Схемы и особенности двухтрубной системы отопления частного дома

Двухтрубная система отопления

Многие частные и многоквартирные дома оснащены двухтрубной системой отопления, также известной как двухконтурная система. В данной системе теплоноситель циркулирует по двум контурам: один контур привозит горячую воду, а другой возвращает остывшую.

1. Как работает отопление по двухконтурной схеме
2. Виды двухтрубных систем
   1. Вертикальные и горизонтальные двухтрубные отопительные системы
   2. Открытые и закрытые схемы
   3. Двухконтурные теплосистемы с верхней и нижней разводкой
   4. Самотечные и принудительные системы отопления
   5. Самотечные теплосистемы
   6. Принудительные системы
3. Встречные, попутные и коллекторные теплосистемы
   1. Тупиковые отопительные ветви
   2. Кольцо Тихельмана – попутная схема
   3. Лучевой – коллекторный способ подключения
4. Плюсы и минусы двухтрубных разводок разной конструкции
5. Как сделать двухтрубное отопление в частном доме
6. Двухконтурное отопление: как рассчитать диаметр труб
7. Выводы и рекомендации

Как работает отопление по двухконтурной схеме

В двухтрубных тепловых конструкциях, в отличие от однотрубных, радиаторы присоединяются к двум магистралям. Входные патрубки подключаются к подающей линии, по которой поступает горячая жидкость, а выходные крепятся к обратке – по ней остывший носитель оттекает для повторного нагрева. Теплоприборы независимы, поэтому можно установить комфортную температуру в каждой комнате.

x

Виды двухтрубных систем

Тепловые конструкции такого типа делятся на несколько групп:

1. По расположению ветвей – горизонтальные и вертикальные.
2. По конструкции расширительного бака – открытые и закрытые.
3. По циркуляции – принудительные и самотечные.
4. В расположению разводки – с верхней и нижней подачей.
5. По направлению движения жидкости – тупиковые (встречные), прямоточные (попутные), лучевые (коллекторные).

Такое разнообразие позволяет подобрать подходящий вариант для любого дома – от небольшой одноэтажной дачи до здания  в несколько этажей.

Вертикальные и горизонтальные двухтрубные отопительные системы

По расположению трубных контуров такие конструкции делятся на вертикальные и горизонтальные. В первом случае контурные магистрали прокладываются преимущественно вдоль, а во втором – поперек.

Вертикальная теплосистема

Этот вариант монтируется в зданиях с несколькими этажами. Вверх от котла или ввода от центральной котельной поднимается вертикальный стояк. От него отходят ветви к батареям, расположенным друг над другом. Иногда к основным радиаторам присоединяют по одному дополнительному. Так же монтируются обратный контур, который идет  от отопителей к общему стояку.

Вертикальная разводка разрабатывалась в СССР для комнат небольшой площади, которые обогревались одним–двумя тепловыми приборами. Для современного просторного жилья она подходит плохо.

Горизонтальная теплосистема

В горизонтальной конструкции к каждой квартире или крылу здания идут два главных стояка – подачи и обратки. От них ответвляются линии к батареям для подвода горячей воды и оттока остывшей. Такая система долговечнее и удобнее вертикальной, поэтому часто используется в и малоэтажном и многоэтажном строительстве.

Открытые и закрытые схемы

Каждая теплосистема снабжается расширительным баком (гидроаккумулятором), в который при повышении давления поступают излишки носителя.

Отопительные сети делятся на два типа, в зависимости от конструкции гидробака:

1. Открытые – гидроемкостью служит канистра или бачок из нержавейки. Герметичность здесь не важна. Система сообщается с окружающим воздухом, поэтому получила такое название.
2. Закрытые – гидроаккумулятором служит мембранный бак. При повышении давления жидкость поступает внутрь него, поднимает мембрану и занимает освободившееся пространство. Сеть герметична, поэтому ее называют закрытой.

Наиболее распространены закрытые системы, которые могут работать с циркуляционными насосами. Открытые можно применять только в самотечных многоконтурных схемах, где вода течет под действием нагрева и силы тяжести.

Двухконтурные теплосистемы с верхней и нижней разводкой

Такие схемы могут иметь два типа разводки:

• Верхнюю – носитель закачивается наверх, затем под действием гравитации поступает в отопительные приборы и стекает вниз. Хотя часть тепла теряется, циркуляция происходит быстрее и тепловые линии не завоздушиваются. Разводящую магистраль устанавливают на чердаке, поэтому для зданий с плоской крышей такая схема не подходит.
• Нижнюю – котел и разводку  располагают в подполе или подвале. Жидкость поступает в батареи снизу и стекает по обратке. Конструкция удобна для строящихся частных домов и дач. Пока достраивается верхний этаж, можно отапливать нижний.

Самотечные и принудительные системы отопления

Эти теплосистемы делятся по способу подачи носителя:

1. Самотечные или гравитационные, работающие без насоса. Вода поступает в батареи и стекает вниз самотеком. Монтируются в домах небольшой площади.
2. Принудительные, в которых жидкость перекачивается насосом. Могут применяться в зданиях любого размера с разным числом этажей.

Самотечные теплосистемы

Такая схема работает без насосных устройств. Вода нагревается в бойлере или котле, и по закону физики поднимается вверх. Затем расходится по горизонтальным магистралям и стекает вниз под действием силы тяжести.

Для монтажа гравитационного отопления требуются:

• Газовый или твердотопливный котел с незначительным гидравлическим сопротивлением.
• Радиаторы – давление здесь невелико, поэтому можно установить алюминиевые модели. Они быстро нагреваются и хорошо отдают тепло. Но можно поставить и другие модификации
• Магистральные элементы – для этой теплосистемы подойдут модели диаметром 32-50 мм.
• Расширительный бачок открытого типа. Подойдет закрытый (мембранный) бак. Но в этом случае нужно дооснастить конструкцию манометром, аварийным клапаном и дополнительным воздухоотводчиком для сброса давления.
• Запорно-регулировочная арматура,   перекрывает линии при аварии, поддерживает  комфортную температуру в комнатах.
• Воздухоотводчики для удаления скопившихся газов.

Котел должен стоять как можно ниже, лучше – в  подвале. Расширительный бак – как можно выше  – на последнем этаже или чердаке. Чем больше высота системы, тем лучше она функционирует.

От общего стояка на каждом этаже прокладывают два горизонтальных контура. По одному подается нагретая жидкость, а по другому она  оттекает обратно. Магистральные элементы располагают с уклоном 0,5 см/метр. Подающий контур наклоняют в сторону батарей, а обратный – к котлу. Тогда тепловой носитель свободно циркулирует.

Эксплуатация самотечной системы простая – надо следить за объемом жидкости в расширительном баке и исправностью запорно-регулирующей арматуры.

Принудительные системы

В этом случае вода или другая жидкость перекачивается циркуляционным насосом, устанавливаемым на подводящей или обратной магистрали. Принудительная конструкция работает стабильнее гравитационной и совместима с котлами любых типов.

Принудительная сеть может быть только закрытой – при потере герметичности давление упадет, и вода не будет подниматься. Она оснащается мембранным баком для компенсации давления, реле для его контроля и клапанами для предотвращения гидроударов.

Все современное теплоснабжение, в основном, строятся на принудительном методе циркуляции. Такие варианты предсказуемы, стабильны, могут согреть большие площади.

Встречные, попутные и коллекторные теплосистемы

Все способы отопления принято разделять  по направлению циркуляции жидкости. Она может двигаться по подающему и обратному контуру одну сторону (попутно) или в разные (встречно). Существуют сложные лучевые (коллекторные) конструкции из нескольких лучей, по которым протекает носитель.

Тупиковые отопительные ветви

В такой схеме от нагревателя отходит сразу несколько контуров – ветвей, по которым вода поступает в отопители, доходит до конца и возвращается назад. Поэтому ток жидкости по подающему и обратному контуру происходит в противоположных направлениях. За это тупиковую отопительную схему назвали встречной.

В такую систему входят:

• Котел или бойлер.
• Радиаторы – подходят биметаллические,  алюминиевые, чугунные и  стальные модели.
• Отопительные стояки с отходящими от них ветвями.
• Расширительный бак, который поступают излишки жидкости, образующиеся при повышении давления.
• Насос для перекачивания теплоносителя.
• Группа безопасности, в которую входит манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Необходимы для сброса лишнего давления и его контроля.

Тупиковые конфигурации очень популярны. Их «петли» можно протянуть в комнаты любой площади и планировки. Отопительные ветви можно добавлять даже в давно работающую схему.

Кольцо Тихельмана – попутная схема

В этом случае магистральные тепловые линии укладываются по кольцу, которое замыкается на котле. Подающий и обратный контур подключаются разных сторон, поэтому первая батарея на подающей линии будет последней на обратке, и наоборот. Горячий и остывший поток движутся одном направлении, поэтому кольцо Тихельмана назвали «попуткой».

В его состав входят:

• Нагревательный агрегат – бойлер или котел.
• Циркулярный насос для прокачки теплоносителя.
• Закольцованные подающий и обратный контуры.
• Радиаторы – давление здесь небольшое, поэтому достаточно алюминиевых моделей. Можно установить биметаллические и другие варианты.
• Запорная арматура – ставится на подающую линию и обратку. Желательно установить регулирующий, запорный и воздухоотводящий кран на каждую батарею.
• Контролирующая группа – манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик, защищающие от скачков давления.

Отопление в кольце Тихельмана не нужно регулировать. Батареи, которые находятся ближе к котлу, получают больше тепла, но медленнее отдают остывшую воду, а те, которые находятся дальше, получают не такую горячую жидкость, зато остывшая от них оттекает быстрее. Это обеспечивает равновесный нагрев.

Лучевой – коллекторный способ подключения

Лучевая разводка работает следующим образом – вода из центрального стояка поступает в коллектор-гребенку, к которому присоединены горизонтальные тепловые линии, идущие к радиаторам. Жидкость доходит до каждой батареи, согревает ее, а затем по другой линии оттекает в обратный коллектор и уходит в общую обратку. В сети есть расширительный бак и циркуляционный насос для подачи воды.

Батареи полностью независимы друг от друга. Каждую можно регулировать, отключать, менять и чинить, не трогая остальные.

Температура подаваемого теплоносителя зависит от длины «луча» – чем дальше отопитель находится от коллектора, тем холоднее поступающий теплоноситель. Поэтому нагрев нужно корректировать. Для этого на тепловые приборы устанавливают термоголовки – устройства, автоматически регулирующие температуру в комнате.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок разной конструкции

Все конфигурации имеют свои достоинства и недостатки. Зная их особенности, можно подобрать самый подходящий вариант

Теплосистема	Достоинства	Недостатки
Вертикальная	При отключении одного стояка батареи в остальных остаются горячими.	Подходят для зданий с небольшими комнатами, которые можно согреть одной–двумя батареями.
Горизонтальная	Отключение комнаты или квартиры не влияет на температуру в соседних. Можно установить регулирующий кран, чтобы уменьшать или увеличивать нагрев нескольких теплоприборов.	Сложность монтажа, большое количество распределительной и запорной арматуры.
Самотечная	Энергонезависимость – работает при отключении света. Бесшумность.	Нестабильна, не подходит крупных зданий.
Принудительная	Стабильность работы – насос прокачивает теплоноситель по всем радиаторам. Подходит для зданий большой площади.	Энергозависимость. Необходим альтернативный источник электропитания. Насос может шуметь, а его некорректная работа – спровоцировать гидроудар – резкое повышение давления, приводящее к порче отопительных элементов.
Открытая	Простота обслуживания. Расширительный бак можно сделать самому. Бесшумная.	Может быть только самотечной. Медленно нагревается после включения, нужно следить за уровнем жидкости.
Закрытая	Не нужно следить за уровнем жидкости. Быстро нагревается. Надежная и стабильная.	Требует установки мембранного бака и группы контроля для сброса давления.
Тупиковые ветви	Можно подобрать нужное количество ветвей и их конфигурацию. Подходит для домов любой планировки.	Неравновесный нагрев. Требуется глубокая балансировка не только отопительных приборов, но и коллекторов.
Кольцо Тихельмана	Не требует регулировки. Батареи нагреваются равномерно.	Не во всех зданиях и комнатах можно уложить магистральные элементы по кольцу. Материально очень затратная.
Лучевая (коллекторная)	Батареи работают независимо друг от друга. Можно в любой перекрыть одну из ветвей, чтобы провести ремонт.	Сложность. Большое количество регулирующих, распределяющих и запорных устройств.

Как сделать двухтрубное отопление в частном доме

Выбор подходящей двухтрубной схемы зависит от площади дома, его этажности, перебоев с электричеством, финансовых возможностей:

1. Если в доме часто отключают свет, а хозяева не планируют приобретать генератор, лучше остановиться на гравитационной открытой теплосистеме.
2. Для самостоятельного монтажа подойдет плечевая двухконтурная конструкция. Она работает даже при небольших погрешностях.
3. Для современных домов часто выбирают коллекторные варианты. Коммуникации можно убрать в стеновые шкафы и под половые стяжки, а гребенки – закрыть в коллекторный шкаф. Несмотря на кажущуюся сложность, домашние мастера монтируют лучевые схемы самостоятельно. В интернете есть много инструкций, как это сделать.
4. Для зданий с большими комнатами лучше выбрать кольцо Тихельмана. Его элементы тоже можно спрятать под пол. Но такая тепловая конструкция обойдется недешево.

Двухконтурное отопление: как рассчитать диаметр труб

Для дома площадью  до 250 квадратных метров, отапливаемого по тупиковой и коллекторной разводке, можно не делать подробный гидравлический расчет. Достаточно воспользоваться таблицей, где указана суммарная мощность радиаторов, которую можно присоединить к линии определенного диаметра.

Для расчета нужно узнать мощность каждого теплового прибора. Для этого показатели одной секции умножаются на количество. В местах, где сделана подводка к нескольким отопительным приборам, мощность суммируется. Для присоединения к котлу используются элементы размером 32 или 25 мм – котлы для двухконтурной схемы чаще имеют патрубки таких габаритов.

Для кольцевой или самотечной разводки диаметр магистрали нужно рассчитывать. В качестве примера подсчитаем диаметр труб для обогрева комнаты площадью 50 кв. м. Расчеты округляются только в большую сторону

Сначала надо подсчитать расход теплоносителя по формуле:

G = 0,86 х Q/∆t

• G – расход теплоносителя (кг/ч).
• Q – количество теплоты, необходимое для обогрева комнаты. Берите средний показатель 100 Вт/кв. м. Поэтому для площади 50 кв. м понадобится 5000 Вт.
• ∆t – разница температур в подающей и обратной линии. Для простоты расчета показатель принимается равным 20 градусов.

Производим расчет:

0,86 х 5000/20 = 215 кг/ч – такой объем теплоносителя должна пропускать ветка, которая идет в наши комнаты.

Теперь рассчитаем сечение трубопровода:

F = V/3600u

• F – искомое сечение.
• V – объемный расход горячей воды, в нашем случае это 215 кг/ч или 0,215 куб/ч.
• u – скорость течения теплоносителя. В напорных схемах она 0,3–0,7 м/с, в самотечных – 0,1–0,3 м/с. Возьмем для расчета показатель 0,3 м/с

Площадь сечения равна: 0,215/(3600х0,3) = 0,000150 кв. м

Рассчитываем диаметр круга по площади. Получаем D = 0,014 м или 14 мм.  Понадобится размер – 16 мм.

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.

Не пропустите новые статьи!

Что такое подпитка системы отопления?

Подпитка системы отопления — это процесс подачи дополнительной воды в систему отопления, когда в ней не хватает жидкости для нормального функционирования. В системах отопления на жидком топливе, таких как системы с циркуляционным насосом, подпитка обычно необходима, чтобы компенсировать потери воды в результате ее испарения, утечек или других причин.

При отсутствии подпитки системы отопления может возникнуть ряд проблем, включая:

1. Низкое давление: когда в системе отопления не хватает жидкости, давление может снижаться, что приведет к недостаточной циркуляции теплоносителя в системе и недостаточной теплоотдаче.

2. Перегрев: если в системе отопления не хватает жидкости, котел может перегреваться и выходить из строя, что потребует серьезного ремонта или замены.

3. Образование коррозии и накипи: когда в системе отопления не хватает жидкости, это может привести к образованию коррозии и накипи на стенках труб и в котле, что уменьшит эффективность системы и потребует частого обслуживания.

Подпитка системы отопления может быть выполнена вручную или автоматически с помощью специального оборудования. Частота и объем подпитки зависят от размера и конструкции системы отопления, а также от условий ее эксплуатации.