2 контура отопления в частном доме
Двухконтурная система отопления
Двухконтурная система отопления для частного дома имеет более сложное строение, чем классическая одноконтурная. При этом преимущества таких систем неоспоримы. Представляет собой два замкнутых контура, одним из которых осуществляется подача теплоносителя к радиаторам, а другим – возвращение его в котел.
Применяется двухконтурное отопление для всех типов зданий.
Типы системы относительно оси расположения трубопровода:
В обоих случаях необходима балансировка. Для вертикального типа балансировка производится по стояку.
Преимуществом обоих систем является большая теплоотдача и высокая гидравлическая устойчивость.
Схема с принудительной циркуляцией
Является наиболее простой системой, т.к. схема содержит минимальное количество элементов.
Состав оборудования при принудительной схеме:
Принцип работы системы:
Схема с естественной циркуляцией
Данный вид отопления аналогичен системе с принудительной циркуляцией.
Отличием в работе является отсутствие циркуляционного насоса. Для повышения эффективности схемы используют гладкие трубы большого диаметра.
Состав оборудования при естественной схеме:
Принцип работы системы:
Меры для обеспечения стабильной работы системы
Различают два типа схем с естественной циркуляцией
Для повышения КПД в схему включают воздушные трубопроводы для отведения воздуха из системы.
Для двухэтажного дома
Для двухэтажной застройки необходимо применение более сложных отопительных схем. Эффективно построенная система позволяет поддерживать уютную и комфортную атмосферу в доме.
При минимальных теоретических знаниях и практических навыках ремонтных работ возможно самостоятельно соорудить двухконтурную систему отопления в двухэтажном доме.
Схема с естественной циркуляцией для двухэтажного дома
Коллекторная
Преимущества двухконтурных коллекторных систем для коттеджей
Составные части коллекторной системы:
Особенностью отопления, как и в одноэтажных постройках, является наличие двух контуров – подающего и обратного трубопроводов. Подключение радиаторов происходит параллельно. Наиболее целесообразно подвод осуществлять в верхней части, а отвод – в нижней. Направление жидкости по диагонали создает равномерный прогрев и большую теплоотдачу теплоносителя.
Пример собранного коллектора
Для регулировки температуры используют также термостатические клапаны, расположенные на радиаторах. С их помощью легко ограничить температуру в отдельной комнате или перекрыть подачу тепла вовсе. Исключение таким образом радиатора не влияет на эффективность работы системы в общем.
Для равномерности потока теплоносителя на радиаторах устанавливают балансировочные клапаны.
Предохранительный клапан, при возникновении избыточного давления, сбрасывает жидкость в расширительный бак. При значительном снижении напора в системе происходит забор рабочей жидкости из мембранного бачка.
Циркуляционный насос включен в схему для поддержания необходимой скорости потока теплоносителя.
Принцип работы системы
Данная схема может применяться в системе с искусственной и естественной циркуляцией при использовании дополнительного оборудования: насосов, теплообменников, расширительных бачков.
Двухтрубная система при внедрении коллекторной схемы является лучшим решением для отопления двухэтажных домов. Несмотря на трудоемкость и высокие финансовые затраты такое отопление окупается за несколько сезонов.
Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома
За многими монтажниками водится грешок предубежденности. Например, мастер считает однотрубную разводку самой лучшей и предлагает ее всем заказчикам — хозяевам частных домов. За подобными предложениями нередко скрывается низкая квалификация исполнителя либо какая-то выгода. Наша задача – рассмотреть, как работает двухтрубная система отопления, объективно оценить преимущества и недостатки, дать рекомендации по выбору схемы.
Как работает отопление по двухконтурной схеме
Конструкция двухтрубной системы водяного отопления предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным магистралям. Упрощенно: входной патрубок батареи подключен к подающей линии, выходной – к обратной. По первому трубопроводу нагретая вода из котла раздается всем отопительным приборам, вторая труба собирает остывший теплоноситель и направляет обратно в теплогенератор.
Пример раздачи и возврата теплоносителя от батарей по двум линиям
Особенности двухконтурного распределения воды:
Примечание. Цифра 40 взята на основании практического опыта проектирования и монтажа отопления в производственном цехе. В загородных коттеджах столько приборов к одной ветви не подключается, максимум – 10 шт. Если надо сделать разводку по многоэтажному зданию, сеть теплоснабжения делится на несколько двухтрубных контуров.
Движение воды по трубам и батареям обеспечивается двумя способами – естественным (конвекционным) и принудительным. Вариантов подвода теплоносителя тоже существует несколько, поэтому предлагаем рассмотреть каждую схему отдельно.
Двухтрубная классическая разводка закрытого типа — подключение к напольному котлу
4 вида 2-трубных систем
В зависимости от условий прокладки трубопроводов и дальнейшей эксплуатации в частных домах используются следующие варианты двухтрубных схем:
Заметка. К двухтрубному отоплению можно отнести и теплые полы. Греющие контуры выступают в качестве батарей, роль магистралей играют подводящие трубы и гребенка со смесительным узлом. По конструкции напольный обогрев близок к коллекторной схеме.
В самотечном исполнении система функционирует без избыточного давления, теплоноситель контактирует с атмосферой через открытый расширительный бак. Остальные 3 варианта схем – замкнутые, работающие под давлением 1—2.5 Бар и только с принудительной циркуляцией горячей воды. Теперь разберем каждую схему на конкретном примере двухэтажного дома.
Самотечное отопление
Принцип работы системы с естественным движением теплоносителя базируется на явлении конвекции – горячая и менее плотная жидкость стремится подняться вверх по трубе, вытесняемая более тяжелыми холодными слоями. Котел греет воду, она становится легче и движется через вертикальный стояк со скоростью 0.1—0.3 м/с, затем расходится по магистралям и батареям.
Уточнение. Подразумевается, что нагреваемая и охлажденная жидкость находится в пределах одного замкнутого контура, в данном случае таковым выступает отопительная сеть частного дома.
Перечислим характеристики двухтрубной гравитационной системы двухэтажного здания, показанной на чертеже:
Важный нюанс. Чтобы реализовать устойчивый самотек, нужно применять трубы Ø40—50 мм (внутренний). Минимально допустимый диаметр раздающих и собирающих ветвей – Ду25, ставится около последних батарей.
В одноэтажном доме используется аналогичная схема, но с одиночным подключением радиаторов. Подающий коллектор верхней разводки прокладывается на чердаке либо под потолком, обратный – над полом. Сделать нижнюю разводку нельзя – теплоноситель согласно закону сообщающихся сосудов затечет в батареи, но скорость движения и эффективность обогрева упадет до минимума.
Нынешние гравитационные схемы стали комбинированными благодаря установке циркуляционных насосов. Агрегат монтируется на байпасе, чтобы не мешать течению воды в случае отключения электроэнергии.
Тупиковые отопительные ветви
Двухтрубная закрытая система плечевого (тупикового) типа монтируется в большинстве загородных коттеджей и нередко применяется в новых многоквартирных домах. Как устроена схема:
Замечание. При необходимости тупиковые магистрали без проблем прокладываются закрытым способом — в бороздах стяжки пола, за подвесными потолками либо внутри стен.
Если необходимо распределить теплоноситель на 2 крыла двухэтажного здания, производится разделение на 4 отдельных ветви (плеча), сходящихся к общему стояку. Примечательно, что протяженность линий и тепловая нагрузка на плечи вовсе не должна быть одинаковой. Количество батарей и трасса прокладки разрабатывается с учетом особенностей конкретного здания.
Ветви с разным числом радиаторов уравновешиваются путем балансировки – ограничения потока регулировочной арматурой. Вентили всегда ставятся на выходах батарей и при нужде – на плечо в целом. Как правильно сбалансировать контуры, читаем на другой странице нашего ресурса.
Разводка тупиковых линий на 2 крыла двухэтажного здания. Источник тепла — настенная мини-котельная
Кольцо Тихельмана
Общий принцип работы этой схемы идентичен тупиковой разводке, но способ раздачи и возврата теплоносителя отличается по 3 признакам:
Устройство петли Тихельмана предполагает горизонтальную нижнюю разводку – скрыто под полом, реже – открыто по стенам. Еще вариант: кольцо можно сделать под перекрытием, спрятав за натяжные потолки или в подвал, а трубные подводки вывести к обогревателям.
Особенность кольцевой «попутки» – почти идеальное гидравлическое равновесие. Заметьте: по дороге ко всем батареям и назад теплоноситель преодолевает одинаковое расстояние. Контур способен обеспечить требуемый расход воды на 10 и более радиаторов с минимальной балансировкой.
Автор видео хорошо поясняет работу системы, но проводит некорректное сравнение – правильно отбалансированные ветви раздают тепло не хуже «попутки».
Лучевой способ подключения
Этот наиболее прогрессивный тип двухтрубной системы водяного отопления включает следующие элементы:
Коллектор, установленный в удобном месте, получает и возвращает воду котлу по двум основным магистралям. С помощью вентилей производится настройка расхода теплоносителя на каждую батарею. Если на клапаны коллектора установить термоголовки RTL либо сервоприводы, появится возможность автоматической регулировки климата в любой комнате и здании в целом.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок
Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:
Примечание. Последние 3 схемы легко скомбинировать с контурами водяного напольного обогрева. Совмещать гравитационную радиаторную сеть с теплыми полами не всегда целесообразно – без электроэнергии принудительная циркуляция в греющих контурах невозможна.
Кратко выделим общие плюсы лучевой, попутной и тупиковой системы:
Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется из трубопроводов в расширительный бак открытого типа.
Теперь о значимых недостатках:
Дополнение. Для автоматического регулирования теплоотдачи батарей при самотеке понадобятся специальные радиаторные клапаны с увеличенным проходным сечением.
Какую схему лучше выбрать
Подбор разводки выполняется с учетом многих факторов – площади и этажности частного дома, выделяемого бюджета, наличия дополнительных систем, надежности электроснабжения и так далее. Дадим ряд общих рекомендаций по выбору:
Совет. Отопление дачи на 2—4 маленьких комнаты можно организовать с помощью однотрубной горизонтальной системы с нижней разводки – «ленинградки».
Если коттедж планируется отапливать радиаторами, теплым полом и водяными калориферами, стоит взять на вооружение тупиковый либо коллекторный вариант разводки. Две указанные схемы легко комбинируются с другим отопительным оборудованием.
Как рассчитать диаметр труб
При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:
Совет. Выше на примерах схем довольно точно проставлены диаметры магистралей и подводок. Указанную информацию можете использовать при разработке проекта отопления жилища.
Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно иженерным расчетам. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:
Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.
Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:
Справка. Скорость движения теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом принимается из диапазона 0.3…0.7 м/с. При самотеке течение медленнее – 0.1…0.3 м/с.
Продолжение примера. Посчитанный расход 258 кг/ч обеспечивается насосом, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / (3600 х 0.4) = 0.00018 м². Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – Ø25 мм).
Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.
Заключительный вывод
Практика показывает, что 2-трубная тупиковая система подходит для отопления большинства средних жилых домов. Техническое решение подкупает простотой и приемлемой стоимостью монтажных работ. Коллекторная и попутная разводка обойдется дороже – играет роль цена оборудования и протяженность линий. Взгляните на схему с петлей Тихельмана – распределяющие трубопроводы одинакового диаметра идут по всему периметру здания.
Отдельный разговор — двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией воды. В условиях частых перебоев с электроэнергией лучше не рисковать и не гнаться за красотой интерьеров, а смонтировать энергонезависимый обогрев. Высокие первоначальные вложения компенсируются теплом и низким потреблением электричества.
Двухконтурная система отопления для частного дома, схемы
Отправим материал на почту
Двухконтурная система отопления в частном доме подразумевает прокладку двойного ряда трубопровода. Первый используется для подачи разогретого теплоносителя от котла и носит название «подача». Второй – отводит остывшую жидкость (воду, антифриз), возвращает её в отопительный элемент для очередного подогрева. Эта ветвь называется «обратка».
Двухконтурная система отопления
Данный способ раскладки – самый популярный способ эффективного отопления частного дома. Он намного эффективнее, в сравнении с одноконтурным, так как теплоноситель распределяется более рационально, что обеспечивает лучшую отдачу тепловой энергии.
В отопительных системах двухконтурного типа присутствуют 2 соединённые с радиатором трубы, которые выполняют иное назначение. Одна переносит разогретый до заданной температуры теплоноситель, вторая – выводит остывшую жидкость и передаёт её в котёл для последующего нагревания. Это обеспечивает то, что в батарею, установленную следующей (в ветви), остывшая вода уже не попадает. В большинстве случаев теплоноситель циркулирует в одном направлении. Также существуют отопительные системы, в которых передача теплоносителя происходит навстречу друг другу. Но встречаются они не так часто, как односторонние.
Важно! Монтаж двухконтурной системы отопления считается трудоёмким и требует большего расхода труб, в сравнении с одноконтурной. Однако эти затраты отражаются лучшей эффективностью и практичностью в последующей эксплуатации.
Двухтрубная система отопления коттеджа даёт возможность поддержания комфортной температуры в конкретных комнатах по отдельности. Кроме того, она может быть автоматизирована таким образом, что будет отключаться при достижении заданного значения температуры. После остывания – запускается снова, снижает расход энергоносителя. Также это оптимизирует микроклимат внутри помещения, постоянно поддерживается определённый режим (отсутствуют резкие перепады: жарко или холодно).
Полезно! Отличительной чертой двухтрубных систем отопления является присутствие отдельной магистрали для подачи теплоносителя в каждую батарею. В таких схемах каждый радиатор снабжён двумя патрубками: подводящим и отводящим.
Разновидности разводки
Как уже упоминалось, существует множество различных способов раскладки. Каждая из них имеет определённые свойства и отличия. Поэтому рассмотрим их более подробно.
Открытая
Здесь подразумевается соединение трубопровода с открытым расширительным баком. Закрывающая его крышка не герметична и способна пропускать воздух из помещения. Размещается он в самой высокой точке, на чердаке или под потолком котельной.
Такая схема является самой простой, но и требующей постоянного внимания. Жидкость испаряется и регулярно приходится контролировать уровень и доливать новую. Недостаточное количество жидкости приводит к тому, что в трубопровод затягивается воздух, который становится причиной возникновения воздушной пробки и неправильной работы отопления.
Важно! Открытая двухконтурная система отопления, схема которой приведена чуть ниже, является самой простой и наименее затратной по количеству составляющих.
Закрытая
Здесь система построена по аналогичному принципу: с расширительным баком. Однако это уже не обычная ёмкость с крышкой, а специальный резервуар, внутри которого имеется упругая перегородка, мембрана. В одной половине находится вода, в другой – сжатый воздух с определённым давлением.
Принцип работы мембранного расширительного бака заключается в следующем. При возрастании давления воды (это происходит при её нагревании и соответствующем расширении, что отражается на давлении) происходит расширение водяного отсека, который наполняется большим объёмом воды. Одновременно с этим происходит пропорциональное сжатие «воздушной» камеры.
В результате снижения объёма, начинается возрастание давления воздуха до момента, пока не уравновесится давление воды. Когда разряжение системы снижается, начинается сокращение мембраны и уменьшение отсека, заполненного водой, в результате которого начинается «выталкивание» теплоносителя обратно в трубопровод, тем самым компенсирую снижение давления.
Такое устройство расширительного резервуара обеспечивает постоянную отдачу воды до момента, пока давление воды и воздуха не достигнут одинакового значения. Кроме того, мембранный расширительный бак снижает вероятность внезапного скачка давления (гидроудара).
Полезно! Гидроударом в системе отопления называют внезапное изменение скорости циркуляции теплоносителя, которое происходит при резком перекрытии трубопровода. Возросшее разрежение негативно сказывается на целостности труб или запорной арматуры.
Нижняя и верхняя
Отличие между этими схемами заключается в расположении труб относительно друг друга. Для двухконтурной системы отопления с верхней разводкой подразумевается монтаж трубы, подающей воду на максимальной высоте (над окнами, под потолком). «Обратка», трубы, возвращающие воду в котёл, размещаются как можно ниже (вдоль пола).
Расширительный бак для таких систем обязателен. Устанавливаться может как закрытый, так и открытый (не герметичный) резервуар. Преимущество такой схемы двухконтурной системы отопления заключается в большой скорости циркуляции теплоносителя, недостаток – в том, что практически половина тепла уходит вверх (так как «подача» находится очень высоко).
При проектировании двухконтурной системы отопления с нижней разводкой «подачу» монтируют непосредственно над «обраткой» (в крайнем случае – на уровне «под подоконником»). Здесь не наблюдается высоких давлений внутри трубопровода, поэтому допускается вариант образования «воздушных пробок». Проблема решается установкой кранов Маевского на каждом из этажей.
Монтаж расширительного бака возможен в любом месте: на чердаке или в котельной. Преимущество такого метода заключается в том, что нижняя разводка не так «бросается в глаза», что важно при соблюдении соответствующего интерьера помещения. Минус схемы в том, что она не сможет качественно работать без дополнительного циркуляционного насоса (встроенного в котёл или установленного отдельно).
Горизонтальная и вертикальная
Горизонтальные двухконтурные схемы отопления – наиболее популярный вариант раскладки для одноэтажных загородных коттеджей. Преимущество такого способа отражается целым спектром положительных качеств:
Полезно! Двухконтурная горизонтальная система отопления может быть закрытой или открытой. В её схеме может присутствовать обычный или мембранный расширительный бачок.
Вертикальная разводка применяется в коттеджах с двумя, тремя и более, этажами. Принцип её работы заключается том, что с помощью мощного циркуляционного насоса, теплоносящая жидкость подаётся на верхний этаж, откуда самостоятельно стекает вниз. Тем самым он попадает во все стояки и радиаторы, обеспечивая оптимальную температуру помещения. Расширительный бак размещается как можно выше. Например, это может быть чердак или мансардное помещение.
Важно! В сравнении с горизонтальной схемой, вертикальная разводка более эффективна, так как здесь нагнетается большее разряжение, что положительно сказывается на скорости циркуляции воды и быстром прогреве помещений.
Тупиковая
Двухтрубные тупиковые (плечевые) схемы – наиболее популярные варианты раскладки труб отопления для загородных домов. Она представляет собой следующее:
Наиболее популярной такая методика является в совокупности с нижней горизонтальной разводкой, где обе трубы проходят через батареи в открытую.
При необходимости деления теплоносителя на 2 и более частей большого строения, осуществляется деление на несколько отдельных ветвей, которые соединяются с одним стояком. Отличительной чертой такой схемы является то, что протяжённость каждого трубопроводов и их тепловые нагрузки могут быть разными. Конкретные параметры перечисленных условий определяются индивидуально и зависят от конструктивных особенностей дома.
Уравновешивание тепловой нагрузки ветвей, отличающихся протяжённостью и количеством радиаторов, происходит балансировкой – ограничение потока теплоносителя. В этой роли выступает регулировочная запорная арматура (краны, вентили). Монтируются они на выходном патрубке батареи или (в некоторых случаях), на всём плече.
Кольцо Тихельмана
Устройство такой двухконтурной системы отопления происходит по принципу аналогичному тупиковой схеме. Разница между ними проявляется лишь в нескольких признаках:
В таких системах подразумевается горизонтальная нижняя раскладка, которая «прячется» под напольным покрытием, в редких случаях – оставляется открытой и монтируется на стене. Третьим вариантом расположения кольца является вытягивание на потолочном перекрытии, которое в дальнейшем скрывается натяжным или подвесным потолком. Трубные ответвления опускаются к радиаторам.
Главная особенность кольцевых «попуток» заключается в идеальном гидравлическом равновесии. Важным является тот факт, что расстояние «до» и «от» радиатора одинаково. Такая конструкция контура способна поддерживать практически идеальный показатель гидравлического равновесия. Кроме того, в направлении к радиаторам и обратно, вода проходит одинаковое расстояние.
Лучевая схема
Не менее популярный способ разводки двухконтурной системы отопления коттеджа. Здесь подразумевается соединение трубопровода через специальные распределительные коллекторы. Их соединение с радиаторами происходит по кратчайшему пути (встраивается в пол или потолок).
Коллектор устанавливается в котельной. Его функция заключается в получении и возвращении теплоносителя в котёл по двум магистралям: «подаче» и «обратке». Регулировка температуры происходит за счёт регулировочной арматуры. Кроме того, при установке на клапан термоголовок RTL или сервоприводов, становится возможной автоматическая регулировка параметров прогрева помещения.
Встречная и попутная циркуляция воды
Принцип действия здесь объясняется самим наименованием систем. В попутной жидкость циркулирует в одном направлении. Особенностью встречных считается её циркуляция холодной жидкости в противоположном тому, которое она получает в сравнении с направлением движения от отопительного оборудования.
Варианты подключения к двухконтурному котлу
Двухконтурными котлами называют оборудование, способное работать с двумя ветками: системой отопления и системой горячего водоснабжения дома. Популярность таких раскладок объясняется их универсальностью и комфортом.
Схемы отопления с двухконтурным котлом разрабатываются по принципу, аналогичному вышеописанным примерам. Основное отличие здесь заключается в наличии ещё одной, дополнительной ветви, получившей название контура горячего водоснабжения. Простыми словами это трубопровод между нагревателем и краном (смесителем).
Полезно! Отличительной чертой раскладки с двухконтурным котлом считается то, что тепловая энергия в них расходуется для подогрева воды в отопительной системе и обеспечении горячим водоснабжением.
Практика подтверждает, что при последующей эксплуатации таких раскладок наблюдается такая статистика:
В больших по площади и качественно утеплённых домах режим работы двухконтурных котлов не имеет значения. Стены обеспечивают высокую инерционность, что отражается на продолжительном сохранении заданного значения температуры.
В небольших домах с плохой теплоизоляцией, важна инерционность котла. В этом случае необходимо добиться того, чтобы теплоноситель в трубах и радиаторах не остывал как можно дольше. Вопрос решается установкой элементов с большим сечением (внутренним объёмом).
Важно! Если ожидается увеличенное потребление горячей воды (ГВС), двухконтурный котёл лучше заменить обычным.
Заключение
В сравнении с одноконтурной, двухконтурная система отопления более прогрессивна и надёжна. Её основным недостатком являются большие затраты, связанные с приобретением материалов и их монтаже. Однако всё это положительно отражается в последующей эксплуатации и КПД работы. Кроме того, необходимо заметить, что подбор, расчёт и монтаж отопительной системы коттеджа – дело сложное и консультация профессионала здесь лишней не будет.