Принцип действия
Отопительный контур, называемый двухтрубным, состоит из радиаторов и двух магистральных трубопроводов – подающего и обратного. Нагретый котлом теплоноситель поступает в подающую магистраль, затем – в радиаторы, после чего по обратному трубопроводу снова возвращается к котлу.
Однотрубная и двухтрубная система отопления – в чем основное отличие? Главное отличие от однотрубной системы состоит в том, что радиаторы подключаются по параллельной схеме. Каждый из них находится между магистральным и обратным трубопроводами и своим входным патрубком подключается к первому, а выходным – ко второму.
Можно сказать, что трубопровод подачи в данном случае играет роль распределительной гребенки, из которой рабочая среда поступает сразу во все отопительные приборы.
Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией и теплыми полами
Если система отопления функционирует постоянно, в качестве теплоносителя используется подготовленная (обессоленная) вода. В случае работы контура в периодическом режиме следует применять антифриз.
Вся система отопления должна быть полностью заполнена теплоносителем, иначе при перетекании он будет издавать заметный шум. Но температура рабочей среды не всегда бывает постоянной и при нагреве объем ее может увеличиться. На этот случай предусмотрен компенсирующий элемент – расширительный бачок, подключаемый к контуру через тройник.
Все еще думаете, какую систему отопления выбрать? Тогда рассмотрите более упрощенный вариант – однотрубная система отопления частного дома. Достоинства и недостатки, а также разновидности систем.
О том, какой счетчик отопления выбрать, читайте тут. Есть ли смысл ставить общедомовой прибор учета?
Инфракрасный обогреватель – недорогой и удобный прибор для обогрева помещения. Здесь https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/obogrevateli/vred-infrakrasnogo.html вы узнаете, полезны или вредны такие обогреватели.
Циркуляция теплоносителя и конструкция расширительного бачка
Очевидно, что для функционирования отопительной системы необходимо заставить теплоноситель перемещаться по контуру. Эту задачу решают одним из двух способов:
Организация конвективной (естественной) циркуляции
В данном случае используют свойство всех жидкостей и газов при нагреве перемещаться вверх. Отопительный контур начинается идущей прямо от котла вертикальной трубой – разгонным коллектором, имеющим в высоту не менее 1,5 м. Мощная конвекция на этом участке обеспечивает приемлемую циркуляцию теплоносителя в системе.
Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией с верхней разводкой
У этого варианта есть два преимущества:
- Энергонезависимость.
- Максимально простая конструкция расширительного бачка. Он представляет собой установленную в наивысшей точке системы открытую емкость, в днище которой врезана ведущая к контуру труба.
Недостатков больше:
- длительная раскачка;
- необходимость применять трубы большого диаметра;
- работа котла на предельном режиме (теплоноситель успевает сильно остыть);
- необходимость нагрева теплоносителя до высокой температуры, что делает невозможным эксплуатацию системы в межсезонье.
Перекачивание с помощью насоса
Используются специальные насосы, называемые циркуляционными.
Поскольку система замкнутая, их мощность определяется только величиной гидравлического сопротивления контура (высота подъема теплоносителя значения не имеет).
Данный вариант лишен перечисленных в предыдущем пункте недостатков, но из-за повышенного давления здесь приходится применять расширительный бачок более сложной конструкции.
Это герметично закрытая емкость, разделенная гибкой мембраной на две полости. Одна из них заполнена сжатым воздухом, в другую поступает избыток теплоносителя.
Если применяется антифриз, лучше установить закрытый расширительный бачок, независимо от способа циркуляции. Из открытого бачка в помещение будут проникать вредные испарения.
Частные дома, квартиры от застройщика
Последнее замечание, собственно, вплотную подводит нас к следующему разделу статьи. Его тема — схемы отопление частного дома: разводка труб и врезка отопительных приборов.
Схемы верхнего и нижнего розлива, описанные выше, вполне применимы и для двух-трехэтажного коттеджа. Однако они не всегда оптимальны с точки зрения экономии материалов, отказоустойчивости и распределения температур. Что ж, изучим альтернативы.
Горизонтальная разводка отличается от стоячной (вертикальной) тем, что между собой соединяются расположенные на одном уровне отопительные приборы. При наличии двух и более этажей горизонтально разводится контур каждого из них.
Горизонтальная разводка для двух этажей.
Разводка от котла или другого источника тепла может быть:
Однотрубной. Все приборы подключаются в разрыв единственного кольца, опоясывающего помещение по периметру, или (что куда разумнее) параллельно ему. Таких колец может быть несколько — по числу помещений или этажей;
Простейшая однотрубная схема.
Двухтрубной. Каждый радиатор представляет собой перемычку между нитками подачи и обратки. Считается, что двухтрубная разводка позволяет добиться более равномерного распределения температур.
Участок двухтрубной разводки с подводками радиаторов.
На практике, однако, она довольно капризна, поскольку требует дросселирования ближних к котлу приборов и точной регулировки дросселей. Цена несоблюдения этой рекомендации — размороженные дальние отопительные приборы: без дросселей весь теплоноситель начинает циркулировать через ближние батареи.
Каждый радиатор в двухтрубной системе приходится снабжать дросселями для регулировки.
Стоит отметить, что проблема балансировки двухтрубной системы очень изящно решена в так называемой петле Тихельмана. Фактически, она представляет собой несколько параллельных контуров одинаковой длины.
Еще одно решение, позволяющее равномерно распределить тепловую нагрузку — коллекторная разводка. В этом случае каждый прибор соединяется парой подводок с коллекторами, отвечающими за отключение или регулировку температуры. Эта схема подразумевает укладку подводок в стяжку или штробы: едва ли десяток параллельных труб на стенах украсит дизайн вашего дома.
Коллекторная и последовательная разводки могут сочетаться в одной системе отопления.
Наконец, двухтрубная разводка может быть тупиковой (когда направление движения в подаче и обратке противоположно) и попутной (движение теплоносителя в двух нитках параллельно, система представляет собой замкнутый круг).
Какая схема лучше для квартиры-студии или небольшого коттеджа?
На мой взгляд — однотрубная («ленинградка»), плинтусная ( разведенная в нижней части стен), с радиаторами, подключенными параллельно основному кольцу и врезанными по схеме «снизу вниз». Она привлекает абсолютной отказоустойчивостью, простотой запуска и нетребовательностью к балансировке.
Я немного конкретизирую это утверждение:
- Разморозка какого-то отдельного участка контура невозможна в принципе до тех пор, пока в нем циркулирует теплоноситель. Кольцо, однако;
- Работа отдельного прибора (воздушная пробка, отключение, дросселирование) не оказывают никакого влияния на работу остальных батарей. Циркуляция в кольце продолжится в любом случае;
- Для запуска кольца достаточно открыть вентиля или задвижки. Весь воздух будет вытеснен в расположенные выше батареи и может быть в любой момент стравлен через краны Маевского или автоматические воздухоотводчики. Мало того, он не будет мешать работе батарей даже без стравливания: циркуляция будет идти через нижний коллектор прибора.
Элеваторный узел
Минимальный джентльменский комплект для несложного элеваторного узла складывается из:
- Пары входных задвижек — на подающей и обратной нитках.
- Грязевика на подаче и, реже, на обратке.
- Фактически элеватора с соплом и подсосом.
- Домовых задвижек, отсекающих домовую систему отопления.
- Пары сбросов, разрешающих всецело осушить систему.
- Контрольных вентилей для температуры и замера давления.
Опционально смогут находиться:
- Врезки тёплого водоснабжения (по одной либо по две на каждую нитку). Во втором случае для обеспечения постоянной циркуляции через контур ГВС фланец между врезками на каждой нитке комплектуется подпорной шайбой.
- Врезки отдельных потребителей (торговых киосков, магазинов и т.д.). Тут шайбируется сама врезка на фланце перед запорной арматурой; шайба ограничивает расход воды через отдельный контур.
Сильные и слабые стороны двухтрубных систем
Исследуя вопрос, какая схема отопления лучше, нельзя обойти характеристики систем с двумя трубами.
Они обладают следующими достоинствами:
- Появляется возможность применения автоматических терморегуляторов для батарей или радиаторов отопления. Подобные моменты необходимо планировать еще во время проведения проектных разработок.
- Для разведения труб по помещениям в этом случае используется особенная коллекторная система. При выходе из строя или снижении эффективности работы какого-то одного узла это ни коем образом не отразится на производительности остальных элементов контура.
- Двухтрубная система подразумевает использование параллельного подключения для радиаторов.
Слабые стороны:
- Обустроить такую схему отопления намного труднее.
- Стоимость разработки проекта требует значительных финансовых затрат.
- Монтажные работы отличаются большей сложностью реализации.
Области применения:
- Частное жилищное строительство.
- Разработка «элитных» проектов.
- Многоэтажные дома с верхней разводкой.
В зданиях, имеющих 10 и более этажей, рекомендуется применять однотрубную систему с горизонтальной разводкой на каждый этаж, или двухтрубную схему, имеющую верхнюю вертикальную разводку. Это станет гарантией эффективной циркуляции.
Положительные характеристики двухтрубного коллекторного обогрева:
- Низкий уровень гидродинамического сопротивления.
- Можно устанавливать оптимальный уровень обогрева в каждом помещении.
Недостатки однотрубной системы отопления
Наряду с плюсами такая система имеет минусы:
- Требования к диаметрам основного трубопровода.
- В первых радиаторах температура теплоносителя самая высокая, а в последующих всё более и более низкая вследствие постоянного подмеса к основному потоку теплоносителя из пройденных радиаторов.
- Из второго пункта следует, что последние радиаторы нужно делать большей площади, чем первые, иначе они будут значитально холодней.
- Да и вообще, при таком подключении не стоит «сажать» на одну ветку больше 10 радиаторов, т. к. равномерный прогрев не получится.
Вывод: «ленинградке» лучше «живётся» в небольших домах.
Полагаю, однотрубная система отопления освещена достаточно. Есть ещё пара хороших схем монтажа радиаторов, которые относятся к двухтрубным системам. Это лучевая (коллекторная) система отопления и схема Тихельмана. О них читайте в следующих статьях.
Как выбрать оптимальную разводу труб отопления? Прежде всего следует проанализировать эксплуатационные характеристики системы и особенности ее функционирования. В некоторых случаях лучшим вариантом будет отопление с верхней разводкой и розливом: системы и схемы для нее следует подбирать с особой тщательностью.
4 Плюсы и минусы
На сегодняшний день однотрубное отопление довольно популярно в сфере малоэтажного строительства. Это обусловлено недорогой стоимостью отопительной системы и возможностью установить ее своими руками. Однако у этой системы существуют и иные достоинства:
- 1. Обустройство магистрали требует минимум труб.
- 2. Гидравлическая стойкость — теплоотдача всех элементов системы не изменяется во время отключения отдельных контуров.
- 3. Эстетически привлекательный вид.
- 4. Низкая инерционность и время нагрева батарей благодаря меньшему, в отличие от двухтрубной схеме, количеству теплоносителя в магистрали.
- 5. Простота монтажа и удобство эксплуатации.
Во время подключения устройств управления и контроля систему отопления можно полностью автоматизировать. Также возможно подключение к системе «Умный дом» — в таком случае можно устанавливать оптимальные режимы отопления с учетом времени дня, сезона и иных факторов.
Главным недостатком однотрубного отопления считается дисбаланс нагрева батарей с учетом длины магистрали. Теплоноситель остывает по мере циркуляции по контуру. Из-за этого батареи, которые установлены далеко от котла, прогреваются меньше, в отличие от близко находящихся. Поэтому рекомендуется устанавливать чугунные радиаторы, которые медленно остывают.
Установка насоса дает возможность тепловому носителю равномерно обогревать все контуры, но при значительной длине основной магистрали отмечается значительное остывание воды. Снизить это можно несколькими способами:
- 1. Разрабатывают проект с рациональной установкой батарей по все помещениям — самые мощные устанавливаются в спальнях и детских комнатах. С учетом остывания жидкости далее находятся кухня и гостиная, завершается контур нежилыми помещениями.
- 2. С учетом удаления от котла в батареях увеличивают количество секций. Это повышает теплопроводящую поверхность, позволяя равномерно обогревать помещение.
Эти мероприятия практически избавляют от недостатков однотрубной системы, тем более для двухэтажных домов, для которых такой способ обогрева считается самым выгодным.
Однотрубная отопительная система является надежной и простой в эксплуатации. Но для более эффективного обогрева дома нужно тщательно подбирать все отдельные элементы во время установки всего оборудования. Для этого лучше всего обратиться за помощью к опытным специалистам, которые смогут выполнить точный расчет и произвести установку всех приборов.
Виды
Основной признак, по которому могут различаться однотрубные варианты отопления, это схема циркуляции теплоносителя.
Вертикальная схема
Ее особенностью является применение вертикальных стояков и возможность установки в многоэтажных домах. При этом теплообменники отопления подключаются последовательно, начиная с верхнего этажа. Кроме того, наличие вертикального стояка позволяет организовать самотечную сборку, не требующую применения циркуляционного насоса.
Теплоноситель здесь будет приходить в движение, стекая под воздействием гравитации по имеющим некоторый наклон горизонтальным участкам труб. Кроме того, теплоноситель дополнительно будет двигать сила, возникающая в вертикальных стояках за счет разности в плотности теплоносителя с разной температурой.
Горизонтальная
Применяется лишь в одноэтажных домах. Может быть как самотечной, так и с принудительной циркуляцией. Все радиаторы отопления в горизонтальных системах подключаются параллельно. Возможно создание схем с несколькими петлями, подключаемыми через коллектор.
Кроме того, существует вариант однотрубного отопления, в котором теплоноситель проходит не только через радиатор, но и параллельно через трубу небольшого диаметра.
Это позволяет создавать более длинные петли за счет более эффективного распределения тепла по всей длине отопительной магистрали. Называется такая схема «ленинградка».
1 Принцип работы
Схема отопления в одну трубу работает благодаря постоянной циркуляции теплового носителя. Циркулируя по трубам от котельного оборудования к радиаторам и обратно, он передает тепловую энергию и прогревает все помещения в доме. Тепловым носителем может являться пар, воздух, антифриз или вода. Больше всего популярны водные системы отопления.
В основе классического отопления находятся законы физики — гравитации, конвекции и тепловое расширение жидкого теплоносителя. Нагреваясь от котла, вода начинает увеличиваться в объеме, создавая давление в трубах. Помимо этого, она становится не такой плотной и более легкой. Подталкиваемый снизу более тяжелой и холодной водой теплоноситель начинает устремляться вверх, потому выходящая труба из котла постоянно направляется вертикально.
Система отопления с естественной циркуляцией называется также гравитационной или самотечной. Для организации передвижения воды нужно соблюдать определенный угол уклона труб, который обязан равняться 3−4 мм на один метр трубопровода.
Объем воды во время нагревания начинает увеличиваться, создавая в центральном трубопроводе давление. Но поскольку вода не может сжиматься, то даже незначительное увеличение давления может привести к разрушению отопительного оборудования. Потому в любой системе должен находиться расширительный бак.
Тупиковая и попутная разводка
Для двухтрубной конфигурации можно проектировать тупиковую и попутную схему.
Тупиковая схема движения теплоносителя
Попутная схема движения или петля Тихельмана
Попутная конфигурация подразумевает перемещение воды по обратному и подающему контуру в одном направлении. В обозначенной схеме циркуляционные кольца характеризуются равной длиной, и до всех радиаторов доходит одинаковое количество тепла. Попутная разводка на практике в основном используется в крупных производственных помещениях. Равномерный прогрев приборов – ключевое достоинство конструкции. Низкая распространенность схемы в жилых помещениях обусловлена следующими недостатками:
- большой расход строительного материала и сложный монтаж по сравнению с тупиковой конструкцией;
- необходимость применения труб большого диаметра.
Для жилых зданий чаще используют тупиковую разводку, при которой вода перемещается по подающему контуру в противоположном направлении относительно потока обратной магистрали.
Для конструкции характерна разная протяженность циркуляционных колец. Получить одинаковое гидравлическое сопротивление помогает деление протяженной магистрали на несколько отдельных контуров. Балансировка тупиковой разводки осуществляется путем установки ручных или автоматических вентилей, постепенного уменьшения сечения труб от котла к радиатору. Для реализации схемы требуется небольшое количество строительных материалов.
Тупиковое движение теплоносителя подходит для простой и многоуровневой отопительной системы.
Монтаж системы
Установка компонентов отопительной системы и даже прокладка трубопровода возможна после завершения строительства, однако рекомендуется выполнять технические операции с пусконаладочными мероприятиями по мере сооружения дома. Это позволяет при необходимости делать корректировки в проектных решениях на этапах отделочных работ. Наиболее трудоемок процесс организации горизонтальной системы отопления для напольного водяного обогрева. В данном случае потребуется устройство бетонной стяжки уже поверх труб или нагревательных матов. И напротив, настенные конвекторы и радиаторы практически не требуют выполнения «грязных» работ и монтируются к поверхностям с помощью кронштейнов.
Варианты обустройства трубопроводов
Существуют два типа двухтрубной разводки: вертикальный и горизонтальный. Вертикально трубопроводы располагают обычно в многоэтажных домах. Такая схема позволяет обеспечить отоплением каждую квартиру, но при этом происходит большой расход материалов.
Верхняя и нижняя разводка
Распределение теплоносителя осуществляют по верхнему или нижнему принципу. При верхней разводке подающий трубопровод проходит под потолком и спускается к радиатору. Обратная труба проходит по полу.
При такой конструкции хорошо происходит естественная циркуляция теплоносителя, благодаря перепаду высот он успевает набирать скорость. Но такая разводка не получила широкого применения из-за внешней непривлекательности.
Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой встречается гораздо чаще. В ней трубы располагают внизу, но подача, как правило, проходит немного выше обратки. Причем трубопроводы иногда проводят под полом или в подвале, что является большим преимуществом такой системы.
Такое расположение подходит для схем с принудительным движением теплоносителя, так как при естественной циркуляции котел должен быть ниже радиаторов не менее чем на 0,5 м. Поэтому его очень сложно установить.
Встречное и попутное движение теплоносителя
Схема двухтрубного отопления, в которой горячая вода двигается в разные стороны, называется встречной или тупиковой. Когда движение теплоносителя осуществляется по обоим трубопроводам в одном направлении, называется попутной системой.
В таком отоплении зачастую при монтаже труб прибегают к принципу телескопа, что облегчает регулировку. То есть, при сборке трубопровода укладывают последовательно участки труб, постепенно уменьшая их диаметр. При встречном движении теплоносителя обязательно присутствуют термоклапаны и игольчатые вентили для регулировки.
Веерная схема подключения
Веерная, или лучевая схема применяется в многоэтажных домах для подключения каждой квартиры с возможностью установления счетчиков. Для этого на каждом этаже устанавливают коллектор с выходом трубы на каждую квартиру.
Причем для разводки применяются только цельные участки труб, то есть не имеющие стыков. На трубопроводы устанавливают тепловые приборы учета. Это позволяет каждому владельцу контролировать свой расход теплоэнергии. При строительстве частного дома такая схема применяется для поэтажной разводки трубопроводов.
Для этого в обвязке котла устанавливают гребенку, от которой и подключают по отдельности каждый радиатор. Это позволяет равномерно распределить теплоноситель между приборами и уменьшить его потери из системы отопления.
Разновидности подключения радиаторов
Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:
- Боковое (стандартное) подключение;
- Диагональное подключение;
- Нижнее (седельное) подключение.
Боковое подключение
Боковое подключение радиатора.
Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.
Диагональное подключение
Диагональное подключение радиатора.
Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.
Нижнее подключение
Нижнее подключение с торцов радиатора
Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.
Нижнее подключение радиатора.
Разновидности одноконтурных схем
С вертикальной системой разводки
В этом случае теплоноситель, разогретый котлом, по вертикально установленному стояку поднимается к самой верхней точке отопительной сети (на чердак либо под потолок верхнего этажа), откуда после этого стекает вниз, попутно нагревая расположенные на каждом этаже дома батареи.
работы и Особенности конструирования вертикальных контуров отопления пребывают в следующем:
- перемещение теплоносителя может обеспечиваться естественным методом, без применения электрического оборудования,
- все участки труб должны быть проложены с маленьким уклоном в сторону котла, дабы расширить интенсивность циркуляции воды и избежать образования воздушных пробок,
- трубы сложно прятать в стенках, поскольку в этом случае вы вряд ли сможете соблюсти уклон,
- система работает полностью самостоятельно, исходя из этого кроме того при аварийного прекращения подачи электричества без тепла вы не останетесь.
С горизонтальной системой разводки
Тут вертикальный стояк не монтируется. Магистральный трубопровод проводится на протяжении пола или под ним. Если вы решили замаскировать трубы в цементной стяжке, позаботьтесь об их теплоизоляции, в противном случае не избежать достаточно больших потерь тепла.
Помимо этого, нужно и в этом случае выполнять уклон:
- во-первых, сеть отопления сможет работать (хоть и менее действенно) при отключении электричества,
- во-вторых, при заполнении труб жидкостью вы избежите образования воздушных пробок.
Горизонтальная внутриквартирная разводка
Во многих новостройках возможно встретить относительно экзотическую схему: в квартиру заходят отводы от стояков, разрешающие развести отопительные устройства под произвольную планировку. Наряду с этим диаметр стояков и отводов подбирается так, что горизонтальный контур в вашей квартире не садит параметры отопления в квартирах выше либо ниже.
Кроме произвольной планировки, горизонтальный контур с выходом и одним входом разрешает наладить учет тепловой энергии. По мере того, как цена отопления квадратного метра возрастает, установка счетчиков делается все более актуальной.
Как верно сделать разводку отопления в горизонтальном контуре раздельно забранной квартиры?
По скромному точке зрения автора, наиболее разумным будет приспособить к данной ситуации ленинградку, либо барачную схему разводки.
- По периметру квартиры прокладывается неразрывное кольцо размером ДУ25. Под дверными проемами оно топится в стяжку либо прокладывается под настильным полом.
- Отопительные устройства врезаются параллельно кольцу, не разрывая его. Размер подводок — ДУ20. Схема подключения отдельного радиатора — нижняя либо диагональная.
- Любой радиатор комплектуется воздушником в одной из верхних пробок. Опционально смогут быть установлены дроссели либо термоголовки и отсекающие вентиля на подводках.
Выводы и рекомендации
Двухконтурная система подходит для большинства домов разной этажности и площади. Главное – правильно подобрать конструкцию и сделать расчеты. Тогда в комнатах будет тепло, а все элементы теплосистемы прослужат долго.
При покупке комплектующих не берите дешевые китайские модели
Иначе все отопление через пару лет придется переделывать.
Если в систему планируется заливать незамерзайку, при покупке радиаторов и комплектующих обращайте внимание на совместимость с такими растворами.
Нередко установить такую теплосистему легче, чем добиться ее стабильной работы. Поэтому, если не получилось отбалансировать все элементы самостоятельно, не бойтесь обращаться к специалистам.