Попутная схема отопления – устройство, применение, как сделать

Что такое попутная система отопления?

Попутная система отопления используется при обогреве частных домовладений. Систему можно смонтировать своими руками, если у владельца есть инженерные навыки. Применяется в одноэтажных и двухэтажных строениях большой площади.

Характеристика и особенности системы

Система отопления с попутным движением теплоносителя спроектирована в 1901 году инженером Тихельманом. В такой системе жидкость перемещается в попутном направлении по обоим контурам: подаче и обратке. Длина труб по контурам одинакова, гидравлические условия схожи. Поэтому последний отопительный прибор нагревается также хорошо, как и первый. Такая система позволяет равномерно обогревать все помещения, экономить топливо. Попутная система отопления имеет альтернативное название – «петля Тихельмана», в честь ее создателя. Установка такой системы рекомендуется для обогрева больших помещений с 10 или более радиаторами. В небольших домах применение такой системы нацелесообразно.

Для установки попутной системы обычно нужен циркуляционный насос. Самотечная система возможна при сравнительно небольшом числе отопительных приборов (не более 10) и одноэтажной разводке.

Преимущества и недостатки

Попутная система имеет больше плюсов, чем минусов.

Преимущества системы с попутным движением воды:

1. Вся система отопления прогревается равномерно, от начального до последнего радиатора. В каждом помещении будет одинаково тепло.
2. Не нужно применять дорогое оборудование и сложную балансировку.
3. Возможность установки регуляторов тепла.
4. Монтаж попутной системы отопления возможен своими руками, особые навыки не требуются.
5. Система имеет долгий срок эксплуатации.
6. Высокая надежность и редкость поломок.
7. Систему можно прокладывать под полом.
8. Схема применима для двухэтажных домов.
9. Система может работать самотеком.

1. Повышенный расход труб. Их длина больше, чем в традиционных системах. К трубам требуется большое количество единиц запорной арматуры.
2. Трубы имеют большее сечение по сравнению с обычными схемами, а значит, обойдутся дороже.
3. При сложной конфигурации помещений применение схемы становится невозможным ввиду ограничений по обводам (нельзя применять прямые углы, разную высоту труб).
4. При большой площади дома и нескольких этажах такая система обойдется в значительную сумму.

Традиционно используемые схемы

Традиционно для отопления домов применяют однотрубные или двухтрубные системы. Однотрубная схема подразумевает установку одного контура с теплоносителем.

Основным плюсом такой системы является небольшая общая длина трубопровода. Соответственно меньше финансовые затраты на прокладку системы, монтаж ведется быстрее, ниже аварийность. Минусом такой схемы является снижение температуры воды при проходе по трубам, последний радиатор может быть недостаточно горячим.

Используемые схемы для попутной системы отопления

Двухтрубная схема (двухконтурная) требует установки двух контуров для циркуляции воды от котла до батарей отопления. Первая труба подает тепло от котла в радиаторы, вторая является обратной, остывшая вода перемещается в обратном направлении. Схемы разводки в обоих случаях довольно просты.

При двухконтурной схеме батареи подсоединяют параллельно их можно выборочно перекрывать при необходимости.

Двухтрубные традиционные системы также называют тупиковыми. Основное отличие от «петли Тихельмана» в том, что подача теплоносителя подающей и обратной магистралей идет по разным направлениям. Горячая вода идет от котла к батарее, отдает тепло и отводится в «обратку», двигаясь к котлу. Встречное движение воды имеет некоторые недостатки: ближние к котлу радиаторы греются быстрее и помещения отапливаются неравномерно.

Тупиковая и попутная схема движения теплоносителя

Попутная система отопления частного дома имеет преимущества по сравнению с тупиковой по гидравлике. Теплоноситель перемещается в одном направлении, вода проходит одинаковое расстояние и этим обеспечивается оптимальная сбалансированность системы. Радиаторы используются одинаковые по размеру и мощности.

Алгоритм выполнения монтажных работ

Монтаждвухтрубной попутной системы отопления ведется в соответствии с определенным алгоритмом, где начальным этапом является подбор диаметра труб, а конечным – установка циркуляторного насоса.

Расчет диаметра трубопровода

Есть научно обоснованный способ расчета. Сечение трубы выбирается, исходя из объема теплоносителя, проходящего по трубе в единицу времени. Расчет начинают от дальнего радиатора по формуле:

где: G − расход воды на обогрев дома (кг/ч);

Q − тепловая мощность, требуемая для обогрева (кВт);

c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);

Δt − разность температур между горячим и холодным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Далее вычисляют сечение труб по формуле:

где: S − площадь поперечного сечения трубы (м2);

GV − объемный расход воды (м3/ч);

v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.

Полученная цифра – это сечение, исходя из него, подбирают внутренний диаметр трубопровода.

Такой расчет ведут по всем радиаторам до котла.

При расчете также можно ориентироваться на таблицу зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки.

Таблица зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки

Можно учитывать следующие ориентиры:

1. При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подойдут трубы диаметров 20 мм.
2. При потерях от 15 до до 27 кВт (до 250 м кв. площади) потребуются трубы диаметром не менее 25 мм.

Провести расчет по приведенным формулам или гидравлическим таблицам для домовладельца является сложной задачей, поэтому можно основываться на рекомендуемых диаметрах труб.

Диаметр трубопровода должен быть одинаковый на всем его протяжении для обеспечения стабильной работы батарей. Рекомендуемый минимальный внутренний диаметр труб -20 мм.

Необходимо соблюдать следующие условия:

• Трубы класть под напольным покрытием для избегания высотных обводов. Если это невозможно, то нужно учитывать конфигурацию дома и максимально стремиться к одинаковой высоте прокладки труб.
• Материал труб – металлопластик или полипропилен с армированием алюминиевой фольгой. Такие трубы прочнее и прослужат долго.
• Радиаторы ставят биметаллические или стальные с нижней системой подключения. У таких батарей выше гидравлическое сопротивление, что балансирует систему. Мощность радиаторов должна быть одинакова по всей площади дома.
• На каждую батарею ставят балансировочный кран на обратке. Желательна установка терморегуляторов.

Установка котла

Помещение, где ставится котел, должно иметь высоту не менее 2,5 м. Объем помещения рекомендуется от 8 кубометров. Водогрейный котел требуется подбирать в зависимости от площади отапливаемого дома. Мощность котла для обогрева 10 кв. м. равна 1 кВт. Исходя из этого, подбирается мощность для всей системы.

Обвязка котла состоит из комплекта запорной арматуры, ее устанавливают в нескольких местах:

1. На патрубке подпитки.
2. По обеим сторонам насоса.
3. У расширительного бака.
4. На трубах, идущих от котла.

Протягивание магистрали

При монтаже магистрали попутной разводки системы отопления необходимо учесть следующее:

• Отводящую ветку магистрали надо располагать ниже подающей.
• Трубопроводы подачи и отвода тепла должны быть параллельны друг другу.
• Бак расширительный должен быть установлен выше котла отопления.
• На замыкающих радиаторах нужно установить вентили для спуска воды. Рекомендуется установить на каждой батарее термостатическую головку для обеспечения комфортности температуры.
• При прокладке магистрали прямые углы исключены во избежание возникновения воздушных пробок в системе.
• Расширительный бак должен устанавливаться в отапливаемом помещении.
• Все диаметры труб, фитингов и кранов должны соответствовать друг другу. Нельзя ставить трубы разного диаметра из-за попытки сэкономить. Нарушится давление воды в системе.

Установка циркуляционного насоса

Рассчитывать на естественную циркуляцию неразумно, так как в попутной системе отопления расположено 10 и более батарей. Гравитация не сможет сработать без принудительного давления. Циркуляционный насос устанавливают на обратной ветке возле котла. Насос врезается при помощи байпаса и трех вентилей. Рекомендуется установить фильтр.

Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже

Попутную систему отопления устанавливают в одно этажных и двухэтажных домах. В двухэтажных строениях при установке нужно учитывать некоторые нюансы:

• Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже. Если возникнет поломка в пределах одного этажа, на другом отопление будет полноценно работать.
• Для каждого этажа рекомендуется монтаж по отдельной схеме.

Возможные осложнения при монтаже

При соблюдении одинакового диаметра труб отопления, расположения радиаторов на одной высоте – обычно проблем при монтаже и после него не возникает.

Проблемы могут быть при нарушении порядка монтажа:

• Некачественная пайка труб из полипропилена приведет к зауживанию диаметра трубы.
• Установка радиаторов из разного материала и разной мощности нарушить сбалансированность системы.
• Отсутствие балансировочных вентилей для выравнивания гидравлического давления.
• Расположение ветки магистрали с перепадом высоты.
• Неверный выбор насоса. Напор должен быть не менее 0,2 кгс/см2.
• Применение труб разного диаметра может привести к разбалансировке системы и затруднению прохождения теплоносителя.

Попутная двухконтурная система отопления рекомендуется для отопления в одноэтажных домах. Не требует сложных расчетов, балансировки и особых способов проведения монтажа. Стоимость такой системы дороже традиционной, но это компенсируется долговечностью и простотой эксплуатации. Кроме того, такую систему владелец дома может установить самостоятельно, не применяя сложных инженерных решений, инструментов и материалов.

Попутная схема отопления – устройство, применение, как сделать

Попутная схема разводки отопительного трубопровода отличается тем, что является саморегулирующейся. Если она собрана правильно, то после монтажа ее настраивать не нужно. На каждом радиаторе в этой системе должна возникнуть одинаковая разница давлений между подачей и обраткой. Каждый отопительный прибор в попутной схеме работает в одинаковых гидравлических условиях.

Как устроена попутка

Одинаковая разница давлений на радиаторах возникает потому, что сумма длин подачи и обратки для каждого одинаковая. Это можно наглядно увидеть на схеме. Возьмите любую батарею из системы, и оцените суммарную длину подающего и отводящего трубопровода до котла.

Т.е. все отопительные приборы находятся в одинаковых условиях автоматически, а это именно то, что на других схемах добиваются тонкой настройкой и добиться иногда не могут. Например, сложная настройка у лучевой схемы, где каждая батарея подключена длинной парой трубопроводов к одному коллектору. Длины этих трубопроводов разные, радиаторы взаимно влияют друг на друга, поэтому систему приходится тщательно регулировать.

Диаметры трубопроводов

Желательно, чтобы диаметр магистрального трубопровода (и подачи и обратки) был бы одинаков на протяжении всего кольца, за исключением подключения последнего радиатора. Где с точки разветвления на предпоследний, можно использовать меньший диаметр, ведь это будет уже не магистраль, а отвод на последний в схеме отопительный прибор. Т.е. конечный отрезок и подачи и обратки может быть с меньшим диаметром.

Выдержка одного значительного диаметра магистралей необходима, чтобы обеспечить одинаковые условия для радиаторов. Т.е. чтобы эта «попутка» была бы сбалансированной системой, где все батареи работают стабильно в одних условиях.

Если же начать «играться» в экономию и уменьшать диаметр магистрали по ходу движения жидкости (ведь ее требуется меньше с каждым ответвлением), то очень просто сделать, так что группа последних радиаторов будет всегда холоднее, т.е. система получится сложнонастраиваемой.

Таким образом, для небольшого дома с 6 – 8 радиаторами от котла прокладывается трубопровод с диаметром 26 мм (наружный для металлопластика, для полипропилена и др. материалов — другие значения), затем до предпоследнего прибора, — 16 мм. Наоборот, для обратки, – от первой батареи 16 мм, затем от второго – 26 мм кольцо до котла.

Но это лишь пример для небольшой системы, а если дом большой, то и диаметр магистралей возможно нужен побольше, чтобы на конечных участках трубопровод не шумел, чтобы скорость в нем не превысила 0,7 м/с. Определить необходимый диаметр можно несложным подбором по подключенной мощности, пример расчета можно обнаружить и на данном ресурсе.

Всегда ли нужна попутка

Попутная система отопления подороже по сравнению с тупиковой, процентов на 20. Денежный перерасход связан с применением труб большого диаметра, и в особенности их фитингов – тройников на ответвлениях радиаторов и переходников на меньший диаметр, которым подключены радиаторы.

В тупиковой же схеме диаметры труб будут меньшими, так как вся мощность разделяется на 2 и более плечей, по выходу из котла.

Особенно громоздкой становится попутка, когда нет возможности провести трубы по кольцу по периметру дома – от выхода котла к его входу. Тогда обратку приходится возвращать тем же путем, где и уложена подача.

Получается сложная петля уже из трех магистральных трубопроводов большой толщины. Этого нужно избегать и преобразовать попутку в более простую тупиковую схему по конкретным обстоятельствам.

Обычный же переход на тупиковую систему происходит при снижении количества радиаторов до 10 и менее. Тогда появляется возможность сбалансировать радиаторы в тупиках и сами плечи без особого наращивания мощности насоса.

При наличии 3, 4 и даже 5 радиаторов в плече нет проблемы с балансировкой всех радиаторов и плечей в тупиковой схеме отопления.

А если те же десять радиаторов приходится делить по плечам как 6 и 4, — то лучше делать самонастраивающуюся попутку, так как при 6 отопительных приборах и неравнозначных тупиках придется излишне увеличивать мощность насоса и слишком «зажимать» ближе расположенные к нему батареи.

Осложнения при создании попутной системы отопления и ее настройка

Если, как рекомендовалось, диаметр магистрали трубопроводов будет одинаковым, а радиаторы будут расположены на одном высотном уровне, а также, если не будет слишком большой разницы в мощностях радиаторов, то и проблем с работой системы быть не может.

Точнее, любые проблемы типа «не греет 3-й радиатор» возникают только лишь из-за нарушений монтажа. Например, выполнена пайки полипропилена с наплывами и перекрытием внутреннего диаметра.

Но если, негативные для работы системы факторы, которые указаны выше, присутствуют, то и различия в работе радиаторов могут возникать.

• Расположенный выше заберет больше теплоносителя.
• Слишком мощный не сможет ее развить на максимум, а при увеличении расхода насосом, самые маленькие батареи начнут шуметь из-за большой скорости.
• Подключенные уменьшенным диаметром трубопровода (последний не в счет), вероятней всего, не разовьют мощности, так как давление на них будет меньше.

В общем, попутка стабильная схема, но «нежная», — не стоит нарушать правил ее создания, и все будет работать как положено.

Остается лишь вопрос совмещения весьма мощных радиаторов с другими, ведь если его не решить, то система будет … не применимой вообще.

Возможно, что в оранжерее нам понадобится один отопительный прибор на 5 кВт, а в туалете – 0,5 кВт. Настраивая насос и трубопроводы под 5-киловатник, мы подадим на батарею в туалете повышенное для него давление и слишком увеличим через него скорость.

А решение конфликта мощностей все тоже, что и в плечевой схеме – балансировочные краны. Они должны стоять, по крайней мере, на самых маломощных радиаторах в попутке, защищая их от большого давления.

Но если радиаторы управляются местными термоголовками, то возможна ситуация, когда часть отключится, а какой-либо оставшийся в работе, начнет шуметь из-за увеличившегося потока. Поэтому балансировочные краны лучше ставить сразу на все приборы отопления при создании попутной схемы отопления для дома.

Остается один из главных вопросов, — а можно ли собрать попутную систему отопления дома своими руками? Конечно можно. Но нужно уделить внимание освоению также и следующих вопросов.

Выбор вида труб и их диаметра, подбор радиаторов по мощности, обвязка котла, обвязка радиатора, правильный подбор фитингов, способы монтажа, приемы и проблемы с выбранным трубопроводом, тренировка выполнения монтажа. В принципе, даже новички в слесарном деле, собирали отличные работоспособные системы отопления из современных материалов. Вероятно, что так будет и далее.

Что такое попутная система отопления

Чаще всего такая система отопления монтируется в одноэтажных зданиях большой площади. Именно в таких домах она работает наиболее эффективно. Однако иногда такую систему собирают и в двух-трехэтажных зданиях. При выполнении разводки в таких домах следует придерживаться определенной технологии. По схеме Тихельмана в данном случае завязывается не каждый этаж по отдельности, а все здание в целом. То есть сохраняется равная сумма длин обратного и подающего трубопровода для каждого радиатора дома.

Петля Тихельмана на два этажа собирается, таким образом, по особой схеме. Также специалисты считают, что использовать только один циркуляционный насос в этом случае нецелесообразно. Если имеется такая возможность, в здании стоит установить по одному такому прибору на каждом этаже. В противном случае при поломке единственного насоса, отопление будет отключено во всем доме сразу.

Объем воды в системе

Конечно же, для того чтобы система отопления петля Тихельмана работала эффективно, перед ее монтажом следует рассчитать в том числе и необходимый расход теплоносителя. Чтобы определиться с этим параметром, следует прежде всего рассчитать теплопотери здания. Сделать это можно, воспользовавшись формулой G = S * 1 / Ро * (Тв — Тн)к. Здесь Po — сопротивление теплопередачи, Тв и Тн — температура воздуха на улице и в доме, к — понижающий коэффициент. Первый и последний показатель определяются по таблицам в зависимости от особенностей конструкции здания. Собственно сам расход теплоносителя рассчитывается по формуле Q = G/(c*(Т1-Т2)), где:

• с — удельная теплоемкость воды (4200),
• Т1 — ее температура в обратке,
• Т2 — в подающей трубе.

Последние два параметра определяются с учетом показателя нелинейности теплоотдачи радиаторов. В конечном итоге разница между их значениями должна быть равна примерно 15-20 С.

Мнение владельцев загородных домов о системе

Как считает большинство хозяев загородной недвижимости, схема эта действительно очень эффективная — петля Тихельмана. Отзывы такая система заслужила просто отличные. В доме при правильном ее проектировании и сборке устанавливается очень комфортный микроклимат. При этом само оборудование системы редко ломается и служит долго.

Хорошо отзываются о петле Тихельмана не только владельцы жилых домов, но и хозяева дач. Система отопления в таких зданиях в холодное время года зачастую используется нерегулярно. Если разводка выполнена по тупиковой схеме, при включении котла помещения прогреваются крайне неравномерно. С попутной системой таких проблем, конечно же, не возникает. Но обходится сборка отопления по такой схеме действительно дороже чем по тупиковой.

Особенности монтажа когда нужна балансировка

Как уже упоминалось, регулировки количества проходящего через радиаторы теплоносителя попутная система отопления петля Тихельмана не требует. Но только тогда, когда в здании установлены радиаторы одинаковой мощности. Однако в больших домах такая схема сборки системы отопления используется редко. К примеру, в котельной и других хозяйственных помещениях обычно устанавливаются слабые радиаторы, а в жилых комнатах — модели помощнее. Конечно же, для всех этих батарей понадобятся разные протоки. Если расход теплоносителя будет рассчитан по слабым радиаторам, его будет недостаточно для мощных. При обратных схемах — в маленьких батареях начнут возникать гидравлические шумы. Чтобы этого не происходило, и устанавливаются балансировочные краны.

Порядок выполнения монтажных работ

Работы состоят из следующих операций:

1. Установка котла. Необходимая минимальная высота комнаты для его размещения 2,5 м, допустимый объём помещения равен 8-ми куб. м. Требуемая мощность оборудования определяется расчётом (примеры приведены в специальных справочных изданиях). Ориентировочно для обогрева 10-ти кв. м необходима мощность в 1кВт.
2. Навеска радиаторных секций. Рекомендуется использование в частных домах биометрических изделий. После подбора необходимого количества радиаторов, выполняется разметка их расположения (как правило, под оконными проёмами) и крепление с помощью специальных кронштейнов.
3. Протягивание магистрали попутной системы отопления. Оптимально применение металлопластиковых труб, успешно выдерживающих высокие температурные режимы, отличающиеся долговечностью и лёгкостью монтажа. Основные трубопроводы (подача и “обратка”) от 20-ти до 26-ти мм и 16-ти мм для подсоединения радиаторов.
4. Установка циркуляционного насоса. Монтируется на обратной трубе вблизи котла. Врезка выполняется через байпас с 3-мя кранами. Перед насосом обязательна установка специального фильтра, что послужит значительному увеличению сроков эксплуатации прибора.
5. Монтаж расширительного бака и элементов обеспечивающих безопасность работы оборудования. Для системы отопления с попутным движением теплоносителя выбираются только мембранные расширительные бачки. Элементы группы безопасности поставляются в комплекте с котлом.

Для обводки магистралью дверных проёмов в подсобках и помещениях хозяйственного назначения допускается монтировать трубы прямо над дверью. В этом месте, для исключения накапливания воздуха, обязательно устанавливаются автоматические воздухоотводчики. В жилых помещениях трубы могут прокладываться под дверью в теле пола или обходом препятствия с использованием третьей трубы.

Схема Тихельмана для двухэтажных домов предусматривает определённую технологию. Трубная разводка выполняется с завязыванием всего здания целиком, а не каждого этажа по отдельности. Рекомендуется на каждом этаже устанавливать по одному циркуляционному насосу с сохранением равных длин обратных и подающих трубопроводов для каждого радиатора в отдельности в соответствии с основным условиям попутной двухтрубной системы отопления. Если установить один насос, что вполне допустимо, то при его выходе из строя произойдёт отключение отопительной системы во всём здании.

Многие специалисты считают целесообразным устройство общего стояка на два этажа с отдельной трубной разводкой на каждом этаже. Это позволит учесть различие потерь тепла на каждом этаже с подбором диаметров труб и количества необходимых секций в радиаторных батареях.

Раздельная попутная схема отопления на этажах значительно упростит настройку системы и позволит осуществить оптимальную балансировку нагрева всего здания. Но для получения должного эффекта обязательно необходима врезка в контур попутки балансировочного крана для каждого из двух этажей. Краны можно расположить рядом непосредственно вблизи котла.

Монтаж петли Тихельмана полезные советы

Усложнить сборку такой системы могут особенности планировки комнат. К примеру, магистрали в любом случае придется тянуть в районе двери. В хозяйственных помещениях трубы допускается прокладывать над проемом. Ведь в данном случае на дизайн комнаты особого внимания обычно не обращают. В жилых помещениях трубу чаще всего протягивают под дверью. Для этого может понадобиться выполнение такой процедуры, как пробивка стяжки. Если под дверью по каким-либо причинам протяжку сделать нельзя, обратная труба возвращается туда же, откуда пришла подача. В этом случае в системе появляются участки, на которых проходит не по две, а по три трубы. Такая схема иногда используется в частных домах. Но обходится сборка системы отопления при этом дорого. Поэтому, как уже упоминалось выше, в данном случае стоит подумать об использовании коллекторной или тупиковой схемы.

Монтаж петли Тихельмана полезные советы

Усложнить сборку такой системы могут особенности планировки комнат. К примеру, магистрали в любом случае придется тянуть в районе двери. В хозяйственных помещениях трубы допускается прокладывать над проемом. Ведь в данном случае на дизайн комнаты особого внимания обычно не обращают. В жилых помещениях трубу чаще всего протягивают под дверью. Для этого может понадобиться выполнение такой процедуры, как пробивка стяжки. Если под дверью по каким-либо причинам протяжку сделать нельзя, обратная труба возвращается туда же, откуда пришла подача. В этом случае в системе появляются участки, на которых проходит не по две, а по три трубы. Такая схема иногда используется в частных домах. Но обходится сборка системы отопления при этом дорого. Поэтому, как уже упоминалось выше, в данном случае стоит подумать об использовании коллекторной или тупиковой схемы.

Особенность отопления Тихельмана

Идея изменения принципа действия “обратки” была обоснована в 1901-ом году немецким инженером Альбертом Тихельманом, в честь которого и получила своё название — “петля Тихельмана”. Второе название — “возвратная система реверсивного типа”. Так как движение теплоносителя в обоих контурах, подающем и обратном, осуществляется в одном, попутном направлении, часто используется и третье название — “схема с попутным движением тепловых носителей”.

Сущность идеи состоит в наличии одинаковой длины прямых и обратных трубных участков соединяющих все радиаторные батареи с котлом и насосом, что создаёт одинаковые гидравлические условия во всех отопительных приборах. Равные по протяжённости циркуляционные контуры, создают условия прохождения горячим теплоносителем одинакового пути к первому и последнему радиатору с получением ими одинаковой тепловой энергии.

Схема петли Тихельмана:

Объем воды в системе

Конечно же, для того чтобы система отопления петля Тихельмана работала эффективно, перед ее монтажом следует рассчитать в том числе и необходимый расход теплоносителя. Чтобы определиться с этим параметром, следует прежде всего рассчитать теплопотери здания. Сделать это можно, воспользовавшись формулой G = S * 1 / Ро * (Тв — Тн)к. Здесь Po — сопротивление теплопередачи, Тв и Тн — температура воздуха на улице и в доме, к — понижающий коэффициент. Первый и последний показатель определяются по таблицам в зависимости от особенностей конструкции здания. Собственно сам расход теплоносителя рассчитывается по формуле Q = G/(c*(Т1-Т2)), где:

• с — удельная теплоемкость воды (4200),
• Т1 — ее температура в обратке,
• Т2 — в подающей трубе.

Последние два параметра определяются с учетом показателя нелинейности теплоотдачи радиаторов. В конечном итоге разница между их значениями должна быть равна примерно 15-20 С.

Однотрубная и двухтрубная система разомкнутый и замкнутый контур

Помимо типа разводки и расположения стояка вариации схем отопления делятся еще на однотрубные и двухтрубные. Однотрубные схемы встречаются довольно редко: их используют преимущественно при проектировании помещений большой площади. В жилых домах они не встречаются практически никогда.

Однотрубная система система отопления

В однотрубной системе нет подающего и обратного трубопровода, теплоноситель циркулирует по одной единственной трубе, которую делят пополам только мысленно, считая первую часть, доставляющую воду от котла, подающей, а оставшуюся половину трубы – обраткой. В однотрубной системе горячая вода, нагретая в котле, поднимается вверх, вытесняемая холодным потоком обратки и попадает по разводке в нагревательные приборы, перетекая из одного в другой, остывая и возвращаясь в котел для нагрева. Насосная циркуляция помогает правильному потоку жидкости по схеме.

Основная проблема схемы – потеря тепла теплоносителем: к последней батарее вода доходит едва теплой. Решается эта проблема установкой насоса и большего числа радиаторов по мере удаления их от котла. Помогает сберечь тепло установка труб таким образом, чтобы первыми радиаторами, куда попадает еще не остывшая вода из нагревательного элемента, были батареи, находящиеся в наиболее прохладных комнатах, которые требует больших энергозатрат для отопления.

Двухтрубная система отопления

Хотя однотрубные системы дешевле, большей популярностью пользуются состоящие из двух трубопроводов. Один доставляет горячую воду из котла в радиаторы, а второй собирает обратный поток остывшего теплоносителя и транспортирует назад в котел. Двухтрубная попутная система отопления, как и двухтрубная тупиковая система, отличаются тем, что вода попадает во все радиаторы отопления с одинаковой температурой, проблема неравномерного обогрева не возникает. На каждый элемент отопления можно установить термостат и регулировать подачу тепла, что позволяет дополнительно экономить на обогреве помещения. Трубы для монтажа тоньше и выглядят более аккуратно, аккуратнее вписываясь в интерьер.

К слабым сторонам двухтрубной отопительной системы отопления можно отнести необходимость установки на каждый обогревательный элемент запорной арматуры и крана Маевского. Тупиковые и попутные схемы Делят отопительные контуры и по принципу движения в них теплоносителя. Попутная система отопления подразумевает движение воды в подающей и обратной магистрали совпадают в направлении. Тупиковая система отопления предполагает, что вода в обратной магистрали движется в противоположном подающей направлении.

Тупиковая схема характеризуется не одинаковой длиной контурных колец радиаторов отопления. Чем дальше размещается радиатор от стояка, тем больший путь проделывает вода, перемещаясь от котла к радиатору и обратно. Чем дальше отопительный элемент от нагревательного, тем длиннее его контур. Попутная схема отопления – схема, где реализована максимальная тождественность величины сопротивления материала, а длина труб отопления, образующих контурные кольца, одинакова. Одинаково и напряжение в контурах, что делает распределение сопротивления по отопительной системе равномерным и облегчает ее балансировку. Минус попутной системы отопления с насосной циркуляцией – более ощутимая стоимость, потому что нужно купить большее количество труб. В завершении стоит вспомнить все положительные стороны схем с насосом, из-за которых им отдают предпочтение:

1. 1. Такая система запускается в короткий срок
   2. Контур с насосом работает без потерь, обеспечивая эффективный прогрев помещения
   3. Насосы долговечны и работают без ремонта долгий срок
   4. Насос не производит шума и потребляет мало электричества

   Системы отопления с насосной циркуляцией очень эффективны. Преимущества систем отопления с насосом преобладаю на недостатками.

   Традиционно используемые схемы отопления

   1. Однотрубная. Циркуляция теплового носителя осуществляется по одной трубе без использования насосов. На магистрали выполняется последовательное подключение радиаторных батарей, от самого последнего по трубе в котёл возвращается охлаждённый носитель (“обратка”). Система проста в исполнении и экономична за счёт потребности меньшего количества труб. Но параллельное движение потоков приводит к постепенному остыванию воды, в результате к радиаторам, расположенным в конце последовательной цепочке, носитель поступает значительно охлаждённым. Этот эффект возрастает при увеличении числа радиаторных секций. Поэтому в комнатах, расположенных вблизи котла, будет чрезмерно жарко, а в удалённых холодно. Для увеличения теплоотдачи увеличивают количество секций в батареях, устанавливают разные диаметры труб, дополнительную регулирующую арматуру, выполняют обустройство каждого радиатора байпасами.
   2. Двухтрубная. Каждая радиаторная батарея подключается параллельно к трубам прямой подаче горячего теплоносителя и “обратке”. То есть каждый прибор снабжается индивидуальным выходом в “обратку”. При одновременном сбросе остывшей воды в общий контур, теплоноситель возвращается на подогрев в котёл. Но при этом также нагрев отопительных приборов постепенно уменьшается по мере их удаления от источников подачи тепла. Радиатор, расположенный в сети первым, получает наиболее горячую воду и первым отдаёт носитель в “обратку”, а расположенный в конце получает теплоноситель последним с пониженной температурой нагрева и также последним отдаёт воду в обратный контур. На практике в первом приборе циркуляция горячей воды получается наилучшей, а в последнем наихудшей. Стоит отметить и возросшую цену таких систем по сравнению с однотрубными.

   Обе схемы оправданы для небольших площадей, но неэффективны при протяжённых сетях.

   Усовершенствованной двухтрубной является схема отопления Тихельмана. При выборе конкретной системы определяющим является наличие финансовых возможностей и способность обеспечения отопительной системы оборудованием, обладающим оптимальными требуемыми характеристиками.

   Этапы монтажа

   Сборка системы отопления по этой схеме производится в обычном порядке. То есть:

   Монтируется котел. Высота того помещения, где он будет установлен, не должна быть меньше 2,5 м. При этом минимально допустимым объемом комнаты считается 8 м 3. Котел обычно выбирают исходя из того, что на 10 м 2 помещения требует 1 кВт мощности.

   Навешиваются радиаторы. Наиболее популярной разновидностью этого оборудования являются биметаллические батареи. Перед навешиванием радиаторов следует сделать разметку. Крепят это отопительное оборудование обычно на специальные кронштейны.

   Протягиваются собственно сами магистрали. Чаще всего для сборки систем отопления, в том числе и попутной, используются металлопластиковые трубы. К их преимуществам относят легкость монтажа, способность выдерживать даже очень высокие температуры и долговечность.

   Устанавливается циркуляционный насос. Этот прибор обычно монтируется в непосредственной близости от котла, на обратной трубе. Врезать его нужно через байпас с тремя кранами. Перед циркуляционным насосом обязательно должен быть установлен фильтр. Это дополнение значительно продлит срок его службы.

   Монтируются расширительный бак и группа безопасности. Первый подключается к обратке посредством одной трубы. Конечно же, для системы Тихельмана нужно выбирать мембранный расширительный бак. Группа безопасности обычно идет в комплекте с котлом.

   

   Горизонтальные и вертикальные стояки

   Если трубы, соединяющие все отопительные приборы друг с другом, расположены в горизонтальной плоскости – это схема отопления с горизонтальным стояком. Такой подход экономичнее, т.к. требует меньшего количества труб и требует меньше затрат в монтаже. Горизонтальный стояк отопления – магистраль, подающая горячую воду, чаще встречаются в одноэтажных зданиях с большой протяженностью, т.к. при такой планировке разумнее подключать радиаторы последовательно друг за другом.

   Система отопления с горизонтальной разводкой труб

   Подобная проектировка дает возможность устанавливать раздельный температурный режим комнат, использовать теплосчетчики. Минус конструкции – возникновение воздушных пробок в трубах. Для устранения этой проблемы на батареи устанавливают краны Маевского, чтобы выпускать образовавшиеся излишки воздуха.

   Если схема отопления с насосом подразумевает подключение к общей магистрали радиаторов, которые располагаются на разных этажах, то это вертикальная стояковая система отопления. При такой схеме монтажа радиаторы, отапливающие одну квартиру, питаются от разных стояков, что делает затруднительным учет потребления тепла в отдельно взятой квартире. В вертикальном контуре отопления подающая магистраль проходит под потолком верхнего этажа или по чердаку, а все обогревательные приборы последовательно подключаются к главному стояку, который расположен вертикально и проходит через все этажи. Схемы этого типа применяются в многоэтажных жилых домах. К вертикальному стояку можно подключить каждый этаж отдельно, это пригодится, если дом вводится в эксплуатацию постепенно. Вертикальный стояк решает проблемы скопления воздуха в трубах, но монтаж такой конструкции более затратный.

   Пример вертикальной схемы отопления частного двухэтажного дома

   Стояк может проходить прямо через квартиру: пронизывая пол и потолок в каждой комнате или располагаться вне жилых помещений. При втором варианте он несет большие теплопотери, поэтому его «одевают» теплоизолирующим покрытием либо помещают в утепленную шахту. В контуре с вертикальным стояком невозможно соорудить теплые полы, сложно поддерживать требуемую температуру воздуха в разных помещениях. На верхних этажах теплее, чем на нижних, а стояки, которые расположены дальше от подающей магистрали, холоднее тех, что ближе.

   Если приборы отопления монтируются напрямую к распределительному коллектору, и каждый из них имеет подающую трубу и трубу обратки, такая схема именуется коллекторная или лучевая. Данный подход дороже предыдущих вариантов, но используется в монтаже, т.к. дает возможность сократить использование фасонных элементов и сделать скорость теплоносителя одинаковой во всех контурах.

   Разводка нижняя и верхняя схема автономной циркуляции

   По типам разводки схемы отопления разделяют на конструкции, где разводка нижняя и верхняя. При нижней разводке подающая магистраль прокладывается в нижней части схемы движения теплоносителя, как и труба обратки. Расположены обе магистрали ниже обогревательных приборов. Такая конструкция имеет высокую гидравлическую устойчивость, удобна тем, что позволяет вынести вертикальные трубы стояков за пределы комнат. Все регуляторы контура (вентили, запорные механизмы) при такой компоновке находятся в одном помещении, как правило, это подвал или технический этаж.

   Нижний тип разводки труб системы отопления

   Нижняя разводка отопительных труб экономит тепло, т.к. они не прокладываются в чердачных помещениях или межпотолочных пространствах. Недостаток такого типа отопления – необходимость устанавливать краны для стравливания воздуха на каждую батарею, а также постоянные воздушные пробки.

   При верхнем типе разводки трубопровод с теплоносителем проходит в верхней части отопительного контура. Как правило, он расположен на чердаке или в пространстве между потолком и крышей. Трубы с обраткой монтируют ниже радиаторов отопления. В самом высоком месте контура помещают расширительный бачок. Он регулирует давление внутри конструкции и исключает появление воздушных заторов. Этот вид отопления нельзя установить в доме, где нет ската у крыши. Минус верхней разводки – отрицательное гравитационное давление в вертикальных трубах. Это мешает течению воды и снижает гидравлическую устойчивость. При верхней разводке нельзя слить стояки централизованно.

   Кроме нижней и верхней разводки существует также смешанная: подающая магистраль проходит сверху, а обратный трубопровод в нижней части отопительной конструкции. Такой подход разумен, если многоэтажное здание имеет собственный автономный котел, расположенный под крышей.

   Порядок выполнения монтажных работ

   Работы состоят из следующих операций:

   1. Установка котла. Необходимая минимальная высота комнаты для его размещения 2,5 м, допустимый объём помещения равен 8-ми куб. м. Требуемая мощность оборудования определяется расчётом (примеры приведены в специальных справочных изданиях). Ориентировочно для обогрева 10-ти кв. м необходима мощность в 1кВт.
   2. Навеска радиаторных секций. Рекомендуется использование в частных домах биометрических изделий. После подбора необходимого количества радиаторов, выполняется разметка их расположения (как правило, под оконными проёмами) и крепление с помощью специальных кронштейнов.
   3. Протягивание магистрали попутной системы отопления. Оптимально применение металлопластиковых труб, успешно выдерживающих высокие температурные режимы, отличающиеся долговечностью и лёгкостью монтажа. Основные трубопроводы (подача и “обратка”) от 20-ти до 26-ти мм и 16-ти мм для подсоединения радиаторов.
   4. Установка циркуляционного насоса. Монтируется на обратной трубе вблизи котла. Врезка выполняется через байпас с 3-мя кранами. Перед насосом обязательна установка специального фильтра, что послужит значительному увеличению сроков эксплуатации прибора.
   5. Монтаж расширительного бака и элементов обеспечивающих безопасность работы оборудования. Для системы отопления с попутным движением теплоносителя выбираются только мембранные расширительные бачки. Элементы группы безопасности поставляются в комплекте с котлом.

   Для обводки магистралью дверных проёмов в подсобках и помещениях хозяйственного назначения допускается монтировать трубы прямо над дверью. В этом месте, для исключения накапливания воздуха, обязательно устанавливаются автоматические воздухоотводчики. В жилых помещениях трубы могут прокладываться под дверью в теле пола или обходом препятствия с использованием третьей трубы.

   Схема Тихельмана для двухэтажных домов предусматривает определённую технологию. Трубная разводка выполняется с завязыванием всего здания целиком, а не каждого этажа по отдельности. Рекомендуется на каждом этаже устанавливать по одному циркуляционному насосу с сохранением равных длин обратных и подающих трубопроводов для каждого радиатора в отдельности в соответствии с основным условиям попутной двухтрубной системы отопления. Если установить один насос, что вполне допустимо, то при его выходе из строя произойдёт отключение отопительной системы во всём здании.

   Многие специалисты считают целесообразным устройство общего стояка на два этажа с отдельной трубной разводкой на каждом этаже. Это позволит учесть различие потерь тепла на каждом этаже с подбором диаметров труб и количества необходимых секций в радиаторных батареях.

   Раздельная попутная схема отопления на этажах значительно упростит настройку системы и позволит осуществить оптимальную балансировку нагрева всего здания. Но для получения должного эффекта обязательно необходима врезка в контур попутки балансировочного крана для каждого из двух этажей. Краны можно расположить рядом непосредственно вблизи котла.

   Схема отопления Тихельмана

   В загородных домах наиболее распространено автономное отопление. Это обусловлено отсутствием централизованного или не прохождением в большинстве сельских районов магистральных газопроводов. Для обогрева используются котлы небольших размеров, работающие на твёрдом, жидком топливе, электрической энергии и природном газе с поставкой в баллонах. Наиболее часто используется водяное отопление, отличающееся простотой и надёжностью, компактностью и гигиеничностью. Основное оборудование при таком способе включает следующие элементы:

   • водогрейный котёл;
   • радиаторные батареи;
   • водопроводные трубы;
   • расширительный бачок;
   • запорная и регулирующая арматура.

   Особенность отопления Тихельмана

   Идея изменения принципа действия “обратки” была обоснована в 1901-ом году немецким инженером Альбертом Тихельманом, в честь которого и получила своё название — “петля Тихельмана”. Второе название — “возвратная система реверсивного типа”. Так как движение теплоносителя в обоих контурах, подающем и обратном, осуществляется в одном, попутном направлении, часто используется и третье название — “схема с попутным движением тепловых носителей”.

   Сущность идеи состоит в наличии одинаковой длины прямых и обратных трубных участков соединяющих все радиаторные батареи с котлом и насосом, что создаёт одинаковые гидравлические условия во всех отопительных приборах. Равные по протяжённости циркуляционные контуры, создают условия прохождения горячим теплоносителем одинакового пути к первому и последнему радиатору с получением ими одинаковой тепловой энергии.

   Источник https://pechiexpert.ru/poputnaya-sistema-otopleniya-01/

   Источник http://teplodom1.ru/sistemotopl/130-poputnaya-shema-otopleniya-ustroystvo-primenenie-kak-delaetsya.html

   Источник https://mr-build.ru/newsanteh/tupikovaa-sistema-otoplenia.html

   Похожие записи:

   1. Монтаж отопления в коттедже
   2. Повышение квалификации по инженерным системам
   3. Датчики температуры для отопления: назначение, виды, инструкции по установке
   4. Стоимость монтажа отопления в доме под ключ в деталях