Как выбрать диаметр трубы для отопления для попутной системы отопления

Попутная отопительная схема – устройство, использование, как выполнить

Попутная схема разводки отопительного трубопровода выделяется тем, что считается саморегулирующейся. Если она собрана правильно, то после монтажных работ ее настраивать не надо. На каждом радиаторе в данной системе должна появиться одинаковая разница давлений между подачей и обраткой. Каждый прибор отопления в попутной схеме не прекращает работу в похожих гидравлических условиях.

Как устроена попутка

Одинаковая разница давлений на батареях появляется вследствие того, что сумма длин подачи и обратки для любого одинаковая. Это можно воочию увидеть на схеме. Берите любую батарею из системы, и оцените общую длину подающего и отводящего трубопровода до котла.

Т.е. все радиаторы находятся в похожих условиях автоматично, а это собственно то, что на иных схемах добиваются тонкой настройкой и достигнуть порой не могут. К примеру, непростая настройка у лучевой схемы, где каждая батарея подключена длинной парой трубо-проводов к одному коллектору. Длины таких трубо-проводов разнообразные, отопительные приборы обоюдно воздействуют один на один, благодаря этому систему приходится тщательно настраивать.

Диаметры трубо-проводов

Неплохо бы, чтобы диаметр магистрального трубопровода (и подачи и обратки) был бы одинаков в течении всего кольца, кроме подсоединения последнего отопительного прибора. Где с точки разветвления на предпоследний, можно применять меньший диаметр, ведь это будет уже не магистраль, а отвод на заключительный в схеме прибор отопления. Т.е. окончательный отрезок и подачи и обратки может быть с небольшим диаметром.

Выдержка одного существенного диаметра магистралей нужна, чтобы обеспечить равные условия для отопительных приборов. 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 смастерить, так что группа последних отопительных приборов будет всегда холоднее, т.е. система выйдет сложнонастраиваемой.

Подобным образом, для маленького дома с 6 – 8 отопительными приборами от котла ложится провод труб с диаметром 26 мм (внешний для металлопластика, для полипропилена и др. материалов — прочие значения), после до предпоследнего прибора, — 16 мм. Наоборот, для обратки, – от первой батареи 16 мм, после от второго – 26 мм кольцо до котла.

Однако это только пример для маленькой системы, а если например дом большой, то и магистральный диаметр возможно необходим намного больше, чтобы на конечных участках провод труб не шумел, чтобы скорость в нем не увеличила 0,7 м/с. Определить нужный диаметр можно несложным выбором по подключенной мощности, пример расчета можно выявить и на данном ресурсе.

Всегда ли необходима попутка

Попутная система обогрева дороже если сравнивать с тупиковой, процентов на 20. Денежный большой расход связан с использованием труб крупного диаметра, и а именно их соединителей – тройников на ответвлениях отопительных приборов и переходников на меньший диаметр, которым подключены отопительные приборы.

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

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

Выходит непростая петля уже из трех трубопроводов для магистралей приличной толщины. Этого необходимо избегать и изменить попутку в самую простую тупиковую схему по определенным обстоятельствам.

Простой же переход на тупиковую систему происходит при снижении количества отопительных приборов до 10 и менее. Тогда возникает возможность сбалансировать отопительные приборы в тупиках и сами плечи без особенного наращивания силы насоса.

Если есть наличие 3, 4 и даже 5 отопительных приборов в плече нет проблемы с балансировкой всех отопительных приборов и плечей в тупиковой схеме теплоснабжения.

А если те же десять отопительных приборов приходится разделять по плечам как 6 и 4, — то лучше делать самонастраивающуюся попутку, так же как и при 6 отопительных приборах и неравнозначных тупиках придется излишне повышать мощность насоса и чрезмерно «зажимать» ближе размещенные к нему батареи.

Осложнения при разработке попутной системы обогрева и ее настройка

Если, как рекомендовалось, диаметр магистрали трубо-проводов будет одинаковым, а отопительные приборы будут размещены на одном многоэтажном уровне, и также, если не будет слишком существенной разницы в мощностях отопительных приборов, то и трудностей с работой системы не может быть.

Точнее, любые проблемы типа «не греет 3-й отопительный прибор» появляются всего лишь из-за нарушений процесса установки. К примеру, сделана пайки полипропилена с наплывами и перекрытием диаметра внутри.

Однако если, отрицательные для работы системы факторы, которые указаны выше, присутствуют, то и различия в работе отопительных приборов могут появляться.

• Размещенный выше заберет больше носителя тепла.
• Чрезмерно мощный не сумеет ее развить на максимум, а при увеличении расхода насосом, очень маленькие батареи начнут шуметь из-за высокой скорости.
• Подключенные уменьшенным диаметром трубопровода (заключительный не в счёт), вероятней всего, не разовьют мощности, так как давление на них окажется меньшей.

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

Остается только вопрос сочетания очень мощных отопительных приборов с другими, ведь если его не решить, то система будет … не применимой вообще.

Может быть так, что в оранжерее нам потребуется один прибор отопления на 5 кВт, а в туалете – 0,5 кВт. Настраивая насос и магистрали из труб под 5-киловатник, мы подадим на батарею в туалете очень высокое для него давление и чрезмерно увеличим через него скорость.

А решение конфликта мощностей все тоже, что и в плечевой схеме – балансировочные краны. Они должны стоять, как минимум, на очень маломощных батареях в попутке, защищая их от высокого давления.

Однако если отопительные приборы управляются местными термоголовками, то возможна ситуация, когда часть выключится, а какой-нибудь оставшийся в работе, начнет шуметь из-за увеличившегося потока. Благодаря этому балансировочные краны лучше всего поставить сразу на все приборы теплоснабжения при разработке попутной отопительной схемы для дома.

Остается один из основных вопросов, — а можно ли собрать попутную систему обогрева дома собственными руками? Разумеется можно. Однако необходимо уделять большое внимание освоению также и следующих вопросов.

Выбор вида труб и их диаметра, выбор отопительных приборов по мощности, обвязка котла, обвязка отопительного прибора, хороший выбор соединителей, варианты монтажа, приемы и проблемы с подобранным трубопроводом, тренировка выполнения процесса установки. Как правило, даже новички в слесарном деле, собирали хорошие работоспособные системы обогрева из инновационных материалов. Возможно, что так будет и дальше.

Принцип работы встречной и попутной СО

Итак, попутная система отопления представляет собой двухтрубный отопительный контур, в котором теплоноситель, как в трубопроводе «подачи», так и в «обратке» перемещается в одинаковом направлении.

Подающая труба монтируется по периметру отапливаемого помещения (здания). К ней, последовательно, подключаются все отопительные приборы (батареи). Оканчивается труба подачи на последнем, по ходу движения теплоносителя, радиаторе в ветке.

Основным достоинством данного варианта является равная протяженность подающего и обратного трубопровода теплоснабжения к каждому отопительному прибору. Именно это и делает возможным равномерный прогрев радиаторов не зависимо от места их расположения и удаленности от котельной установки (стояка). Данный тип разводки, как нельзя лучше подходит для организации СО на больших площадях. Специалисты отмечают некоторое снижение температуры теплоносителя в подающей трубе, которое, как правило, не является критичным.

Недостатком такой схемы является трудоемкость монтажа и больший (в сравнении с тупиковой разводкой) расход материалов. Удорожание СО происходит за счет необходимости использования магистрального трубопровода повышенного сечения.

Во встречных, или, как их еще называют, тупиковых системах отопления, движение теплоносителя в подающей магистрали происходит в противоположном направлении по отношению к перемещению воды в обратном отопительном контуре.

Особенностью данной СО является различная длина циркуляционных колец. Другими словами, чем дальше от котельной установки или стояка находится отопительный прибор, тем большая протяженность трубопровода задействована в данном циркуляционном кольце. Такое неравенство и является основным недостатком тупиковых СО.

Достоинствами СО с встречным перемещением теплоносителя являются:

• использование меньшего количества трубы, арматуры и пр.;
• возможность реализации в домах со сложными многоуровневыми СО.

Этот способ прокладки трубопровода прекрасно себя показал в СО с небольшим количеством радиаторов в каждой ветке и с разницей в протяженности не более 20 м.

Далее более подробно рассмотрим все достоинства и недостатки данных типов разводки.

Характеристика и специфики системы

Система обогрева с попутным движением носителя тепла спроектирована в 1901 году инженером Тихельманом. В подобной системе жидкость передвигается в попутном направлении по двоим контурам: подаче и обратке. Длина труб по контурам одинакова, гидравлические условия похожи. Благодаря этому заключительный прибор отопления нагревается также прекрасно, как и первый. Такая система дает возможность одинаково обогревать все помещения, экономить горючее. Попутная система обогрева имеет альтернативное наименование – «петля Тихельмана», в честь ее создателя. Установка подобной системы советуется для обогрева помещений большого размера с 10 или более отопительными приборами. В маленьких домах использование подобной системы нацелесообразно.

Для установки попутной системы в большинстве случаев необходим циркулярный насос. Самотечная система возможна при сравнительно небольшом числе радиаторов (не больше 10) и одноэтажной разводке.

Система трубопроводов

Как верхнюю, так и нижнюю разводку петли Тихельмана принято выполнять трубами PPR. Если требуется скрытая прокладка труб, рекомендуется использовать систему PEX с надвижными фитингами. Если прокладка труб выполняется в плотных основаниях, следует использовать теплоизоляционную оболочку.

Система отопления Тихельмана для одноэтажного дома выполняется крайне просто. Трубопровод подачи теплоносителя пролегает от теплового узла вдоль всей радиаторной сети. Номинальный условный проход трубы сохраняется вплоть до предпоследнего радиатора в ряду, после чего выполняется переход на диаметр подключения радиаторов, обычно это 20 мм полипропилен или 16 мм PEX. Трубопровод возвратного тока прокладывается в том же порядке, но навстречу подаче, то есть первый радиатор по направлению тока горячего теплоносителя подключается заниженным диаметром.

Если система Тихельмана устраивается на нескольких этажах, требуется монтаж вертикального стояка. Магистральная труба подачи следует до самой высокой точки, откуда выполняется ответвление для запитки верхнего этажа. После этого магистраль разворачивается вниз, на этом участке осуществляется врезка подачи для всех нижних этажей. Общий трубопровод возвратного тока выполняется по аналогии с двухтрубной системой со встречным движением теплоносителя, то есть попросту выполняет роль сборной магистрали.

Диаметр труб для петли Тихельмана рассчитывается по общим методикам теплотехнического расчёта, основанных на выборе оптимального значения Kvs магистральных труб. При этом желательно, чтобы по ходу движения теплоносителя не происходило ступенчатого занижения условного прохода, иначе естественная балансировка системы будет не столь качественной. В системах с протяженностью разводящих трубопроводов до 120 м оптимальным считается условный проход магистральных труб не менее 270 мм2, а для труб подключения радиаторов — порядка 130 мм2.

Плюсы и минусы

Попутная система имеет больше достоинств, чем недостатков.

Плюсы системы с попутным движением воды:

1. Вся система обогрева нагревается одинаково, от начального до последнего отопительного прибора. Во всех помещениях будет одинаково тепло.
2. Не нужно использовать дорогостоящее оборудование и непростую балансировку.
3. Вероятность установки регуляторов тепла.
4. Процесс установки попутной системы обогрева возможен собственными руками, особенные умения не нужны.
5. Система имеет продолжительный эксплуатационный срок.
6. Большая надежность и редкость неполадок.
7. Систему можно укладывать под полом.
8. Схема применима для домов в два этажа.
9. Система будет работать самостоятельно.

1. Очень высокий расход труб. Их длина больше, чем в обычных системах. К трубам требуется приличное количество единиц арматуры запорной.
2. Трубы имеют большее сечение если сравнивать с обыкновенными схемами, а это означает, обходятся дороже.
3. При сложной комбинации помещений использование схемы будет невозможным ввиду ограничений по обводам (нельзя использовать прямые углы, разную высоту труб).
4. При площади больших размеров дома и нескольких этажах подобная система обойдется в большую сумму.

Что такое петля Тихельмана

Петля Тихельмана (еще называют «попутной схемой») — это схема разводки труб системы отопления. Такая схема сочетает в себе одновременно достоинства двух распространенных схем: ленинградской и двухтрубной, при этом обладая дополнительными преимуществами.

Если сравнивать с двухтрубной схемой, то при применении петли Тихельмана нет необходимости устанавливать дорогостоящие регулировочные системы. Отопительные приборы работают как один большой радиатор. Проток теплоносителя одинаков по всему контуру отопления. Отсутствуют сужения труб и тупиковые радиаторы, в которых проток хуже всего. Недостаток в сравнении с двухтрубной схемой отопления — необходимо всю ветку делать трубой большого диаметра, что может сильно сказаться на стоимости всей системы в целом.

Если сравнить с ленинградской (однотрубной) схемой — преимущество в том, что теплоноситель не пройдет по трубе мимо радиатора. Ленинградская схема очень требовательна к проекту схемы и монтажу. При невысокой квалификации выполнения либо первого либо второго, будет невозможно заставить воду проходить через отопительный прибор, она пройдет по трубе мимо. Радиатор же останется чуть теплым. К тому же, в ленинградской схеме первые по току воды радиаторы будут горячее, чем последуюцие. Так как вода дойдет до них уже охлажденная. Недостаток петли Тихельмана по сравнению с «ленинградкой» — увеличение расхода трубы почти в 2 раза.

Из общих достоинств хочется отметить, что такую схему трудно разбалансировать. Условия для движения теплоносителя почти идеальные, что, к тому же положительно отражается работе теплогенератора (будь то котел, солнечные системы или что-то еще).

Основной недостаток попутной схемы отоплния — определенные требования к помещению. На практике не всегда удается организовать круговое движение теплоносителя. Могут помешать дверные проемы, архитектурные особенности и т.п. К тому же возможно ее примененние только при горизонтальной разводке, при вертикальной петля Тихельмана не применима.

Классически применяемые схемы

Классически для отапливания домов используют однотрубные или двухтрубные системы. Однотрубная схема предполагает установку одного контура с тепловым носителем.

Ключевым плюсом подобной системы считается маленькая вся длина трубопровода. Разумеется меньше денежные расходы на прокладку системы, процесс установки проводится быстрее, ниже аварийность. Минусом такой схемы считается уменьшение температуры воды при проходе по трубам, заключительный отопительный прибор может быть очень мало горячим.

Применяемые схемы для попутной системы обогрева

Двухтрубная схема (двухконтурная) просит установки 2-ух контуров для движения воды по замкнутому контуру от котла до отопительных батарей. Первая труба подает тепло от котла в отопительные приборы, вторая считается обратной, остывшая вода передвигается в обратном направлении. Схемы разводки и в том и другом случае очень простые.

При двухконтурной схеме батареи подключают параллельно их можно выборочно закрывать если понадобится.

Двухтрубные классические системы также называют тупиковыми. Важное отличие от «петли Тихельмана» в том, что подача носителя тепла подающей и обратной магистралей идет по самым разнообразным направлениям. Горячая вода идет от котла к батарее, возвращает тепло и отводится в «обратку», двигаясь к котлу. Встречное движение воды имеет определенные минусы: ближние к котлу отопительные приборы греются быстрее и помещения отаплюются неодинаково.

Тупиковая и попутная схема движения носителя тепла

Попутная система обогрева приватного дома имеет плюсы если сравнивать с тупиковой по гидравлике. Тепловой носитель передвигается в одном направлении, вода проходит одинаковое расстояние и этим обеспечивается идеальная сбалансированность системы. Отопительные приборы применяются равные по размерам и мощности.

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.

Метод выполнения установочных работ

Монтаждвухтрубной попутной системы обогрева проводится соответственно с некоторым методом, где первым этапом считается выбор диаметра труб, а конечным – установка циркуляторного насоса.

Расчет диаметра трубопровода

Есть научно обоснованный способ расчета. Трубное сечение подбирается, если исходить из объема носителя тепла, проходящего по трубе в единицу времени. Расчет начинают от дальнего отопительного прибора по формуле:

где: G ? водный расход на обогрев дома (кг/ч);

Q ? теплопроизводительность, требуемая для обогревания (кВт);

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

?t ? разница температур между горячим и холодным тепловым носителем, принимается равной 20 °C.

Дальше вычисляют сечение труб по формуле:

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

GV ? объемный водный расход (м3/ч);

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

Полученная цифра – это сечение, если исходить из него, выбирают диаметр внутри трубопровода.

Подобный расчет ведут по всем отопительным приборам до котла.

При расчитывании также можно смотреть на таблицу зависимости внутреннего трубного диаметра от тепловой нагрузки.

Таблица зависимости внутреннего трубного диаметра от тепловой нагрузки

Можно предусматривать следующие ориентиры:

1. При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подходят трубы диаметров 20 мм.
2. При потерях от 15 до до 27 кВт (до 250 м кв. площади) понадобятся трубы у которых диаметр не меньше 25 мм.

Сделать расчет по приведенным формулам или на гидравлике таблицам для владельца дома считается непростой задачей, благодаря этому можно базироваться на рекомендуемых диаметрах труб.

Нужно віполнять следующие условия:

• Трубы ложить под покрытием пола для избегания высотных обводов. Если это нереально, то необходимо брать во внимание конфигурацию дома и максимально стремиться к одинаковой высоте прокладки труб.
• Материал труб – металопластик или полипропилен с усилением алюминиевой фольгой. Подобные трубы крепче и будут служить долго.
• Отопительные приборы ставят биметаллические или стальные с нижней системой подсоединения. У подобных батарей выше гидравлическое сопротивление, что балансирует систему. Мощность отопительных приборов должна быть одинакова по всей территории дома.
• На каждую батарею ставят балансировочный кран на обратке. Желательна установка термостатов.

Установка котла

Помещение, где ставится котел, должно иметь высоту не меньше 2,5 м. Объем помещения рекомендуется от 8 кубов. Генератор тепла требуется выбирать в зависимости от площади отапливаемого дома. Котельная мощность для обогревания 10 кв. м. равна 1 кВт. Если из этого исходить, выбирается мощность для всей системы.

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

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

Протягивание магистрали

При установке магистрали попутной разводки системы обогрева следует предусмотреть следующее:

• Отводящую ветку магистрали нужно располагать ниже подающей.
• Магистрали из труб подачи и отвода тепла обязаны быть параллельны друг дружке.
• Расширительный бачок обязан быть поставлен выше отопительного котла.
• На замыкающих батареях необходимо установить вентили для смыва воды. Рекомендуется установить на любой батарее термостатическую головку для оснащения комфортности температуры.
• При прокладывании магистрали прямые углы исключены чтобы не было появления воздушных пробок в системе.
• Расширительный бачок должен ставиться в отаплюемом помещении.
• Все трубные диаметры, соединителей и кранов должны подходить друг дружке. Нельзя устанавливать трубы разнообразного диаметра из-за попытки сэкономить. Нарушится водное давление в системе.

Установка насоса циркуляционного

Рассчитывать на гравитационную циркуляцию неразумно, так как в попутной отопительной системе расположено 10 и более батарей. Гравитация не сумеет сработать без принудительного давления. Циркулярный насос ставят на обратной ветке возле котла. Насос врезается с помощью циркулярного насоса и трех вентилей. Рекомендуется установить фильтр.

Циркулярный насос ставится на каждом этаже

Попутную систему обогрева устанавливают в одно этажных и двухэтажных домах. В строениях из двух этажей во время установки необходимо брать во внимание определенные моменты:

• Циркулярный насос ставится на каждом этаже. Если появится неполадка в границах одного этажа, на другом теплоснабжение будет полностью работать.
• Для любого этажа рекомендуется процесс установки по индивидуальной схеме.

Варианты схемы Тихельмана

При правильном построении схемы Тихельмана система отопления предполагает создание одинаковых условий для работы радиатора. Это касается перепадов давления, при том, что радиаторы имеют равные площади поверхностей, а, следовательно, и равный уровень теплоотдачи. Чтобы рисовать схемы правильно, необходимо некоторое время потренироваться.

Дверь можно обойти несколькими способами: трубу можно проложить сверху. При выборе этого варианта следует учесть, что участок над дверью должен быть оснащен автоматическим воздухоотводчиком: это не позволит воздуху накапливаться. Внешний вид помещения при этом страдает. Также воздухоотводчик может время от времени подтекать, что довольно непрактично.

Варианты схемы Тихельмана:

• Вариант в одноэтажном доме. Трубу можно проложить ниже напольного уровня. Но это может быть неудобно, если тяжка пола уже выполнена.
• Схема для двух этажей. По схеме завязывается вся система, а не этажи по-отдельности. Выполняется подача и обратка основных труб, имеющих диаметр в 20 мм. А уже к ним подключают радиаторы с использованием тубы в 16 мм.
• Обвязка для трех этажей. Выполняется одна обвязка для всех этажей. Стояки имеют диаметр в 25 мм, подача и обратка в 20 мм, труба для отвода к радиаторам в 16 мм.

По возможности лучше выполнять подключение каждого этажа по-отдельности, при этом ля каждого подключая индивидуальный насос. Следует учесть, что использование одного насоса при его поломке может привести к тому, из строя выйдет сразу вся система отопления. Схему Тихельмана можно использовать для прокладки отопления во всех типах помещений. Она предполагает равномерный прогрев радиаторов, а монтировать ее довольно легко, если схема составлена правильно.

Допустимые осложнения при установке

При воплощении одного и того же диаметра отопительных труб, размещения отопительных приборов на одной высоте – в большинстве случаев проблем при установке и после него не появляется.

Проблемы могут быть при нарушении порядка процесса установки:

• Низкокачественная пайка полипропиленовых труб приводит к зауживанию трубного диаметра.
• Монтаж радиаторов из разнообразного материала и различной мощности нарушить сбалансированность системы.
• Отсутствие балансировочных вентилей для выравнивания гидродавления.
• Размещение ветви магистрали с перепадом высоты.
• Неправильный выбор насоса. Напор обязан быть не меньше 0,2 кгс/см2.
• Использование труб разнообразного диаметра может привести к разбалансировке системы и затруднению прохождения носителя тепла.

Попутная двухконтурная система обогрева советуется для отопления в в один этаж домах. Не просит непростых расчетов, балансировки и особенных способов выполнения монтажа. Стоимость подобной системы дороже классической, однако это возмещается долговечностью и легкостью эксплуатации. Более того, систему такого рода хозяин дома может установить собственными силами, не используя непростых инженерных решений, материалов и инструментов.

Области применения петли Тихельмана

Увеличенный расход материалов не всегда лучше, поэтому система Тихельмана в двухэтажном доме применяется редко. Исключение составляет магистраль с размещением радиаторов по периметру строения. Кольцевая система потребует значительных затрат на материалы, но обустройство замкнутого кольца выполняется только при отсутствии помех в виде дверных проемов, окон «в пол». Придется укладывать еще одну магистраль для возврата теплоносителя в прибор нагрева.

Если петля удлиняется, удаляется от нагревателя, повышается сечение труб или подбирается мощный циркуляционный насос, в противном случае система не сможет работать в полную силу.

Для снижения расходов теплоносителя в зоне подключения первых батарей диаметр трубопровода следует уменьшить, это поможет сохранить напор воды на последующих участках. Уменьшение диаметра производится только по предварительным расчетам, иначе радиаторы, удаленные от прибора нагрева на значительное расстояние, не получат теплоноситель в достаточном объеме.

Получается, что применять двухтрубную проводку с попутным током воды можно лишь при общей протяженности магистрали от 70 метров, на которой устанавливается от 10 радиаторов. В противном случае попутная разводка не оправдает вложенных средств.

Попутное и тупиковое движение носителя тепла. — Заметки юного инженера

В отопительных системах с двумя трубами почасту применяют попутное движение носителя тепла. Почему? В чем его плюсы? Чем тупиковая схема хуже? Для начала попытаемся разобраться, “who is who”, так сказать. Итак, попутное движение носителя тепла – это подобное движение носителя тепла, при котором вода в подающем и обратном трубопроводе протекает в одном направлении (Рис.1). При встречном (тупиковом) все именно наоборот (Рис.2)

Рис.1 Схема отопительной системы с двумя трубами с попутным движением носителя тепла. Рис.2 Схема отопительной системы с двумя трубами с тупиковым движением носителя тепла.

Рассмотрим и ту, и иную схему с точки зрения гидравлики и балансировки, длине трубо-проводов и процесса установки. I. Гидравлика и балансировка. Под гидравликой я имею ввиду яркий расчет потерь давления в веточках/кольцах. Балансировка же – это увязка веток между собой, а конкретно мы стремимся к тому, чтобы во всех кольцах/веточках были равные потери давления.

Мы все знаем, что при расчитывании потерь давления сети нам нужно сосчитать потери давления по большей части циркуляционном кольце (самом нагруженном и протяженном) и в других кольцах, чтобы увязать их с ключевым циркуляционным кольцом.

Все просто: если в каком-нибудь кольце потери давления меньше, чем в других, то вода будет стремиться собственно в этот контур, стало быть, в иных кольцах ее будет мало. Это значит, что мы не получаем требуемый расход носителя тепла в каждой ветке и поэтому нужной отдачи тепла от радиаторов, в данном случае система считается разбалансированной. Гидравлика для попутного движения носителя тепла до удивления проста. Если у вас ветка из похожих по мощности и типоразмеру отопительных приборов (Рис.3), то потерю давления достаточно сосчитать в контуре через любой отопительный прибор, в других же контурах значение потерь давления такое же. Система, по умолчанию, считается гидравлически увязанной, т.е. отбалансированной и не просит никаких радиаторных клапанов подготовительной настройки.

Рис.3 Схема с попутным движением носителя тепла при одинаковой мощности приборов. Но, если мощность радиаторов различная либо они имеют различный типоразмер (что оказывает влияние на значение местного сопротивления прибора), тогда нужно будет считать потери через каждый контур и увязывать приборы между собой при помощи термостатов (Рис.4).

Рис.4 Схема с попутным движением носителя тепла при различной мощности приборов. При эксплуатации встречной схемы движения носителя тепла, во всяком случае, считаются потери давления через каждый контур и на каждый прибор ставится автоматический клапан для радиатора. Но, необходимо заявить, что в случае установки термостатов на приборы при попутной схеме движения носителя тепла наиболее возможно, что настройки клапана хватит для балансировки. Если же у нас тупиковая схема, то на первом приборе на ветке (Рис. 5) мы обязаны выставить самую большую настройку, т.е. максимально зажать сечение, и например если система очень протяженная, настройки клапана может не хватить либо, если мы выставим самую большую настройку, сечение будет уменьшено настолько, что вода в прибор отопления не потечет.

Рис.5 Настройка клапана – схема с тупиковым движением носителя тепла.

По условию «Гидравлика и балансировка» более предпочтительна схема с попутным движением носителя тепла. Но, есть в такой схеме один «водный камень». В этой схеме есть, говоря иначе, «точки равного давления». Если подводки к устройству для обогрева помещения будут присоединены к магистрали в этом месте, то вода в прибор не потечет. Что же это за точки? Предлагаю вам познакомиться с рисунком 6.

Рис.6 Точки «равного давления» — схема с попутным движением носителя тепла.

Из рисунка видно, что данные точки размещены в середине контура, однако в случае намного сложной разводки предсказать, где эти точки сложнее. А физика тут проста: В точке 1, находящейся на подающем трубопроводе, и точке 2 – на обратном, давление одинаковое и вследствии того, что разности давления между этими точками нет, вода через прибор не протекает.

Совет : пытаться остерегаться подобных точек и подсоединять прибор дальше от них. ??

II. Протяженность трубо-проводов и процесс установки.

Очень часто попутная схема просит более протяженных магистралей, однако это не все время так. Все может зависеть от помещения и размещения приборов. Что же касается процесса установки, то схему тупиковую устанавливать легче хотя бы вследствие того, что диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей не выделяются. По условию «Протяженность трубо-проводов и процесс установки» более приемлема тупиковая схема.

Для простоты и легкости сравнение приведенные факты о схемах движения носителя тепла показаны в сводной таблице 1.

Таблица 1. Сопоставление схем движения носителя тепла попутной и тупиковой

Как работает тупиковая отопительная система

Тупиковая схема – это двухтрубное устройство отопления помещений, в котором, как видно из рисунка выше, горячий теплоноситель подается к каждому радиатору по одной трубе (подача), а выходит из радиаторов и поступает к котлу по другой трубе (обратка). Причем в этой схеме движение теплоносителя по подающей и обратной трубах происходит в противоположном направлении, тогда как в других (не однотрубных) схемах жидкость движется в одном направлении. Это – очень распространенный вариант подключения нагревательных приборов, и не только радиаторов – это могут быть чугунные или биметаллические батареи, или самодельные регистры.

Хотя и однотрубное отопление можно реализовать по тупиковой схеме, но это решение непопулярно в силу своей невысокой эффективности отдачи тепла и сложности исполнения. Реализация тупиковой однотрубной схемы показана ниже – если дом рассчитан на 2 или три этажа, то, кроме стандартной группы безопасности, придется делать разводку стояков, и на каждый радиатор устанавливать воздухоотводчик или кран Маевского. Это – схема дорогостоящая, поэтому ее нечасто принимают к исполнению.

Косвенное преимущество тупиковой схемы еще и в том, что ее можно применять как для отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, так и для решения с гравитационным перемещением жидкости в трубах. Для энергонезависимого отопления частного дома система с естественной циркуляцией приобретает все большую популярность, поэтому не стоит забывать и о тупиковой схеме с верхней разводкой труб в этом случае.

В любом случае, при одноконтурной или двухконтурной схеме, для тупикового варианта очевидно следующее: чем больше подключено радиаторов к трубе, тем медленнее будут прогреваться все последующие нагревательные приборы. Поэтому желательно разделить всю систему на несколько ответвлений таким образом, чтобы в каждой ветке было не больше, чем 5-6 радиаторов. Это решение актуально как для естественной, так и для принудительной схемы перемещения теплоносителя.

На практике преимущество тупиковой схемы очевидно: это простые расчеты, несложный уровень монтажа, минимальное количество запорной арматуры и фитингов, дешевизна всего проекта. Если сравнивать с такими популярными решениями, как двухтрубная система с попутным движением жидкости и с лучевой схемой (с коллектором), то в плане соблюдения законов гидравлики они явно лучше тупиковой – быстрее движется теплоноситель, нет встречного движения, радиаторы прогреваются равномерно и с одинаковой скоростью. Но часто именно экономичность тупикового варианта побеждает, особенно для отопления дома с небольшой общей отапливаемой площадью.

Горизонтальная схема с тупиковой разводкой имеет разновидность, где применяется центральная магистраль. Такую схему можно реализовать как скрытый в пол или в стену трубопровод, что нравится всем без исключения домовладельцам, так как скрытый трубопровод не требует переделки дизайна, перепланировки или изменения интерьера помещений.

При монтаже скрытого трубопровода, например, при заделке труб в бетонную стяжку пола или в штробы в стенах, трубы следует применять не стальные, а металлопластиковые без соединений или полимерные с соединением неподвижной гильзой или сваркой, чтобы не допустить возможности протечки. Единственная проблема при прокладке скрытого трубопровода – его правильный и красивый вывод из стены или из-под пола. Также следует избегать любых пересечений труб в скрытом варианте монтажа. Чтобы избежать пересечений, используют крестовину. При присоединении трубы к радиатору при помощи крестовины можно без выступа за плоскость монтажа обогнуть трубы центральной магистрали.

Также реализация тупиковой системы с центральной магистралью открывает возможности по подключению к отоплению и других схем: системы «теплый пол» или полотенцесушителей. Подключаются такие узлы пир помощи специального смесительного модуля, к состав которого входит циркуляционный насос, смесительные краны и температурные датчики. Модуль смешения делает работу подключаемых модулей независимой от главной схемы отопления, причем любое количество новых подключаемых контуров не будет влиять на работу основного контура.

Сколько воды должно быть в «петле»?

Вполне очевидно, что для грамотной организации отопления в доме необходимо знать конкретное количество теплоносителя, который будет заполнять и приводить в действие всю систему. Прежде, чем приступать к непосредственно к расчетам количества необходимой воды, нужно определить каковы теплопотери всего дома. Для этого необходимо знать такие параметры, как:

• разность температур в окружающей среде и внутри помещения;
• значение понижающего коэффициента;
• .

Далее остается лишь воспользоваться формулой следующего типа: G = S * 1 / Ро * (Тв – Тн)к. Получив значение теплопотерь можно приступать к определению количества воды. Для этого используем такую формулу – Q = G/(c*(Т1-Т2)). Для ее применения понадобиться знать удельную теплоемкость воды, а также ее температуру как в обратной трубе, так и в подающей.

Расчет системы: диаметр труб

Конечно же, составление подробного проекта — это то, чего в первую очередь требует монтаж отопления петля Тихельмана. Расчет системы в данном случае производится в обычном порядке. Для того чтобы определить необходимый диаметр труб, нужно сначала вычислить нужную тепловую мощность системы. Сделать это можно по формуле Q = (V * Δt * K), где V — объем дома, Δt — разница температур в помещении и на улице, K — коэффициент теплопотерь. Последний параметр зависит от степени утепленности задания.

Отсутствие теплоизоляции (или минимальная)

Средний уровень теплоизоляции

Качественная изоляция, использование пластиковых окон и современных входных дверей

Далее нужно определиться со скоростью движения теплоносителя в магистралях. Диапазон значений оптимального показателя в данном случае находится между 0,36 и 0,7 м/с. Все полученные данные в конечном итоге следует подставить в специальную таблицу размеров труб. Чаще всего для обратной и подающей магистрали в таких системах приобретают металлопластик диаметром 26 мм. Радиаторы же подключают отрезками на 16 мм.

Данные по гидравлике

Работа системы, устроенной по принципу петли Тихельмана, отличается высокой стабильностью. Сей факт наглядно демонстрируется данными гидравлического расчёта, однако для этого требуется соблюдение ряда монтажных правил.

Основным функциональным элементом такой системы остаётся гидравлический насос. Он создает давление на выходе, то есть на подаче, и разрежение на входе — обратке. Численно величина обоих значений снижается по мере удаления от насоса, причём падение напора происходит не линейно, оно описывается квадратичной величиной динамического напора. Эта закономерность прослеживается и для подающей ветки, и для возвратной, условно падение можно описать на примере трубопровода длиной 100 м:

Это усреднённые данные, но даже по ним видно, что при кажущейся равномерности потери напора в середине радиаторной сети немного выше, нежели по краям. Действительно, за счёт пропорционального изменения давления и разрежения в каждом радиаторе поддерживается практически одинаковый перепад давлений в каждом нагревательном приборе, однако для корректной и стабильной работы петли Тихельмана следует соблюдать ряд правил, о которых речь пойдет дальше.

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.

Нюансы трехтрубной системы отопления

Спроектировать правильную систему отопления очень важно, так как это этого зависит тепло и комфорт в доме в течение всего холодного периода, который в нашей стране отличается суровостью. Систему отопления с теплоносителем в виде воды может быть однотрубной, двухтрубной, трехтрубной и даже четырехтрубной

Систему Тихельмана часто называют трехтрубной.

Трехтрубная система качественно отличается от двухтрубной, но не дотягивает до четырехтрубной. Такую систему можно назвать компромиссной: ее отличительной чертой является гибкость и доступная стоимость, если сравнивать с затратами на установку четырехтрубной системы. Установка трехтрубной системы – самый оптимальный и экономичный вариант.

• Простота в эксплуатации. Система работает очень просто, если предварительно разобраться в принципе ее работы.
• Процесс автоматического регулирования способствует тому, что теплоноситель и его расход остаются постоянными для каждого потребителя.
• Систему можно использовать для обустройства зданий любого типа.
• Для работы системе не нудна установка и применение обратных клапанов: она работает благодаря циркулирующему насосу.

Трехтрубные системы отопления могут быть открытыми и закрытыми. Закрытые системы предполагают беспрерывное функционирование и циркуляцию теплоносителя к источнику тепла и к источнику нагрева. Открытые системы характеризуются неравенством. После того как сетевую воду выливают, происходит соприкосновение воды с атмосферой. Открытую систему можно пополнять в любом месте.