Общие сведения о двухтрубной системе отопления
Любая система обогрева с жидким теплоносителем состоит из одного или нескольких замкнутых контуров, соединяющих радиаторы и котёл.
В двухтрубной разводке горячий теплоноситель подаётся по одной ветви контура, а возвращается по другой, отсюда и происходит название.
Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.
Признаки классификации:
- Организация движения теплоносителя – самотёчная и принудительная.
- Конструкция – открытая или закрытая, горизонтальная или вертикальная.
- Разводка труб – лучевая, тупиковая, кольцевая.
Комбинируя свойства, можно добиться наилучшего соответствия условиям эксплуатации.
Однотрубная система обогрева
В доме устанавливается только одна линия магистрали под полом или над ним с последовательным подключением батарей. В таком отопительном контуре нет распределения на подающую трубу и обратную.
По периметру одноэтажного здания монтируется всего одна труба круглого сечения диаметром не меньше 32 мм, которую условно делят пополам. Отходящую от теплогенератора половину называют подачей, а вторую часть магистрали — обраткой. С помощью сварной или бесшовной трубы малого диаметра в закольцовку монтируют радиаторы/конвекторы.
Организация отопительной системы с естественной циркуляцией подразумевает установку подающего трубопровода с уклоном 4-5 мм через каждые 2 м
Однотрубная схема включает следующие функциональные элементы:
- источник теплоснабжения (котёл);
- радиаторы отопления;
- расширительный резервуар;
- элементы разводки труб.
Нагретая жидкость поступает поочередно в радиаторы отопления, каждый раз отдавая часть своего тепла. После этого уже охлажденной возвращается в котел для следующего цикла подогрева. В каждой батареи теряется тепло и последний элемент в цепочке остается самым холодным в сравнении с другими.
Есть несколько способов, которые позволяют оптимизировать работу однотрубной системы. Можно дополнительно установить специальные термостатические клапаны для теплообменников, балансировочные вентили с регулируемым гидравлическим сопротивлением или компактные шаровые краны. Подобное оборудование помогает нормализовать подачу тепла к батареям.
Установленные вентили дают возможность регулировать количество поступающего тепла в каждый отдельный радиатор
Другой способ — увеличить количество секций каждого следующего радиатора в отопительном контуре. А также можно установить циркуляционную помпу. Насосное устройство подключают в конце обратки — месте, где рабочая жидкость имеет самые низкие показатели температуры.
Однотрубный вариант отопления отличается простой установкой и введением в эксплуатацию. Теплопотери сводятся к минимуму, поскольку абсолютно все коммуникации расположены внутри жилых комнат частного дома.
Такую схему можно организовать в виде системы с горизонтальной разводкой и принудительным движением теплоносителя или вертикальной сети обогрева с естественным, принудительным или комбинированным перемещением рабочей жидкости.
Также рекомендуем прочесть другой наш материал, где мы подробно рассмотрели однотрубную систему отопления для частного дома.
Горизонтальный способ разводки
Монтаж подающей трубы в горизонтальной плоскости выполняют с нужным уклоном по направлению движения нагретой воды. При этом все батареи по периметру дома должны быть установлены на одном уровне. Для выпуска воздуха из радиаторов используют краны Маевского или автоматические воздухоотводные устройства.
Кран Маевского представляет собой специальное устройство для удаления накопившегося воздуха из батарей. Запорный клапан поворачивают, пока не станет чётко слышно шипение. Когда смесь газов удалится, из крана потечёт вода
Горизонтальная магистраль может быть установлена в самой конструкции пола или смонтирована над ним. Чтобы избежать теплопотерь, во первом случае обязательно нужно утеплить трубы.
Вертикальный вариант разводки
В такой системе транспортировку жидкого теплоносителя обеспечивает естественный режим циркуляции, а потому устанавливать дополнительно насос нет необходимости. Энергонезависимость — главный плюс однотрубной вертикальной системы обогрева дома.
При таком способе разводки рабочая жидкость, нагретая до заданной температуры, перемещается вверх по стояку, после чего по распределительным трубам поступает в батареи. Эффективность функционирования вертикально расположенной однотрубной системы достигается установкой магистрали под уклоном, а также монтажом труб большого диаметра.
Конечно же, массивный трубопровод не украсит интерьер жилых комнат. Но этого очевидного недостатка можно избежать, если установить в системе циркуляционное оборудование.
Схемы монтажа системы отопления в частном доме
На практике применяются два вида систем – схем (или видов разводки труб), а именно:
- однотрубная;
- двухтрубная.
Каждая из них имеет свои преимущества, недостатки и используется в разных случаях.
Однотрубная система
Этот тип разводки более дешевый и простой. Система строится в виде кольца – все батареи соединяются последовательно друг с другом, и горячая вода движется от одного радиатора к другому, затем попадает снова в котел.
Как видно на рисунке, все батареи соединены последовательно, а теплоноситель проходит каждую из них.
Эта схема отопления весьма экономична в своем исполнении, ее просто монтировать и проектировать. Но в ней присутствует один существенный недостаток. Он настолько весомый, что многие отказываются от такой разводки и предпочитают более дорогую и сложную – двухтрубную. Проблема в том, что по мере продвижения теплоносителя он будет постепенно остывать. До последней батареи вода будет поступать чуть теплой. Если же увеличить мощность котла, то первый радиатор будет слишком сильно нагревать воздух. Такая неравномерность распределения тепла и заставляет отказываться от простой и дешевой однотрубной системы.
Можно попробовать выйти из сложной ситуации, увеличив количество секций последнего радиатора, но и это не всегда эффективно. Отсюда напрашивается вывод, что однотрубную разводку можно использовать в том случае, когда количество соединенных последовательно батарей составляет не более трех.
Некоторые выходят из ситуации следующим образом: подключают к котлу насос, тем самым заставляя воду двигаться в принудительном порядке. Жидкость не успевает остывать и проходит через все радиаторы, почти не теряя температуры. Но и в этом случае вас ждут некоторые неудобства:
- насос стоит денег, а значит, растут затраты на установку системы;
- увеличивается потребление электроэнергии, так как насос работает от электричества;
- если отключат электричество, то не будет давления в системе, а значит, не будет и тепла.
Вывод. Однотрубная система эффективна лишь для маленьких домиков с 1-2 комнатами, где используется небольшое количество радиаторов. Несмотря на свою простоту и надежность, она не оправдывает себя в загородных домах, где нужно устанавливать более трех радиаторов на всю жилую площадь.
Двухтрубная система
Горячая вода подается по одному трубопроводу, а остывшая – по другому. Таким образом обеспечивается равномерное распределение тепла по всем батареям.
Такая разводка отопления в частном доме будет намного эффективнее и лучше однотрубной. Хотя она и дороже в исполнении, и сложнее в монтаже, но позволяет равномерно распределять тепло по всем батареям, что поможет создать комфортные условия. В отличие от однотрубной, в этой разводке труба с горячей водой подводится под каждый радиатор, а остывшая жидкость спускается по обратной линии в котел. Так как теплоноситель подается сразу на все батареи, то и последние нагреваются одинаково.
Эта система не намного сложнее первой, придется покупать большее количество материалов, так как подводить трубы придется к каждому радиатору.
Двухтрубная система может работать по двум схемам:
- коллекторной;
- лучевой.
Лучевой вариант разводки более старый. В этом варианте подающая труба устанавливается в верхней точке дома, после чего делается разводка труб на каждую батарею. Благодаря такой конструкции схема и получила название – лучевая.
Первая схема работает следующим образом: на чердаке необходимо установить коллектор (специальное устройство, состоящее из множества труб), который распределяет теплоноситель по трубам отопления. В этом же месте нужно установить запорную арматуру, которая будет отсекать контуры. Такая конструкция достаточно удобная, она облегчает ремонт всей линии и даже отдельного радиатора. Схема хотя и надежна, но у нее есть один существенный недостаток – сложный монтаж с большим количеством материалов (запорные арматуры, трубы, датчики, устройства контроля). Коллекторная схема разводки труб отопления схожа с лучевой, но более сложная и эффективная.
В отличие от однотрубной системы, двухтрубная не нуждается в дополнительной принудительной циркуляции теплоносителя. Она и без насоса показывает высокую эффективность.
Как сделать газовое отопление частного дома своими руками
Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ
Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям
Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:
- врезки системы отопления дома в газовую сеть;
- проектирования газового отопления дома.
Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии.
Порядок работ
Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).
Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:
- монтаж котла в котельной на первом этаже;
- монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
- установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
- установка коллектора для теплого пола;
- укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
- установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
- по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.
Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:
1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)
2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)
Схемы разводки автономного отопления
Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:
- Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
- Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
- Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
- Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
- Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.
Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:
1. Система отопления открытого типа
Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.
2. Система отопления закрытого типа
В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Цель гидравлического расчёта – уже на этапе проектирования определить минимально необходимый диаметр труб и выбрать (при необходимости) циркуляционный насос достаточной мощности.
Общая последовательность сводится к следующим шагам:
- Расчёт необходимой мощности радиаторов и построение общей схемы теплового баланса.
- Определение расхода теплоносителя в каждом плече схемы.
- Расчёт диаметра трубопроводов.
- Выбор необходимой производительности насоса.
Для большей части мастеров, желающих самостоятельно оборудовать систему отопления небольшого дома можно ограничиться приблизительным расчётом и заложить 10-15% запаса по мощности батарей, котла, диаметру труб и производительности насоса.
Определение минимально необходимой мощности
Для точного расчёта тепловой мощности радиаторов (а, соответственно, и котла)можно воспользоваться калькулятором.
Дома из стандартных строительных материалов и с качественным утеплении потребуют 1,5-2 кВт тепловой мощности радиаторов на 10 м2 площади в северных регионах, 1-1,5 – в средней полосе и 0,6-1 кВт – в южных регионах.
Расчёт делают для каждой комнаты, а потом складывают все показатели. Данные наносят на единую схему для дальнейших расчётов.
Расход теплоносителя
Количество необходимого в единицу времени теплоносителя рассчитывают для каждого плеча схемы.
Для этого используют формулу: G=860*q/ΔТ, где
- G — расход теплоносителя кг/ч;
- q — тепловая мощность радиаторов в рассчитываемом участке (кВт);
- ΔТ — разность температуры теплоносителя на входе и выходе радиатора, обычно принимают 20 оС.
Для дальнейших расчётов результат переводят в данные для воды при температуре 60оС (наиболее частый параметр в индивидуальных домах).
Используют формулу: GV = G /3600ρ, где
- GV — расход воды, измеренный в л/сек;
- ρ — плотность воды при 60оС.
Результат: 129/3600*0,983=0,035 л/сек.
Далее необходимо получившееся значение найти в таблицах гидравлического расчёта труб, их можно найти на сайтах производителей труб.
Пример такой таблицы.
Для нашего примера достаточно будет трубы с внутренним диаметром не менее 16 мм.
Расчёты проводят отдельно для каждого контура и отображают на схеме. Складывая расход по участкам, получают общий показатель, который учитывают при выборе труб стояков и циркуляционного насоса.
Однотрубные схемы
Проще всего выполнить расчеты и сборку системы отопления с однотрубной схемой прокладки трубопроводов для теплоносителя. Нагретая вода в ней последовательно проходит от котла через все батареи в доме, начиная с первой и заканчивая последней в цепочке. При этом тепла каждому последующему радиатору достается все меньше и меньше.
С монтированием трубопровода по этой схеме и подключением его к котлу своими руками при наличии даже минимальных навыков можно справиться за два–три дня. Плюс затраты на создание в доме системы водяного отопления под однотрубную разводку выходят самыми минимальными в сравнении с остальными вариантами.
Фитингов, арматуры и труб здесь потребуется немного. Экономия на материалах существенна
И неважно выбран для возведения коттеджа клееный брус или кирпич. Если жилье хорошо утеплено, то даже простой однотрубной системы для его обогрева хватит с лихвой
Чтобы нивелировать недостатки, в однотрубную систему приходится встраивать циркуляционный насос. Но это дополнительные расходы и потенциальные поломки оборудования. Плюс при любых проблемах на каком-либо участке трубы прекращается обогрев всего коттеджа.
Однотрубная горизонтальная
Если частный дом небольшой и одноэтажный, то однотрубную систему отопления лучше всего делать в горизонтальном исполнении. Для этого в комнатах по периметру коттеджа прокладывается кольцо из одной трубу, которая подключается к входу и выходу котла. Радиаторы врезаются в трубопровод под окнами.
Однотрубная горизонтальная схема — идеальный вариант для небольших помещений
Батареи здесь подключаются нижним либо перекрестным соединением. В первом случае теплопотери будут на уровне 12–13%, а во втором они сокращаются до 1–2%. Именно перекрестному способу монтажа стоит отдавать предпочтение. Причем подвод теплоносителя к радиатору следует делать сверху, а отвод снизу. Так отдача тепла от него выйдет максимальной, а потери выйдут минимальными.
Однотрубная вертикальная разводка
Для двухэтажного коттеджа больше подходит однотрубная система отопления вертикального подвида. В ней труба от оборудования нагрева воды идет вверх на чердак или второй этаж, а оттуда уже спускается назад в котельную. Батареи в этом случае подключаются также последовательно одна за другой, но боковым подсоединением. Трубопровод для теплоносителя обычно при такой разводке отопления по малоэтажному дому прокладывается в виде единого кольца сначала по второму, а потом по первому этажу.
Однотрубная вертикальная схема — экономим на материалах
Но возможен и пример с вертикальными отводами от общей горизонтальной трубы наверху. То есть сначала делается кольцевой контур от котла вверх, по второму этажу, вниз и по первому этажу обратно к нагревателю воды. А уже между горизонтальными участками прокладываются вертикальные стояки с подключением к ним радиаторов.
Самой холодной батареей в такой системе отопления частного дома будет опять последняя в цепочке – внизу у котла. При этом на верхнем этаже тепла будет переизбыток. Необходимо как-то ограничивать объемы теплоотдачи наверху и повышать их внизу. Для этого на радиаторах рекомендуется установить перемычки-байпасы с регулирующими кранами.
Ленинградка
У обеих описанных выше схем есть один общий минус – температура воды в последнем радиаторе оказывается очень низкой, тепла она помещению отдает очень мало. Чтобы компенсировать это остывание, однотрубный горизонтальный вариант отопления частного дома рекомендуется усовершенствовать за счет установки байпасов снизу батареи.
Ленинградка — усовершенствованная однотрубная система
Такая разводка получила название «ленинградка». В ней радиатор подключается сверху к проходящему вдоль пола трубопроводу. Плюс на отводы к батареям ставятся краны, которыми можно регулировать объем поступающего теплоносителя. Все это способствует более равномерному распределению энергии по отдельным комнатам в доме.
