Эффективно и надежно двухтрубная система отопления частного дома своими руками

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.

При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Эффективно и надежно двухтрубная система отопления частного дома своими руками

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

Циркуляционный насос для системы отопления

Установка циркуляционного насоса создает достаточный напор в системе, делая возможным использование вариантов разводки, которые нельзя применять при естественной циркуляции

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Горизонтальная и вертикальная разводка отопления

В современных домах чаще используют горизонтальную, чем вертикальную разводку отопления. Причина в том, что схемы расположения радиаторов на разных этажах редко совпадают

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

Преимущества схемы:

  • меньшая суммарная длина используемых труб;
  • отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

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.

Однотрубная система – максимально простая, но имеющая массу недостатков
Однотрубная система – максимально простая, но имеющая массу недостатков

Даже незнакомому с законами теплотехники 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 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.

Однотрубная система «ленинградка» — эффект понижения температуры на радиаторах по мере удаления от котла снижен, но полностью избавиться от него невозможно (схема показана с упрощением).
Однотрубная система «ленинградка» — эффект понижения температуры на радиаторах по мере удаления от котла снижен, но полностью избавиться от него невозможно (схема показана с упрощением).

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.

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.

газовый котел

Упрощенная схема двухтрубной системы отопления – каждый из радиаторов индивидуально подключен к трубе подачи и к «обратке»
Упрощенная схема двухтрубной системы отопления – каждый из радиаторов индивидуально подключен к трубе подачи и к «обратке»

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.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

  1. В доме всегда должно быть тепло.
  2. Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
  3. Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем.

Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и отопительные приборы. Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.

Эффективно и надежно двухтрубная система отопления частного дома своими руками

Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».

Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:

  • самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
  • однотрубная;
  • двухтрубная;
  • лучевая (иначе – коллекторная);
  • водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.
Проект водяного отопления 2-этажного коттеджа
Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка

Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Выбор одно- или двухтрубного варианта

Подвод горячей воды и отвод охлажденной для системы отопления частного дома можно производить с помощью одной или двух труб. У каждого варианта есть положительные и отрицательные стороны, а также особенности использования в зависимости от типа разводки.

Вид двухтрубной разводки в помещении

С позиции дизайна интерьера присутствие второй трубы не оказывает какого-либо влияния на внешний вид системы отопления благодаря нижнему варианту подключения системы к радиаторам и возможности сократить диаметры труб

Схему водяного отопления частного дома с использованием одной трубы для подачи горячей и отвода остывшей воды называют однотрубной. Главное преимущество такой системы заключается в минимизации длины труб.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Арка из гипсокартона — пошаговая инструкция создания дверного проема своими руками (100 фото)

Основные плюсы варианта:

  • наименьшие затраты на приобретение элементов отопительной системы;
  • наиболее простой и быстрый монтаж;
  • наименьший риск аварии.

Основным минусом однотрубного отопления является постепенное уменьшение температуры воды, которая проходит последовательно через все радиаторы в контуре.

Поэтому приходится использовать несколько большую площадь поверхности последних радиаторов (большее число колен), что часто нивелирует ценовую выгоду от минимизации длины труб.

Эффективно и надежно двухтрубная система отопления частного дома своими руками

Кроме того, в связи с этим недостатком, существуют ограничения для одного контура на количество подключаемых радиаторов. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.

Кроме того, возникает проблема при расчете теплоотдачи. Здесь необходимо учитывать, что отключение первых радиаторов от системы отопления ведет к увеличению температуры входящей воды для последующих устройств.

Применять однотрубные схемы с вертикальной нижней разводкой бессмысленно, так как длина труб будет такой же, как и двухтрубного варианта, что нивелирует все плюсы, но оставляет минусы.

Нижняя однотрубная и двухтрубная разводка

Если возврат теплоносителя происходит по тому же маршруту, что и подача, то суммарная длина труб при обоих вариантах практически одинакова

Подключение отопительного прибора, как правило, производят через байпас, чтобы иметь возможность отключить любой из них без остановки циркуляции воды по контуру.

Для экономии на кранах можно не делать обход воды через отводок, но тогда придется останавливать работу этой части системы и сливать воду при необходимости замены или ремонта радиатора.

Самым экономным вариантом является использование одной стальной трубы диаметра 1,5-2 дюйма без радиаторов отопления. Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды.

Циркуляционный насос для системы отопления

Подробно о расчете однотрубной системе отопления читайте в этой статье.

Схему отопительного контура, когда одну трубу используют для подачи горячей воды к отопительным приборам, а вторую – для возврата охлажденной называют двухтрубной.

Ее основные преимущества:

  • температура подаваемой ко всем радиаторам воды одинаковая;
  • отключение одного или нескольких радиаторов не влияет на температуру подаваемой воды к остальным отопительным приборам;
  • ограничения по количеству радиаторов для одного отопительного контура зависит только от пропускного объема труб.

Основным минусом такой разводки является некоторое увеличение метража труб.

Это ведет к некоторым к дополнительным недосаткам:

  • возрастают затраты на приобретение и монтаж элементов системы отопления;
  • усложняется интеграции в интерьер частного дома.

Количество фитингов и кранов при двухтрубной системе почти такое же, как и при однотрубной.

Горизонтальная однотрубная и двухтрубная схема

Для попутной схемы движения теплоносителя общая длина труб при использовании двухтрубной системы увеличивается на расстояние между первым и последним радиатором. Иногда оно незначительно по сравнению со всей протяженностью контура

Эффективно и надежно двухтрубная система отопления частного дома своими руками

Попутная схема. Оба потока двигаются в одном направлении и, таким образом, длина цикла оборота теплоносителя для каждого радиатора одинакова. В этом случае происходит равный по скорости их нагрев при запуске системы отопления.

Тупиковый вариант. Направление движения горячей и охлажденной воды встречное. Нагрев ближних к котлу радиаторов происходит быстрее.

Чем меньше скорость воды, тем более заметен этот эффект, поэтому при естественной циркуляции прогрев одних помещений будет происходить значительно медленнее, чем других.

Если используют циркуляционный насос или расстояние между первым и последним радиатором в контуре незначительное, то эффект неравномерного нагрева при тупиковой двухтрубной разводке незаметен. Тогда выбор в пользу того или иного варианта обусловлен исключительно соображениями удобства проведения обратной трубы.

Выбираем подходящую схему

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Осуществлять термостатическое регулирование на каждом из радиаторов при двухтрубной системе – значительно легче, и это никак не сказывается на режиме работы других батарей.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

  1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
  2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
  3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
  4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.
Как сделать самотечную систему циркуляции теплоносителя
Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

  • из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
  • чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
  • здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;

    Монтаж труб самотечной разводки
    Из-за слишком большого отступа от потолков спрятать трубу за облицовкой весьма затруднительно

  • затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
  • схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
  • увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.

Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.

Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

  1. Минимальный диаметр вертикального участка, идущего от котла, — 50 мм (имеется в виду внутренний размер условного прохода трубы).
  2. Горизонтальный раздающий и собирающий коллектор допускается уменьшить до 40 мм, перед последними батареями – до 32 мм.
  3. Уклон 2—3 мм на 1 м. п. трубопровода делается в сторону радиаторов на подаче и котла – на обратке.

    Подводки к отопительным приборам
    Даже большие трубы можно прокладывать скрыто (на фото справа). Слева – типичный монтаж с открытыми коммуникациями

  4. Входной патрубок теплогенератора должен располагаться ниже батарей первого этажа с учетом уклона обратной магистрали. Возможно, в котельной придется сделать небольшой приямок под установку источника тепла.
  5. На подводках к отопительным приборам второго этажа лучше поставить прямой байпас малого диаметра (15 мм).
  6. Верхний раздающий коллектор постарайтесь уложить на чердаке, чтобы не вести под потолками комнат.
  7. Используйте расширительный бак открытого типа с патрубком перелива, выведенным на улицу, а не в канализацию. Так удобнее следить за переполнением емкости. С мембранным бачком система работать не будет.

Принципиальная схема двухтрубной системы отопления открытого типа

Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома способна нормально функционировать только с принудительной циркуляцией от насоса. Конструкция следующая: по периметру этажа проходит одна магистраль, куда подключены все батареи. То есть, коллектор одновременно играет роль подачи и обратки.

Чертеж однотрубной нижней разводки
Система «ленинградка» компактна и отлично работает с небольшим числом отопительных приборов

Работа однотрубной схемы, получившей название «ленинградка», довольно сложна:

  1. Если трубопроводы рассчитаны верно, то в каждый радиатор затекает приблизительно 1/3 горячей воды. Оставшиеся 2/3 объема двигаются по магистрали дальше.
  2. Теплоноситель, прошедший батарею, избавляется от тепла и возвращается обратно в коллектор, понижая температуру потока на 1—2 °С.
  3. Охлажденная вода течет к следующему радиатору, где процесс разделения и слияния потоков повторяется. Температура теплоносителя в коллекторе снова падает. Сколько батарей подключено к кольцевой магистрали, столько раз вода охладится.
  4. Пройдя последний отопительный прибор, холодный теплоноситель возвращается в котел.

Сторонники «ленинградки» называют ее главным плюсом низкую стоимость материалов и монтажа. Мы согласимся с утверждением, но с оговоркой: если производить сборку дешевым полипропиленом.

Подключение радиаторов к магистрали
Однотрубную разводку проще заложить в строительные конструкции

Однотрубная схема отопления, сделанная в двухэтажном доме из металлопластика, сшитого полиэтилена или металла, обойдется дороже двухтрубной из-за цены фитингов. Точный расчет предоставит наш эксперт Владимир Сухоруков ниже на видео.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Датчик протечки воды своими руками

Минусы «ленинградки» выглядят так:

  • поскольку каждый последующий радиатор получает более остывший теплоноситель, нужно наращивать число секций для нагрева дальних комнат;
  • чтобы не подбирать количество секций наобум, нужно произвести расчет остывания воды;
  • максимальное число эффективно работающих батарей на одной ветви – 5—6 шт., иначе придется нарастить диаметр раздающей трубы до 40—50 мм;
  • закольцованную магистраль сложнее провести по дому – мешают дверные проемы, особенно на втором этаже;
  • отопительные приборы влияют друг на друга, что затрудняет организацию автоматического регулирования.

Маленький плюс однотрубной разводки: одну ветку проще упрятать в стену либо под полы, нежели две. Отопительная сеть легко комбинируется с другими типами систем, работающих с принудительной циркуляцией.

После ознакомления с применяемыми в двухэтажных домах системами отопления пришло время вернуться к вашему черновому проекту, где подобраны типы радиаторов и котла, определена расстановка данного оборудования и перечислены пожелания. Дальше выбираем схему в соответствии с рекомендациями:

  1. При частых перебоях электроснабжения выбор невелик – нужна самотечная система. Если дом топится кирпичной печкой, стоит использовать ее в качестве источника тепла и не покупать котел.
  2. Если вы так и не поняли, чего хотите, смело собирайте двухтрубную тупиковую схему закрытого типа. Ее легко адаптировать к различным условиям и оборудованию. Впоследствии установите твердотопливный, газовый или электрокотел – разницы нет, отопление будет работать.
  3. При повышенных требованиях к дизайну интерьера принимайтесь за коллекторную разводку. Чтобы не ошибиться с размерами труб, тяните до гребенки диаметр 32 мм, а подводки к батареям делайте Ø16 х 2 мм (наружный).

    Схема комбинированного отопления радиаторы   теплый пол
    Совместное подключение радиаторной сети и греющих напольных контуров, управляемых комнатными терморегуляторами

  4. Теплые полы устраиваются при наличии средств и желания. Их лучше совместить с любой системой, кроме гравитационной.

Движение теплоносителя вверх обеспечивает специальный насос, вниз вода движется самостоятельно, то есть без помощи каких-либо агрегатов под тяжестью собственного веса.

Включение в систему распределительного коллектора

Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая “лучевая схема” с применением распределительного коллектора.

Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.

Лучевая схема отопления дома

Лучевая разводка предполагает подключение каждого отопительного прибора (или небольшой их группы) непосредственно к распределительному коллектору, раздающему горячую и собирающему охлажденную воду

Наиболее равномерное и управляемое разделение потока теплоносителя по приборам отопления можно осуществить с помощью распределительного коллектора.

Устройство включает в себя две гребенки, в одну из которых горячая вода поступает из котла и распределяется по радиаторам, а в другую охлажденная вода возвращается и направляется обратно к котлу.

Подключение радиаторов через распределительный коллектор происходит параллельно, поэтому при такой разводке достигается минимальная разница температуры теплоносителя, подводимого к приборам отопления.

Это значительно облегчает расчет параметров радиаторов на стадии проектирования, а также позволяет легко регулировать мощность каждого прибора в период эксплуатации.

Вторым значимым плюсом такой разводки является возможность управления параметрами подачи теплоносителя ко всем приборам из одного места. Коллектор помещают в специальный шкаф с доступом к индикаторам и элементам управления: вентилям, кранам и насосам.

Это удобно с позиции регулирования микроклимата дома и позволяет легче вписать радиаторы в интерьер помещения.

К минусам систем с коллекторной схемой разводки отопления следует отнести максимальную длину труб подвода и отвода воды к радиаторам. Этот вариант является самым дорогим по стоимости элементов контура и самым сложным при монтаже, а также требует определенной квалификации.

Распределительный коллектор с приборами

Использование коллектора для подключения устройств обогрева различного типа требует хорошего понимания темы водяного отопления, а иногда и проведения гидравлических расчетов для нормального функционирования таких систем

Как правило, трубы в лучевой разводке отопления монтируют в стяжку пола. Это означает, что проектировать и устанавливать такую систему необходимо при строительстве или капитальном ремонте частного дома.

Выполнить коллекторный вариант для подсоединения радиаторов или изменить геометрию контуров в помещениях с уже проведенным внутренним ремонтом достаточно сложно. Это второй существенный минус разводки такого типа.

Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений – обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.

Коллектор для теплого пола

Подключение теплого пола к системе отопления через распределительный коллектор является единственно возможным вариантом для обогрева больших площадей таким способом

Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:

  • количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
  • при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.

Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.

В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.

Часто коллектор снабжают смесительным узлом, для регулировки температуры воды, подаваемой к трубам теплого пола. Дело в том, что для радиаторов отопления, как правило, используют жидкость с температурным диапазоном 70-80°С, тогда как для теплого пола необходимо около 40°С.

Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета.

Лучевая схема – это современная разновидность двухтрубной разводки, удовлетворяющая всем новым и старым требованиям: эффективность, экономичность за счет автоматизированного управления, полностью скрытая прокладка труб и так далее. В чем особенности системы:

  1. Теплоноситель от котла направляется в главный распределительный узел – коллектор.
  2. Радиаторы подключены подводками DN10—15 к гребенке по двухтрубной схеме, каждый к своей паре штуцеров на подающем и обратном коллекторе. Магистрали отсутствуют.
  3. Подводящие трубы утеплены и проложены скрыто по любому удобному маршруту – под напольным покрытием, за натяжными потолками либо в стенах.
  4. С помощью расходомеров коллектора (ротаметров) доступна ручная регулировка количества воды, направляемой к батарее. Если гребенку оснастить сервоприводами, подключенными к комнатному терморегулятору, управление потоком теплоносителя будет производиться автоматически.

Совершенство коллекторных схем отопления двухэтажных домов несколько омрачает высокая цена материалов. Гребенки с ротаметрами, трубный утеплитель, сервоприводы, — все указанные элементы стоят приличных денег. Недостаток второй: подобную систему сложно собрать в обжитых помещениях, не делая ремонта. Чтобы упрятать пучок трубопроводов, придется разобрать полы либо снять обшивку потолков.

Система с естественной циркуляцией

Холодный теплоноситель вытесняет нагревшийся вверх, тот перемещается по системе, отдавая тепло, а затем, набрав плотность, возвращается обратно в котел и т.д.

Таким способом осуществляется циркуляция жидкости по системе, сопровождающаяся обогревом помещения, без насоса и другого дополнительного оборудования.

Несущественным минусом являются малые перепады давления в системе, этот факт не позволяет монтировать систему на большой радиус.

С момента включения котла до момента, когда температура в помещении зафиксируется, проходит достаточно много времени и это своего рода недостаток.

Еще одним минусом является условие наклонной установки труб, что просто необходимо для того, чтобы жидкость двигалась в требуемом направлении.

Существенный плюс заключается в способности системы к саморегуляции – при понижении температуры окружающей среды, скорость циркуляции увеличивается.

Кроме температуры на скорость движения жидкости влияют следующие факторы: радиус труб, материал из которого они изготовлены, их сечение, количество поворотов в системе, наличие арматуры и ее вид.

Как отмечалось ранее, в системе с принудительной циркуляцией есть возможность использования терморегуляторов на каждой батарее, а ремонт вышедших из строя радиаторов позволяет не отключать всю систему.

Установка этой системы легче, так как в наклоне труб просто нет необходимости.

Еще одним минусом являются траты на установку системы и расходы на электроэнергию.

Различают вертикальный и горизонтальный способы установки двухтрубной системы. На фото двухтрубные системы отопления этих видов четко отличаются друг от друга.

Вертикальная система отлично подходит для многоэтажек и представляет собой подключение радиаторов с разных этажей к одному стояку.

Воздух в такой системе поднимается вверх, где-либо выходит через бак, либо спускается с помощью вентеля. Удобны в эксплуатации и установке.  В вертикальных системах чаще используют естественную циркуляцию теплоносителя.

При горизонтальной разводке трубы проводятся по поверхности пола или под ним. Трубы устанавливают под наклоном, обязательно устанавливается насос для устранения воздушных пробок. Горизонтальная система актуальна для одноэтажных или двухэтажных домов.

Среди множества существующих видов отопительных систем выбор застройщиков часто останавливается на тупиковой схеме. Что такое тупиковая система отопления?

Так называют одну из разновидностей двухтрубных сетей, для которой характерной является разница в продолжительности подающего и обратного трубопроводов. Хотя и в однотрубном варианте тупиковая система также возможна.

Теплоноситель в такой схеме движется в противоположных направлениях по подающей и обратной трубе. В свою очередь, тупиковая система также делится на два типа: вертикальный и горизонтальный.

  • Вертикальная схема предполагает присоединение радиаторов к стояку. В этом случае имеет место неравномерная циркуляция теплоносителя. Так как циркуляционные кольца, расположенные ближе к стояку, короче отдаленных. В этом случае помещения, находящиеся далеко от источника тепла, прогреваются дольше и хуже ближних. Такие сети используются, как правило, в многоэтажных постройках.
  • Горизонтальная тупиковая разводка системы отопления более экономична и проста в монтаже. Состоит из серии приборов отопления, объединенных в общую схему подающим и обратным трубопроводами. С естественной циркуляцией теплоносителя данная схема может работать в зданиях малой площади и объема. Для других случаев необходима организация принудительного движения горячей воды по системе.

Системы радиаторного водяного отопления по своей конструкции являются разнообразными. В зависимости от количества магистральных линий, они могут быть однотрубными и двухтрубными, а по расположению стояков — горизонтальными и вертикальными (исходя из места прокладки подающей магистрали). В случае наличия вертикальной разводки, системы могут быть смешанными, а также с нижней и верхней разводкой.

Несколько примеров расширительных баков открытого типа заводского и кустарного изготовления

Каждая из отопительных систем имеет как свои достоинства, так и недостатки. Перед тем, как определиться с выбором системы при строительстве дома, нужно ознакомиться с сильными и слабыми сторонами существующих видов, ведь они могут стать определяющими в разных условиях.

Тупиковая система отопления. являющаяся подвидом двухтрубной, характеризуется имеющейся выраженной разницей в длине циркуляционных колец — она, в свою очередь, может быть вертикальной и горизонтальной.

В вертикальной системе доминирует принцип присоединения всех приборов к вертикальному стояку (расположенные близко к стояку циркуляционные кольца обладают меньшей длиной в сравнении с теми, которые располагаются на дальнем расстоянии). Применение на практике такого принципа приводит к неравномерной интенсивности циркуляции воды — в результате, разные помещения в здании нагреваются по-разному.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Серая кухня современный способ оформления пространства

Оценивая данную схему лишь с этой точки зрения, можно сделать вывод, что она не практична, так как невозможность равномерно отапливать все помещения является существенным её недостатком. Применяется схема, как правило, для обустройства многоэтажных домов .

Что касается горизонтальной тупиковой системы отопления, то её принцип заключается в подключении к отопительным приборам двух трубопроводов — прямого и обратного. В плане проектирования она проще, чем вертикальная, поскольку у обеих линий совпадают размеры соединительных элементов и труб.

Важно также то, что по расходу материалов она более экономична. Основным недостатком ее является сложность сбалансирования отдельно взятых радиаторов

Если сравнивать схему разводки системы отопления тупикового типа со схемами других типов, то первая имеет преимущество — ее можно устроить с любой циркуляцией теплоносителя (и естественной, и принудительной)

https://www.youtube.com/watch?v=sIFmYMkuJWY

Важно учитывать, что с естественной циркуляцией схема подходит только для строительства одноэтажных и двухэтажных домов. Использовать такую схему для многоэтажных зданий можно только при условии наличия принудительной циркуляции теплоносителя

Возможные варианты расположения расширительного бака открытого типа

Любая отопительная система с жидким теплоносителем включает замкнутый контур, соединяющий радиаторы, обогревающие помещение, и котел, который нагревает теплоноситель.

Все происходит следующим образом: жидкость, двигаясь по теплообменнику отопительного прибора, разогревается до высокой температуры, после чего поступает в радиаторы, число которых определяется потребностями здания.

Отличительная черта двухтрубной системы — наличие подающей и обратной трубы, подходящих к каждому радиатору

Здесь жидкость отдает тепло воздуху и постепенно остывает. Затем возвращается в теплообменник отопительного прибора и цикл повторяется. Максимально просто циркуляция протекает в однотрубной системе, где к каждой батарее подходит только одна труба. Однако в таком случае каждая следующая батарея будет получать теплоноситель, вышедший из предыдущей, а, значит, и более холодный.

Для устранения этого значимого недостатка была разработана более сложная двухтрубная система. В этом варианте к каждому радиатору подключается две трубы:

  • Первая – подающая, по которой теплоноситель попадает в батарею.
  • Вторая – отводящая или как говорят мастера «обратка», по которой остывшая жидкость уходит из устройства.

Рабочая схема? – да, конечно. Удобно и красиво? – да, наверное, не очень…

Таким образом, каждый радиатор оснащен индивидуальной регулируемой подачей теплоносителя, что дает возможность организовать отопление максимально эффективно.

Так как поставка нагретого теплоносителя к приборам производится почти одновременно одной трубой, а сбор остывшей воды другой, двухтрубные системы отличаются оптимальным теплотехническим балансом — все батареи системы и подключенные к ней контуры работают с практически равной теплоотдачей

  • Каждый из включенных в систему радиаторов получает теплоноситель с определенной температурой, причем для всех она одинакова.
  • Возможность проводить регулировки для каждой батареи. При желании владелец может поставить термостат на каждый из отопительных приборов, что позволит ему получить нужную температуру в помещении. При этом теплоотдача остальных радиаторов в здании останется прежней.
  • Относительно небольшие потери давления в системе. Это дает возможность использовать для работы в системе экономичный циркуляционный насос сравнительно малой мощности.
  • При поломке одного или даже нескольких радиаторов система может продолжать свою работу. Наличие запорной арматуры на подводящих трубах позволяет проводить ремонтные и монтажные работы без ее остановки.
  • Возможность монтажа в здании любой этажности и площади. Потребуется только подобрать оптимально подходящий тип двухтрубной системы.

К недостаткам таких систем обычно относят сложность монтажа и большую, в сравнении с однотрубными конструкциями, стоимость. Это связано с двойным количеством труб, которые приходится устанавливать.

Однако надо учитывать, что для обустройства двухтрубной системы используются трубы и комплектующие небольшого диаметра, что дает определенную экономию средств. В итоге стоимость системы получается не намного выше, чем у однотрубного аналога, а преимуществ при этом она дает намного больше.

Одно из значимых преимуществ двухтрубной отопительной системы — возможность эффективной регулировки температуры в помещении

Двухтрубная конструкция характеризуется множеством разновидностей, классифицировать которые можно по разным признакам. Рассмотрим основные из них.

Любая гидравлическая отопительная система представляет замкнутый контур, в который включен расширительный бак. Этот элемент необходим, поскольку нагревающаяся жидкость увеличивается в объеме. Для открытой разводки выбирается бак, который дает возможность жидкости сообщаться с атмосферой. В этом случае ее часть неизбежно испаряется, что приводит к необходимости постоянно контролировать ее уровень.

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.

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.

Расписывать алгоритм работы двухтрубной схемы нет нужды, поскольку он прост до безобразия. Мимо всех отопительных приборов проложены 2 трубопровода – подающий и обратный. По первому горячий теплоноситель поступает в батареи, где охлаждается и возвращается в котел через второй. Подключение соответствующее – одна подводка врезана в подачу, вторая – в обратку.

Эскиз плечевой системы водяного отопления
Классическая тупиковая разводка. Здесь показано 1 плечо на каждом этаже, при необходимости их количество можно увеличить до 2—3

В двухэтажных загородных домах применяется 2 типа двухтрубных систем:

  1. Тупиковая или плечевая. Подающая и обратная магистраль заканчивается на последнем радиаторе, по факту теплоноситель меняет направления движения и течет обратно к котлу.
  2. Попутная (кольцевая, петля Тихельмана). Трубопровод подачи заканчивается на последней батарее, а обратки – начинается от самого первого радиатора, проходит остальные обогреватели и возвращается к источнику тепла. Направление движения воды не меняется, отсюда и название.
Чертеж классической попутки
В петле Тихельмана вода после выхода из батареи не разворачивается, а течет в прежнем направлении (классическая попутка)

Двухтрубные схемы практически безупречны, поэтому начнем с перечисления недостатков:

  • протяженные ветви с большим числом отопительных приборов требуют глубокой балансировки, но при количестве батарей 5—6 шт. проблем не возникнет;
  • трубопроводы петли Тихельмана неизбежно натыкаются на дверные проемы, которые приходится огибать разными способами;
  • отопительная сеть, собранная из полипропилена, обойдется дороже аналогичной однотрубной системы;
  • всё.

Минусов у двухтрубных схем действительно мало: они надежны, стабильны в работе, легко поддаются автоматической регулировке и одинаково хорошо функционируют с теплым полом, радиаторами и другими видами обогревателей. Плечи тупиковой разводки могут делаться разной длины и загруженности по числу батарей, а петля Тихельмана – образец гидравлического равновесия, не нуждающийся в балансировке.

Преимущества

  • Во все радиаторы поступает теплоноситель одной температуры
  • На каждом радиаторе можно установить терморегулятор и поддерживать комфортную температуру в каждой комнате, причем на работе всей системы это никак не скажется
  • Потери давления незначительны
  • Течение теплоносителя на каждом радиаторе можно купировать и это никоим образом не отразится на работе всей системы. Этот плюс позволяет проводить ремонтные работы, не отключая отопления во всем доме или квартире.
  • Можно устанавливать и эксплуатировать в доме любой площади и этажности.

К преимуществам можно отнести такие факторы:

  • возможность легко и удобно регулировать степень нагрева радиаторов в каждом отдельном помещении;
  • отапливание больших по площади объектов по сравнению с однотрубной системой;
  • обеспечение комфортности пребывания в помещении

Недостатками таких отопительных систем являются:

  • необходимость в удлиненном трубопроводе, а также в фасонных изделиях, крепежных соединениях, вентилях, элементах для крепления отопительных труб;
  • трудоемкие монтажные работы;
  • более высокая (по сравнению с однотрубными системами) стоимость материалов и производящихся работ

О совместимости с различными котлами

Так устроено большинство закрытых расширительных баком мембранного типа для систем отопления

При выборе схемы отопления в двухэтажный дом нужно учесть тип источника тепла. Например, с настенным газовым котлом способны работать все системы, кроме гравитационной. При отключении электричества теплогенератор попросту остановится. Лучший вариант для самотека – энергонезависимый напольный агрегат либо кирпичная печь с водяным контуром (баком – котлом, но не змеевиком!).

Из-за малой скорости движения и медленного отбора теплоты отопительный агрегат станет перегреваться и закипать, рано или поздно случится авария. Обязательно нужна буферная емкость, отбирающая лишнюю энергию, причем подключенная по всем правилам самотека – большими диаметрами и с уклонами. Сооружение выйдет громоздким и некрасивым.

Закрытые системы двухэтажных домов совместимы с любыми котлами, в том числе двухконтурными. Единственная рекомендация: при подключении к твердотопливным агрегатам лучше использовать теплоаккумулятор, который не даст теплоносителю закипеть и предотвратит аварию.

Классификация

Отличием открытой системы является открытый расширительный бак, его необходимость объясняется тем, что при нагреве объем воды увеличивается.

Бак представляет собой резервуар, в котором вода сообщается с атмосферой, при этом ее часть со временем испаряется.

Отсюда следует, что в качестве теплоносителя можно использовать исключительно воду, так как испарения антифриза опасны для здоровья человека.

В закрытой системе расширительный бак закрыт, его функционал заключается в контроле скачков давления в системе.

При такой системе в качестве теплоносителя можно использовать не только воду, но и другие подходящие жидкости.

Обладает явными преимуществами – не требует постоянного контроля со стороны человека, а антифриз при низких температурах не замерзает.

Такая система удобна в загородных домах, в которых человек бывает не ежедневно, так как при отключении не выходит зимой из строя.

Подача теплообменника

Подача воды или другого вида теплообменника в нагревающие элементы бывает верхней и нижней. При верхней подаче в двухтрубной системе отопления разводка труб находится под потолком и от нее к батареям спускаются трубы. Этот способ с легкостью позволяет организовать естественную циркуляцию теплообменника при условии наклона труб.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой – это способ параллельного монтирования трубы подачи и обратки снизу.

При этом труба подачи расположена выше обратки, обе они могут проходить в подвале, а к радиатору подключаются через отверстие, проделанное в полу.

Принципиальная схема простейшей системы отопления закрытого типаhttps://www.youtube.com/watch?v=

Итак, двухтрубные системы отопления весьма популярны, широко применяются, имеют множество вариаций, подходящих оптимально конкретному виду жилья или иных помещений. Вам остается только взвесить все «ЗА» и «ПРОТИВ» для вашего случая.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector