минимуме умений может ее решить.

Статьи по теме:

Как выбрать электрический теплый пол для обогрева дома

Во время ремонта в помещении или устройства в нем системы обогрева возникает вопрос о том, как выбрать электрический теплый пол, в каких случаях он.

Ремонт встроенного циркуляционного насоса Wilo

Представлена информация о циркуляционном насосе Wilo MTSL 15/5 HE-2. Рассмотрим назначение устройства, его принцип действия, причины неисправности.

Закипает вода в котле отопления – что делать?

Описаны возможные причины и способы устранения перегрева теплоносителя в двухконтурных, автоматических и полуавтоматических газовых котлов отопления.

Устраняем обледенение коаксильного дымохода – пять практичных способов

В статье описаны пять практичных способа по устранению обледенения на коаксиальном воздухопроводе.

Диагностика и ремонт вентилятора газового котла

Рассмотрен принцип работы, показаны основные признаки и причины неисправности, способы диагностики и ремонта вентилятора (дымососа) газового котла.

Все про двухтрубные отопительные системы

Двухтрубная система отопления более сложна по сравнению с однотрубной, а количество необходимых для монтажа материалов заметно больше. Тем не менее именно 2-х трубная система отопления является более популярной. Из названия следует, что в ней используются два контура. Один служит для доставки горячего теплоносителя к радиаторам, а второй отводит охлажденный теплоноситель обратно. Такое устройство применимо для любых типов сооружений, лишь бы их планировка позволяла монтаж этой конструкции.

Достоинства и недостатки

Востребованность двухконтурной отопительной системы объясняется наличием ряда весомых преимуществ. Прежде всего, она предпочтительней одноконтурной, поскольку в последней теплоноситель теряет заметную часть тепла еще до попадания в радиаторы. К тому же двухконтурная конструкция более универсальна и подходит для домов разной этажности.

Недостатком двухтрубной системы считается ее высокая цена. Однако многие ошибочно считают, что наличие 2 контуров предполагает использование двукратного количества труб, и стоимость такой системы вдвое больше, чем однотрубной. Дело в том, что для однотрубной конструкции необходимо брать трубы большого диаметра. Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Преимущество же двухтрубной в том, что для ее монтажа берут трубы меньшего диаметра, которые существенно дешевле. Соответственно и дополнительные элементы (сгоны, вентили и т. д.) тоже используются с меньшим диаметром, что также несколько удешевляет конструкцию.

Пример применения

Одним из мест, где двухтрубное отопление будет очень целесообразным, является гараж. Это рабочее помещение, потому здесь не требуется постоянное отопление. К тому же двухтрубная система отопления своими руками – это вполне реальная затея. Установка в гараже такой системы не является необходимым, однако будет абсолютно не лишним, поскольку в зимнее время работать здесь очень сложно: двигатель не заводится, масло застывает, да и просто работать руками некомфортно. Двухтрубная отопительная система обеспечивает вполне приемлемые условия для нахождения в помещении.

Разновидности двухтрубных систем для отопления

Есть несколько критериев, по которым можно классифицировать такие отопительные конструкции.

Открытые и закрытые

Закрытые системы предполагают использование расширительного бачка с мембраной. Они могут работать при повышенном давлении. Вместо обычной воды в закрытых системах можно использовать теплоносители на основе этиленгликоля, которые не замерзают при низких температурах (до 40 °C ниже нуля). Автомобилисты знают такие жидкости под названием «антифризы».

1. Котел отопления; 2. Группа безопасности; 3. Клапан сброса избыточного давления; 4. Радиатор; 5. Труба обратки; 6. Расширительный бак; 7. Вентиль; 8. Сливной клапан; 9. Циркуляционный насос; 10. Манометр; 11. Подпиточный клапан.

Открытая система характерна тем, что расширительный бачок необходимо устанавливать строго в самой верхней точке устройства. В нем нужно предусмотреть патрубок для воздуха и отводной трубопровод, по которому сливается лишняя вода из системы. Также через него можно брать теплую воду для хозяйственных нужд. Однако такое применение бачка требует наличия автоматической подпитки конструкции и исключает возможность использования добавок и присадок.

1. Котел отопления; 2. Циркуляционный насос; 3. Приборы отопления; 4. Дифференциальный клапан; 5. Запорные задвижки; 6. Расширительный бак.

Горизонтальные и вертикальные

Эти виды отличаются расположением главного трубопровода. Он служит для соединения всех элементов конструкции. Как горизонтальная, так и вертикальная системы имеют собственные достоинства и недостатки. Однако обе они демонстрируют хорошую теплоотдачу и гидравлическую устойчивость.

Двухтрубная горизонтальная конструкция отопления встречается в одноэтажных зданиях, а вертикальная — в многоэтажках. Она более сложная и, соответственно, более дорогая. Здесь применяются вертикальные стояки, к которым подключаются элементы отопления на каждом этаже. Преимуществом вертикальных систем является то, что в них, как правило, не возникают воздушные пробки, поскольку воздух выходит по трубам вверх к расширительному бачку.

Системы с принудительной и естественной циркуляцией

Такие виды различаются тем, что, во-первых, присутствует электрический насос, который заставляет перемещаться теплоноситель, а во-вторых, циркуляция происходит сама по себе, подчиняясь физическим законам. Минус конструкций с насосом в том, что они зависят от наличия электроэнергии. Для небольших помещений особого смысла в принудительных системах нет, разве что нагреваться дом будет быстрее. При больших же площадях такие конструкции будут оправданными.

Чтобы правильно выбрать тип циркуляции, необходимо учитывать, какой тип разводки труб используется: верхний или нижний.

Система с верхней разводкой предполагает прокладку магистрального трубопровода под потолком здания. Это обеспечивает высокое давление теплоносителя, благодаря чему он хорошо проходит через радиаторы, а значит, использование насоса будет излишним. Такие устройства выглядят эстетичнее, трубы вверху можно скрыть декоративными элементами. Однако в эту систему нужно устанавливать мембранный бак, что влечет дополнительные затраты. Возможна установка и открытого бачка, но он должен быть в самой верхней точке системы, то есть на чердаке. В таком случае бачок необходимо утеплить.

Нижняя разводка предполагает монтаж трубопровода чуть ниже подоконника. В этом случае можно установить открытый расширительный бачок в любом месте помещения несколько выше трубы и радиаторов. Но без насоса в такой конструкции не обойтись. К тому же возникают трудности, если труба должна проходить мимо дверного проема. Тогда необходимо пускать ее по периметру двери либо делать 2 отдельных крыла в контуре конструкции.

Тупиковая и попутная

В тупиковой системе теплоноситель горячий и охлажденный идут в разных направлениях. В попутной системе, сконструированной по схеме (петле) «Тихельмана», оба потока идут в одном направлении. Различие этих видов в простоте балансировки. Если попутная при использовании радиаторов с равным количеством секций сама по себе уже является сбалансированной, то в тупиковой на каждый радиатор нужно установить термостатический клапан или игольчатый вентиль.

Если же в схеме «Тихельмана» используются радиаторы с неравным количеством секций, здесь тоже требуется установка клапанов или вентилей. Но даже в этом случае такая конструкция балансируется проще. Это особенно ощутимо в протяженных отопительных системах.

Подбор труб по диаметру

Выбор сечения труб нужно производить исходя из объема теплоносителя, который должен проходить за единицу времени. Он, в свою очередь, зависит от тепловой мощности, которая требуется для обогрева помещения.

В наших расчетах мы будем исходить из того, что размер тепловых потерь известен и имеется числовое значение теплоты, необходимой для обогрева.

Начинают расчеты с конечного, то есть самого дальнего радиатора системы. Чтобы вычислить расход теплоносителя для комнаты, понадобится формула:

G=3600×Q/(c×Δt), где:

• G − расход воды на обогрев помещения (кг/ч);
• Q − тепловая мощность, необходимая для обогрева (кВт);
• c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);
• Δt − разность температур между горячим и охлажденным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Например, известно, что тепловая мощность для обогрева помещения равняется 3 кВт. Тогда расход воды составит:
3600×3/(4,187×20)=129 кг/ч, то есть около 0,127 куб. м воды в час.

Чтобы водяное отопление было сбалансировано как можно точнее, необходимо определить сечение труб. Для этого используем формулу:

S=GV/(3600×v), где:

• S − площадь поперечного сечения трубы (м2);
• GV − объемный расход воды (м3/ч);
• v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.

Если в системе используется естественная циркуляция, то скорость движения будет минимальной − 0,3 м/с. Но в рассматриваемом примере возьмем среднее значение — 0,5 м/с. По указанной формуле рассчитаем площадь сечения, а исходя из нее − внутренний диаметр трубы. Он составит 0,1 м. Подбираем полипропиленовую трубу ближайшего большего диаметра. Это изделие с внутренним диаметром 15 мм.

Затем переходим к следующему помещению, рассчитываем расход теплоносителя для него, суммируем с расходом для рассчитанного помещения и определяем диаметр трубы. И так до самого котла.

Монтаж системы

При монтаже конструкции следует придерживаться определенных правил:

• любая двухтрубная система включает в себя 2 контура: верхний служит для подачи горячего теплоносителя к радиаторам, нижний − для отвода охлажденного;
• трубопровод должен иметь небольшой наклон в сторону конечного радиатора;
• трубы обоих контуров должны быть параллельными;
• центральный стояк необходимо утеплять для предотвращения тепловых потерь при подаче теплоносителя;
• в реверсивных двухтрубных системах необходимо предусмотреть несколько кранов, с помощью которых возможен слив воды из устройства. Это может понадобиться при ремонтных работах;
• при проектировании трубопровода нужно предусмотреть наименьшее возможное число углов;
• расширительный бачок должен устанавливаться в самом высоком месте системы;
• диаметры труб, кранов, сгонов, соединений должны совпадать;
• при монтаже трубопровода из тяжелых стальных труб для их поддержки нужно установить специальные крепежи. Максимальное расстояние между ними составляет 1,2 м.

Как сделать правильное подключение радиаторов отопления, которое позволит обеспечить максимально комфортные условия в квартире? Монтируя двухтрубные системы отопления, необходимо придерживаться такой последовательности:

1. От отопительного котла отводится центральный стояк системы отопления.
2. В самой высокой точке центральный стояк заканчивается расширительным бачком.
3. От него по всему зданию разводятся трубы, которые подводят горячий теплоноситель к радиаторам.
4. Для отвода охлажденного теплоносителя от радиаторов отопления при двухтрубной конструкции прокладывается параллельный подводящему трубопровод. Его необходимо подключить к нижней части отопительного котла.
5. Для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя нужно предусмотреть электрический насос. Он может быть установлен в любой удобной точке. Чаще всего его монтируют недалеко от котла, возле точки входа или выхода.

Подключение радиатора отопления не такой уж сложный процесс, если подойти к этому вопросу скрупулезно.

Источник https://buildip.ru/dvukhtrubnaya-sistema-otopleniya-chastnogo-doma.html

Источник https://vseprotruby.ru/otoplenie/dvuhtrubnaya-sistema.html

Источник

Источник