Что означают термины «однотрубная и двухтрубная системы отопления»? Зачем нужен гидравлический расчет в контексте двухтрубной системы отопления и какие концепции учитываются при этом в случае системы отопления многоквартирного дома с нижней разводкой?
Какими бывают системы этого типа? Постараемся разобраться.
Что это такое
Начнем с определений.
- Однотрубная система отопления — простое кольцо между запорной арматурой подачи и обратки в элеваторном узле или между выходом и входом котла. Одна труба, параллельно которой (или размыкая ее, что в корне неправильно, но практикуется) врезаны отопительные приборы.
У многоэтажного дома таких колец может быть несколько, по одному на каждом этаже или даже в каждой квартире. Чаще, однако, таким образом отапливаются одноэтажные коттеджи.
- 2-х трубная система отопления подразумевает наличие двух трубопроводов по всему отапливаемому периметру помещений. Отопительные приборы врезаются между ними, создавая гидравлические перемычки и гася перепад давления.
Это порождает ряд проблем; однако при правильно сконфигурированной системе отопления даже при очень большой площади дома и огромном количестве отопительных приборов их температура может быть примерно одинаковой. Именно поэтому в многоквартирных домах чаще всего мы видим эту схему.
Однотрубные и двухтрубные системы отопления различаются сложностью разводки и расходом материала. Понятно, что две трубы обойдутся дороже.
Какими они бывают
Вертикальные и горизонтальные
В сущности, все понятно из названия. Подающая и обратная трубы расположены параллельно перекрытиям или вертикально; радиаторы все так же врезаются между ними.
Однако же то, что мы видим в большинстве современных многоквартирных домов — два розлива в подвале и соединяющие их стояки, которые разрываются отопительными приборами — это двухтрубная горизонтальная система отопления.
А вот если те же радиаторы врезать не в разрыв стояка, а между подающей и обратной ниткой (стояки при нижнем розливе соединяются перемычкой на верхнем этаже или на чердаке попарно) — то прямо-таки волшебным образом у нас получится двухтрубная вертикальная система отопления.
Однако: работать ЭТО уже не будет — типовая 2-трубная система отопления на такую врезку не рассчитана.
Тупиковые и попутные
Если теплоноситель из подающего трубопровода, пройдя радиатор, продолжает по обратке движение в том же направлении — это попутная двухтрубная система. Если после приборов отопления направление меняется — тупиковая.
Тут выбор схемы определяется, прежде всего, наличием дверных проемов, которые трудно обойти трубами: если они есть — проще вернуть воду от радиаторов той же дорогой, которой она поступала в них.
С верхним и нижним розливом
В одноэтажном доме двухтрубная и однотрубная системы отопления в равной степени могут быть разведены и под полом, и по чердаку. В многоэтажном, как уже говорилось, чаще всего применяется двухтрубная с нижней разводкой обеих труб. Стояки, соединенные наверху попарно — перемычки между ними.
С точки зрения удобства обслуживания и безопасности в плане возможных затоплений квартир такая система, безусловно, удобнее. Однако если вынести подающий трубопровод на чердак — мы получим большой пряник: удобство запуска.
Инструкция по запуску сброшенной системы с нижним розливом выглядит так:
- Медленно открываем задвижку на обратном трубопроводе и ждем, пока система заполнится водой. Медленно — чтобы избежать гидроударов и отрыва радиаторов.
- Открываем задвижку на подаче.
- В следующие несколько дней имеем большое и светлое чувство с постоячным стравливанием воздуха из перемычек в квартирах. Пока в стояках стоят воздушные пробки — циркуляции нет.
В случае же верхнего розлива мы проделываем первые две операции, затем поднимаемся на чердак к расширительному бачку и открываем воздушник на нем. Или даже открываем выведенный в подвал с чердака сбросник. И — о чудо! — батареи становятся горячими.
С естественной и принудительной циркуляцией
В общем случае для циркуляции в многоквартирном доме используется либо перепад давлений между нитками теплотрассы, либо работа одного или нескольких циркуляционных насосов.
Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией в случае дома с одним-тремя этажами возможна, но требует выполнения двух условий:
- Верхний розлив. Подача вынесена на чердак.
- Подающий и обратный трубопроводы имеют ДУ не меньше 32 мм. Больше — лучше.
Первое требование связано с тем, что при верхнем розливе мы получаем готовый разгонный коллектор: нагретая котлом вода с меньшей плотностью устремляется вверх и оттуда самотеком опускается через радиаторы или конвектора, отдавая им тепло.
Второе — с гидравлическим сопротивлением трубопровода. Стенки создают определенное сопротивление току воды, и оно тем больше, чем меньше диаметр трубы. А перепад, приводящий воду в движение, при естественной циркуляции совсем мал.
Совет: если вы собираетесь монтировать использующее естественную циркуляцию двухтрубное отопление частного дома своими руками, стоит остановить свой выбор на полимерных или металлополимерных трубах. Они имеют минимальный так называемый коэффициент шероховатости и при том же перепаде, что и стальные, обеспечат более быструю циркуляцию теплоносителя.
Немного о гидравлике
С выбором диаметра труб, схемы разводки и мощности циркуляционного насоса неразрывно связано такое понятие, как гидравлический расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления. Он выполняется с целью либо вычислить падение напора на заданном участке, либо рассчитать необходимый диаметр трубопровода.
Мы намеренно не станем приводить полное описание методов и формул, по которым может быть выполнен гидравлический расчет двухтрубной горизонтальной системы отопления: поверьте на слово, они ВЕСЬМА сложны и дают довольно большие погрешности.
Упомянем лишь основные факторы, влияющие на расчеты.
- Шероховатость поверхности труб. Она наибольшая у асбестоцемента и стальной трубы после длительного периода службы благодаря большому количеству ржавчины и отложений.
Наименьшую шероховатость имеют, как уже говорилось, полимерные и металлополимерные трубы. Что особенно радует — сопротивление полипропилена и сшитого полиэтилена движению воды со временем не меняется.
- Увеличения и уменьшения сечения.
- Повороты, радиальные изгибы. Каждый изгиб трубы на несколько градусов увеличивает ее гидравлическое сопротивление.
- Перепад давлений между подающим и обратным трубопроводами.
- Сечение и форма каналов в отопительных приборах.
- Количество отопительных приборов.
- Запорная арматура — тип и количество.
Оптимальная скорость движения теплоносителя — в диапазоне 0,3 — 0,7 метра в секунду.
При меньших значениях мы получим периодическое завоздушивание отопительной системы; кроме того, однотрубная и двухтрубная системы отопления с медленно движущимся теплоносителем будут давать слишком большой разброс температур на отопительных приборах.
При большей скорости отопление станет слишком шумным. Что как минимум столь же неприятно, многократно ускорится эрозия стенок трубы неизбежными абразивными частицами — песком и шлаком.
Советы сантехника
Напоследок — несколько простых практических советов, так или иначе связанных с работой одно- и двухтрубных отопительных систем.
- В одноэтажном доме не стоит усложнять себе жизнь использованием сложных схем. Лучше использовать простую однотрубную систему с циркуляционным насосом и возможностью естественной циркуляции.
- Простое решение проблемы завоздушивания стояков при нижнем розливе — не сбрасывать отопительную систему на лето. Собственно, это предписано нормами эксплуатации жилья: заполненные водой, стальные трубы медленнее разрушаются коррозией.
- Если все отопительные приборы подключены к одному из связанных на верхнем этаже стояков — поставьте на второй стояк вместо заглушки вентиль. Перепустить его и выгнать воздушную пробку можно будет из подвала.
- Для коттеджа с площадью этажа до 150 м2 и принудительной циркуляцией используются трубы ДУ25 мм. Радиаторы врезаются в них трубой меньшего диаметра.
Внимание: не путайте ДУ (внутреннее сечение трубы) и ее внешний диаметр.
- В домах небольшой площади в двухтрубной системе обязательна балансировка отопительных приборов дросселями. Ближние к котлу прижимаются, чтобы расход воды через них не гасил перепад на дальних.
- В многоквартирных домах балансировка достигается другим способом: разницей проходимости между розливами и стояками. Если розлив имеет сечение 80 миллиметров, а стояки — 20, ближние к элеваторному узлу не будут гасить перепад на дальних.
Заключение
Дополнительную информацию о том, какой может быть горизонтальная двухтрубная система отопления, вы найдете в видео в конце статьи. Теплых зим!
Однотрубная система отопления (схемы)
Рассмотрим теперь, что представляет собой однотрубная система отопления, по-другому называемая “ленинградкой” и часто используемая в системах отопления частных домов с небольшими или средними площадями.
Общая схема однотрубной системы отопления (ленинградка)
На рисунке схема однотрубной системы разводки:
На следующей схеме тоже однотрубная система, но с двумя контурами, каждый из которых обходит по две стороны помещения:
Почему сделаны два контура? По-видимому, помещение большое, и, чтобы не “сажать” много радиаторов на один контур, разделили их на два. Если не совсем понятно, то просто дочитайте статью до конца и обратите внимание на минусы однотрубных систем отопления.
В однотрубной системе отопления нет разделения трубопровода на подающий и обратный. Радиаторы здесь подсоединены последовательно. А теплоноситель перемещается в кольцевом контуре.
Однотрубная система отопления: схема подключения радиаторов и движения теплоносителя по трубопроводу
В больших зданиях чаще всего разводка до квартиры производится по двухтрубной системе, а разводка по этажу – по однотрубной:
Распределение теплоносителя в больших зданиях
В однотрубной системе, как и в двухтрубной, может применяться верхняя и нижняя разводка.
Однотрубная система отопления с нижней разводкой
При такой разводке трубы идут от котла сначала горизонтально, а потом поднимаются к отопительным приборам:
Нижняя разводка системы отопления
Такую систему легко регулировать и перекрывать.
Однотрубная система отопления с верхней разводкой
Теплоноситель сперва поднимается к самой верхней точке системы, затем распределяется с помощью горизонтальной разводки к другим стоякам.
Верхняя разводка системы отопления
При этом возникает усиленная циркуляция теплоносителя. Верхняя разводка применяется обычно в системах отопления с принудительной циркуляцией и в однотрубных системах с естественной циркуляцией. Воздух в такой системе легко удаляется через центральный стояк.
Однотрубная система отопления с вертикальной разводкой
Вертикальная разводка однотрубной системы показана на следующей схеме:
Горизонтальная разводка однотрубной системы
А это схема однотрубной системы отопления с горизонтальной разводкой:
Обводные участки в однотрубных системах с горизонтальной и вертикальной разводкой
В отопительных системах с вертикальной и горизонтальной разводкой труб применяют короткие обводные участки.
Обводные участки в однотрубной системе отопления
Не вдаваясь глубоко в теорию, сообщу, что труба обводного участка должна иметь меньший диаметр в сравнении с остальной подающей трубой. Либо на обводном участке устанавливается дроссирующее оборудование – специальные вентили (3-ходовые вентили-термостаты, однотрубные вентили-термостаты с регулируемым байпасом).
К сожалению, такие вентили можно применять лишь в однотрубных системах отопления.
Правила расположения радиаторов в однотрубной системе отопления
При однотрубной системе отопления распределение тепла происходит иначе, чем в двухтрубной. Поэтому нужно помнить о следующем правиле соединения радиаторов. Радиаторы для помещения с самой большой потребностью тепла следует располагать в начале контура; перепад температуры в контуре должен быть не слишком большим. Тепловая мощность на один контур не должна быть больше 12 киловатт.
Достоинство однотрубной системы отопления
Ещё раз о плюсах и минусах системы отопления, выполненной по однотрубной схеме.
Итак, преимущество такой схемы – простота монтажа и экономия материала. Всё.
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.
Расчет двухтрубной системы отопления с гидравлическим описанием
Время диктует такие условия, при которых человек ищет для себя наиболее экономичный выход из положения. Что является сейчас основным в жизни каждой семьи? На первом месте среди прочих коммунальных удобств – отопление. Отопление пошло по пути индивидуального формата. Это связано и с простотой подбора более комфортного уровня в квартире или доме, и по экономическим соображениям.
Котельная центрального отопления очень часто не рассчитана на остановки-пуски. Трубопроводы теплотрасс изношены настолько, что лишний пуск выявляет целый ряд порывов в системе. А индивидуальный вариант не несет никаких проблем. Жарко – отрегулировал температуру, холодно – отрегулировал температуру. А если на улице оттепель, то можно и выключить индивидуальный котел.
Недостатки двухтрубной системы
Но человек не останавливается на достигнутом рубеже. Если в вашем доме смонтирована система индивидуального отопления, то вы можете наблюдать такую ситуацию, при которой в дальних комнатах температура ниже, чем в ближайших от котла комнатах. В чем причина? А причина скрыта в том, что монтажники (чтобы не морочить себе голову) выполняют монтаж теплопровода в вашем доме везде трубой одного диаметра .
В тупиковых дух трубных системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали. В этой схеме длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца. В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше.
При этом нарушается тепловой баланс. Поэтому в последней комнате у вас температура будет ниже, чем в первой. Особенно это ощутимо в морозные ночи. Конечно, как-то сбалансировать обогрев можно, если открыть все внутренние двери, но ведь это не всегда возможно. Обычно закрыты двери в детскую комнату, в комнату, где старшие дети выполняют домашнее задание и т.д.
Какие же пути решения этой проблемы
Многие специалисты советуют регулировать температуру в отдельных комнатах с помощью обратных вентилей или кранов . Да, это дает шанс, но настроить может только специалист , и настройка продержится до ближайшего изменения температуры на улице.Есть ли другие варианты соблюдения теплового баланса?Да, такие варианты существуют. Вот один из них – двухтрубная отопительная система,с разностью диаметров .
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления.
В чем смысл этого предложения? Смысл очень простой, но, в тоже время, потребует несколько иного отношения к монтажу.
Если у вас установлен отопительный котел с выходным диаметром 32 мм, то трубная разводка выстраивается следующим образом.
До первого тройника вы монтируете трубу диаметром 32 мм.
От первого тройника на радиатор отходит труба 16 мм, т.е. минимального диаметра.
От первого тройника до второго монтируется труба диаметром 25 мм.
Со второго тройника на радиатор уходит труба опять же диаметром 16 мм.
Между вторым и третьим радиатором монтируется труба диаметром 20 мм, и на радиатор отходит труба 16 мм.
Такая система автоматически соблюдает регулировку обогрева разных комнат или помещений.
Принципы монтажа двухтрубной системы
Как вы заметили – везде на радиаторы отходит труба диаметром 16 мм. А как поступить, если радиаторов больше?
В таком случае выходную трубу с диаметром 32 мм разделяем на два плеча диаметром по 25 мм, далее на два плеча, а от них на два радиатора. Дальше идет два плеча диаметром 20 мм. Если этого недостаточно, то можно завершить разводку двумя плечами диаметром 16 мм. При этом количество радиаторов увеличится до восьми.
Если при подобном варианте трубной схемы температура в разных комнатах будет все равно несколько различаться, то для подгонки параметров необходимо будет провести регулировку вентилями или кранами на радиаторах
Описанная схема походит для котла отопления с выходом 32 мм, но существуют котлы и с другими диаметрами выходного патрубка. Для каждого диаметра придется подбирать диаметры труб.
Необходимо учитывать, что при увеличении количества радиаторов будет уменьшаться эффективность системы в целом.
При монтаже такой двухтрубной разводки надо обязательно подбирать необходимую мощность отопительного котла, от которой зависит уровень обогрева при любом варианте разводки.
- Система отопления тихельмана
- Схемы котлов отопления частного дома
- Гидравлический разделитель совмещенный с коллектором
Как правильно подключить радиатор отопления при однотрубной системе?
Подключение радиатора отопления в однотрубной системе может отличаться от подключения в двухтрубной системе. В однотрубной системе радиаторы последовательно подключаются к одной трубе, через которую циркулирует горячая вода. Вот как правильно подключить радиатор отопления в однотрубной системе:
-
Определите подходящее место: Выберите место для установки радиатора, учитывая распределение тепла в помещении и удобство подключения к трубопроводу.
-
Подготовьте инструменты: Подготовьте необходимые инструменты, включая ключи, отвертки, фитинги и другие материалы для монтажа.
-
Установите радиатор: Установите радиатор на место и закрепите его на стене согласно инструкциям производителя.
-
Подключите трубы: В однотрубной системе, обычно, радиатор подключается сверху или снизу. Вам понадобятся два фитинга — подводящий и обратный.
-
Подводящий трубопровод: Подключите подводящий трубопровод к верхнему или нижнему соединению радиатора. Этот трубопровод будет поступать горячую воду в радиатор.
-
Обратный трубопровод: Подключите обратный трубопровод к другому соединению радиатора. Он будет отводить остывшую воду обратно в систему.
-
-
Установите воздухоотводчик: Установите воздухоотводчик (автоматический или ручной) на верхнюю точку радиатора, чтобы убедиться, что воздух из системы может эффективно выходить, обеспечивая равномерный прогрев радиатора.
-
Закройте трубопроводы: Если вы подключаете радиатор в режиме лета (когда отопление не используется), закройте задвижки на трубопроводах перед и после радиатора.
-
Запустите систему: После подключения радиатора, откройте задвижки и начните заполнение системы горячей водой. Отпустите воздух из воздухоотводчика, чтобы обеспечить эффективное циркулирование воды.
-
Проверьте на утечки: Проверьте тщательно, нет ли утечек в местах подключения и соединениях.
Важно соблюдать нормы и правила монтажа радиатора, а также учитывать особенности вашей системы отопления. Если вы не уверены в своих навыках, рекомендуется обратиться к профессионалам или инженерам-отопленцам, чтобы обеспечить правильное и безопасное подключение радиатора.