Двухтрубная система отопления частного дома: расчет мощности котла
Конечно, газовый котел нужно выбирать правильно. Самым важным показателем является мощность агрегата. Выбор данного параметра зависит от множества самых разных факторов. Прежде всего это, конечно же, общая отапливаемая площадь здания
Помимо этого во внимание должна быть принята степень утепления здания, количество окон в нем, их размер и другие подобные факторы. В связи со сложностью расчетов, определение необходимой мощности котла обычно доверяют специалистам
Самостоятельно нужный параметр узнать, конечно, можно, но только приблизительно. Расчет в этом случае выполняется только исходя из площади помещения. На 10 м2 требуется мощности приблизительно в 1 кВт (при стандартной высоте потолка в 2.5-2.7 м).
Отопление с разводкой по верху – разновидности
Если домовладение или здание включает в себя этажа, то на каждом этаже создается отдельный горизонтальный контур, подключаемый к вертикальным стоякам.
Он составит 0,1 м. В этой схеме каждая из батарей снабжена двумя отдельными трубами: подводящей воду и отводящей. Системы с принудительной и естественной циркуляцией Такие виды различаются тем, что, во-первых, присутствует электрический насос, который заставляет перемещаться теплоноситель, а во-вторых, циркуляция происходит сама по себе, подчиняясь физическим законам.
Только тогда в доме гарантированно будет тепло и уютно. Труба от котла поднимается к верхней точке системы, откуда начинается горизонтальный участок — он делается под уклоном. В целом система с верхней разводкой вполне жизнеспособна, а при грамотно проведенных расчетах еще и очень эффективна.
Прежде всего, увеличивается скорость движения жидкости, за счет чего здание прогревается намного быстрее. Регулировку подачи тепла в батареи осуществляют при помощи кранов и наблюдают за сохранением стабильности температуры на протяжении одного-двух дней. Вертикальная разводка с нижним подключением труб При разводке трассы отопления в многоэтажном доме по двухтрубной схеме теплоснабжения с вертикальным подключением подачи и обратки лучше будет работать нижнее подключение из-за перечисленных выше причин, а точнее: На подаче температура рабочей жидкости всегда будет выше, чем на трубе обратного хода; В трубах, подключенных по такой схеме, создается довольно высокое давление, увеличивающееся по мере увеличения этажности.
Типы двухтрубных систем
По этой причине их приходится оснащать спускниками. Возможна установка и открытого бачка, но он должен быть в самой верхней точке системы, то есть на чердаке. Благодаря этому более холодная и потому плотная вода постепенно вытесняет разогретую жидкость вверх. Однозначного ответа на вопрос, что лучше будет: однотрубная или двухтрубная система отопления, нет.
Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Вертикальная разводка используется в домах традиционной постройки, а горизонтальная нашла применение в зданиях со свободной планировкой помещений.
Надо отметить, что система отопления двухтрубная с нижней разводкой предполагает установку кранов Маевского. Обычно прокладываемые сверху магистрали размещают в чердачном пространстве, а при его отсутствии — под потолком последнего этажа. Остывший теплоноситель из радиаторов по обратке попадает в трубопровод и в котел. Радиаторы подключаются трубой с диаметром, равным входному патрубку теплообменника.
Преимуществом является отсутствие воздушных пробок. Он будет задавать скорость движения теплоносителя в контуре отопления и эффектность всего обогрева. Тем самым он предотвращает поломки оборудования в результате резких перегрузок. Установка в гараже такой системы не является необходимым, однако будет абсолютно не лишним, поскольку в зимнее время работать здесь очень сложно: двигатель не заводится, масло застывает, да и просто работать руками некомфортно. Часть из них — это цена циркуляционного насоса, а так же стоимость арматуры, которая необходима для его нормального функционирования.
ПЕТЛЯ ТИХЕЛЬМАНА — попутная ДВУХТРУБНАЯ система отопления
Возможные неполадки и способы их устранения
Многие здания в крупных городах имеют существующие одно- и двухтрубные системы парового отопления.
Схема двухтрубной системы отопления
Как 1-трубные, так и 2-х-трубные системы время от времени имеют проблемы с управлением, что приводит к неравномерному нагреву, высоким расходам топлива и гидроудару.
Давайте сейчас рассмотрим современные системы, лучшие практики, а также устранение неполадок для поддержания комфортной среды и экономия энергии.
Обогревательные системы позволяют конденсату и пару перемещаться по всей системе в пределах одних и тех же труб.
По мере того как котел создает пар, он проходит через трубы и поднимается вверх к радиаторам, где он нагревает пространство и конденсируется. Затем этот конденсат возвращается по той же трубе (трубам) обратно в котел.
Трубы и радиаторы все наклонены назад к котлу, чтобы позволить этой системе работать под действием силы тяжести.
Для того чтобы система работала хорошо, поток пара должен быть сбалансирован. Регулируемые воздушные клапаны должны быть установлены на каждом из радиаторов. Таким образом, радиаторы, расположенные ближе всего к котлу, могут иметь меньшее отверстие на воздушном клапане.
Радиаторы, расположенные дальше от котла, могут иметь большее отверстие. Это позволяет пару течь более равномерно по всей системе, так как радиаторы, расположенные ближе всего к котлу, не перегреваются, а радиаторы, расположенные дальше от котла, не нагреваются.
Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем
Воздушные клапаны можно использовать для отключения пара в незанятые помещения. Если воздушный клапан полностью закрыт, пар не будет поступать в радиатор.
Воздушные клапаны работают с помощью сильфона, заполненного спиртово-водяной смесью. Температура такова, что воздух может выйти, но, когда пар присутствует при высокой температуре, он превращается в газ, расширяя сильфон, который закрывает клапан. Воздушные клапаны следует проверять каждые три — пять лет, так как они могут выйти из строя и необходимы для правильной работы системы.
Автоматически регулируемые воздушные клапаны
Они могут быть установлены для различных температур от комнаты к комнате. Хотя они и стоят дороже, чем простые воздушные клапаны, они на самом деле реагируют на малейшие изменения температуры, а не просто на количество пара в радиаторе. Управление заметно лучше, и это более качественный продукт, чем простые воздушные клапаны.
Куда ставить
Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.
Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления
Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве
Остальное неважно
По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.
Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.
Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет
Принудительная циркуляция
Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).
Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.
Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией
Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.
Естественная циркуляция
Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.
Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией
Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.
Особенности монтажа
Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».
Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.
Способы подключения радиаторов
Если выбрано двухтрубное или трехтрубное отопление, батареи нужно подключать точно по схеме. Если здание имеет большую площадь, то для проведения монтажных работ лучше вызвать специалистов.
Существует несколько способов подключения:
- Боковое. Вода в радиатор заходит и выходит с одной стороны. В тех секциях, которые расположены дальше от точки подключения, равномерность прогрева нарушается.
- Верхнее. Такой тип подключения приведет к тому, что нагреваться будет только верхняя половина батареи. Если в системе предусмотрено верхнее подключение, то приобретать нужно предназначенные для него батареи, которые оснащены заглушкой, перенаправляющей жидкость в нижнюю часть.
- Нижнее. Тут тоже исключается полное прогревание всей площади батареи, так как основной поток жидкости двигается в нижней части.
- Диагональное. Предложенный способ подключения позволяет распределить горячую жидкость равномерно.
Последний вариант идеально подходит для двухтрубной системы.
Принцип действия двухтрубной системы
Все виды систем отопления действуют по общему принципу. Вначале происходит поступление к отопительному оборудованию теплоносителя. Он продвигается по теплообменнику, где начинается его разогрев. Жидкость в нагретом состоянии проходит в батареи. Через них осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем и воздухом. Остывший теплоноситель снова достигает теплообменника. Происходит повторение цикла с самого начала. К каждому из радиаторов в контуре подводятся 2 трубы: обратная и подающая, поэтому эта схема носит название двухтрубной.
Если система является однотрубной, то принцип ее действия несложен. К каждой батарее подводится единственная труба. Жидкий теплоноситель, прошедший через трубу в прибор, отдает тепло, поэтому поступает в следующую батарею уже охлажденным. Двухтрубная система позволяет исключить недостаток за счет подключения к каждому радиатору подающей и отводящей труб.
Теплоноситель, проходящий через подающую трубу, поступает в батарею, а по отводящей трубе жидкость выходит из нее. Такая конструкция обеспечивает регулируемую подачу жидкости. В результате система отопления работает с максимальной эффективностью. Двухконтурная система обеспечивает равную теплоотдачу радиаторов.
Тупиковые отопительные ветви
Данную схему можно увидеть в коттеджах и загородных домах. Сейчас такая система стала применяться и в многоэтажках. В этом случае сеть, состоящая из радиаторов, представлена в виде нескольких двухтрубных веток. Теплоноситель также идет по одной части в сторону батареи, а по другой – обратно к котлу. Сама работа происходит за счет циркуляционного насоса, который размещают у котла. Среднее давление во всей конструкции составляет 1-2,5 бар. Чтобы компенсировать расширение жидкости, в агрегате присутствует мембранный бак – его устанавливают в котельной. Перед циркуляционным насосом можно увидеть точку врезки. Также здесь предусмотрены дополнительные элементы для избавления от лишнего воздуха: применяются краны Маевского и группа безопасности. В конструкции находится манометр для контроля состояния давления и предохранительный клапан. Здесь чаще всего используют нижнюю горизонтальную разводку: обе трубы монтируются под радиатором открытым способом.
Тупиковые отопительные ветви
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.
Как правильно утеплить потолок: в деревянном доме, бане, мансарде, под холодной крышей (Фото & Видео)
Горизонтальные системы (особенности)
Это замкнутая двухтрубная система, в которой вместо вертикальных стояков проложены горизонтальные ветви, а к ним присоединяется определенное число отопительных приборов. Как и в предыдущем случае, ветви могут иметь верхнюю, нижнюю и комбинированную разводку, только теперь это происходит в пределах одного этажа, как показано на схемах:
Как видно на рисунке, система с верхней разводкой требует прокладки труб под потолком помещений либо на чердаке и в интерьер будет вписываться с трудом, не говоря уже о расходе материалов. По этим причинам схема применяется нечасто, например, для обогрева подвальных помещений либо в случае, когда котельная находится на кровле здания. Но если правильно подобран циркуляционный насос и произведена настройка системы, то и с крышной котельной трубы лучше пустить понизу, с этим согласится любой домовладелец.
Комбинированная разводка незаменима тогда, когда нужно смонтировать двухтрубную гравитационную систему, где теплоноситель движется естественным образом за счет конвекции. Подобные схемы до сих пор актуальны в районах с ненадежным электроснабжением и в домах малой площади и этажности. Ее недостатки в том, что через все комнаты проходит множество труб большого диаметра, спрятать их весьма затруднительно. Плюс высокая материалоемкость проекта.
Ну и наконец, горизонтальная система с нижней разводкой. Неслучайно она наиболее популярна, ведь схема сочетает в себе массу достоинств и почти не имеет недостатков. Подводки к радиаторам короткие, трубы всегда можно спрятать за декоративным экраном или замонолитить в стяжку пола. При этом расход материалов приемлем, а с точки зрения эффективности работы трудно подыскать вариант лучше. Особенно когда применяется более совершенная попутная система, продемонстрированная ниже на схеме:
Ее главное преимущество заключается в том, что вода в подающем и обратном трубопроводе проходит одинаковое расстояние и течет в одном направлении. Поэтому гидравлически это самая стабильная и надежная схема при условии, что все расчеты проведены правильно и учтены особенности монтажа. Кстати говоря, нюансы систем с попутным движением теплоносителя состоят в сложности устройства кольцевых контуров. Зачастую трубами надо пересекать дверные проемы и другие препятствия, из-за чего стоимость проекта может вырасти.
Типы разводки при двухтрубной системе
Вне зависимости от того, какой именно тип двухтрубной отопительной системы вы выберете для собственного дома, есть еще одна система разделения ее – по принципу организации разводки. На фото можно увидеть две разных схемы разводок. Каждая имеет свои преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления.
Нижняя разводка. При ней прокладка трубопровода с горячим теплоносителем производится в подвальном или же цокольном помещении. Допускается также прокладка труб в подполе. При таком типе прокладки следует учитывать, что трубы для возвращения отработанного теплоносителя обратно к котлу должны быть расположены еще ниже. Использование принципа горизонтальной разводки предусматривает необходимость некоторого углубления котла – только в таком случае вода будет перемещаться от радиаторов к нагревательному элементу максимально быстро. Кроме того, существует необходимость подключения к контуру дополнительной линии – воздушной. С ее помощью можно будет удалять и системы воздух.
Нижняя разводка
Верхняя разводка. Для ее сооружения необходимо располагать расширительный бачок в самой верхней точке трубопровода. Там же проводится и разветвление системы. Являясь более практичной, верхняя разводка не может быть установлена в строениях, в которых отсутствует чердак.
Однако есть некоторые требования, которые непременно следует учитывать. В частности, для домов, в которых смонтирована двухтрубная вертикальная система отопления, наиболее целесообразным является применение нижней разводки. Это объясняется тем, что двухтрубное отопление с нижней разводкой позволяет с максимальной пользой использовать давление, которое возникает в системе при довольно большой разнице теплоносителя и отработанной жидкости. Конечно же, если архитектурные особенности здания не позволяют использовать нижнюю разводку, допустимо применение верхней.
Верхняя разводка
Следует учитывать, что применение верхней разводки и для поставки теплоносителя к радиаторам, и для возвращения обрата в котел – не лучшее решение, поскольку возможно скопление шлама в нижних элементах системы.
Еще одним принципом разделения является направленность течения теплоносителя. Согласно этому критерию, система может быть:
- прямоточной. В таком случае направление движения теплоносителя и обрата совпадают.
- тупиковой. В случае использования такой схемы, как двухтрубная тупиковая система отопления, горячий и отработанный теплоноситель движутся в разных направлениях.
Современные системы могут быть оснащены специальным насосом, благодаря которому происходит более активное перемещение теплоносителя. Вместе с тем, достаточно часто используются и системы с естественной циркуляцией, при которых дополнительное оборудование не применяется. Если предполагается использование двухтрубной системы в двухэтажном доме, то такое двухконтурное отопление непременно следует оборудовать насосом.
Система отопления с циркуляционным насосом
А вот при монтировании отопительной двухтрубной системы в одноэтажном помещении можно обходиться без насоса, используя для естественного перемещения теплоносителя некоторые законы физики
При этом важно учитывать, что для более активной естественной циркуляции теплоносителя необходимо прокладывать отопительные трубы с уклоном, направленным в сторону нагревательного котла
Для систем с принудительной циркуляцией он необходим на случай непредвиденного отключения электроэнергии или поломки насоса. В таком случае уклон позволяет теплоносителю циркулировать естественным образом.
Суть и достоинства двухтрубной схемы отопления
Такая система включает в состав нагревательный котёл, отопительные радиаторы, приборы контроля, трубы для подачи теплоносителя (горячей воды), сопутствующую арматуру и прочие элементы. При условии правильного подбора всех составляющих конструкции, разумного планирования разводки и добросовестной сборки контура теплоснабжения использование схемы позволит, обеспечивая во всех помещениях дома предпочтительный температурный режим, существенно снизить расходы на отопление.
Принцип работы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома заключается в подаче теплоносителя (в данном случае горячей воды) через коллектор и подающую трубу к каждому из подключенных радиаторов и последующем отведении отдавшей тепло влаги через отводящую трубу. В соответствии с количеством используемых труб такую схему и называют двухтрубной.
- Достижение равномерного прогревания всех входящих в контур радиаторов за счёт поступления в них имеющего одинаковую температуру теплоносителя.
- Возможность, при условии установки управляемого вручную термостата, определять для каждой комнаты здания свой температурный режим и по мере необходимости изменять его.
- Небольшие потери давления в системе, благодаря чему, не теряя в температурных показателях, можно использовать менее производительный и, соответственно, не потребляющий много электрической энергии насос. В одноэтажных постройках использование насоса вообще может быть исключено, однако тогда значительно снижается энергоэффективность контура.
- Универсальность. Двухтрубную систему допускается применять в частных домах с любым количеством этажей.
Самотечное отопление
В основе системы, где используется естественная циркуляция, лежит конвекция. Согласно этому принципу, нагретая жидкость стремится перейти в верхний слой воздуха по трубе, а ее место занимают холодные слои атмосферы. Котел начинает постепенно нагревать воду, которая теряет свой вес и двигается по трубе через вертикальное сооружение – после этого она постепенно расходится по нескольким ветвям батареи. Такую систему можно часто увидеть в двухэтажных зданиях. Особенности установки этой схемы:
- Используется горизонтальная верхняя разводка, которая начинается от общей части стояка. Сам же он начинает подниматься над котлом, где на вершине монтируют расширительный бак, активно взаимодействующий с атмосферой.
- При укладке специалисты следят, чтобы минимальный наклон составлял 3 мм на метр. Труба подачи всегда склоняется в сторону к радиатору, а обратная часть наклоняется к источнику тепловой энергии.
- Если сравнить тип труб со стандартными напорными системами, то здесь они намного больше – подразумевается, что здесь вода будет двигаться с небольшой скоростью.
Если дом одноэтажный, то радиаторы будут подключены поодиночке. Здесь вся подающая часть проводится через потолок или чердак, а обратные элементы находятся под полом. Здесь уже не получится смонтировать нижнюю разводку, поскольку теплоноситель двинется в сторону батареи, а значит, что количество тепла в помещении уменьшится.
Самотечная система отопления с естественной циркуляцией
