Двухтрубная система разводки одноэтажного дома: с естественной и принудительной циркуляцией

За многими монтажниками водится грешок предубежденности. Например, мастер считает однотрубную разводку самой лучшей и предлагает ее всем заказчикам — хозяевам частных домов. За подобными предложениями нередко скрывается низкая квалификация исполнителя либо какая-то выгода. Наша задача – рассмотреть, как работает двухтрубная система отопления, объективно оценить преимущества и недостатки, дать рекомендации по выбору схемы.

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Конструкция двухтрубной системы водяного отопления предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным магистралям. Упрощенно: входной патрубок батареи подключен к подающей линии, выходной – к обратной. По первому трубопроводу нагретая вода из котла раздается всем отопительным приборам, вторая труба собирает остывший теплоноситель и направляет обратно в теплогенератор.

Пример раздачи и возврата теплоносителя от батарей по двум линиям

Особенности двухконтурного распределения воды:

• если все элементы системы рассчитаны правильно, то каждый радиатор получает теплоноситель одинаковой температуры;
• изменение протока воды через одну батарею вследствие регулировки мало влияет на работу соседних отопительных приборов;
• число радиаторов на одной ветви может достигать 40 шт. при условии, что производительность насоса и диаметр подводящих труб обеспечивает расчетный расход воды.

Примечание. Цифра 40 взята на основании практического опыта проектирования и монтажа отопления в производственном цехе. В загородных коттеджах столько приборов к одной ветви не подключается, максимум – 10 шт. Если надо сделать разводку по многоэтажному зданию, сеть теплоснабжения делится на несколько двухтрубных контуров.

Движение воды по трубам и батареям обеспечивается двумя способами – естественным (конвекционным) и принудительным. Вариантов подвода теплоносителя тоже существует несколько, поэтому предлагаем рассмотреть каждую схему отдельно.

Двухтрубная классическая разводка закрытого типа — подключение к напольному котлу

Общая информация.

Тот факт, что схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией практически не имеет движущихся элементов, позволяет эксплуатировать её без капитального ремонта длительное время. Если разводка СО проведена с использованием труб оцинкованных или полимерных, то сроки могут достигать пятидесяти лет.

ЕЦ автоматически подразумевает низкий перепад давлений на входе и выходе. Естественно, теплоноситель испытывает определённое сопротивление своему движению, проходя через отопительные приборы и трубы. С учётом этого определён оптимальный радиус для нормальной работы СО с ЕЦ, тридцать метров. Но надо понимать, что цифра достаточно условна и может колебаться.

В силу особенностей конструкции система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома обладает высокой инерционностью. С момента розжига котла до стабилизации температуры в помещениях здания проходит не менее нескольких часов. Причина проста. Сначала прогревается теплообменник котла и только потом начинается медленное перемещение теплоносителя.

Схема отопление дома с естественной циркуляцией

Важно, чтобы в тех местах, где трубы СО проложены горизонтально, они имели обязательный уклон по направлению течения теплоносителя. Этим достигается перемещение воды в системе без застоя и автоматическое удаление воздуха из системы в её верхнюю точку, которая находится в расширительном бачке. Он выполняется по одному из трёх вариантов: открытый, со встроенным воздушником или герметичный.

Разновидности системы с двумя трубами

Двухтрубное отопление может быть с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя, с вертикальной или горизонтальной разводкой. Существуют разнообразные схемы монтажа для одноэтажных, двухэтажных и многоэтажных домов.

Система с естественной циркуляцией воды функционирует за счет различной плотности горячей и холодной воды. Применение подобного отопления ограничено из-за определенных недостатков:

• температура в котле и радиаторах скачкообразно меняется;
• длина трубопровода не может превышать 30 м;
• большая вероятность замерзания воды в бачке и радиаторах;
• необходимы трубы большого диаметра, что увеличивает затраты на монтаж.

Именно этими недостатками обусловлено внедрение в отопительную систему циркуляционного насоса.

Вертикальная двухтрубная разводка в одноэтажном доме

Основное преимущества подобной системы — возможность монтажа труб одного диаметра и высокое давление из-за разницы в уровнях подачи и обратки. Главное обстоятельство, которое может не устроить — необходимость установки расширительного бачка на неотапливаемом чердаке. Но этот недостаток можно устранить, если переместить бачок на отапливаемые площади.

Тех, кто выбирает верхнюю разводку, скорее всего не заботит расположение труб под потолком. В таком случае подающую трубу можно разместить над окнами, а бачок — под потолком. Но следует учитывать, что может снизиться скорость циркуляции из-за уменьшения длины стояка. При такой схеме трубы будут над окнами во всех без исключения помещениях.

Если расстояние от верха окна до потолка слишком маленькое, то рядом со стояком можно сделать вырез в потолке, чтобы бачок оставался в отапливаемом помещении. Утеплять придется только его верхнюю часть. В этом случае стояк будет длиннее. Но невозможно будет забирать техническую воду, так как расширительный бачок не удастся совместить и расходным.

Обратная линия при сипользовании двух трубопроводов монтируется у пола или под полом. Но при монтаже под полом нельзя использовать соединительные элементы. Они повышают вероятность образования течи.

Трубы над окнами или под потолком портят внешний вид помещений. Кроме того, через потолок теряется часть тепла. Поэтому существует схема с подающим трубопроводом под радиаторами. Но основные недостатки верхней разводки это не устраняет.

При поступлении теплоносителя сверху практически не возникают воздушные пробки, так как давление в стояке достаточно высокое. Если включить в систему насос, то можно использовать трубы минимального диаметра.

Вертикальная двухтрубная разводка в двухэтажном доме

При наличии в доме двух этажей эта схема более эффективна — усиливается циркуляция за счет большой разницы в высоте радиаторов второго этажа и котла, расположенного в подвальном помещении. Горячая вода из котла поступает в распределительный бачок на чердаке или втором этаже, потом по наклонному трубопроводу направляется на отопительные приборы. В этом варианте расширительный бак можно совместить с распределительным, предназначенным для горячего водоснабжения. При наличии дровяного котла дом получается полностью независимым от перебоев в подаче электроэнергии.

Еще более удачной в двухэтажном доме может оказаться комбинированная система — сочетание однотрубной и двухтрубной схемы. При этом сохраняется возможность регулировать температурный режим во всех помещениях.

Еще один вариант — прокладка труб на втором этаже в виде теплого пола. Эту часть можно монтировать как отдельную однотрубную систему. Если трубу подачи направить от котла на второй этаж, в уклоне трубопровода нет необходимости.

К недостаткам верхней разводки можно отнести:

• большой расход труб;
• проблемы при размещении расширительного бака;
• неэстетичный вид помещений;
• дополнительные расходы на декоративную отделку (чтобы спрятать трубы);
• на втором этаже помещения прогреваются лучше;
• не всегда возможно совместить расширительный бак с распределительным;
• невозможно установить в помещениях с большой площадью.

Но верхнюю разводку часто используют из-за основного преимущества — большой скорости циркуляции воды и отсутствия воздушных пробок.

Двухтрубная система с нижней разводкой

У горизонтальной разводки две основных особенности — увеличенный диаметр трубопровода и его расположение под углом по отношению к плоскости. Можно смонтировать систему с горизонтальной разводкой и естественной циркуляцией или с насосом (с принудительной циркуляцией). Такую схему выбирают в домах с пологой крышей и хорошим подвалом.

При использовании горизонтальной разводки подающий трубопровод можно монтировать на одном уровне с радиаторами или даже под ними. Основной недостаток такой системы — частое образование воздушных пробок, для устранения которых необходима установка кранов Маевского на каждом отопительном приборе.

Преимущества нижней разводки:

• высокий КПД;
• можно смонтировать в недостроенном здании;
• можно отключить верхний этаж, если им временно не пользуются или там проводится ремонт;
• вся запорная арматура устанавливается в одном помещении;
• система легко перекрывается и регулируется.

Система с нижней разводкой может быть с параллельно установленными радиторами или коллекторная. Во втором варианте к каждому радиатору от коллектора отходят два трубопровода — подающий и отводящий. Помещения прогреваются лучше, но для монтажа нужно большое количество трубных материалов и соединительных элементов.

Особенности монтажа

При монтаже двухтрубного отопления необходимо соблюдать некоторые правила:

• подающая ветка располагается выше, чем отводящая;
• отводящий трубопровод прокладывается параллельно подающему;
• расширительный бак обязательно должен быть выше отопительного котла;
• в отоплении с естественной циркуляцией подающий трубопровод монтируется с уклоном в сторону последнего отопительного прибора;
• радиаторы, байпас и замыкающие контуры обязательно оснащаются вентилями;
• при монтаже нельзя создавать прямые углы в трубопроводе (они способствуют образованию воздушных пробок);
• при вертикальной разводке с установкой бака на чердаке требуется утепление этого помещения;
• диаметры соединительных элементов обязательно должны соответствовать диаметру труб;
• крепления трубопроводов должны соответствовать требованиям нормативов.

Если в отопление монтируется коллектор, он должен быть установлен таким образом, чтобы расстояние от него до любого радиатора было одинаковым. Материал для трубопровода выбирается в зависимости от предпочтений владельца дома и гидравлических расчетов.

Особенности применения верхней и нижней разводки

Оба типа разводки применимы при горизонтальной или вертикальной организации своими руками двухтрубного отопления частного дома (одно- или многоэтажного).

И нижняя, и верхняя разводка имеют свои тонкости, и чтобы не допустить ошибки, нужно тщательно изучить схему и той, и другой системы

Для многоэтажных домов, которые относятся к вертикальному типу, более характерна установка двухтрубной отопительной системы с нижней разводкой. Это объясняется слишком большим давлением, создаваемым разницей в температурах обработки и нагретого теплоносителя, которое увеличивается с последующим этажом.

Обратите внимание! Добавочное давление при нижней разводке помогает теплоносителю продвигаться по трубопроводу. В случае невозможности по конструктивным причинам выполнения нижней разводки выполняется сооружение верхней подающей магистрали.

В сеть с естественной циркуляцией может в любой момент быть внесен насос, запуск которого позволит в случае необходимости равномерно и быстро прогреть помещение.

Разводка системы отопления в многоэтажном доме

В многоэтажных домах чаще всего монтируются комбинированные отопительные системы — разводка по этажам с двумя трубами, по квартирам — с одной. Но иногда встречаются и другие варианты.

Хуже всего, если в многоквартирном доме применена однотрубная разводка. Основной недостаток такой системы — большие теплопотери во время транспортировки теплоносителя. Горячая вода перемещается снизу, распределяется по всем квартирам и возвращается в тот же трубопровод. Обычно получается, что радиаторы на верхних этажах почти холодные. Еще хуже, если при монтаже система упрощена — радиаторы врезаны в трубопровод, то есть, они являются элементами трубопровода. Выигрывают жители первых этажей. На последние этажи теплоноситель поступает еще холоднее, чем при неупрощенной схеме.

Говорить о том, чтобы регулировать температуру радиаторов, вообще не стоит. Если поменять параметры подачи в одном отопительном приборе, они сразу же поменяются во всей системе. Кроме того, при аварии во время отопительного сезона для смены одного радиатора нужно выключить всю систему и выпустить из нее воду. Чтобы этого не делать, применяются специальные перемычки.

Немного улучшить показатели отопления с одной трубой можно, если установить радиаторы разного размера— первые маленькие, последние — самые большие. Это может сделать обогрев более равномерным. Если застройщик экономит на материалах, после заселения возникают проблемы с распределением тепловой энергии, а жильцы остаются недовольными.

Двухтрубная система более удобная, так как позволяет удержать температуру на одном уровне во всех отопительных приборах. Вода, остывшая в радиаторах, возвращается по другому трубопроводу. Кроме того, жильцы имеют возможность регулировать температуру каждого отопительного прибора и устанавливать краны с термостатами. Еще одно преимущество — возможность включить в систему радиаторы с нижним и боковым подключением.

Особенности отопления одноэтажного и двухэтажного здания

Для одноэтажного дома наиболее удачной является вертикальная разводка, основное преимущество которой – возможность установки труб равного диаметра и высокие значения давления благодаря разнице уровней подачи и возврата. При планировании горизонтальной разводки и естественной циркуляции уклон магистрали должен быть направлен в сторону котла. Она, в свою очередь, позволяет создать оптимальный температурный режим и равномерно распределить тепло в доме.

Для двухэтажного дома повышение эффективности подобной схемы объясняется усиленной циркуляцией, которая возможна за счет увеличения разницы высот котла и радиаторов второго яруса. Горячий теплоноситель поступает в распределительный бак на втором этаже либо чердаке, а затем направляется к отопительным приборам по наклонной магистрали. Организация системы с естественной циркуляцией предполагает монтаж подающей трубы под наклоном 5 мм каждые 2 метра. Двухтрубная система отопления двухэтажного дома может быть скомбинирована с однотрубной.

Чтобы система с естественной циркуляцией теплоносителя функционировала нормально, при монтаже сети следует соблюдать необходимый уровень уклона труб

Обратите внимание! Качество отопления в доме связано с циркуляцией теплоносителя, которая зависит от диаметра используемых труб для разводки, их материала, количества и радиусов поворотов, наличия и типа запорной арматуры.

Недостатком двухтрубного отопления как с применением естественной, так и принудительной циркуляцией является большой расход труб. В связи с этим стоит заранее решить, какие трубы применять — полипропиленовые, металлопластиковые или же медные. Последние обойдутся дороже первых двух типов.

Балансировка

Смысл данной операции в том, чтобы уравновесить все ветви системы и отрегулировать в каждой из них расход воды. Для этого каждое ответвление надо правильно подключить к магистралям, то есть, установить на врезке специальные балансировочные вентили. Также регулировочные краны или термостатические клапаны устанавливаются на подводках ко всем радиаторам.

Осуществить точную балансировку своими руками не так-то просто, нужно иметь соответствующие приборы (хотя бы манометр для измерения перепада давления на балансовом вентиле) и выполнить расчеты на потери давления. Если ничего этого нет, то надо после испытаний заполнить систему, спустить воздух и включить котел. Далее, балансировка двухтрубной системы производится на ощупь, по степени прогрева всех батарей. Находящиеся рядом с теплогенератором приборы надо «прижимать», чтобы больше тепла уходило к дальним. То же и с целыми ветвями системы.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:

• Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать энергонезависимый котел и произвести обвязку без подключения к домовой электросети.
• Плечевая (тупиковая) система – достойная альтернатива «ленинградке» и прочим однотрубным разводкам. Главные достоинства – универсальность и простота, благодаря которой двухтрубная отопительная схема дома 100—200 м² без проблем монтируется своими руками.
• Основные козыри петли Тихельмана – гидравлическое равновесие и способность обеспечивать теплоносителем большое число радиаторов.
• Коллекторная разводка – лучшее решение для скрытой прокладки труб и полной автоматизации работы отопления.

Лучший способ спрятать трубы — заложить их под стяжку пола

Примечание. Последние 3 схемы легко скомбинировать с контурами водяного напольного обогрева. Совмещать гравитационную радиаторную сеть с теплыми полами не всегда целесообразно – без электроэнергии принудительная циркуляция в греющих контурах невозможна.

Кратко выделим общие плюсы лучевой, попутной и тупиковой системы:

• небольшие сечения раздающих труб;
• гибкость с точки зрения прокладки, то есть, линии могут проходить по различным маршрутам – в полах, вдоль и внутри стен, под перекрытием;
• для монтажа подойдут различные пластиковые либо металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и гофрированная нержавейка;
• все 2-трубные сети хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.

Чтобы запрятать трубные подводки, нужно прорезать борозды в стене

Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется из трубопроводов в расширительный бак открытого типа.

Теперь о значимых недостатках:

• Схема с естественным движением воды громоздкая и дорогая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25…50 мм, монтируемые с большим уклоном, в идеале – стальные. Скрытая прокладка сильно затруднена – большинство элементов окажется на виду.
• В монтаже и эксплуатации тупиковых ветвей существенных минусов не обнаружено. Если плечи сильно отличаются по длине и числу батарей, равновесие восстанавливается путем глубокой балансировки.
• Магистрали кольцевой разводки Тихельмана всегда пересекают дверные проемы. Приходится делать обходные петли, где впоследствии может скапливаться воздух.На плане дома видно, что попутная водяная система пересекает 2 дверных проема
• Разводка лучевого типа требует финансовых затрат на оборудование – коллекторы с клапанами и ротаметрами плюс средства автоматизации. Альтернатива – сборка гребенки из полипропилена либо бронзовых тройников своими руками.

Дополнение. Для автоматического регулирования теплоотдачи батарей при самотеке понадобятся специальные радиаторные клапаны с увеличенным проходным сечением.

Какую схему лучше выбрать

Подбор разводки выполняется с учетом многих факторов – площади и этажности частного дома, выделяемого бюджета, наличия дополнительных систем, надежности электроснабжения и так далее. Дадим ряд общих рекомендаций по выбору:

• Если планируется собирать отопление самостоятельно, лучше остановиться на двухтрубной плечевой системе. Она прощает новичкам множество ошибок и будет работать, несмотря на допущенные огрехи.
• При высоких требованиях к интерьеру комнат возьмите за основу коллекторный тип разводки. Гребенку спрячете в стеновом шкафу, магистрали разведете под стяжкой. В двух– или трехэтажном особняке желательно установить несколько гребенок – по одной на этаж.При лучевой разводке коллектор желательно расположить в центре дома
• Частые перебои с подачей электроэнергии не оставляют выбора – нужно собирать схему с естественной циркуляцией (самотек).
• Система Тихельмана уместна в строениях большой площади и количеством обогревательных панелей. Монтировать петлю в малых зданиях нецелесообразно с финансовой точки зрения.
• Для небольшого дачного домика или бани отлично подойдет тупиковый вариант разводки с открытой прокладкой трубопроводов.

Совет. Отопление дачи на 2—4 маленьких комнаты можно организовать с помощью однотрубной горизонтальной системы с нижней разводки – «ленинградки».

Если коттедж планируется отапливать радиаторами, теплым полом и водяными калориферами, стоит взять на вооружение тупиковый либо коллекторный вариант разводки. Две указанные схемы легко комбинируются с другим отопительным оборудованием.

Способы выполнения разводки

Схема тупиковой системы отопления может быть организована с верхней или нижней подачей теплоносителя. Верхняя разводка применяется чаще всего при естественной циркуляции, нижняя возможно только при наличии циркуляционного насоса в цепи.

В первом случае трубопроводы монтируются с обязательными уклонами для более эффективного движения теплоносителя. Расширительный бачок открытого типа устанавливается в верхней точке системы.

Наиболее подходящий способ подключения радиаторов в двухтрубной тупиковой системе отопления с естественной циркуляцией – диагональный. Кран Маевского или воздухоотводник другой конструкции необходимо установить на каждую батарею.

Нижняя разводка предполагает прокладку подающего и отводящего трубопроводов над поверхностью пола. При этом трубы располагают одну над другой – подача сверху. Циркуляционный насос и закрытый расширительный бачок мембранного типа вживляются в обратную трубу на небольшом расстоянии от входного патрубка котла, если он одноконтурный. В двухконтурных котлах насос и бачок располагаются внутри корпуса и являются элементами нагревательного оборудования.

Тупиковая система отопления с нижней разводкой хороша тем, что магистральные трубопроводы можно утопить в конструкцию пола или закрыть небольшим коробом за широким плинтусом. Самый большой ее недостаток – это зависимость от электроэнергии. Однако проблема решается приобретением небольшого генератора, который выручит на время отсутствия электричества. Подключение радиаторов может выполняться по любому способу: нижнему, диагональному или боковому.

Существует еще плечевая тупиковая система отопления. Одна из разновидностей с боковым присоединением радиаторов представлена на схеме для двухэтажного дома:

Теплоноситель может обслуживать всю сеть одновременно, в то же время каждое плечо системы может работать самостоятельно. Кроме того, краны устанавливаются на входе и выходе каждого радиатора. Это удобно для регулировки температуры обогрева в каждой комнате.

Как рассчитать диаметр труб

При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:

• чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
• подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
• в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
• если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.

Совет. Выше на примерах схем довольно точно проставлены диаметры магистралей и подводок. Указанную информацию можете использовать при разработке проекта отопления жилища.

Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно иженерным расчетам. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:

• G – массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
• Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
• Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.

Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.

Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:

• S – площадь искомого сечения трубы, м²;
• V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
• ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.

Справка. Скорость движения теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом принимается из диапазона 0.3…0.7 м/с. При самотеке течение медленнее – 0.1…0.3 м/с.

Продолжение примера. Посчитанный расход 258 кг/ч обеспечивается насосом, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / (3600 х 0.4) = 0.00018 м². Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – Ø25 мм).

Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...