Как устроена двухтрубная система отопления

Отопление частного дома с помощью радиаторов предполагает прокладку сети труб. Двухтрубная система отопления лучше всего подходит для самостоятельной работы, так как она «прощает» некоторые ошибки в работе неопытного мастера.

Общие сведения о двухтрубной системе отопления

Любая система отопления с жидким теплоносителем состоит из одного или нескольких замкнутых контуров, соединяющих радиаторы и котел.

В двухтрубной системе теплоноситель проходит через одну ветвь контура и возвращается через другую, отсюда и название.

Двухтрубная система отопления

Классификационные признаки:

  1. Организация движения теплоносителя — гравитация и принудительный поток.
  2. Дизайн — открытый или закрытый, горизонтальный или вертикальный.
  3. Трубы — радиальные, тупиковые, кольцевые.

Комбинируя свойства различными способами, можно добиться наилучшей адаптации к условиям эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки двухтрубной системы следует принимать во внимание в зависимости от особенностей использования и технических характеристик.

Преимущества Недостатки
Одинаковая температура теплоносителя на всех радиаторах Больший расход труб — необходимо проложить 2 ветки к радиатору, подачу и обратку
Регулирование тепловой мощности каждого радиатора Большой диаметр вертикальных и подводящих труб к первому радиатору
Низкая водонепроницаемость
Целостность системы в случае повреждения одного или нескольких радиаторов
Использование в высотных зданиях
Гибкие варианты подключения — в полу, в стенах, вдоль стен, под потолком и за подвесным потолком

В таблице приведены недостатки, характерные для всех двухтрубных сетей. Однако каждый вариант установки может иметь недостатки, ограничивающие его использование, о которых мы расскажем далее в этой статье.

Охлажденная вода в однотрубной системе

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления

Вода циркулирует тремя различными способами:

  • гравитационная циркуляция
  • принудительно с помощью насоса;
  • комбинированный.

Кроме того, системы делятся на открытые и закрытые. Теплоноситель — это теплоноситель, который нагревается атмосферой.

Объем любого теплоносителя увеличивается по мере его нагревания. Известно, что жидкость практически несжимаема, поэтому для размещения «излишков» требуется отдельное устройство — расширительный бак.

Открытый тип

Двухтрубная открытая система отопления

В открытых системах резервуар устанавливается в самой высокой точке и соединяется с атмосферой через патрубок.

Преимуществами открытой системы являются простота и минимум дополнительного оборудования. В качестве расширительного сосуда используется любая металлическая емкость.

Расширительный бак для открытой системы отопления

Вода добавляется в резервуар по мере необходимости. Для этого:

  • установить краны и подключить систему к водопроводу;
  • добавьте охлаждающую жидкость через отверстие люка.

Примечание: открытую систему не следует заполнять антифризом, так как испаряющиеся газы могут быть ядовитыми.

Закрытый тип

В закрытых системах используется герметично закрытый расширительный бак с гибкой мембраной или цилиндром внутри. Диафрагма делит устройство на две части. В одну камеру закачивается воздух под давлением 1,2-1,5 атм, а другая камера подключается к трубе системы отопления.

Закрытый расширительный бак для котла

По мере того как теплоноситель нагревается и расширяется, его избыток заполняет емкость. Когда температура жидкости снижается, мембрана нагнетает теплоноситель в систему. Нагнетая воздух в резервуар, можно поддерживать давление, необходимое для работы котла, автоматика которого отключает питание при падении давления ниже 1,2 атм.

В герметичных конструкциях можно использовать антифриз или гликоль.

Двухтрубная закрытая система отопления

В закрытых системах бак располагается рядом с котлом, что облегчает контроль за функционированием всей системы.

Самотёчные схемы

Гравитационные системы основаны на законах физики. При нормальном атмосферном давлении вода при нагревании до 50o C имеет плотность 988 кг/м3, а при 85o C — 968 кг/м3.

Открытая двухтрубная система отопления с самотеком

В отопительном контуре горячая (более легкая) вода поднимается вверх по трубам, а охлажденная вода стекает вниз в радиаторы, возвращаясь в котел по «обратной магистрали». Циркуляционный насос не используется.

Преимущества систем гравитационной циркуляции:

  • редкие случаи дросселирования — низкая скорость теплоносителя медленно выдавливает воздух в расширительный бачок;
  • Длительный срок службы благодаря отсутствию циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака, которые имеют ограниченный срок службы;
  • Использование недорогого теплоносителя (воды) — нет необходимости приобретать антифриз на случай протечек;
  • Саморегуляция — когда температура воздуха в здании снижается, вода в системе охлаждается быстрее, что увеличивает скорость циркуляции, повышая температуру в помещении.

Независимость от электричества позволяет использовать систему в сельских домах, где часто отключают электроснабжение, и для установки твердотопливных котлов — при отключении циркуляционного насоса котел не закипит и не взорвется.

У гравитационных систем есть и ряд недостатков:

  • Низкий перепад давления обуславливает необходимость использования труб большого диаметра (до 75-100 мм) в стояках и до 50 мм в подводках;
  • Максимальная длина цепи — 30 м;
  • Длительное время нагрева после включения из-за медленного движения теплоносителя;
  • Трубы прокладываются под углом к горизонту, а расширительный бак не может быть расположен вне обогреваемого помещения, что влияет на привлекательность интерьера;
  • не подходит для зданий с более чем 3 этажами.

Следовательно, предпочтительнее использовать самотечные системы:

  • для районов, где электроснабжение осуществляется с перебоями;
  • для участков, где внешний вид конструкции не важен;
  • для сельских домов не выше 7-9 метров;
  • для твердотопливных котлов (уголь, дрова, брикеты), которые не могут быть немедленно остановлены в случае отключения электроэнергии.

Байпас

Некоторые из недостатков могут быть устранены путем установки байпаса с насосом в зазоре подающей трубы. При нормальной работе теплоноситель нагнетается в систему циркуляционным насосом; в случае отключения электроэнергии поток направляется через открытую трубу под действием силы тяжести.

Схемы с принудительной циркуляцией

(Повторение). В системе с принудительной циркуляцией может использоваться все та же двухтрубная система отопления с замкнутым контуром.

В системах с принудительной циркуляцией всегда устанавливается насос, либо как часть котла, либо как выносной насос. Насос устанавливается перед котлом в обратном трубопроводе, где температура охлаждающей среды самая низкая.

Насос дает преимущества программе:

  • Охладители быстро нагреваются при увеличении скорости охлаждающей жидкости;
  • Мощные насосы позволяют создавать большие контуры;
  • Все радиаторы имеют примерно одинаковую температуру;
  • В закрытых контурах можно использовать антифриз, который не приведет к замерзанию и разрыву системы в случае длительного отключения;
  • Трубы не обязательно должны быть наклонными;
  • Можно использовать трубы меньшего диаметра, что снижает затраты.

Недостатки:

  • Частые случаи удушья из-за высокой скорости движения теплоносителя;
  • Энергозависимость — потребуется установка эффективных автономных блоков питания;
  • Высокая цена насосов большой мощности и котлов.

Предупреждение. В системах с твердотопливными котлами должен быть предусмотрен источник бесперебойного питания. Котел невозможно быстро остановить, а при отсутствии циркуляции теплоноситель перегреется, закипит и теплообменник взорвется.

Предпочтительное применение:

  • Большие здания с обширными отопительными контурами;
  • Населенные пункты с хорошим электроснабжением или дома с резервным электроснабжением.

В большинстве современных двухконтурных систем используется принудительная циркуляция.

Виды разводки труб и построения систем отопления

Схема системы отопления определяется пространственным расположением радиаторов и труб.

Существует различие между макетами:

  • Горизонтальный или вертикальный;
  • Верхнее или нижнее распределение;
  • Прямой и обратный поток;
  • Трубы до радиаторов — тупиковые, радиальные, кольцевые.

Каждый тип и комбинация характеризуются качественными характеристиками, которые определяют выбор в зависимости от условий эксплуатации.

Верхняя или нижняя разводка

Двухтрубная коллекторная система отопления

Верхний распределитель может быть установлен в гравитационном, напорном или комбинированном контуре. Горячий теплоноситель направляется через центральную вертикальную трубу в верхнюю горизонтальную трубу, из которой он распределяется по вертикальным трубам. Трубы расположены под потолком верхнего этажа.

Преимущества Недостатки
Разница в давлении позволяет использовать большое количество радиаторов Трубы отдают часть своего тепла в верхней части помещения, что снижает эффективность работы
Подходит для различных вариантов планировки Требуется крупномасштабное распространение, что обходится дороже
Низкое гидравлическое сопротивление Внешний вид не подходит для некоторых интерьеров
Термостатические регуляторы могут быть установлены на любом радиаторе или стояке. Иногда расширительный бак необходимо перенести на неотапливаемый чердак и должным образом изолировать.
Низкое давление в сети (до 3-4 атм) подходит для любого типа радиаторов, включая алюминиевые радиаторы Дополнительное оборудование, необходимое для систем напольного отопления

Диаметр труб и длина контуров увеличивают объем теплоносителя, для перекачки которого приобретаются эффективные насосы.

Двухтрубная коллекторная система отопления с нижней подачей

Системы «Down-pipe» характеризуются расположением подающих и обратных труб ниже уровня радиаторов.

Чаще всего они используются в системах с принудительной циркуляцией.

Преимущества нижнего соединения:

  • Трубы могут быть скрыты в полу или стенах;
  • Нет необходимости в общем стояке, что позволяет организовать отопление первого этажа, а второй и последующие этажи оборудовать по мере необходимости;
  • Установив коллекторы, можно организовать систему напольного отопления.

Коллекторы для напольного отопления

Среди недостатков пользователи отмечают частые засоры, а монтажники — трудности с предварительной настройкой и балансировкой.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Горизонтальное и вертикальное распределение

Горизонтальные и вертикальные системы отличаются наличием главного вертикального воздуховода.

Вертикальные типы чаще всего используются в многоэтажных зданиях. Горизонтальный тип подходит для зданий любой этажности; при этом учитывается конструкция, а насос выбирается в соответствии с его мощностью.

Проектировщики и монтажники различают несколько типов трубопроводов для систем отопления.

Различные типы распределения

Тупиковая схема устанавливается в большинстве сельских домов и имеет другое название — с обратным (противоточным) движением теплоносителя. К каждому радиатору подведены подающие и обратные трубы. Циркуляция осуществляется с помощью насоса. Главное преимущество системы в том, что охлаждающая жидкость поступает ко всем радиаторам при одинаковой температуре, а с помощью контроллеров можно поддерживать необходимый микроклимат в каждом помещении.

Недостатки:

  • большое количество сварных швов и раструбных соединений;
  • Для более чем 3 радиаторов в одном контуре требуется профессиональный гидравлический расчет;
  • Шум от движущейся охлаждающей жидкости — обычное явление.

При нижней горизонтальной разводке используется петля Тихельмана или проточная схема, что позволяет спрятать трубы под полом или в стяжке. По отзывам монтажников, петля требует минимальной регулировки. Петля Тихельмана хорошо работает с большим количеством радиаторов, но требует большего диаметра труб.

Для радиального распределения коллекторы устанавливаются на каждом этаже здания.

Пакетное распределение

Они питают каждый радиатор отдельно и позволяют установить систему подогрева пола. Существенным недостатком является высокая стоимость приобретения труб.

Какой вид разводки выбрать

Выбор схемы установки зависит от предполагаемого использования:

  1. Здания выше 2 этажей имеют систему отопления с вертикальным расположением основных стояков.
  2. В районах с частыми или длительными перебоями в подаче электроэнергии предпочтительнее использовать гравитационные системы с энергонезависимыми котлами.
  3. Для больших зданий используются системы принудительной циркуляции с горизонтальным расположением. Наиболее подходящей системой является петля Тихельмана.
  4. Неопытные пользователи выбирают мертвую систему с несколькими рычагами для самостоятельной сборки.
  5. При заливке труб в пол стоит выбрать радиальную схему с коллекторами на каждом этаже — в случае аварийного прорыва трубы можно отключить 1 радиатор, отложив дорогостоящий ремонт со вскрытием пола.
  6. Небольшие бунгало, бани и хозяйственные постройки оснащены системой контуров.

Каждый конкретный случай должен рассматриваться индивидуально, с учетом преимуществ и недостатков различных типов и видов систем отопления.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

Целью гидравлического расчета является определение необходимых минимальных размеров труб и выбор (при необходимости) циркуляционного насоса с соответствующей производительностью уже на этапе планирования.

Общая последовательность действий следующая:

  1. Расчет необходимой мощности радиатора и построение общей диаграммы теплового баланса.
  2. Определение расхода охлаждающей жидкости в каждом плече диаграммы.
  3. Расчет диаметра трубы.
  4. Определение требуемой производительности насоса.

Только специалисты с теплотехническим образованием способны выполнить точные расчеты, поэтому мы рекомендуем обратиться в специализированную организацию.

Для большинства мастеров, желающих оборудовать систему отопления небольшого дома, можно ограничиться приблизительным расчетом и сэкономить 10-15% запаса на мощности батареи, котла, диаметре труб и производительности насоса.

Определение минимально необходимой мощности

Для точной оценки тепловой мощности радиаторов (и, следовательно, котла) можно использовать калькулятор.

Дома из стандартных строительных материалов и с качественной изоляцией требуют 1,5-2 кВт тепловой мощности на 10 м2 площади в северных регионах, 1-1,5 кВт в центральной зоне и 0,6-1 кВт в южных регионах.

Расчеты производятся для каждого помещения, а затем все цифры суммируются. Данные помещаются на один график для дальнейших расчетов.

Расход теплоносителя

Количество теплоносителя, необходимое в единицу времени, рассчитывается для каждого плеча диаграммы.

Для этого используется следующая формула: G=860*q/ΔT, где

  • G — расход охлаждающей жидкости кг/ч;
  • q — тепловая мощность радиаторов в расчетной секции (кВт);
  • ΔT — разница температур между входом и выходом охлаждающей жидкости из радиатора, обычно 20 oC.

Например, для ветки с общей мощностью радиатора 3 кВт и теплоносителем в виде воды расход составляет 860*3/20= 129 кг/ч.

Для дальнейших расчетов результат переводится в данные для воды при температуре 60oC (наиболее часто встречающейся в индивидуальных домах).

Используется следующая формула: GV = G /3600ρ, где

  • GV — расход воды, измеряемый в л/сек;
  • где GV — расход воды, измеряемый в л/сек; ρ — плотность воды при 60oC.

Результат: 129/3600*0,983=0,035 л/сек.

Найдите полученное значение в таблицах размеров труб, доступных на сайтах производителей труб.

Таблица для гидравлического расчета

Для нашего примера достаточно трубы с внутренним диаметром не менее 16 мм.

Важно: Стальные трубы маркируются наружным диаметром, полипропиленовые трубы — внутренним диаметром.

Расчеты производятся отдельно для каждой цепи и отображаются на диаграмме. Сложив расход в секциях, получают общее значение, которое учитывается при выборе трубных стояков и циркуляционного насоса.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector