Тупиковая система отопления

Наиболее популярные в частном домостроительстве двухтрубные системы бывают нескольких разновидностей. Каждая из них имеет право на существование и применяется сообразно обстоятельствам и сложившимся условиям, но чаще всего встречается тупиковая система отопления частного дома. В данной статье мы рассмотрим, что собой представляет такая схема и попытаемся разобраться, чем она лучше других.

Что такое тупиковая система отопления?

Как вы уже поняли, данная система относится к двухтрубным, поскольку однотрубная схема представляет собой замкнутый контур. Чтобы убедиться в том, что система – тупиковая, достаточно проследить движение теплоносителя до и после радиаторов. В нашем случае нагретая вода сначала движется по подающему трубопроводу в одном направлении, пока не затечет в радиатор. Отдав тепло, она уходит в обратную магистраль и протекает уже в противоположном направлении, навстречу подающему потоку, после чего попадает обратно в котел.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Для справки. Тупиковой может быть и однотрубная система, но это скорее исключение, чем правило. Ниже на рисунке представлена подобная тупиковая система с нижней разводкой и вертикальными стояками с трехходовыми клапанами на подключениях радиаторов. Нетрудно заметить, что она сложна в исполнении и влетит в копеечку тому, кто решится на ее монтаж. Поэтому рассматривать этот вариант мы не станем.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Не стоит думать, что тупиковая схема применима только при наличии принудительного побуждения с помощью циркуляционного насоса. Конечно, чаще всего в частных домах используется именно такой способ перемещения теплоносителя, так как это позволяет подбирать наименьшие диаметры труб. Но в последнее время многие домовладельцы в силу различных обстоятельств стремятся к энергонезависимости, а потому стараются внедрять у себя в жилище схемы тупиковой системы с верхней разводкой и естественным течением воды. Самые распространенные из них показаны на рисунке:

Двухтрубная тупиковая система отопления

Как видно на рисунке слева, система разделяется на 2 замкнутых ветви с практически одинаковым числом батарей в каждой (5 и 6 шт.). Общее количество приборов – 11, при самотеке их не стоит «вешать» на одну ветку, иначе циркуляция в самых дальних радиаторах будет минимальной, как и прогрев. Кстати сказать, даже при наличии насоса такое разделение – только на пользу, чем меньше батарей нагружает тупиковую ветвь, тем лучше.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Главное преимущество тупиковой системы над остальными двухтрубными схемами – простота в расчете и монтаже, а также самая низкая стоимость проекта в целом.

В качестве примера для сравнения покажем еще 2 вида двухтрубных систем:

  • с попутным течением теплоносителя;
  • лучевая (коллекторная) схема.

В отношении гидравлики оба этих варианта превосходят тупиковую схему. При попутном движении теплоноситель, выходя из каждой батареи, устремляется по магистрали в том же направлении. Расстояние, преодолеваемое водой в подающем и обратном трубопроводе от каждого радиатора одинаково, отсюда хорошая сбалансированность всей сети. Притом что тупиковая и попутная система отопления подают ко всем приборам теплоноситель с одинаковой температурой, последняя сложнее и обойдется гораздо дороже по материалам.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Коллекторный способ доставки тепла еще более прогрессивен, это самая удобная в плане регулировки и надежная система. Но она же и самая дорогая, хотя в коттеджах большой площади и с высокими требованиями к интерьеру помещений альтернативы лучевой схеме может и не найтись.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Виды тупиковых систем

Разновидностей подобных систем существует две:

Классическая горизонтальная схема с нижней разводкой была представлена выше на первом рисунке. В том случае, когда дом – двухэтажный, а число отопительных приборов невелико, то конфигурация системы принимает следующий вид:

Двухтрубная тупиковая система отопления

От котельной установки сразу же идет разделение на 2 ветви: одна проходит через первый этаж и питает расположенные на нем батареи, а вторая переходит в вертикальный стояк и таким же образом доставляет тепло к радиаторам второго этажа. Схема будет работать надежно и устойчиво, если количество нагревателей, нагружающих каждую ветвь, будет в пределах 10 шт. Когда правильно подобраны диаметры трубопроводов, то балансировка не доставит множества хлопот, особенно если задействовать на каждом ответвлении балансировочные вентили с автоматическими регуляторами перепада давления.

Таким же методом можно сделать разводку и в трехэтажном доме, тогда ветвей станет 3: одна горизонтальная и две на стояке. Но когда количество радиаторов большое или же в доме сложная планировка, не позволяющая класть трубы по помещениям, то есть другое решение — вертикальная тупиковая система отопления двухэтажного дома, что представлена ниже:

Двухтрубная тупиковая система отопления

К двум горизонтальным магистралям в удобных местах присоединяются вертикальные стояки, проходящие по всем этажам. Желательно, чтобы отопительные приборы на разных этажах стояли один над другим или с небольшим смещением, иначе придется дополнительно тянуть трубы по комнатам. К одному стояку с каждой стороны рекомендуется присоединять не более 2 батарей. Но когда по разным причинам надо подключить больше, то это усложнит настройку системы, придется балансировать каждое горизонтальное ответвление.

Примечание. Показанные в данном разделе схемы рассчитаны только на работу в сети с циркуляционным насосом, самотеком вертикальная схема функционировать не будет.

Рекомендации по монтажу

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

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

Заключение

Из вышесказанного можно сделать вывод, что схема двухтрубной тупиковой системы отопления наиболее распространена в силу своей простоты и доступности. Собрать ее в небольшом доме не составит большой сложности даже малосведущему в теплотехнике человеку. Что касается коттеджей в 2—3 этажа, то тут не обойтись без предварительных расчетов гидравлики, особенно когда ветви имеют значительную протяженность.

Отопление по системе Тихельмана — в чем его преимества

Двухтрубная система отопления, в которой теплоноситель подается по трубе подачи, а, затем, пройдя через прибор отопления, поступает в обратный трубопровод, является одной из самых распространенных.

Различают два вида двухтрубных систем отопления:

  • тупиковая система отопления
  • система отопления с попутным движением воды, называемая также системой Тихельмана. в честь инженера, разработавшего и с успехом применившего ее на практике.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Недостатки тупиковой двухтрубной системы отопления

В тупиковой системе отопления теплоноситель поступает в прибор отопления, затем в обратный трубопровод, по которому движется к котлу. Чем ближе радиатор расположен к котлу, тем интенсивнее в нем процесс теплопередачи. И наоборот, чем дальше находится прибор отопления от котла, тем длиннее к нему путь теплоносителя и тем меньше запас его тепловой энергии. В итоге, в помещении, расположенном ближе к котлу жарко, а в удаленных комнатах, напротив, прохладно.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Для того, чтобы устранить подобные «перекосы» в системе отопления применяют ее балансировку, с помощью запорной арматуры и труб различного диаметра меняя расход теплоносителя отдельно для каждого прибора отопления.

В свою очередь запорная арматура создает дополнительное сопротивление в системе отопления, для преодоления которого приходится устанавливать более мощный циркуляционный насос. При этом установка слишком мощного циркуляционного насоса может стать причиной возникновения гидравлических шумов в системе отопления, что может привести к нежелательным последствиям в ее работе.

Еще одним недостатком тупиковой системы отопления следует назвать сам процесс балансировки. При выполнении его в ручном режиме получить желаемый результат и равномерно обеспечить теплом весь дом бывает очень сложно, а управление нагревом приборов отопления в автоматическом режиме может стоить дорого.

Всех перечисленных недостатков лишена система отопления Тихельмана.

Что такое схема отопления с попутным движением воды?

В системе Тихельмана циркуляционные контуры каждого прибора отопления равны между собой по протяженности. В результате теплоноситель, движущийся к первому радиатору, проходит такой же по протяженности путь, что и теплоноситель, движущийся к наиболее удаленному прибору отопления. В результате, все радиаторы в системе отопления, сколько бы их ни было, находятся в равных условиях эксплуатации и получают равное количество тепловой энергии. Балансировать систему отопления Тихельмана не нужно.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Обвязка приборов отопления в системе Тихельмана

Для движения теплоносителя в системе отопления Тихельмана создается контур общей протяженности, состоящий из двух трубопроводов: подачи и обратки. По форме контур напоминает петлю, расположенную по периметру отапливаемого помещения. Не случайно эту схему отопления называют петлей Тихельмана.

Следует отметить, что и в подаче и в обратке теплоноситель движется в одном, попутном направлении. Отсюда еще одно название: «схема с попутным движением теплоносителя».

Так же, как и в тупиковой схеме, труба подачи поочередно подключается к каждому прибору отопления. Отличие обвязки состоит в монтаже обратного трубопровода. Если в тупиковой схеме теплоноситель из первого радиатора поступив в обратку сразу направляется к котлу, то в петле Тихельмана он должен пройти по обратному трубопроводу расстояние, равное протяженности трубы от котла до последнего прибора отопления.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Это значит, что у первого радиатора самая короткая труба подачи, но при этом самая длинная труба обратки, а у последнего радиатора наоборот, самая длинная труба подачи, но самая короткая труба обратки. В результате в сумме протяженность труб подачи и обратки у каждого прибора отопления равны между собой. Для обвязки всех радиаторов можно использовать трубы одного диаметра, сделав исключение для подачи первого прибора отопления (можно использовать трубу меньшего диаметра, если основной монтаж д=26 мм. то здесь д=16 мм )

Аналогично монтируется последний радиатор, у которого обратка может быть меньшего диаметра, чем подача.

Преимущества и недостатки системы отопления Тихельмана

Системы Тихельмана широко используется при монтаже систем отопления с большим количеством радиаторов (от 8 приборов и более), балансировка которых может представлять определенные трудности.

Использование системы Тихельмана дает отличный результат, но при этом нельзя забывать о недостатках, среди которых следует особо выделить:

  • Большую протяженность трубопровода- в среднем на петлю Тихельмана уходит на 15-20% больше труб. чем на монтаж тупиковой схемы.
  • Невозможность монтажа повсеместно – действительно, во многих домах архитектура просто не позволяет проложить петлю трубопроводу по периметру строения.

Система отопления по Тихельману это вариант двухтрубной системы отопления, не нуждающейся в балансировке. Она отлично подходит для одноэтажных строений и может с успехом использоваться для отопления загородных домов и дач.

Действительно, система Тихельмана стоит немного дороже обычной двухтрубной системы отопления, но она проста в эксплуатации.

Классификация, преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления

Двухтрубная система отопления получила название, исходя из принципа, используемого при ее организации. Такая система оснащена двумя трубами: по одной трубе нагретый теплоноситель направляется в батареи, по другой остывшая вода из отопительных элементов подается обратно в котел.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубные системы совместимы с котельным оборудованием, работающим на всех видах топлива, могут оснащаться как естественной, так и принудительной циркуляцией теплоносителя. Монтаж двухтрубных систем возможен как в малоэтажных, так и в многоэтажных зданиях.

Преимущества и недостатки

Начнем с недостатков:

  1. Главный минус двухтрубного принципа – это повышенный расход материалов. Однако этот недостаток нивелируется тем, что при такой схеме используются трубы меньшего диаметра. То же самое можно сказать о размерах фитингов. Меньше размеры – меньше затраты материалов, а значит, и цена.
  2. Другой недостаток подобной схемы отопления – увеличенные затраты труда. Это естественно, так как труб вдвое больше.
  3. Отсутствие возможности ремонта батарей без остановки всей системы. Исправить положение можно, если расчет двухтрубной системы отопления предусматривает наличие возле всех отопительных приборов шаровых кранов (как на подаче, так и на обратке). После перекрытия кранов можно провести ремонт батареи или полотенцесушителя.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схема двухтрубной системы

К преимуществам двухтрубного отопления можно отнести следующие факты:

  1. На каждую батарею можно установить терморегулирующую головку, благодаря чему баланс в системе будет поддерживаться автоматически. При однотрубном устройстве реализовать управление на отдельных радиаторах сложно, так как понадобится байпас с трехходовым или игольчатым краном, что сделает систему значительно дороже и сложнее.
  2. В противоположность однотрубному устройству в двухтрубной системе во все отопительные элементы подается вода одинаковой температуры — непосредственно из котла. Интенсивность подачи воды регулируется термостатическими головками и кранами, поэтому проблемы с напором исключены.
  3. Небольшие потери давления и значительно более простая реализация отопления, основанного на самотеке. Если понадобятся насосы для принудительной циркуляции, можно использовать оборудование меньшей мощности, чем в случае с однотрубными системами.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Классификация оборудования

Двухтрубная система отопления частного дома может быть открытой или закрытой. Последняя предусматривает наличие мембранного расширительного бачка, который позволяет работать системе при высоком давлении.

Тепловым носителем может выступать не только вода, но и этиленгликолевые составы, способные работать при низких температурах (до 40 градусов ниже нуля). Составы на основе этиленгликоля называются антифризами.

Необходимо заметить, что правильная работа оборудования обеспечивается только при использовании специализированных составов, предназначенных конкретно для целей отопления. Автомобильные антифризы не подойдут. То же самое касается присадок и добавок: можно использовать только специально приспособленные для отопления.

Особенно важно соблюдать данную рекомендацию при эксплуатации дорогих моделей котлов, управление которыми осуществляется автоматикой. В случае поломки котла производители обычно снимают с себя ответственность и не выполняют гарантийный ремонт, если неисправность напрямую не вызвана тепловым носителем.

Системы закрытого типа отличаются наивысшим уровнем безопасности, поэтому большая часть котлов современного производства нацелена именно на такие схемы.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схема открытой системы отопления с расширительным бачком

В открытых системах расширительный бачок монтируется на верхнем участке. К бачку присоединяют патрубок для вывода воздуха, а также трубу для слива лишней воды из системы. Из бачка можно отбирать горячую воду для бытовых потребностей, однако в таком случае желательно сделать снабжение воды автоматическим. Кроме того, вода, используемая для нужд жильцов, не должна содержать технических добавок и присадок.

Двухтрубная система вертикального и горизонтального типов

Существует два вида организации системы с двумя магистралями – вертикальный и горизонтальный. Вертикальное расположение труб обычно используется в многоквартирных зданиях. Для реализации системы необходимо множество труб, но при этом достигается возможность отводов в квартиры на каждом этаже. Основной плюс такой системы – естественная отдача воздуха, так как он устремляется кверху, где выводится с помощью расширительного бака или спускного вентиля.

Двухтрубная горизонтальная система отопления более распространена в одноэтажных и двухэтажных домах. Для удаления воздуха здесь используются краны Маевского.

Верхняя и нижняя разводка

Разводка подачи теплоносителя выполняется по одному из двух принципов: верхнему или нижнему. Если разводка верхняя, трубопровод располагается в подпотолочном пространстве, и трубы подачи спускаются вниз к батареям. Обратка же идет по полу. Плюс данного варианта в том, что он позволяет легко организовать естественную циркуляцию, так как из-за перепада высот и специально расположенной под углом трубы обеспечивается хорошая скорость движения теплоносителя.

Однако системы с нижней разводкой не слишком популярны из-за внешней непривлекательности бросающихся в глаза труб. Проблему можно исправить, если накрыть трубопровод подвесным или натяжным потолком.

Обратите внимание! Оба типа разводки используются в двухтрубных системах. Различия в схемах наглядно показаны на рисунке ниже.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схема вертикальной двухтрубной системы

Если разводка устроена по нижнему принципу, труба подачи располагается внизу, но чуть выше обратки. Причем трубы можно установить даже в подвале, полуподвале или встроить в пол. Такой способ разводки более эстетичен, а потому пользуется популярностью.

Однако при нижнем способе необходимо тщательно выбирать место для установки котла (если речь идет о естественной циркуляции теплоносителя), так как батареи должны располагаться выше котла. В случае же принудительной циркуляции положение оборудования относительно батарей значения не имеет.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схема магистралей воды в системе отопления

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома делится на два крыла. В обоих крыльях уровень температуры регулируется с помощью вентилей. Применяется нижняя разновидность разводки и принудительная циркуляция, поэтому котел крепится к стене.

Тупиковая и попутная системы

Система, в которой тепловой носитель двигается в разные стороны по трубам подачи и обратного хода, называется тупиковой. Другой вариант – система с попутным направлением теплоносителя (схема Тихельмана). Попутная схема легче поддается балансировке и настройке, в особенности, если речь идет о масштабных отопительных сетях.

В попутной системе с равным количеством радиаторных секций нет необходимости проводить балансировку. В тупиковой же схеме не обойтись без установки на всех радиаторах термоклапанов или игольчатых вентилей.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Тупиковая и попутная схема движения теплоносителя

Причем следует заметить: даже если в попутной схеме имеются батареи с отличающимся количеством секций, установить баланс будет гораздо проще, чем в разветвленной системе тупикового типа.

Чтобы сбалансировать тупиковую схему, нужно крепко закрутить вентиль на первой батарее. Вполне может развиться ситуация, при которой вода полностью перестанет поступать в радиатор. Тогда нужно будет выбрать: какая из батарей будет исключена из отопительной схемы – первая или последняя.

Отопительная система с двумя крыльями

И все же, монтаж двухтрубной системы отопления чаще осуществляется по тупиковому принципу. Причина в том, что в попутных схемах обратная магистраль имеет большую протяженность и монтажные работы сложнее. К тому же при небольшом контуре отопления отдачу тепла от каждой батареи вполне можно сбалансировать.

В случае же с большим контуром, его можно разделить на пару крыльев. Однако следует помнить, для создания системы с двумя крыльями нужно исходить из технической допустимости ее построения. В обоих контурах нужно устанавливать вентили для регулирования мощности подачи теплового носителя. Без вентилей провести балансировку не получится.

Схема подключения батарей

В двухтрубном отоплении применяется один из трех вариантов подключения батарей: диагональный, односторонний или нижний. Оптимальным способом считается диагональное подключение. Так можно достичь максимальной отдачи тепла от отопительного оборудования (до 98% от номинала).

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схема подключения радиаторов

При всех различиях между разными типами подключения радиаторов все они применяются на практике, но с разными задачами. К примеру, подключение по нижнему принципу не отличается высокой производительностью, но это хороший вариант, если трубопровод нужно расположить под полом.

Замаскированную закладку труб можно использовать также в диагональной и односторонней схеме, однако в этих случаях на поверхности останутся значительные участки труб, которые можно спрятать разве что под отделкой стен.

Подключение радиаторов бокового типа используется при количестве секций, ограниченном 15 единицами – тепловые потери в этом случае практически отсутствуют. Если же секций больше 15, понадобится диагональное подключение, так как только такой способ обеспечит нормальную циркуляцию теплоносителя и отдачу тепла.

Попутная или встречная (тупиковая) двухтрубная система отопления?

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная тупиковая система отопления

При выборе двухтрубной СО дома, мы задаемся вопросом: «Какую схему выбрать, попутную или встречную (тупиковую). Название такое происходит из-за попутного или встречного направления потоков теплоносителя в магистралях. Встречную проектировщики называют тупиковой. Также буду её называть.

К сожалению, весь интернет забит мифами и легендами о «попутной» системе. Которые на поверку оказываются неправдой.

Но у обоих этих схем, и у попутной и у тупиковой, есть свои преимущества и недостатки. Поэтому в каждом конкретном случае, оптимальным выбором может быть как одна, так и другая из этих схем. Для выбора между ними, нужно рассматривать исходные данные в комплексе. Для каждого отдельного дома и условий.

Рассмотрим некоторые мифы про попутную систему:

1. Попутную систему не требуется балансировать. И в ней на ОП (отопительном приборе) не требуется установка балансировочных клапанов.

2. Гидросопротивление циркуляционных колец в попутной системе одинаковое.

3. В попутной системе длину и диаметр трубопроводов можно сделать меньше, чем во «встречной» (тупиковой) системе.

Миф первый.

Да, если рассматривать гидравлику СО поверхностно, не учитывая многих важных параметров, то судя по графикам распределения циркуляционного напора в циркуляционных кольцах попутной системы, можно ошибочно предполагать, что не только в идеальной, но и в реальной системе напор на входе в каждый ОП (отопительный прибор) будет одинаковым. Ведь вроде и график это доказывает, опираясь на то, что в попутной системе длина всех циркуляционных колец одинакова.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Слева на графике показаны напоры (перепады давлений дельта Р) на входе и выходе ОП в попутной система между точками А и В, C и D, E и F ка. А на графике справа — во встречной (тупиковой) системе. Да, на идеальном графике, на всех трех ОП напор (дельта Р) в попутной системе одинаковы, а во встречной — сильно отличаются друг от друга.

Да, в идеале это так. Но в реальности, при учете всех гидравлических параметров, это оказывается иногда далеко не так. Так может быть только гипотетически, и то

— если расход теплоносителя через все циркуляционные кольца одинаков;

— все мощности ОП одинаковы;

— диаметры магистралей везде одинаковы и больше, чем в тупиковой схеме;

— все трубы магистралей проложены без поворотов;

— циркуляционный насос в системе должен быть подобран идеально с учетом напора и производительности. В реальности же таких насосов не существует.

В реальной же системе:

— не делают магистрали одинаковыми диаметрами;

— стараются применить магистрали мЕньшего диаметра для экономии стоимости труб;

— расход теплоносителя через разные ОП разный;

— мощность ОП в каждом помещении нужна разная;

— температура поступающего в ОП теплоносителя в каждом ОП разная;

— невозможно проложить магистрали в углах дома, без поворотов (уголков или правильнее отводов на 90 градусов). А каждый такой уголок, вносит существенные изменения в идеальную таблицу распределения напоров (дельта Р) на ОП. Причем, чем больше скорость теплоносителя. тем большие искажения в идеальную схему вносит такой уголок (отвод). Пример из жизни, Вы не сможете вписаться в крутой поворот при езде на авто на большой скорости, поэтому будете вынуждены снизить скорость.

Вот скан из учебника, иллюстрирующий, почему при неверном проектировании в попутке может наблюдаться «опрокидывание» циркуляции, когда через ОП теплоноситель начинает циркулировать не как положено (из магистрали подачи в магистраль обратки), а наоборот.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Давайте сделаем сравнительные расчёты для попутной и встречной систем в специализированной и сертифицированной программе Аудитор СО 3.8 (или в какой-либо её безплатной версии, например, Валтек СО или Герц СО).

Расчет будем делать для дома полезной площадью 64 м2, 8 на 8 метров и для «идеальных» («тепличных») условий:

— Все магистрали, для начала, возьмем одинакового диаметра;

— Все ОП подберём примерно одинаковой отдаваемой мощности, учитывая остывание теплоносителя к концу контура. Магистрали открыто проложенные, т.е. они также отдают тепло в помещения, а следовательно теплоноситель по мере своего продвижения к концу контура — остывает;

— Сделаем в доме только одно помещение. Поэтому при использовании восьми ОП, от каждого ОП нам нужно будет получить по 12,5% нужной помещению 100% мощности. Предположим, что весь дом имеет теплопотери 6400 Вт. Тогда от каждого из восьми ОП, нам нужно получить по 800 Вт тепловой мощности;

— При выборе труб, для наглядности используем медные трубы, так как у них типоразмеры диверсифицированы в более широком диапазоне, чем у стальных и ППр труб. Медные трубы будем использовать в примерах диаметрами в мм (наружный/внутренний) 28/25, 22/20, 18/16, 15/13, 12/10 мм;

— ОП (отопительные приборы) будем, для примера, использовать стальные панельные — Лидея тип 10 (нагляднее будет видна разница типоразмера для получения одной и той же теплоотдачи в начале и в конце контура СО);

— при подборе мощности ОП будем учитывать не более 30% отдаваемого в помещения магистралями тепла (теплый «плинтус»). Т.е. если магистрали дают тепла 100 Ватт, то мощность ОП не будем уменьшать более, чем на 30 Ватт.

Вот этажный план для такого гипотетического (упрощенного) дома

Двухтрубная тупиковая система отопления

и гидравлическая схема

Двухтрубная тупиковая система отопления

также эта же схема в формате ПДФ, если есть желание рассмотреть в более чётком виде — Poputnaya.-Ravnye-magistrali-200-2-itogi-risunki.pdf [36.12 Kb] (cкачиваний: 242)

На схеме массовый расход теплоносителя в кг/сек обозначается G. А мощность теплового потока в Ваттах, обозначается Q. Преднастройки Kv термоклапанов, обозначаются — n .

На скане со схемой выделен черным столбец, с необходимыми для сбалансированности системы (на жаргоне проектировщиков «для увязки колец») дополнительными необходимыми гидросопротивлениями в циркуляционных кольцах. Эти дополнительные гидросопротивления можно создать, применив термоклапаны повышенного сопротивления с «преднастройками», или установив балансировочные клапаны на обратки ОП, или применив дроссельные шайбы на обратных присоединениях ОП к магистралям. Дроссельные шайбы можно изготовить из монеток, просверлив отверстия (со снятием фасок) диаметрами, полученными в результате гидравлического расчёта.

В столбце на скане схемы (выделенном черным), видно, что для гидравлической устойчивости (и сбалансированности) попутной СО, нужно сделать дополнительные гидросопротивления на обратках ОП от 922 до 1397 Паскалей. Естественно, что эти цифры действительны только для всех, указанных на схеме гидравлических параметрах. Например, при обеспечении насосом производительности 0,34 м3/час при преодолении гидросопротивления системы в 0,27 метра водяного столба (см.необходимые параметры насоса в красной рамочке).

Можно улучшить гидравлическую устойчивость («лёгкость» увязки колец) «попутной» разводки, применив метод переменного диаметра магистралей (на жаргоне теплотехников и монтажников — магистрали проложить «телескопом» (т.е. разным диаметром). Но для этого требуется так рассчитать сопротивления участков трубопроводов, чтобы их гидросопротивление уменьшало бы разбаланс между кольцами (невязку колец). Сделать это вручную крайне трудоемко, поэтому воспользуюсь программой.

Посмотрим, что изменилось при применении метода «телескопа». Тот же поэтажный план для того же дома и для той же системы.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Видим, что помимо экономии на диаметрах магистралей, получаем более гидравлически сбалансированную систему (интервал широты диапазона дополнительных необходимых гидосопротивлений меньше). Что смотрим на гидравлической схеме:

Двухтрубная тупиковая система отопления

Также привожу для желающих рассмотреть схему в лучшем разрешении в формате ПДФ — Poputnaya-teleskopom-01-itogi-risunki-Shema.pdf [36.1 Kb] (cкачиваний: 163)

Видим, что для того, чтобы увязать циркуляционные кольца, потребуется уже гораздо меньший интервал диапазона гидравлических настроек арматуры, от 1302 до 1366 Паскаль с Kv 0,354 — 0,402 (значения выделены черным в столбце дельта Р нужных дополнительных гидросопротивлений).

Получается, что «увязка колец» находится в допустимом интервале и балансировки системы, вроде бы не требуется. «Невязка колец» (отклонения от оптимального расхода тепоносителя) в данном случае даже без балансировочной арматуры не превысит 3%.

Этот мЕньший требуемый диапазон интервала регулировки балансировочных клапанов и является преимуществом попутной схемы. Но в реальном доме, в разных помещениях требуется разная тепловая мощность ОП. Поэтому в разных ОП требуется разный массовый расход теплоносителя. А потому, и скорее всего, потребуется всё равно увязка колец (балансировка системы).

Также приведу схему с увязкой циркуляционных колец, с помощью дроссельных шайб. Диаметры магистралей уменьшены в пределах возможностей циркуляционного насоса:

Двухтрубная тупиковая система отопления

Необходимые дополнительные сопротивления в виде отверстий в дроссельных шайбах видны в выделенном черным столбце. Диаметр отверстий в дроссельных шайбах, обозначен в столбце «Настройки». Видно, что самые большие диаметры отверстий требуются в середине тупикового контура, а самые малые диаметры в начале и конце тупикового контура. Именно дроссельными шайбами (или балансировочными клапанами) предотвращается «опрокидывание» циркуляции в попутной системе. И особенно это актуально при зауженных диаметрах магистралей.

Этими расчетами развенчиваются первый, второй и третий миф о том, что попутная схема разводки СО не требует балансировки (увязки колец). И гидросопротивления циркуляционных колец оказываются в реальности не одинаковыми даже в «тепличных» условиях. И диаметры магистралей в попутке требуются не меньше, чем в тупиковой схеме.

Вопросы повышения гидравлической устойчивости 2-х трубной системы и авторитетов термоклапанов, рассматриваю в продолжении в статье » Гидравлическая устойчивость. Авторитеты клапанов » — http://master-otoplenie.ru/otoplenie/75-gidravlicheskaya-ustoychivost.html

Далее рассмотрим расчет «тупиковой» схемы с одинаковыми диаметрами магистралей.

Вот поэтажная схема тупиковая схема с равными диаметрами магистралей —

Двухтрубная тупиковая система отопления

И гидравлическая схема —

Двухтрубная тупиковая система отопления

Также схема с лучшей разборчивостью в формате ПДФ — Tupikovaya.-Ravnye-magistrali-itogi-risunki.pdf [35.99 Kb] (cкачиваний: 93)

На скане со схемой, в столбце с необходимыми для увязки колец дополнительными гидросопротивлениям видим, что дополнительные сопротивления нужны от 1144 до 2478 Паскаль. т.е. Kv термоклапана (выполняющего функцию дроссельной шайбы) должно регулироваться в интервале 0,261 — 0,414 м3/ч .

Для увеличения скорости движения теплоносителя. с целью уменьшения его остывания и с целью уменьшить в конце контура типоразмера ОП, можно применить в магистралях переменные диаметры (еще иногда называют «телескопом»). Также получить экономию применяя трубы меньше диаметра, чем в схеме с одинаковыми диаметрами магистралей.

Посмотрим, что из этого получается:

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная тупиковая система отопления

На скане со схемой, в столбце с необходимыми для увязки колец дополнительными гидросопротивлениям видим, что широта диапазона дополнительных необходимых сопротивлений увеличилась. Теперь настройки требуется уже от 3449 до 7822 Паскаль. т.е. Kv термоклапана (выполняющего функцию дроссельной шайбы) должно регулироваться в интервале 0,147 — 0,237 м3/ч.

Kv изменилось по сравнению со схемой с равными диаметрами магистралей потому, что гидросопротивление системы увеличилось. И в этой схеме насос должен обеспечить напор уже 0,88 м.в.ст (метра водяного столба) при производительности 0,34 м3/ч. В предыдушей схеме, напор насоса при той же производительности требовался 0,32 м.в.ст.

Обратите внимание, что во всех схемах размеры ОП к концу магистрали подачи увеличиваются. Это происходит из-за остывания теплоносителя в магистралях. Поэтому, чтобы, к примеру, получить в конце магистрали подачи, те же требуемые 560 Ватт от каждого ОП, в начале магистрали подачи достаточно радиатора длиной 1,2 метра, а в конце уже требуется радиатор длиной 1,5 или 1,6 метра. Так как в первый ОП на магистрали подачи теплоноситель поступает с температурой +79 градусов, а в последний на магистрали подачи — только +67 градусов (с равными диаметрами магистралей) или +70 градусов (с переменным диаметром магистралей). Поэтому, если бы мы взяли все ОП одинакового размера, то чем дальше бы этот ОП располагался на магистрали подачи, тем больше была бы недостача тепла от последующих ОП.

Пугаться теплопотерь на магистралях и теплоизолировать магистрали не стоит. Ведь это тепло поступает в дом (и его можно и нужно учесть). Также это тепло равномерно подогревает наружные стены по периметру, выполняя функцию «теплого плинтуса». Часто это снимает проблему сыреющих углов.

Потребная суммарная тепловая мощность ОП взята не 6400 Ватт, а 4480 Ватт. Так как остальную доля тепла (1920 Ватт) будут давать открыто проложенные магистрали. Напомню, что в расчете уменьшал мощность ОП не более, чем на 30%, от количества тепла отдаваемого открыто проложенными трубопроводами.

Выводы. Что же всё-таки выбрать? Попутную или тупиковую схему?

1. Первое что нужно учесть, это длину периметра дома. Слишком длинный попутный контур потребует применения магистрали увеличенного диаметра. Что в свою очередь понизит скорость теплоносителя и увеличит остывание теплоносителя к концу магистрали подачи. А это потребует увеличения типоразмера ОП, что увеличит их стоимость.

Исходя из опыта гидравлических расчетов СО для разных домов, делаю вывод, что периметр дома в 30-36 пог.метров, является условным пределом, за которым лучше переходить на тупиковую схему, разделяя один этаж на два или более тупиковых контуров.

2. Если гнаться за совсем уж бюджетной СО, без возможности покомнатного регулирования отопления, то попутная схема, может быть и предпочтительнее. Для дома с небольшим периметром. В попутной схеме, широта диапазона регулировки Kv у балансировочных клапанов требуется как правило меньше. А это позволяет применять менее дорогую балансировочную арматуру на ОП. Например, можно использовать комплект из балансировочного клапана и термоклапана (без преднастроек Kv) стоимостью около 600 рублей без термоголовки (термоэлемента) или около 950 рублей (с термоголовкой). Где балансировочный клапан имеет диапазон регулировки Kv 0,18 — 1,34 м3/ч.

3. Если же дом имеет больший периметр, то для уменьшения диаметров магистралей, и недопустимости завышения стоимости ОП из-за излишнего остывания теплоносителя в магистралях, то лучше делать тупиковую схему. По возможности разделяя площадь одного этажа на несколько тупиковых контуров (веток). Но при чрезмерно длинных тупиковых ветках, балансировочная арматура будет подороже. Потребуется применить термоклапаны с преднастройками Kv. Также желательно нужно будет рассчитать гидравлически возможность применения того или иного конкретного термоклапана в конкретной системе. Ибо у одного клапана диапазон регулировки Kv может быть 0,04-0,73. а у другого 0,15 — 0,41 м3/ч. И если первый клапан подойдет, то второй подойдет не всегда.

4. Учесть, что попутная схема при одной и той же длине периметра дома, и при одном и том же диаметре магистралей, будет всегда иметь бОльшее гидросопротивление, чем если схема разделена на два или более тупиковых контуров. А это при использовании встроенного циркуляционного насоса в настенный котел, может сделать невозможным обеспечение СО необходимым массовым расходом теплоносителя. Необходимый массовый расход, очень сильно зависит от нужного графика работы котла (от дельты Т).

Если в рассматриваемых выше случаях расчета, график котла проектировался 80/60 градусов, то при применении пластиковых труб и неконденсационного котла, график котла желательно проектировать 70/60. А такой график потребует увеличения массового расхода теплоносителя примерно вдвое. При увеличившимся же массовом расходе теплоносителя. увеличится и скорость теплоносителя. а значит линейное сопротивление труб (увеличится падение циркуляционного напора). При этом гидросопротивление всей системы сильно вырастет. Но не каждый насос, сможет обеспечить такой расход. Ставить же более мощный насос — далеко не всегда возможно или потребует применения гидроразделителя (гидрострелки). И с более мощным насосом скорости теплоносителя могут превысить нормы, и в системе возможно будут слышны кавитационные шумы в трубах и отопительных приборах.

Закончу эту статью, дополнив её расчетом для этого же дома с двумя тупиковыми ветками (контурами). Т.е. покажу, как можно улучшить гидравлику системы и сэкономить на стоимости ОП.

Посмотрим, что можно улучшить:

Двухтрубная разводка системы отопления: классификация, типы и виды

Система водяного отопления может быть однотрубной и двухтрубной. Двухтрубная называется так, потому что для работы необходимо две трубы – по одной от котла подается горячий теплоноситель в радиаторы, по другой от элементов отопления отводится остывший и подается снова в котел. С такой системой могут работать котлы любого типа на любом топливе. Могут быть реализованы как принудительная, так и естественная циркуляция. Устанавливаются двухтрубные системы и в одноэтажных, и в двух- или много этажных зданиях.

Достоинства и недостатки

Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.

Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему.

Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.

Классификация 2 трубных систем

Отопительные системы любого типа делятся на открытые и закрытые. В закрытых устанавливается расширительный бачок мембранного типа, который дает возможность функционировать системе при повышенном давлении. Такая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40 о С) и называются еще антифризами. Для нормальной работы оборудования в системах отопления должны использоваться специальные составы, разработанные для этих целей, а не общего назначения, и тем более, не автомобильные. То же относится и к используемым присадкам и добавкам: только специализированные. Особенно жестко стоит придерживаться этого правила при использовании дорогостоящих современных котлов с автоматическим управлением – ремонт при неполадках не будет гарантийным, даже если поломка и не связана напрямую с теплоносителем.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Место установки расширительного бака зависит от его типа

В открытой системе в верхней точке встраивается расширительный бачок открытого типа. К нему обычно подсоединяют патрубок для отвода воздуха из системы, а также организовывают трубопровод для слива излишка воды в системе. Иногда из расширительного бака могут забирать теплую воду для хозяйственных нужд, но в этом случае нужно подпитку системы сделать автоматической, а также не использовать добавок и присадок.

С точки зрения безопасности более перспективны закрытые системы и большая часть современных котлов разрабатывается под них. Подробнее о закрытых системах отопления читайте тут .

Вертикальная и горизонтальная двухтрубная система

Есть два типа организации двухтрубной системы – вертикальная и горизонтальная. Вертикальная применяется чаще всего в многоэтажных домах. Она требует большего количества труб, зато легко реализуется возможность подключения радиаторов на каждом этаже. Главное достоинство такой системы – автоматический вывод воздуха (он стремится вверх и там выходит или через расширительный бачек или через спускной вентиль).

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная вертикальная разводка системы отопления многоэтажного дома

Горизонтальная двухтрубная система применяется чаще в одноэтажных или, максимум, в двухэтажных домах. Для стравливания воздуха из системы на радиаторах устанавливают краны «Маевского».

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного частного дома (кликните по картинке чтобы увеличить масштаб)

Верхняя и нижняя разводка

По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом. Но такая система становится все менее популярной из-за эстетических соображений. Хотя, если спрятать трубы вверху под подвесной или натяжной потолок, то на виду останутся только трубы к приборам, а их, собственно, можно замонолитить в стену. Верхняя и нижняя разводка применяются и в вертикальных двухтрубных системах. Разница продемонстрирована на рисунке.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная система с верхней и нижней подводкой теплоносителя

При нижней разводке труба подачи идет понизу, но выше, чем обратка. Тубу подачи располагать можно в подвальном или полуподвальной помещении (обратка еще ниже), между черновым и чистовым полом и т.д. Подводить/отводить теплоноситель к радиаторам можно, пропустив трубы через отверстия в полу. При таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным. Но тут нужно подбирать расположение котла: в системах с принудительной циркуляцией его положение относительно радиаторов неважно – насос «продавит», а вот в системах с естественной циркуляцией радиаторы должны находиться выше уровня котла, для чего котел заглубляют.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Двухтрубная система разная схема подключения радиаторов

Двухтрубная система отопления двухэтажного частного дома проиллюстрирована в видео. Она имеет два крыла, температура в каждом из которых регулируется вентилями, нижний тип разводки. Система с принудительной циркуляцией, потому котел висит на стене.

Тупиковая и попутная двухтрубные системы

Тупиковой называется такая система, в которой движение подачи теплоносителя и обратки разнонаправленные. Есть система с попутным движением. Она называется еще петлей/схемой «Тихельмана». Последний вариант проще балансируется и настраивается, особенно при протяженных сетях. Если в системе с попутным движением теплоносителя установлены радиаторы с одинаковым количеством секций, она является автоматически сбалансированной, в то время как при тупиковой схеме понадобится на каждом радиаторе установка термостатического клапана или игольчатого вентиля.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Две схемы движения теплоносителя в двухтрубных системах: попутная и тупиковая

Даже если с схеме «Тихельмана» установлены разные по количеству секций радиаторы и клапаны/вентиля ставить все равно надо, то шанс сбалансировать такую схему гораздо выше, чем тупиковую, особенно, если она достаточно протяженная.

Для балансировки двухтрубной системы с разнонаправленным движением теплоносителя, вентиль на первом радиаторе требуется прикрутить очень сильно. И может возникнуть ситуация, при которой его потребуется закрыть настолько, что теплоноситель туда и поступать не будет. Получается тогда вам нужно выбирать: не будет греть первая батарея в сети, или последняя, потому как выровнять теплоотдачу в таком случае не удастся.

Системы отопления на два крыла

И все-таки чаще используют систему с тупиковой схемой. А все потому, что длиннее магистраль обратки и собирать ее сложнее. Если отопительный контур у вас не очень большой, вполне можно отрегулировать теплоотдачу на каждом радиаторе и при тупиковом подключении. Если же контур получается большой, а петлю «Тихельмана» делать не хочется, можно разделить один большой отопительный контур на два крыла меньшего размера. Есть условие — для этого должна иметься техническая возможность такого построения сети. При этом в каждом контуре после разделения нужно ставить вентили, которыми будет регулироваться интенсивность потока теплоносителя в каждом из контуров. Без таких вентилей сбалансировать систему или очень сложно, или невозможно.

Разные типы циркуляции теплоносителя продемонстрированы в видео, также в нем даны полезные советы по монтажу и подбору оборудования для систем отопления.

Подключение радиаторов отопления при двухтрубной системе

В двухтрубной системе реализуется любой из способов подключения радиаторов: диагональное (перекрестное), одностороннее и нижнее. Самый лучший вариант — диагональное подключение. В этом случае теплоотдача от отопительного прибора может быть в районе 95-98% от номинальной тепловой мощности прибора.

Двухтрубная тупиковая система отопления

Схемы подключения радиаторов к двухтрубной системе

Несмотря на разные значения потерь тепла при каждом из типов подключения, все они используются, просто в разных ситуациях. Нижнее подключение, хотя и самое непроизводительное, чаще встречается, если трубы проложены под полом. В этом случае оно реализуется проще всего. Можно при скрытой прокладке подключать радиаторы и по другим схемам, но тогда или на виду остаются большие участки труб, или прятать их нужно будет в стену.

Боковое подключение практикуют в случае необходимости при числе секций не более 15. В таком случае потерь тепла почти нет, а вот при количестве секций радиатора больше 15 требуется уже диагональное подключение, иначе циркуляция и теплоотдача будет недостаточны.

Несмотря на то, что на организацию двухтрубных схем используется больше материалов, они становятся более популярными из-за более надежной схемы. Кроме того такую систему легче компенсировать.