Двухтрубная разводка системы отопления: классификация, типы и виды

Двухтрубная система – наиболее популярная схема комплекса водяного отопления. Схема выгодно отличается маневренностью и удобством регулирования от однотрубной системы, более экономична в количестве материала по сравнению с коллекторной конфигурацией. Материал публикации дает обзор устройства и принципа действия, разновидностей двухтрубной конфигурации комплекса отопления.

Достоинства и недостатки

Востребованность двухконтурной отопительной системы объясняется наличием ряда весомых преимуществ. Прежде всего, она предпочтительней одноконтурной, поскольку в последней теплоноситель теряет заметную часть тепла еще до попадания в радиаторы. К тому же двухконтурная конструкция более универсальна и подходит для домов разной этажности.

Недостатком двухтрубной системы считается ее высокая цена. Однако многие ошибочно считают, что наличие 2 контуров предполагает использование двукратного количества труб, и стоимость такой системы вдвое больше, чем однотрубной. Дело в том, что для однотрубной конструкции необходимо брать трубы большого диаметра. Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Преимущество же двухтрубной в том, что для ее монтажа берут трубы меньшего диаметра, которые существенно дешевле. Соответственно и дополнительные элементы (сгоны, вентили и т. д.) тоже используются с меньшим диаметром, что также несколько удешевляет конструкцию.

Бюджет монтажа двухтрубной системы выйдет ненамного большим, чем для однотрубной. С другой стороны, эффективность первой будет заметно выше, что станет хорошей компенсацией.

Устройство двухтрубной системы отопления

Схема устройства двухтрубной системы водяного отопления

В водяном отоплении трубопроводы являются одним из главных элементов, служат для подачи нагретого жидкого теплоносителя к приборам отопления и возврата отдавшей тепло воды к источнику теплоты. В случае автономного отопления источником тепла служит индивидуальный котел, в случае централизованного обогрева – магистральные трубопроводы.

Устройство двухтрубной системы отопления

Для обеспечения циркуляции теплоносителя между радиаторами и источником тепла в водяном отоплении используют 3 главные схемы:

  1. Однотрубная;
  2. Двухтрубная;
  3. Коллекторная (лучевая).

Кроме того, эти схемы иногда комбинируют между собой. Недостатком однотрубной схемы является сложность управления и регулировки температуры в отдельных помещениях и на приборах отопления. Коллекторная система требует для монтажа наибольшее количество материала по сравнению с другими типами системы.

Устройство двухтрубной системы отопления

Двухтрубная схема является «золотой серединой», пользуется самой большой популярностью, особенно при сооружении автономных систем отопления. Популярность системы этого вида вызвана удобством регулирования, обусловленного гидравлическим содержанием схемы.

Базовый принцип устройства двухтрубной системы основан на параллельном подключении отопительных приборов к двум независимым трубопроводом. Один из них служит для подачи горячего теплоносителя в устройства нагрева (радиаторы, конвекторы, регистры и т.д.), второй – для возврата остывшего теплоносителя в котел – для нагрева.

Прямой и обратный трубопроводы выполняют роль коллекторов, давление воды по длине изменяется незначительно. Это позволяет поддерживать во всех точках системы отопления примерно одинаковое давление.

Устройство двухтрубной системы отопления

Равнозначное давление во всех приборах нагрева позволяет легко регулировать температуру на отдельных приборах, в помещениях. Установка терморегулирующей арматуры, термоголовок, датчиков температуры дает возможность полностью автоматизировать процесс регулирования температуры.

Поддержание одинаковых гидравлических характеристик также осуществляется изменением диаметра труб по протяженности – в тупиковых ветвях системы. Проходное сечение уменьшается постепенно от первого к последнему радиатору – такая конфигурация двухтрубной схемы называется тупиковой. Кроме нее существует еще одна разновидность схемы – попутная (или петля Тихельмана ).

Читайте также:  Выбор и монтаж матов для теплого водяного пола

Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.

Теплотехнический расчет дома

Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.

Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.

В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.

Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома

Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.

Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:

  • Толщину и материал стен, покрытий.
  • Конструкцию и материал кровельного покрытия.
  • Тип и материал фундамента.
  • Тип остекления.
  • Тип стяжек пола.

Важно учитывать наличие в ограждающих конструкциях теплоизолирующего слоя, его состав и толщину.

Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

— тепловая нагрузка на помещение.

V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.

ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.

K — коэффициент тепловых потерь строения.

860 — перевод коэффициента в кВт×ч.

Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:

K Тип конструкции
3 — 4 Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.
2 — 2,9 Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши.
1 — 1,9 Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей.
0,6 — 0,9 Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией.

Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.

Как настроить систему отопления

Если в системе отопления наблюдается разбалансировка распределения теплоносителя, тепло неравномерно поступает в разные части помещения, из-за чего происходит перегрев воздуха на одних его участках и недостаточный прогрев на других.

Чтобы избавиться от этой проблемы, производится балансировка системы отопления.

Работа может быть осуществлена несколькими методами, но в любом случае она представляет собой гидравлическую регулировку, то есть настройку подачи воды, в результате которой теплоноситель будет правильно перераспределен между участками системы.

Методы регулировки

Процедура балансировки заключается в регулировке запорной арматуры. Осуществляется это двумя способами:

  • Регулировка каждого клапана и замеры температуры после каждой корректировки их положения;
  • Разделение системы на модули и регулировка их по отдельности. В таком случае, каждый участок помещения получает свою долю от общего тепла, отдаваемого системой.

Перед проведением балансировки производится диагностика системы отопления путем открытия всех запорных кранов и тестового запуска; таким образом, будет определено, в какой части контура произошла разбалансировка.

Автоматическая настройка температуры не избавляет от необходимости балансировать элементы контура отопления своими руками. Для регулировки используются следующие приспособления, являющиеся компонентами любой отопительной системы:

  • Регуляторы расхода и давления теплоносителя;
  • Балансировочные и перепускные клапаны.
Читайте также:  Неисправность газовой колонки: нет искры

Устанавливаются нужные компоненты регулировки исходя из типа и сложности системы. Так, при однотрубном контуре хватит обычных кранов. Балансировка системы отопления в таком случае осуществляется простым их подкручиванием до достижения желаемой температуры.

Двухтрубным контурам необходимы балансировочные клапаны. Ими, во-первых, обеспечивается более точная регулировка, а во-вторых, они позволяют подключать специальный прибор для измерения характеристик подачи теплоносителя – давления, расхода и температуры.

Как отрегулировать давление

H2_2

Как настроить систему отопления

Настройка давления, которое увеличивается из-за расширения теплоносителя, осуществляется с помощью таких элементов системы:

  • Расширительный бак – настройка этого элемента контура возможна, если в баке предусмотрена регулировка давления в воздушной камере;
  • Манометры – с их помощью осуществляется визуальная проверка системы;
  • Воздухоотводчики – выпускают избыток пара при закипании воды;
  • Предохранительные клапаны – используются для слива лишнего теплоносителя из стояка;
  • Краны Маевского – предназначены для устранения воздушных пробок в трубах.

Важно! Давление в контуре отопления должно находиться в пределах 1-2 атмосфер.

Как отрегулировать температуру

Разница температуры теплоносителя внутри подающих и обратных стояков должна составлять 15-20 градусов. Отрегулировать этот показатель можно с помощью специального оборудования – смесителей, кранов и представляют собой кран с двумя или тремя рабочими позициями.

К одному из входов подключается труба подводящего стояка, ко второму – отводящего. Третий используется для регулирования температуры на отдельном участке магистрали. Смесительные узлы оборудуются термодатчиком и блоком управления.

Датчик подает сигнал о температуре воды внутри стояка, а блок управления регулирует задвижку, благодаря чему осуществляется регулировка двухтрубной системы отопления.

Отрегулировать нагрев воды в радиаторах можно своими руками, используя для этого краны. Но сервоприводы избавят от необходимости делать это, так как с их помощью регулировка нагрева стояков будет осуществляться автоматически. В конструкцию сервопривода входит термостат, на котором устанавливается нужное значение температуры. После этого сервопривод начнет измерять поступающий поток теплоносителя и при необходимости уменьшать или увеличивать его.

Важно! Отрегулировать давление с помощью терморегуляторов нельзя, так как они ограничивают поток воды только на одном участке системы, не влияя на ее общее состояние и прогрев остальных стояков.

Как отрегулировать батарею

В первую очередь проводится проверка правильности установки радиатора. Он должен иметь небольшой уклон в сторону от стояка. Если все краны открыты, котел работает на полную мощность, но температура поверхности батареи неравномерна, нужно удалить образовавшиеся воздушные пробки. Для этого открываются краны Маевского.

Чтобы снизить температуру батареи, используется запорный кран, располагающийся на трубе подводящего стояка. Обычный кран имеет только два положения: открыто и закрыто, поэтому для поддержания комфортной температуры его придется постоянно дергать. Лучше установить автоматическую систему контроля или балансировочный кран, благодаря которому регулировка силы потока происходит более тонко.

Формула расчета диаметра отопительных труб

Использовать профессиональные методы расчета диаметров труб проблематично ввиду их сложности, поэтому они применяются только специалистами в сфере прокладки отопительных систем.

Для самостоятельных расчетов можно использовать слегка урезанную формулу, которая выглядит следующим образом:

Формула расчета диаметра отопительных труб

Буквы расшифровываются так:

  • D – диаметр трубы (см),
  • Q – нагрузка на расчетный участок трубопровода (кВт),
  • Δt – температурная разница на подающем и обратном контурах ( 0 С),
  • V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).

Направление движения теплоносителя

Наряду с приведенной выше классификацией, все двухмагистральные системы отопления с принудительной циркуляцией делятся на такие виды:

  • Прямоточные;
  • Тупиковые.

Прямоточные характеризуются тем, что и в прямой магистрали, и в обратной, жидкость движется в одном направлении.

Схемы движения теплоносителя

Тупиковые же имеют разные направления движения теплоносителя в разных магистралях.

Надо сказать, что все подобные схемы, как уже отмечалось ранее, в абсолютном большинстве случаев сегодня оснащаются циркуляционным насосом. Но принципиальное существование схем с нижней разводкой с естественным движением теплоносителя возможно. При устройстве таких конструкций важно помнить, что минимальный уклон трубопровода должен составлять 1 процент от общей протяженности.

Читайте также:  Плюсы и минусы газовых напольных чугунных котлов

Как работать в EXCEL

Использование таблиц Excel очень удобно, поскольку результаты гидравлического расчёта всегда сводятся к табличной форме. Достаточно определить последовательность действий и подготовить точные формулы.

Ввод исходных данных

Выбирается ячейка и вводится величина. Вся остальная информация просто принимается к сведению.

  • значение D15 пересчитывается в литрах, так легче воспринимать величину расхода;
  • ячейка D16 — добавляем форматирование по условию: «Если v не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки красный/шрифт белый».
Как работать в EXCEL

Для трубопроводов с перепадом высот входа и выхода к результатам добавляется статическое давление: 1 кг/см2 на 10 м.

Оформление результатов

Авторское цветовое решение несёт функциональную нагрузку:

  • Светло-бирюзовые ячейки содержат исходные данные – их можно менять.
  • Бледно-зелёные ячейка — вводимые константы или данные, мало подверженные изменениям.
  • Жёлтые ячейки — вспомогательные предварительные расчёты.
  • Светло-жёлтые ячейки — результаты расчётов.
  • Шрифты: синий — исходные данные;
  • чёрный — промежуточные/неглавные результаты;
  • красный — главные и окончательные результаты гидравлического расчёта.

Результаты в таблице Эксель

Пример от Александра Воробьёва

Пример несложного гидравлического расчёта в программе Excel для горизонтального участка трубопровода.

Как работать в EXCEL
  • длина трубы100 метров;
  • ø108 мм;
  • толщина стенки 4 мм.

Таблица результатов расчёта местных сопротивлений

Усложняя шаг за шагом расчёты в программе Excel, вы лучше осваиваете теорию и частично экономите на проектных работах. Благодаря грамотному подходу, ваша система отопления станет оптимальной по затратам и теплоотдаче.

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.

Компоновка

Компоновка

Вертикальная компоновка

Компоновка бывает:

Компоновка

1Горизонтальная. Количество стояков минимально, подающий и обратный контуры располагаются горизонтально, охватывая все приборы отопления, расположенные на этаже

2Вертикальная. Применяется для домов с двумя и более этажами. Радиаторы в каждом из помещений подключаются к вертикальным стоякам

Компоновка

При горизонтальной компоновке важно предусмотреть установку кранов Маевского на каждой батарее, поскольку при такой схеме подключения в трубопроводе часто образуются воздушные пробки. Вертикальная компоновка способствует скоплению воздуха в верхних точках стояков, поэтому воздушные пробки не мешают работе отопления. В монтаже вертикальная компоновка дороже, так как требует больше материала.

back to menu ↑

Компоновка

Недостатки горизонтальной разводки

Недостатки горизонтальной разводки

Система достаточно сложная, поэтому требует изначальной разработки детального проекта с множеством условий. Желательно, чтобы техническое решение составлялось вместе с проектом дома, что позволит выдержать требования к инженерной системе, не меняя конструкцию самого здания уже после его строительства. Есть немало претензий к горизонтальным системам отопления по причине их завоздушивания. Наличие лишнего воздуха в контурах снижает теплоотдачу, а также негативно сказывается на циркуляции. Бороться с этой проблемой можно разными способами. Обычно выполняется балансировка контуров, а к конструкционным решениям можно отнести установку крана Маевского, автоматического воздухоотводчика или воздушного сепаратора.