Существует несколько способов обогрева здания в период холодов, но наибольшее распространение в силу своей практичности получила двухтрубная система водяного отопления.
Ее устройство нельзя назвать слишком сложным, однако без знания некоторых характерных особенностей собрать эффективно работающую конструкцию практически невозможно.
Далее мы подробно рассмотрим устройство двухтрубной отопительной системы и ознакомимся с основами ее монтажа.
Принцип действия
Отопительный контур, называемый двухтрубным, состоит из радиаторов и двух магистральных трубопроводов – подающего и обратного. Нагретый котлом теплоноситель поступает в подающую магистраль, затем – в радиаторы, после чего по обратному трубопроводу снова возвращается к котлу.
Однотрубная и двухтрубная система отопления в чем основное отличие? Главное отличие от однотрубной системы состоит в том, что радиаторы подключаются по параллельной схеме. Каждый из них находится между магистральным и обратным трубопроводами и своим входным патрубком подключается к первому, а выходным – ко второму.
Можно сказать, что трубопровод подачи в данном случае играет роль распределительной гребенки, из которой рабочая среда поступает сразу во все отопительные приборы.
Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией и теплыми полами
Если система отопления функционирует постоянно, в качестве теплоносителя используется подготовленная (обессоленная) вода. В случае работы контура в периодическом режиме следует применять антифриз.
Вся система отопления должна быть полностью заполнена теплоносителем, иначе при перетекании он будет издавать заметный шум. Но температура рабочей среды не всегда бывает постоянной и при нагреве объем ее может увеличиться. На этот случай предусмотрен компенсирующий элемент – расширительный бачок, подключаемый к контуру через тройник.
Все еще думаете, какую систему отопления выбрать? Тогда рассмотрите более упрощенный вариант однотрубная система отопления частного дома. Достоинства и недостатки, а также разновидности систем.
О том, какой счетчик отопления выбрать, читайте тут. Есть ли смысл ставить общедомовой прибор учета?
Инфракрасный обогреватель недорогой и удобный прибор для обогрева помещения. Здесь https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/obogrevateli/vred-infrakrasnogo.html вы узнаете, полезны или вредны такие обогреватели.
Циркуляция теплоносителя и конструкция расширительного бачка
Очевидно, что для функционирования отопительной системы необходимо заставить теплоноситель перемещаться по контуру. Эту задачу решают одним из двух способов:
Организация конвективной (естественной) циркуляции
В данном случае используют свойство всех жидкостей и газов при нагреве перемещаться вверх. Отопительный контур начинается идущей прямо от котла вертикальной трубой – разгонным коллектором, имеющим в высоту не менее 1,5 м. Мощная конвекция на этом участке обеспечивает приемлемую циркуляцию теплоносителя в системе.
Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией с верхней разводкой
У этого варианта есть два преимущества:
- Энергонезависимость.
- Максимально простая конструкция расширительного бачка. Он представляет собой установленную в наивысшей точке системы открытую емкость, в днище которой врезана ведущая к контуру труба.
Недостатков больше:
- длительная раскачка,
- необходимость применять трубы большого диаметра,
- работа котла на предельном режиме (теплоноситель успевает сильно остыть),
- необходимость нагрева теплоносителя до высокой температуры, что делает невозможным эксплуатацию системы в межсезонье.
Перекачивание с помощью насоса
Используются специальные насосы, называемые циркуляционными.
Поскольку система замкнутая, их мощность определяется только величиной гидравлического сопротивления контура (высота подъема теплоносителя значения не имеет).
Данный вариант лишен перечисленных в предыдущем пункте недостатков, но из-за повышенного давления здесь приходится применять расширительный бачок более сложной конструкции.
Это герметично закрытая емкость, разделенная гибкой мембраной на две полости. Одна из них заполнена сжатым воздухом, в другую поступает избыток теплоносителя.
Если применяется антифриз, лучше установить закрытый расширительный бачок, независимо от способа циркуляции. Из открытого бачка в помещение будут проникать вредные испарения.
Сильные и слабые стороны двухтрубной системы
Популярность данной разновидности отопления обусловлена следующими преимуществами:
- Равномерное распределение тепловой энергии между радиаторами.
- Возможность изменять интенсивность теплоотдачи на любом радиаторе независимо от работы всей системы.
- Возможность обслуживания любого участка контура без отключения всей системы.
- Малое гидравлическое сопротивление контура (по сравнению с однотрубной системой) позволяет обойтись менее мощным циркуляционным насосом.
Недостатков у двухтрубного отопления всего два:
- Пролегающая над батареями отопления подающая магистраль всегда находится на виду, что несколько портит интерьер.
- Протяженность трубопроводов по сравнению с однотрубной системой увеличена в два раза.
Относительно последнего пункта можно особо не беспокоиться.
Действительно, из-за наличия второй магистрали длина труб удвоена, но зато диаметр их по причине небольшого гидравлического сопротивления (обусловлено параллельным подключением радиаторов) уменьшен.
Кроме того, при наличии «обратки» в наиболее удаленных от котла участках не приходится «городить» увеличенное количество радиаторов, как это приходится делать в случае с однотрубной системой. Так что, если двухтрубный вариант и является более затратным, то совсем не на много.
Принцип водяного отопления очень прост вода нагревается и распределяется по трубам, отдавая тепло. Поэтому организовать водяное отопление в частном доме проще, чем придумывать более сложные системы. Монтаж системы по шагам поможет вам без труда провести тепло в дом своими руками.
О назначении трехходового крана для отопления вы узнаете в этом блоке.
Классификация двухтрубных систем отопления
Данный вид отопления может иметь несколько разновидностей.
Горизонтальная система
В этом варианте все радиаторы в пределах одного этажа соединяются горизонтальными трубопроводами, подключенными к одному стояку. При устройстве такого контура соблюдают следующие условия:
- Подающий трубопровод располагается выше радиаторов, а обратный – ниже.
- Трубы необходимо укладывать с уклоном в сторону движения теплоносителя: для систем с естественной циркуляцией – 5 – 7 см на 1 м, с принудительной – 0,5 – 1 см на 1 м.
Кроме традиционной схемы двухтрубной системы отопления с параллельным соединением нескольких радиаторов может применяться лучевая, при которой подающий и обратный трубопроводы прокладываются к каждому радиатору, так сказать, персонально.
Наличие уклона ограничивает продолжительность горизонтального контура, поэтому такую систему используют только в домах с небольшой площадью этажа. В более крупных строениях применяют вертикальную схему с верхней или нижней разводкой.
С верхней разводкой
Такая система состоит из нескольких стояков, проходящих через все помещения дома.
На каждом этаже к стояку подключен один радиатор. Подающий трубопровод каждого стояка подсоединяется к распределительному контуру, уложенному вдоль периметра чердачного помещения либо технического этажа.
В подвале подобным образом уложен обратный контур, к которому подключается соответствующий трубопровод каждого стояка.
Нагретый теплоноситель от котла по вертикальной трубе поступает в верхний распределительный контур, затем в радиаторы и «обратку».
В системах с верхней разводкой направление циркуляции рабочей среды согласуется с законами физики: сначала разогретый теплоноситель устремляется вверх, затем по мере остывания течет в обратном направлении – сверху вниз. Это позволяет обходиться менее мощным циркуляционным насосом.
С нижней разводкой
Еще одна разновидность двухтрубной вертикальной отопительной системы.
Также состоит из множества параллельно подключенных стояков, но распределительный контур подающей магистрали расположен там же, где и обратной, в подвале.
Такой вариант применяется при отсутствии в доме технического этажа или чердака, а также в тех случаях, когда необходимо обогреть нижние этажи недостроенного здания.
Гидравлический расчет
Качество работы двухтрубной системы отопления зависит от правильности выполнения гидравлического расчета при ее проектировании. Для функционирования более простой однотрубной системы с последовательным расположением радиаторов необходимо только установить циркуляционный насос с достаточной мощностью, которую можно подобрать даже опытным путем.
В случае с двухтрубным отоплением такой номер не пройдет. Неправильная компоновка из-за ошибок в гидравлическом расчете даже при наличии мощного насоса приведет к неравномерной циркуляции теплоносителя или образованию застойных зон.
Пример гидравлического расчета двухтрубной гравитационной системы отопления
Расчет производится в таком порядке:
- Произвольно выбираются диаметры трубопроводов.
- На основании закона Бернулли и с учетом гидравлического сопротивления всех элементов определяется, в каком объеме теплоноситель будет проходить через каждый радиатор.
- Корректируют диаметры труб и балансировочных элементов, стремясь обеспечить равномерную циркуляцию.
- Снова проверяют объем теплоносителя в каждом приборе и т.д.
Ввиду особой сложности данного расчета его выполнение лучше доверить опытному инженеру.
Монтаж
Порядок монтажных работ двухтрубной системы отопления имеет следующий вид:
- Устанавливают котел требуемой мощности. При этом следует соблюдать инструкцию производителя и требования пожарных.
- Прокладывают трубопроводы подачи и «обратки».
- Осуществляют монтаж радиаторов.
- Устанавливают насос, арматуру и приборы.
При монтаже горизонтального контура его отдельные участки оказываются в разных помещениях, поэтому из-за визуальной недоступности соседних элементов бывает трудно соблюсти требуемый уклон. Задачу облегчит применение водяного уровня. Он состоит из двух стеклянных трубок, соединенных резиновой необходимой длины.
Заключение
Двухтрубная система – наиболее удобный вариант водяного отопления. Существует несколько схем, каждая из которых является оптимальной для тех или иных условий. Грамотный проект должен основываться на точном гидравлическом расчете.