Попутная система отопления двухэтажного дома — Отопление и водоснабжение от А до Я

Отопление частного дома с использованием радиаторов подразумевает обустройство трубопроводной сети. Двухтрубная система отопления лучше всего подходит для самостоятельного изготовления, так как «прощает» неопытному мастеру некоторые ошибки в работе.

Характеристика и особенности системы

Система отопления с попутным движением теплоносителя спроектирована в 1901 году инженером Тихельманом. В такой системе жидкость перемещается в попутном направлении по обоим контурам: подаче и обратке. Длина труб по контурам одинакова, гидравлические условия схожи. Поэтому последний отопительный прибор нагревается также хорошо, как и первый. Такая система позволяет равномерно обогревать все помещения, экономить топливо. Попутная система отопления имеет альтернативное название – «петля Тихельмана», в честь ее создателя. Установка такой системы рекомендуется для обогрева больших помещений с 10 или более радиаторами. В небольших домах применение такой системы нацелесообразно.

Для установки попутной системы обычно нужен циркуляционный насос. Самотечная система возможна при сравнительно небольшом числе отопительных приборов (не более 10) и одноэтажной разводке.

Схема отопления Тихельмана

В загородных домах наиболее распространено автономное отопление. Это обусловлено отсутствием централизованного или не прохождением в большинстве сельских районов магистральных газопроводов. Для обогрева используются котлы небольших размеров, работающие на твёрдом, жидком топливе, электрической энергии и природном газе с поставкой в баллонах. Наиболее часто используется водяное отопление, отличающееся простотой и надёжностью, компактностью и гигиеничностью. Основное оборудование при таком способе включает следующие элементы:

  • водогрейный котёл;
  • радиаторные батареи;
  • водопроводные трубы;
  • расширительный бачок;
  • запорная и регулирующая арматура.

Мифы вокруг приспособления

Если вам придется когда-нибудь столкнуться с необходимостью сделать выбор между такими системами для отопления дома, как попутная и тупиковая, вы наверняка заметите, насколько неоднозначные отзывы и мифы относительно первого варианта заполняют сетевое пространство. Между тем, практика показывает, что львиная доля публикаций псевдопрофессионалов не имеет никакой практической почвы и построены исключительно в гипотетической плоскости. Итак, специалисты выделяют три наиболее распространённых мифа, которые порочат славу отопления с попутным движением теплоносителя:

  • Необходимость в балансировании такой системы отсутствует, а потому на отопительном приборе в ее конструкции не нужно проводить монтаж клапанов балансировочного типа;
  • В данной конструкции можно специально уменьшить как диаметр, так и длину трубопровода.
  • В каждом циркуляционном кольце присутствует одинаковое гидросопротивление.

Стоит отметить, что существуют определенные государственные стандарты, а также специальные учебники, обратившись к которым вы сможете быстро убедиться в ложности мифов, представленных выше.Пример схемы "петли"Пример схемы “петли”

Преимущества двухтрубной отопительной системы

Система имеет ряд преимуществ:

  • температура теплоносителя, который поступает в каждый отдельный отопительный прибор, постоянная;
  • температуру теплоносителя можно регулировать самостоятельно. Для этого на радиаторах устанавливаются специальные терморегуляторы;
  • в случае, когда один из используемых отопительных приборов вышел из строя, система продолжает функционировать на прежнем уровне. На работе других приборов поломка никак не сказывается;
  • потери давления в системе сводятся к нулю, при условии соблюдения технологии монтажа;
  • систему можно установить в любом доме, независимо от количества этажей.

Преимущества и недостатки

Попутная система имеет больше плюсов, чем минусов.

Преимущества системы с попутным движением воды:

  1. Вся система отопления прогревается равномерно, от начального до последнего радиатора. В каждом помещении будет одинаково тепло.
  2. Не нужно применять дорогое оборудование и сложную балансировку.
  3. Возможность установки регуляторов тепла.
  4. Монтаж попутной системы отопления возможен своими руками, особые навыки не требуются.
  5. Система имеет долгий срок эксплуатации.
  6. Высокая надежность и редкость поломок.
  7. Систему можно прокладывать под полом.
  8. Схема применима для двухэтажных домов.
  9. Система может работать самотеком.

Недостатки системы:

  1. Повышенный расход труб. Их длина больше, чем в традиционных системах. К трубам требуется большое количество единиц запорной арматуры.
  2. Трубы имеют большее сечение по сравнению с обычными схемами, а значит, обойдутся дороже.
  3. При сложной конфигурации помещений применение схемы становится невозможным ввиду ограничений по обводам (нельзя применять прямые углы, разную высоту труб).
  4. При большой площади дома и нескольких этажах такая система обойдется в значительную сумму.

Недостатки использования системы

При выборе двухтрубной системы отопления для частного дома следует учитывать и ее недостатки, к которым относятся:

  • большое количество труб и элементов, которые их соединяют;
  • сложный и трудоемкий монтаж системы;
  • высокая стоимость по сравнению с использованием только одного трубопровода.

Немного о недостатках

Рассуждая о практической применимости того или иного варианта, необходимо не только изучить отличительные особенности позитивного характера, но и обратить внимание на то, какие недостатки имеются у наиболее перспективного решения и, конечно же, его аналогов. Справедливо сказать, что «попутка» недостатков не лишена. Для начала стоит отметить, что преимущественно в целях экономии, на базе тупиковых конструкций по ходу продвижения теплоносителя диаметр магистрали несколько уменьшается. С попутным вариантом конструкции так сэкономить не получится, ведь существуют вполне объективные причины, в связи с которыми по периметру помещения осуществляется прокладка труб исключительно равного диаметра.Точки «равного давления» — схема с попутным движением теплоносителяТочки «равного давления» — схема с попутным движением теплоносителя

Традиционно используемые схемы

Традиционно для отопления домов применяют однотрубные или двухтрубные системы. Однотрубная схема подразумевает установку одного контура с теплоносителем.

Основным плюсом такой системы является небольшая общая длина трубопровода. Соответственно меньше финансовые затраты на прокладку системы, монтаж ведется быстрее, ниже аварийность. Минусом такой схемы является снижение температуры воды при проходе по трубам, последний радиатор может быть недостаточно горячим.

Попутная система отопленияИспользуемые схемы для попутной системы отопления

Двухтрубная схема (двухконтурная) требует установки двух контуров для циркуляции воды от котла до батарей отопления. Первая труба подает тепло от котла в радиаторы, вторая является обратной, остывшая вода перемещается в обратном направлении.  Схемы разводки в обоих случаях довольно просты.

При двухконтурной схеме батареи подсоединяют параллельно их можно выборочно перекрывать при необходимости.

Двухтрубные традиционные системы также называют тупиковыми. Основное отличие от «петли Тихельмана» в том, что подача теплоносителя подающей и обратной магистралей идет по разным направлениям. Горячая вода идет от котла к батарее, отдает тепло и отводится в «обратку», двигаясь к котлу.  Встречное движение воды имеет некоторые недостатки: ближние к котлу радиаторы греются быстрее и помещения отапливаются неравномерно.

Попутная система отопленияТупиковая и попутная схема движения теплоносителя

Попутная система отопления частного дома имеет преимущества по сравнению с тупиковой по гидравлике. Теплоноситель перемещается в одном направлении, вода проходит одинаковое расстояние и этим обеспечивается оптимальная сбалансированность системы. Радиаторы используются одинаковые по размеру и мощности.

Система отопления петля Тихельмана: монтаж и расчет

Далее нужно определиться со скоростью движения теплоносителя в магистралях. Диапазон значений оптимального показателя в данном случае находится между 0,36 и 0,7 м/с. Все полученные данные в конечном итоге следует подставить в специальную таблицу размеров труб. Чаще всего для обратной и подающей магистрали в таких системах приобретают металлопластик диаметром 26 мм. Радиаторы же подключают отрезками на 16 мм.

Попутная система отопления схема

Схемы двухтрубной системы

Схема с радиаторами:

схема двухтрубная система отопления

С радиаторами и теплыми полами:

схема двухтрубная система отопления

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Двухтрубная схема отопления

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Двухтрубное отопление в многоэтажном доме.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная разводки отопления

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная разводка отопления

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Алгоритм выполнения монтажных работ

Монтаждвухтрубной попутной системы отопления ведется в соответствии с определенным алгоритмом, где начальным этапом является подбор диаметра труб, а конечным – установка циркуляторного насоса.

Расчет диаметра трубопровода

Есть научно обоснованный способ расчета. Сечение трубы выбирается, исходя из объема теплоносителя, проходящего по трубе в единицу времени. Расчет начинают от дальнего радиатора по формуле:

G=3600×Q/(c×Δt), (1)

где: G − расход воды на обогрев дома (кг/ч);

Q − тепловая мощность, требуемая для обогрева (кВт);

c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);

Δt − разность температур между горячим и холодным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Далее вычисляют сечение труб по формуле:

S=GV/(3600×v), (2)

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.

Полученная цифра – это сечение, исходя из него, подбирают внутренний диаметр трубопровода.

Такой расчет ведут по всем радиаторам до котла.

При расчете также можно ориентироваться на таблицу зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки.

Попутная система отопленияТаблица зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки

Можно учитывать следующие ориентиры:

  1. При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подойдут трубы диаметров 20 мм.
  2. При потерях от 15 до до 27 кВт (до 250 м кв. площади) потребуются трубы диаметром не менее 25 мм.

Провести расчет по приведенным формулам или гидравлическим таблицам для домовладельца является сложной задачей, поэтому можно основываться на рекомендуемых диаметрах труб.

Диаметр трубопровода должен быть одинаковый на всем его протяжении для обеспечения стабильной работы батарей. Рекомендуемый минимальный внутренний диаметр труб -20 мм.

Необходимо соблюдать следующие условия:

  • Трубы класть под напольным покрытием для избегания высотных обводов. Если это невозможно, то нужно учитывать конфигурацию дома и максимально стремиться к одинаковой высоте прокладки труб.
  • Материал труб – металлопластик или полипропилен с армированием алюминиевой фольгой. Такие трубы прочнее и прослужат долго.
  • Радиаторы ставят биметаллические или стальные с нижней системой подключения. У таких батарей выше гидравлическое сопротивление, что балансирует систему. Мощность радиаторов должна быть одинакова по всей площади дома.
  • На каждую батарею ставят балансировочный кран на обратке. Желательна установка терморегуляторов.

Установка котла

Помещение, где ставится котел, должно иметь высоту не менее 2,5 м. Объем помещения рекомендуется от 8 кубометров. Водогрейный котел требуется подбирать в зависимости от площади отапливаемого дома.  Мощность котла для обогрева 10 кв. м. равна 1 кВт. Исходя из этого, подбирается мощность для всей системы.

Обвязка котла состоит из комплекта запорной арматуры, ее устанавливают в нескольких местах:

  1. На патрубке подпитки.
  2. По обеим сторонам насоса.
  3. У расширительного бака.
  4. На трубах, идущих от котла.

Протягивание магистрали

При монтаже магистрали попутной разводки системы отопления необходимо учесть следующее:

  • Отводящую ветку магистрали надо располагать ниже подающей.
  • Трубопроводы подачи и отвода тепла должны быть параллельны друг другу.
  • Бак расширительный должен быть установлен выше котла отопления.
  • На замыкающих радиаторах нужно установить вентили для спуска воды. Рекомендуется установить на каждой батарее термостатическую головку для обеспечения комфортности температуры.
  • При прокладке магистрали прямые углы исключены во избежание возникновения воздушных пробок в системе.
  • Расширительный бак должен устанавливаться в отапливаемом помещении.
  • Все диаметры труб, фитингов и кранов должны соответствовать друг другу. Нельзя ставить трубы разного диаметра из-за попытки сэкономить. Нарушится давление воды в системе.

Установка циркуляционного насоса

Рассчитывать на естественную циркуляцию неразумно, так как в попутной системе отопления расположено 10 и более батарей. Гравитация не сможет сработать без принудительного давления. Циркуляционный насос устанавливают на обратной ветке возле котла. Насос врезается при помощи байпаса и трех вентилей. Рекомендуется установить фильтр.

Попутная система отопленияЦиркуляционный насос устанавливается на каждом этаже

Попутную систему отопления устанавливают в одно этажных и двухэтажных домах. В двухэтажных строениях при установке нужно учитывать некоторые нюансы:

  • Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже. Если возникнет поломка в пределах одного этажа, на другом отопление будет полноценно работать.
  • Для каждого этажа рекомендуется монтаж по отдельной схеме.

Объем воды в системе

Конечно же, для того чтобы система отопления петля Тихельмана работала эффективно, перед ее монтажом следует рассчитать в том числе и необходимый расход теплоносителя. Чтобы определиться с этим параметром, следует прежде всего рассчитать теплопотери здания. Сделать это можно, воспользовавшись формулой G = S * 1 / Ро * (Тв — Тн)к. Здесь Po — сопротивление теплопередачи, Тв и Тн — температура воздуха на улице и в доме, к — понижающий коэффициент. Первый и последний показатель определяются по таблицам в зависимости от особенностей конструкции здания. Собственно сам расход теплоносителя рассчитывается по формуле Q = G/(c*(Т1-Т2)), где:

  • с — удельная теплоемкость воды (4200),
  • Т1 — ее температура в обратке,
  • Т2 — в подающей трубе.

Последние два параметра определяются с учетом показателя нелинейности теплоотдачи радиаторов. В конечном итоге разница между их значениями должна быть равна примерно 15-20 С.

Рекомендации по монтажу

Мы не будем здесь перечислять общеизвестные правила ведения работ, к тому же они могут отличаться в зависимости от материала труб. Но некоторые моменты напомнить не помешает, это убережет вас от ошибок, переделок и связанных с ними лишних затрат:

  • помните, что схема тупиковой системы отопления, как и любой другой, рассчитывается на внутренние диаметры труб. Когда на чертеже стоит обозначение ДУ15 или DN15, оно указывает на внутренний размер трубы, а Ø26х3 означает наружный диаметр и толщину стенки. Не ошибитесь при закупке материалов;
  • при наличии нескольких тупиковых ветвей на каждой ставится запорно-регулировочная арматура. Современные краны часто оснащают штуцером для слива воды, такие и надо подбирать, это поможет опорожнять систему частично;
  • как в гравитационной, так и насосной системе важно соблюдать уклоны магистралей. В первом случае это 5 мм на 1м, во втором – 2—3 мм на 1 м;
  • радиаторные термостаты для естественного и принудительного движения теплоносителя – разные. Изделия, приспособленные под самотек, имеют большую пропускную способность. Если перепутаете, то природной циркуляции не будет;
  • от предпоследнего нагревателя к тупиковому прокладывают самые меньшие по диаметру трубы, такие как на подводках.

Система трубопроводов

Как верхнюю, так и нижнюю разводку петли Тихельмана принято выполнять трубами PPR. Если требуется скрытая прокладка труб, рекомендуется использовать систему PEX с надвижными фитингами. Если прокладка труб выполняется в плотных основаниях, следует использовать теплоизоляционную оболочку.

Система отопления Тихельмана для одноэтажного дома выполняется крайне просто. Трубопровод подачи теплоносителя пролегает от теплового узла вдоль всей радиаторной сети. Номинальный условный проход трубы сохраняется вплоть до предпоследнего радиатора в ряду, после чего выполняется переход на диаметр подключения радиаторов, обычно это 20 мм полипропилен или 16 мм PEX. Трубопровод возвратного тока прокладывается в том же порядке, но навстречу подаче, то есть первый радиатор по направлению тока горячего теплоносителя подключается заниженным диаметром.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Если система Тихельмана устраивается на нескольких этажах, требуется монтаж вертикального стояка. Магистральная труба подачи следует до самой высокой точки, откуда выполняется ответвление для запитки верхнего этажа. После этого магистраль разворачивается вниз, на этом участке осуществляется врезка подачи для всех нижних этажей. Общий трубопровод возвратного тока выполняется по аналогии с двухтрубной системой со встречным движением теплоносителя, то есть попросту выполняет роль сборной магистрали.

Диаметр труб для петли Тихельмана рассчитывается по общим методикам теплотехнического расчёта, основанных на выборе оптимального значения Kvs магистральных труб. При этом желательно, чтобы по ходу движения теплоносителя не происходило ступенчатого занижения условного прохода, иначе естественная балансировка системы будет не столь качественной. В системах с протяженностью разводящих трубопроводов до 120 м оптимальным считается условный проход магистральных труб не менее 270 мм2, а для труб подключения радиаторов — порядка 130 мм2.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Коллекторная система отопления

Рассмотренные выше схемы отопительной системы относятся к тройниковой конфигурации, в отличие от которой коллекторная конструкция характеризуется большей управляемостью. Главное отличие разводки – независимое подключение труб к каждому радиатору. Для нее применима верхняя, боковая, диагональная и нижняя подводка. Последний вариант позволяет реализовать все достоинства металлополимерных труб, скрыть их в конструкции пола или стен.

Другой распространенный вариант коллекторной отопительной системы – поэтажная разводка. Она предполагает монтаж обратной и подающей магистрали в каналах пола, а установку коллекторов в нише стены или специальном шкафу, от которого к каждому радиатору идут трубы. Для регулировки нагрева прибора и одинаковой температуры на выходе и входе необходим циркуляционный насос.

5

Обвязка котельной

Попутка может выполняться как в виде закрытой, так и в виде открытой системы отопления. Главным элементом для функционирования является циркуляционный насос, поэтому его монтаж обязателен. Нельзя полностью полагаться на естественную циркуляцию теплоносителя даже при хорошей организации разводки. Стандартная петля Тихельмана состоит минимум из 10 батарей. Гравитационное перемещение вряд ли сможет продавить воду через всю сеть.

Узел Тихельмана

На подаче устанавливается группа безопасности, которая состоит из манометра, автоматического сбросника воздуха, а также стравливающего клапана. В открытых схемах подача должна идти вертикально до начала уклона. В верхней точке монтируют расширитель открытого типа. Затем магистраль направляется к остальной сети.

На обратке монтируют насос. Его мощности должно быть достаточно для подавления гидравлического сопротивления. Рядом устанавливают патрубок для подпитки. Обвязка котла состоит из запорных арматур, которые ставят:

  1. 1. На патрубке подпитки.
  2. 2. С двух сторон насоса.
  3. 3. Возле расширительного бачка.
  4. 4. Возле котла на обеих трубах.

Также дополнительно может монтироваться байпасная трубка. В неё устанавливают электрический клапан, который срабатывает во время остановки циркуляции.

Петля Тихельмана на два этажа или более

Чаще всего такая система отопления монтируется в одноэтажных зданиях большой площади. Именно в таких домах она работает наиболее эффективно. Однако иногда такую систему собирают и в двух-трехэтажных зданиях. При выполнении разводки в таких домах следует придерживаться определенной технологии. По схеме Тихельмана в данном случае завязывается не каждый этаж по отдельности, а все здание в целом. То есть сохраняется равная сумма длин обратного и подающего трубопровода для каждого радиатора дома.

Попутная система отопления схема

Петля Тихельмана на два этажа собирается, таким образом, по особой схеме. Также специалисты считают, что использовать только один циркуляционный насос в этом случае нецелесообразно. Если имеется такая возможность, в здании стоит установить по одному такому прибору на каждом этаже. В противном случае при поломке единственного насоса, отопление будет отключено во всем доме сразу.

Особенности монтажа: когда нужна балансировка

Как уже упоминалось, регулировки количества проходящего через радиаторы теплоносителя попутная система отопления петля Тихельмана не требует. Но только тогда, когда в здании установлены радиаторы одинаковой мощности. Однако в больших домах такая схема сборки системы отопления используется редко. К примеру, в котельной и других хозяйственных помещениях обычно устанавливаются слабые радиаторы, а в жилых комнатах — модели помощнее. Конечно же, для всех этих батарей понадобятся разные протоки. Если расход теплоносителя будет рассчитан по слабым радиаторам, его будет недостаточно для мощных. При обратных схемах — в маленьких батареях начнут возникать гидравлические шумы. Чтобы этого не происходило, и устанавливаются балансировочные краны.

Частые вопросы читателей

Вопросы относительно двухтрубных систем возникают у мастеров, желающих сделать обогрев дома самостоятельно, или когда возникают сомнения в честности монтажников.

+ Нужен ли байпас в двухтрубной системе частного дома?

Байпас – не обязательная часть, но его использование делает систему функциональнее. В гравитационных системах устройство позволяет продолжить отопление при неисправности насоса (если он есть) или при отключении электроэнергии. Установка байпаса в принудительных и закрытых системах не решает никаких проблем, поток теплоносителя прекратится при отключении электропитания.

+ Что делать, если не греет радиатор?

Оценивают, не работает один радиатор или все в контуре. В первом случае проверяют, открыты ли отсекающие краны и терморегулятор (их могут перекрыть дети). Пробуют развоздушить радиатор с помощью крана Маевского. При неисправности контура проверяют исправность автоматического клапана всей системы и работоспособность насоса.

+ Какая система эффективней двух- или однотрубная?

В каждом случае опираются на оценку всех обстоятельств эксплуатации. При правильном теплотехническом и гидравлическом расчёте оба варианта эффективны, но для монтажа однотрубных сетей понадобится больше опыта.

+ Делать ли байпасы в обвязке каждого радиатора?

В двухтрубной системе байпасы на радиаторах необязательны, но позволяют в случае необходимости отключить одну батарею без потери работоспособности всей системы.

Двухтрубная система отопления позволяет обогревать помещения большой площади. Гидравлический расчёт проводят самостоятельно или с привлечением специалистов. Важно учесть все нюансы эксплуатации и тогда в доме будет комфортно при любой температуре на улице.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки