Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома

Как работает

Принцип работы

Схема такой системы отопления довольно проста. В основе всего стоит любой котел. Он нагревает теплоноситель подаваемый по трубе, исходящей из котла. Почему такая схема называется однотрубной? Потому что по всему периметру прокладывается одна труба, которая исходит из котла и входит в него же. В нужных местах на кронштейны устанавливаются радиаторы и подсоединяются к трубе. Теплоноситель (чаще всего вода) движется от котла, наполняя первый радиатор в узле, потом второй и так далее. В конце вода возвращается в исходную точку и цикл повторяется. Происходит непрерывный процесс циркуляции.

Следует отметить, что собрав такую схему, можно столкнуться с одной трудностью. Так как скорость продвижения теплоносителя может быть небольшая, то возможны потери температуры. Почему? Если говорить о двухтрубной системе, то принцип ее работы таков: по одной трубе вода попадает в батарею, по другой выходит из неё. В таком случае его движение проходит сразу через все радиаторы, и потери тепла не происходит.

В однотрубной же системе теплоноситель поступает во все батареи постепенно и, проходя через них, теряет температуру. Так, если при выходе из котла температура носителя была 60˚ C, пройдя по всем трубам и радиаторам, она может снизиться до 50˚C. Что делать в таком случае? Для преодоления таких колебаний можно увеличить теплоемкость батарей в конце цепочки, повысив их теплоотдачу, или повысить температуру в самом котле. Но все это приведет к дополнительным затратам, которые невыгодны и делают стоимость отопления дороже.

Чтобы избавиться от такой проблемы без больших затрат, нужно увеличить скорость движения теплоносителя по трубам. Для этого есть 2 способа:

Технология монтажа насоса в систему отопления

Поставить циркуляционный насос. Так можно значительно увеличить скорость движения воды в системе. В этом случае потери тепла на выходе значительно уменьшатся. Максимум потерь может составить несколько градусов. Такие насосы работают от электричества. Следует учесть, что для загородных домов, где часто отключают электричество, такой вариант не будет идеальным.

Установка коллектора сразу за котлом

Установить разгонный коллектор. Это высокая прямая труба, благодаря которой вода, проходя по ней, набирает большую скорость. Тогда теплоноситель в системе с естественной циркуляцией делает полный круг быстрее, что тоже решает проблему потери тепла. Особенно хорошо применять такой способ в многоэтажном доме, так как в одноэтажном с низкими потолками работа будет неэффективной. Для нормального функционирования коллектора его высота должна быть больше 2, 2 м. Следует знать, что чем выше будет разгонный коллектор, тем быстрее, эффективнее и тише будет происходить движение в трубопроводе.

В такой системе обязательно должен быть расширительный бачок, который лучше устанавливать в верхней точке. Он действует как стабилизатор, контролируя повышение объема теплоносителя. Как он работает? При нагреве объем воды увеличивается. Эти излишки попадают в бак, предотвращая возникновение избыточного давления. Когда температура падает, объем снижается и из расширительного бака попадает обратно в сеть обогрева.

Вот и весь принцип работы однотрубной системы отопления. Это замкнутый контур, в который входит котел, магистральные трубы, радиаторы, расширительный бачок и элементы, обеспечивающие циркуляцию воды. Различают принудительную циркуляцию, когда всю работу выполняет насос, и естественную, при которой монтируется разгонный коллектор. Отличием такой конструкции является то, что в ней не предусмотрена труба обратного действия, по которой теплоноситель возвращается к котлу. Вторая половина такой разводки называется обраткой.

Обвязка батарей

До того, как сделать отопление в доме самостоятельно, нужно подумать еще и о количестве арматуры, которая будет использоваться в системе. В том случае, если планируется только отключение радиаторов, то достаточно будет двух шаровых кранов, установленных на подводках с каждой стороны отопительных приборов. Такие краны довольно надежны и долговечны, поэтому проблем с ними не будет.

Другое дело, если систему нужно будет настраивать. Чтобы отрегулировать проходимость теплоносителя, потребуются радиаторные клапаны. Конструктивно они представляют собой обычные вентили, в которых установлен металлический клапан. Для автоматической настройки проходимости подводок лучше взять клапаны с термоголовками, которые регулируют теплоотдачу батарей при изменении температуры воздуха в помещении.

Структура водяного отопления

Все жидкостные отопительные системы имеют схожий набор элементов:

1. Отопительное устройство. Как правило, это котёл. Но также из кирпича может быть построена дровяная печь с водяной рубашкой или камин с теплообменником. Топливо для генератора тепла может использоваться любое, начиная с электричества и заканчивая соляркой (в основном, всё зависит от его доступности для конкретного объекта). Если есть возможность подключиться к магистральному газу – это будет лучший вариант в соотношении «цена/практичность».
2. Отопительные приборы. Чаше всего используют радиаторы (чугун, алюминий, биметалл). Во многих случаях довольно удачным решением будет создание водяного тёплого пола. Также провести отопление в частном доме можно с использованием конвекторов, которые запитываются от водяной системы.

Тёплый пол и радиаторы без проблем могут «уживаться» в одной отопительной системе.

Трубопровод в виде закольцованного контура служит для транспортировки теплоносителя. Есть множество схем прокладки труб, выбор зависит от общестроительных факторов и общей структуры отопительной системы.
Вспомогательное оборудование. Для нагнетания воды в трубах применяются циркуляционные насосы. Запорно-регулирующая арматура (краны, клапаны, термоголовки) позволяет сбалансировать теплоотдачу, качественно распределить тепло по дому. Расширительные баки нужны, чтобы в случае необходимости снять избыточное давление. В закрытых системах для контроля давления используют сбросные клапаны.

Конструктивные особенности схемы отопления

В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: «Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах «). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам.

Варианты устройства двухтрубной системы

Основным отличием двухтрубной схемы обогрева частного дома является подключение каждой батареи к магистрали как прямого, так и обратного тока, что увеличивает в два раза расход труб. Зато у владельца дома появляется возможность регулирования уровнем теплоотдачи каждого отдельно взятого отопительного прибора. В итоге можно обеспечить разный температурный микроклимат в комнатах.

При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.

Вертикальная система с нижней разводкой

Устраивают ее следующим образом:

• От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
• Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
• От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.

При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Вертикальная система с верхней разводкой

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

• Тупиковая схема (А). Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
• Схема с попутным продвижением воды (Б). Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
• Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В). Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.

Как устроена водяная система отопления?

Принцип функционирования водяного отопления достаточно прост. Конструкция представляет собой замкнутую систему, состоящую из нагревательного котла, трубопровода и радиаторов.

Котел разогревает теплоноситель, это может быть вода или раствор на основе одного из гликолей, который по трубам поступает в радиаторы, расположенные в отапливаемом помещении. Батареи нагреваются и отдают тепло в воздух, за счет чего нагревается уже само помещение. Остывший теплоноситель по трубам возвращается к котлу, где нагревается вновь и цикл повторяется.

Водяное отопление — замкнутая система, в которой циркулирует теплоноситель: 1 — расширительный бак; 2—автоматический блок управления; 3—вихревой генератор; 4 — циркуляционный насос; 5—бак-термос

Циркуляция теплоносителя, на которой основаны все  системы водяного отопления, может осуществляться двумя способами — естественным и принудительным.

Вариант #1 — естественная или гравитационная

Процесс осуществляется за счет разных плотностей холодной и горячей воды. Нагретая жидкость становится менее плотной и, соответственно, весит меньше, поэтому стремится вверх, продвигаясь по трубам. Остывая, она уплотняется, после чего возвращается в котел.

Система с естественной циркуляцией работает за счет действия естественных сил гравитации

Главным достоинством естественной системы считается автономность, поскольку она не зависит от электричества, и предельная простота конструкции. К недостаткам относят необходимость использования большого количества труб, причем их диаметр должен быть достаточно велик, чтобы обеспечивать естественную циркуляцию. А так же отсутствие возможности использовать современные модели батарей с небольшим сечением и необходимость строгого соблюдения уклона не менее 2°.

Вариант #2 — принудительная система

Движение теплоносителя по трубам происходит за счет работы циркуляционного насоса. Образующиеся при нагреве излишки жидкости отводятся в специальный расширительный бачок, чаще всего закрытый, что предотвращает испарение воды из системы. В случае если в качестве теплоносителя выбирается раствор гликолей, расширительный бачок в обязательном порядке должен быть закрыт. Кроме этого в системе присутствует манометр, осуществляющий контроль за давлением.

Принудительная система подразумевает дополнительные расходы на расширительный бачок, манометр, насос, терморегуляторы и т.д.

Достоинства конструкции неоспоримы: малый объем теплоносителя, в качестве которого можно использовать не только воду, меньший расход труб, диаметр которых меньше, чем в предыдущем случае. Возможность регулирования температуры нагрева радиаторов, батареи могут быть любого типа с любым диаметром трубы. Основной недостаток – зависимость от подачи электричества, с помощью которого работает насос.

Более подробное сравнение этих двух вариантов можно посмотреть в этом видео:

Устанавливаем отопление схема и порядок работ

Водяное отопление своими руками производится по четкому плану действий.

Итак, у вас нарисована схема частного дома, на ней отмечены будущие батареи, просчитана длина труб, вы уже определились с системой отопления дома, изучили видео и готовы приступать к строительным работам своими руками.

По возможности, система секций должна быть шире оконного блока.

Однако на практике это не всегда выдерживается. Если окна частного дома не пропускают холодный воздух внутрь помещения, то суммарная длина всех секций может быть меньше, чем окно.

Установка радиаторов осуществляется четко по уровню и всегда ниже оконного проема. Красота, конечно, важна, но не первостепенна.

Случайно допущенный уклон, даже небольшой, создаст эффект подземной речки – со стороны приподнятого края будет раздаваться журчание жидкости. Поэтому проверяйте установку уровнем.

Важно соблюсти расстояния от пола и от стен. Идеальным принято считать расстояние от батареи до стены 3-5 м, а до пола – не более 10 см. Для удаления случайно попавшего воздуха стоит вмонтировать вентиль или кран Маевского

Для удаления случайно попавшего воздуха стоит вмонтировать вентиль или кран Маевского.

К развешенным радиаторам подводится штроба. Рассчитайте так, чтобы остался паз глубиной 4-6 мм от фитинга до края — при нагреве труба может увеличиться.

Используйте длину менее 10 метров или вваривайте изгибы для компенсации теплового расширения.

Есть варианты применения медных или нержавеющих труб, однако наиболее хорошо себя зарекомендовали в сочетании «цена-качество» армированные полипропиленовые.

Они относительно недорогие и их удобно монтировать.

Существуют разные модели подключения радиаторов, проводящих водяное теплоснабжение.

Нижняя схема (подвод и отвод присоединяются к нижним патрубкам секций), она чревата теплопотерями 12-15% и неравномерным прогревом батарей.

Ее стоит принять во внимание, когда есть риск попадания в систему песка и взвесей – они будут вынесены в грязевой фильтр. https://www.youtube.com/embed/BZ7Al3p9iO0. https://www.youtube.com/embed/BZ7Al3p9iO0

При одностороннем подключении подвод монтируется к верхней части секции, а обратка – к нижней части этой же секции. При таком подключении все секции прогреваются равномерно.

Если количество секций значительно, то оптимально применять диагональное подключение. Оно отличается от одностороннего тем, что отвод монтируется к нижней части противоположной секции.

Когда ясна схема подключения секций батарей отопления, приступаем к установке системы труб.

Конечно, стоит посмотреть видео монтажа и потренироваться на обрезках, оставшихся после того, как окончена установка трубы в штробу.

Оплавляем трубу и фитинг разогретым до 260 градусов паяльником. Совмещение нужно производить путем вдавливания меньшего сечения в большее.

Преимущества и недостатки однотрубной и двухтрубной систем отопления

Главное отличие двух схем отопления состоит в том, что двухтрубная система подключения более эффективна в работе благодаря параллельному расположению двух труб, одна из которых подает нагретый теплоноситель в радиатор, а другая – отводит остывшую жидкость.

Схема однотрубной системы представляет собой разводку последовательного типа, в связи с чем первый подключенный радиатор получает максимальное количество тепловой энергии, а каждый последующий нагревается все слабее.

Однако эффективность – важный, но не единственный критерий, на который нужно опираться, решая выбрать ту или иную схему. Рассмотрим все плюсы и минусы обоих вариантов.

Однотрубная система отопления

Преимущества:

• простота проектировки и монтажа;
• экономия материалов в связи с установкой только одной магистрали;
• естественная циркуляция теплоносителя, возможная благодаря высокому давлению.

Недостатки:

• сложный расчет тепловых и гидравлических параметров сети;
• проблематичность устранения допущенных при проектировке ошибок;
• все элементы сети взаимозависимы, при неисправности одного участка сети перестает работать весь контур;
• количество радиаторов на одном стояке ограничено;
• регулировка поступления теплоносителя в отдельную батарею невозможна;
• высокий коэффициент теплопотерь.

Двухтрубная отопительная система

Достоинства:

• возможность установки терморегулятора на каждый радиатор;
• независимость работы элементов сети;
• возможность врезки дополнительных батарей в уже собранную линию;
• простота устранения ошибок, допущенных на стадии проектирования;
• для увеличения объема теплоносителя в обогревательных приборах не нужно добавлять дополнительные секции;
• отсутствие ограничений протяженности контура по длине;
• теплоноситель с нужной температурой подается по всему кольцу трубопровода независимо от параметров нагрева.

Недостатки:

• сложная схема подключения по сравнению с однотрубной;
• больший расход на материалы;
• монтаж требует больших затрат времени и труда.

Таким образом, двухтрубная система отопления во всем отношениях более предпочтительна. Почему же хозяева квартир и домов отказывают от нее в пользу однотрубной схемы? Скорее всего, это связано с дороговизной установки и большим расходом материалов, необходимых для прокладки сразу двух магистралей. Однако следует учесть тот факт, что двухтрубная система предполагает использование трубы меньшего диаметра, которые стоят дешевле, поэтому общая стоимость обустройства двухтрубного варианта будет не намного больше, чем однотрубного.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Паровое отопление

котёл нагревает воду до той температуры, когда вода превращается в пар.собирательными и прямыми.

Преимущества парового отопления:

• недорогой монтаж и компактные размеры
• нет потери тепла в теплообменниках
• высокая теплоотдача
• пар, в отличие от воды, не замерзает в трубах
• экономичность

Недостатки парового отопления:

• пар постепенно разрушает трубы
• невозможно плавно регулировать температуру в посещении
• поверхность радиаторов раскаляется до высокой температуры, и при случайном касании можно получить ожёг

Этапы подготовки к установлению парового отопления:

1-й этап: выбираем паровой котёл. Его мощность аналогична мощности водяного котла. Он также работает на природном газе, твёрдом и жидком топливе.

2-й этап: выбираем трубы, по которым будет идти пар. Стальные трубы всем хороши, но у них низкие антикоррозионные свойства. Оцинкованные и нержавеющие трубопроводы хорошо противостоят коррозии, но стоят довольно дорого. Тот же недостаток и у медных труб, зато их легко вмуровывать в стены, они хорошо выдерживают высокую температуру и давление. Пластиковые трубы применять опасно, потому что они не выдерживают давления. Главное условие, независимо от материала труб покупайте трубы заводского изготовления. Монтировать их между собой необходимо в здании, а не на улице.

3-й этап: делаем схему устройства будущей отопительной системы. Учитывается общая длина трубопровода со всеми ответвлениями, материал, из которого он будет сделан, контрольно-измерительные приборы, предохранительная и запорная арматура, количество тройников и переходов. Опять-таки, всё это смогут сделать сотрудники фирмы, где Вы будете покупать всё необходимое.

4-й этап: устанавливаем паровой котёл. Помещение, где он будет размещаться, должно быть высотой не ниже 2,2 метра. Расстояние от стены до котла должно быть не менее метра. Стены должны быть сделаны из кирпича или облицованы огнеупорной плиткой. В помещении обязательно должно быть окно и работать система вентиляции. Котёл монтируется ниже уровня радиаторов. Это позволит пару подниматься вверх, а скопившийся конденсат самостоятельно стечёт обратно в котёл. Вместе с котлом проводится монтаж датчиков, клапанов, предохранителей и прочих устройств.

5-й этап: производится установка радиаторов. Они должны быть минимум 7-коленными. Их можно прикрепить к стене при помощи дрели, перфоратора и шуруповертов. В отопительную систему радиаторы монтируются посредством резьбового соединения или сварки. Соблюдение герметичности является жизненно важным! Иначе радиаторы будут пропускать пар. Монтаж труб осуществляется не ранее установки радиаторов.