Решая вопрос автономного теплоснабжения, частные застройщики в большинстве случаев отдают предпочтение классическому водяному отоплению в виде двухтрубной отопительной системы дома. Она подходит для эксплуатации в сложном климате, позволяет экономить энергоноситель, если установить оборудование для автоматической регулировки температуры в помещениях.
Принцип работы
Двухтрубная отопительная система
Водяная радиаторная отопительная система функционирует следующим образом: теплоноситель (вода или антифриз) нагревается в котле и поступает в подающий контур. Проходя через радиаторы, жидкость отдает тепло приборам отопления, постепенно остывает и по обратному контуру возвращается в котел. Цикл повторяется многократно и непрерывно, за счет чего радиаторы прогревают помещения до комфортной температуры.
Двухтрубная отопительная система
В самом простом варианте монтируется однотрубная система – радиаторы последовательно подключены к одному контуру, и теплоноситель в полном объеме проходит поочередно через все приборы отопления, прежде чем вернуться в котел. Такой вариант подходит только для маленьких домов, поскольку каждый последующий радиатор нагревается все меньше и меньше – соответственно, падает и его теплоотдача.
Регулятор температуры для радиатора
Двухтрубная система сложнее, но многократно эффективнее. Общий принцип ее работы таков: радиаторы подсоединяются параллельно к двум отдельным контурам – подачи и обратки.
Тип системы
На этапе проектирования автономной отопительной радиаторной системы важно выбрать тип расширительного бака – это влияет на функциональность системы, особенности ее обустройства и обслуживания, выбор приборов отопления.
Двухтрубная система отопления
Расширительный бак – обязательный атрибут автономной отопительной системы, который позволяет компенсировать тепловое расширение жидкости в замкнутом контуре. Без этого элемента при нагреве теплоносителя трубы лопнули бы из-за увеличения давления.
Открытая система
Схема с открытым расширительным баком
В данном случае расширительный бак представляет собой негерметичную емкость (обычно с крышкой), которую требуется установить в верхней точке контура. Чаще всего элемент монтируют на чердаке дома или под потолком. Так как жидкость постепенно испаряется, необходимо регулярно проверять ее уровень и подливать из емкости или специально проведенного крана. При недостатке воды в системе теплоноситель может перегреться и вскипеть.
Расширительный бак открытого типа
Использование открытого расширительного бака:
- делает невозможным использование антифриза вместо воды, так как при его испарении выделяются опасные для здоровья вещества
- ограничивает выбор радиаторов отопления – не рекомендуется использовать стальные, поскольку в теплоноситель свободно проникает кислород, способствующий быстрой коррозии металла
Закрытая система
Двухтрубная закрытая отопительная система
Расширительный бак для закрытой системы представляет собой емкость с эластичной мембраной внутри. Теплоноситель расширяется, заставляя растянуться мембрану – при этом сжимается воздух в оставшейся части герметичного бака. При остывании жидкости мембрана возвращает свою форму.
Такая конструкция эффективно компенсирует резкое повышение или понижение давления в контуре. Это предотвращает выход из строя оборудования, продлевает сроки его эксплуатации.
Мембранный расширительный бак
Установка мембранного расширительного бака удорожает отопительную систему, но делает ее более надежной, удобной и эффективной. Такой бак можно смонтировать в любом подходящем месте, он не требует постоянных ревизий, позволяет выбрать любой тип радиатора и вид теплоносителя – воду или антифриз. Использование антифриза дает возможность не бояться перемерзания трубопровода, если в мороз котел перестанет работать.
Естественная и принудительная циркуляция
Циркуляционный насос
По способу движения жидкости внутри отопительного контура различают два вида двухтрубных систем:
1С естественной циркуляцией. Движение жидкости обеспечивается за счет ее температурного расширения и уменьшения плотности при нагреве. Более легкая горячая вода вытесняется вверх из котла, достигнув высшей точки вертикальной разгонной трубы, она стекает по наклонному трубопроводу вниз, поступая в радиаторы. Внутри приборов отопления вода постепенно остывает, отдавая тепло, становится все более плотной и самотеком движется в котел2С принудительной циркуляцией. Схема предусматривает использование циркуляционного насоса, который обеспечивает движение жидкости по замкнутому контуру
Особенности функционирования
Естественная циркуляция
Системы с естественной циркуляцией (гравитационные) используются все реже. Их достоинством является энергонезависимость, отсутствие воздушных пробок и долговечность – отсутствуют элементы и механизмы, склонные к быстрому износу. При этом есть сложности с проектированием, подбором угла наклона труб и их сечения. Чтобы обеспечить наибольшую возможную скорость движения теплоносителя, сечение трубопровода меняют по мере удаления от котла.
Принудительная циркуляция – современный выбор, циркуляционный насос позволяет эффективно и равномерно прогревать все радиаторы за счет высокой скорости движения теплоносителя. По этой же причине на нагрев остывшей жидкости тратится минимум энергии – перепад температур в подающем и обратном контурах небольшой.
Принудительная циркуляция
Кроме того, проще проектировать и прокладывать трубопровод – не требуется рассчитывать и строго соблюдать при монтаже угол наклона труб. Применяются трубы меньшего диаметра, если сравнивать с гравитационными системами, и это снижает затраты.
К недостаткам отопительной системы с принудительной циркуляцией относят зависимость от электроснабжения, расходы на покупку насоса и арматуры, необходимой для его функционирования.
Компоновка
Вертикальная компоновка
Компоновка бывает:
1Горизонтальная. Количество стояков минимально, подающий и обратный контуры располагаются горизонтально, охватывая все приборы отопления, расположенные на этаже2Вертикальная. Применяется для домов с двумя и более этажами. Радиаторы в каждом из помещений подключаются к вертикальным стоякам
При горизонтальной компоновке важно предусмотреть установку кранов Маевского на каждой батарее, поскольку при такой схеме подключения в трубопроводе часто образуются воздушные пробки. Вертикальная компоновка способствует скоплению воздуха в верхних точках стояков, поэтому воздушные пробки не мешают работе отопления. В монтаже вертикальная компоновка дороже, так как требует больше материала.
Разводка
Тип разводки
Проектируя схему подключения радиаторов в горизонтальной компоновке, необходимо выбрать между верхней и нижней разводкой. Это влияет:
- на расположение расширительного бака
- на эстетичность помещений
- на эффективность работы системы и ее склонность к завоздушиванию
Верхняя разводка
Верхняя разводка
Подающий трубопровод монтируется в верхней части помещения, обратный контур – как можно ниже, в том числе в полу. Перепад высот повышает давление, что в первую очередь актуально для системы с естественной циркуляцией.
Расширительный бак в этом случае необходимо смонтировать как можно выше – под потолком верхнего этажа, в перекрытии или на чердаке. В последнем случае нельзя забывать об утеплении емкости, иначе теплоноситель будет быстро остывать и испаряться.
Трубы подающего контура, размещенные под потолком или ниже окон, не украшают интерьер, для монтажа трубопровода требуется большое количество комплектующих. Но эти недостатки компенсируются отсутствием воздушных пробок.
Верхняя разводка – подходящий вариант для энергонезависимой отопительной системы с естественной циркуляцией для небольшого частного дома.
Нижняя разводка
Нижняя разводка
Монтаж труб подачи и обратки вдоль пола позволяет максимально скрыть коммуникации. Допускается укладка трубопровода внутри стен, в полу, за плинтусом, но даже при открытом расположении труб отопительная система хорошо вписывается в интерьер.
Нижняя разводка в полной мере подходит для систем с принудительной циркуляцией и мембранным расширительным баком. В противном случае придется ежедневно удалять воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя, либо смонтировать громоздкую систему воздушных линий, которые помогут выводить скопившийся воздух через расширительный бак открытого типа.
К преимуществам нижней разводки относят малые теплопотери, возможность оптимально распределять тепло по отапливаемым помещениям, компактность и привлекательный внешний вид.
Попутная и лучевая
Лучевая разводка
Попутной разводкой (нижней и верхней) называют такой вариант монтажа контуров, когда радиаторы подключены при помощи отводов непосредственно к подающей и к обратной трубе.
Лучевая разводка (нижняя) отличается тем, что каждый прибор отопления подсоединен к коллекторам подающего и обратного контура. В этом случае все приборы управления системой вынесены на коллекторный узел.
Подключение радиаторов
Нижнее подключение радиатора
Теплоотдача приборов отопления во многом зависит от принципа их подсоединения к трубопроводу. Радиаторы с нижним подключением снабжены двумя патрубками для входа и выхода теплоносителя, но батареи с боковым подключением имеют две пары отверстий для монтажа трубопровода, поэтому возможны варианты.
- Диагональное двухстороннее подключение, подача сверху. Лучший вариант, так как теплоноситель проходит по всей длине коллектора и по всем вертикальным каналам. Теплоотдачу батареи при таком подсоединении принимают за единицу
- Одностороннее подключение, подача сверху. Обычно применяется при подсоединении радиатора к вертикальному стояку. Эффективность ниже на 3-5%, так как дальняя от стояка часть батареи прогревается хуже
- Одностороннее подключение, подача снизу. Также практикуется при подсоединении прибора отопления к стояку. Так как теплоносителю приходится двигаться снизу вверх, дальняя часть радиатора плохо прогревается и теплоотдача снижается примерно на 20%
- Двухстороннее подключение, обе подводки снизу. «Седельное» подключение выбирают из-за возможности спрятать трубы в пол или за плинтус. Но эффективность работы батареи падает на 10-15% от расчетной из-за того, что верх прогревается относительно слабо
- Диагональное двухстороннее, подача снизу. При таком подключении в дальний нижний угол радиатора нагретый теплоноситель практически не попадает. Эффективность батареи ухудшается на 20% относительно эталонной.
Что выбрать?
Котельная в частном доме
Выбирая вариант двухтрубной отопительной системы, базируются на том, какой котел будет задействован для обогрева дома. Если агрегат энергонезависимый (печь, твердотопливный, газовый или дизельный котел без автоматики, требующей электропитания), то и отопительная система должна быть соответствующей – с естественной циркуляцией, горизонтальной компоновкой, верхней разводкой и открытым расширительным баком.
Для повышения эффективности ее работы можно предусмотреть установку циркуляционного насоса, но при отключении электроэнергии теплоноситель продолжит двигаться самотеком.
Энергозависимый котел позволяет выбрать любой вариант, но на практике предпочтение отдается системе с мембранным расширительным баком, циркуляционным насосом, горизонтальной компоновкой и нижней разводкой. Если дом имеет два-три этажа небольшой площади, удобнее использовать вертикальную компоновку.
Принципы расчета
Пример расчетной схемы
Разрабатывая проект двухтрубной отопительной системы важно выполнить гидравлический расчет с целью определить:
- какой объем жидкости и с какой скоростью проходит через каждый узел
- как изменение режима работы каждого из устройств влияет на функциональные параметры системы в целом
- какие рабочие характеристики компонентов будут оптимальными по соотношению надежности и цены
- как правильно распределить тепловую энергию по зонам отопления и гарантировать стабильную работу системы
Гидравлический расчет базируется на данных теплового расчета дома, поскольку требуется рассчитать норму восполнения теплопотерь для каждого помещения и подобрать приборы отопления подходящей мощности. Также учитываются потери напора и давления из-за гидродинамического сопротивления при перемещении теплоносителя.
Для частного дома расчет отопительной системы можно выполнить самостоятельно, используя специализированные программы или таблицы и формулы. Но если есть цель сделать автономное теплоснабжение максимально эффективным и экономичным, требуется помощь профессионалов.
Материалы и комплектующие
Полимерные трубы и фитинги к ним
Вид и количество материалов, комплектующих и оборудования для двухтрубной отопительной системы, определяется на этапе проектирования.
Для монтажа отопительной двухтрубной системы необходимо приобрести:
- котел
- радиаторы
- расширительный бак
- трубы
- фитинги
- сгоны
- воздухоотводчики
- аварийный клапан
- циркуляционный насос (опционально)
Критерии выбора
Котел выбирают с учетом доступности и стоимости топлива, расчетной мощности системы, требований к уровню автоматизации. Наибольшей популярностью пользуются газовые и твердотопливные котлы.
Виды радиаторов
Радиаторы, представленные на рынке, изготавливаются из:
- чугуна
- алюминия
- стали
- меди
- сочетания стали (труба) и алюминия (оребрение)
При выборе радиатора обращают внимание на технические характеристики, долговечность и надежность прибора, удобство в монтаже, дизайн, принцип подключения. К примеру, из-за инертности чугунных батарей на них нет смысла устанавливать термостаты для регулировки микроклимата. Стальные и биметаллические радиаторы склонны к коррозии, и их лучше использовать в составе отопительных систем закрытого типа.
Полипропиленовые трубы
Для прокладки трубопровода используются трубы:
- стальные (из обычной или легированной нержавеющей стали)
- медные
- полипропиленовые, армированные стекловолокном или алюминиевой фольгой
- из сшитого полиэтилена
- металлопластиковые
При выборе учитывают долговечность, устойчивость к коррозии, пригодность к скрытой прокладке (под стяжкой), стоимость. Монтаж полимерных труб можно выполнить самостоятельно, а прокладка металлического трубопровода требует навыка работы со сварочным аппаратом (для крепления стальных элементов) или устройством для пайки меди. Фитинги должны соответствовать трубам.
Монтаж и запуск системы
Обвязка котла
На первом этапе устанавливается котел. Электрические агрегаты и газовые с камерой сгорания закрытого типа можно ставить в любом подходящем помещении, в остальных случаях требуется обустройство котельной.
Далее монтируется обвязка агрегата. Для системы закрытого типа с принудительной циркуляцией необходим мембранный расширительный бак, фильтр грубой очистки, регулятор давления, воздушный клапан. Циркуляционный насос ставят на трубу обратки перед ее входом в котел – это снижает температурную нагрузку на элементы насоса и продлевает срок его службы.
На следующем этапе устанавливают радиаторы – крепят их на стены при помощи штатных кронштейнов, выровняв по одной линии. Некоторые виды батарей могут устанавливаться на пол с использованием специальных креплений.
Если на патрубки сразу установить запорную арматуру, батарею можно будет в любой момент отключить для ремонта или замены без остановки котла и слива теплоносителя из контура. На все батареи следует установить воздухоотводчик – кран Маевского.
Прокладка трубопровода
Монтаж труб отопления в стяжку пола
Подающий и обратный трубопровод системы с нижней разводкой монтируются параллельными линиями. Трубы прячут в пол, в стены или за плинтус. При открытой прокладке нижняя труба должна располагаться на таком расстоянии от пола, чтобы не мешать уборке.
Если в системе отопления не предусмотрен циркуляционный насос, радиаторы располагают на разной высоте – чем дальше от котла, тем ниже. Уклон трубопровода должен составлять 1-2 градуса.
В местах прохождения труб через стены и перекрытия предварительно устанавливают специальные «стаканы». Их диаметр должен немного превышать внешнее сечение трубы – требуется зазор для теплового расширения, чтобы избежать деформации и повреждения контура. Зазор заполняют силиконовым герметиком.
Запуск и балансировка
Завершив монтажные работы, закрывают всю запорную арматуру. Затем подают воду в систему, следя за тем, чтобы контур подачи заполнялся медленно. Жидкость должна вытеснить воздух из всех уголков.
Балансировочные клапаны
Когда участок контура до первого радиатора будет заполнен, открывают его вентиль подачи и кран Маевского. Струя воды из воздухоотводчика показывает, что батарея заполнена — кран Маевского закрывают и открывают выпускной вентиль прибора отопления. Даная операция производится с каждым радиатором поочередно.
После заполнения контура и его проверки под давлением выполняется балансировка системы. Специальные балансировочные краны, установленные в разных точках магистрали, позволяют скорректировать скорость потока теплоносителя, чтобы прогрев батарей был равномерным независимо от удаленности от котла.
Чтобы двухтрубная отопительная система была экономичной и надежной, необходимо внимательно подойти к разработке проекта, выбору материалов и оборудования, к соблюдению технологии монтажных работ.
Видео: Двухтрубная система отопления в 2-этажном доме. Обвязка котла.
Двухтрубная система отопления частного дома: устройство, типы систем, схемы, компоновка, разводка, монтаж и запуск системы (Фото & Видео) +Отзывы
Видео: Двухтрубная система отопления
Двухтрубная система отопления частного дома: устройство, типы систем, схемы, компоновка, разводка, монтаж и запуск системы (Фото & Видео) +Отзывы
Двухтрубная система отопления дома
Для нас очень важна обратная связь с нашими читателями. Если Вы не согласны с данными оценками, оставьте свой рейтинг в комментариях с аргументацией Вашего выбора. Благодарим за ваше участие. Ваше мнение будет полезно другим пользователям.
ПЛЮСЫ
- теплоноситель, поступающий в каждый из приборов отопления (независимо от удаленности от котла) не успевает остыть
- есть возможность установить на вход в каждый радиатор регулятор температуры, чтобы поддерживать в разных помещениях определенный микроклимат, не влияя на теплоотдачу остальных батарей в доме
- температура жидкости, попадающей в обратный контур, достаточно высока, поэтому тратится меньше энергии для ее нагрева в котле до требуемой температуры подачи
- благодаря сравнительно небольшим потерям давления в контурах, для циркуляции теплоносителя можно задействовать циркуляционный насос небольшой мощности, экономно потребляющий электроэнергию
- система подходит для использования в домах любой площади, с любым количеством этажей при условии грамотных инженерных расчетов – требуется выбрать принцип подключения, определить мощность оборудования и сечение труб
- выход из строя одного или нескольких приборов отопления не помешает работе системы в целом, при условии, что на подводке к радиаторам предусмотрена запорная арматура – она позволяет отключить поврежденную батарею для ремонта или замены
МИНУСЫ
- Недостатком двухтрубной системы называют сложность монтажа и материалоемкость, что удорожает прокладку трубопровода. Однако увеличение стоимости из-за двойного количества труб окупается большей эффективностью системы и возможностью экономить топливо, регулируя нагрев жидкости в контурах
Рейтинг пользователей: 4.5 (2 Голоса)
