Двухтрубная система отопления частного дома: самостоятельный расчет

Название системы «двухтрубная» говорит само за себя. Для работы требуется две трубы: одна подаёт подогретый до требуемого градуса теплоноситель, а вторая – возвращает его к котлу для восполнения потерянной температуры.

Балансировка

Смысл данной операции в том, чтобы уравновесить все ветви системы и отрегулировать в каждой из них расход воды. Для этого каждое ответвление надо правильно подключить к магистралям, то есть, установить на врезке специальные балансировочные вентили. Также регулировочные краны или термостатические клапаны устанавливаются на подводках ко всем радиаторам.

Осуществить точную балансировку своими руками не так-то просто, нужно иметь соответствующие приборы (хотя бы манометр для измерения перепада давления на балансовом вентиле) и выполнить расчеты на потери давления. Если ничего этого нет, то надо после испытаний заполнить систему, спустить воздух и включить котел. Далее, балансировка двухтрубной системы производится на ощупь, по степени прогрева всех батарей. Находящиеся рядом с теплогенератором приборы надо «прижимать», чтобы больше тепла уходило к дальним. То же и с целыми ветвями системы.

Плюсы системы

Минус системы в более высокой стоимости за счет количества материалов и деталей

Двухтрубные конструкции более сложные, чем при использовании одной трубы. При этом они становятся самым популярным способом обогрева частного и многоквартирного дома. Положительные черты:

  • Температура воды для каждого участка контура одинакова.
  • Можно регулировать каждую батарею. Владелец может установить термостаты на разные радиаторы и настраивать устройство на нужную температуру. На теплоотдачу остальных батарей в доме это не повлияет.
  • Минимальные потери давления. Благодаря этому свойству можно применять маломощный циркуляционный насос.
  • Система продолжает функционировать даже после выхода из строя одной из батарей. При проведении ремонтных работ не нужно выключать отопление во всем доме.
  • Можно устанавливать в здании с любым количеством этажей и разной площадью.

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

Системы, в которых теплоноситель циркулирует по законам гравитации, по большей части ограничены частными домами (о схеме отопления частного дома с естественной циркуляцией рассказано в статье), отдельными малоэтажными зданиями, располагаемыми за пределами города — либо их проектируют там, где нет постоянного снабжения электроэнергией.

В таких зданиях чаще предусмотрены системы с естественной циркуляцией

Главное достоинство такой системы состоит в том, что при условии централизованной подачи воды она не зависит от электричества (об электроснабжении многоквартирных жилых домов читайте в статье).

Есть и другие плюсы, но и недостатки тоже имеются:

Достоинства Недостатки
  1. Несложное устройство и максимальная простота в эксплуатации.
  2. Отсутствие вибрации и другого шума, так как теплоноситель движется с небольшой скоростью.
  3. Длительный срок (до 40 лет) службы без капремонта.
  1. Невысокое давление в сети ограничивает радиус циркуляции.
  2. Необходимость увеличения диаметра труб до 7% повышает себестоимость системы.
  3. Из-за большой теплоёмкости воды, циркулирующей с малым напором, система медленно включается в работу.
  4. По этой же причине в трубах, проходящих через неотапливаемое помещение, может замёрзнуть вода.

Учитывая, что в однотрубной системе происходит интенсивное ослабление напора, и движение теплоносителя замедляется, не прогревая до нужной температуры помещения невысокого здания, предусматривая естественную циркуляцию, лучше проектировать двухтрубную систему.

Обратите внимание: для многоэтажек с гравитационной циркуляцией тепла, больше подходит система однотрубная.

Вариант с подачей и обраткой (двухтрубный) применяется только когда предусмотрено принудительное движение теплоносителя, обеспечиваемое насосом.

Индивидуальный узел распределения тепла в многоэтажном доме с принудительной циркуляцией

Примечание: чтобы в двухтрубной системе с гравитационным движением теплоносителя создать нормальное давление, приходится увеличивать расстояние от теплообменника до нижних отопительных приборов. Как минимум оно должно составлять 3 м.

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

Рекомендуем прочесть: автономное отопление многоквартирных домов.

Читайте также:  Двухтрубная разводка системы отопления: классификация, типы и виды

Особенности отопления высотных зданий

Высотными называют здания, имеющие свыше 25 этажей. Такая этажность вызывает определённые трудности как в подаче воды наверх, так и в обустройстве системы отопления.

Стрелками показаны места нахождения технических этажей

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

Такое количество технических этажей требуется для того, чтобы располагать оборудование, обеспечивающее работу инженерных коммуникаций – в том числе и отопления.

В высотных зданиях зона обслуживания не может превышать определённую высоту.

Параметры технических этажей определяются, исходя из значения гидростатического давления теплоносителя в отопительных приборах нижнего уровня. Их высота должна соответствовать габаритам размещаемого в них оборудования: воздуховодов, котлов, насосов, теплообменников.

Если гидростатическое давление в отопительных приборах варьируется в пределах 0,6-1,0 Мпа, высота зон обслуживания обычно не превышает 55 метров (17-18 этажей).

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

В каждой из них обустроена своя система отопления, подключаемая к наружному теплопроводу, но изолированная от других систем, есть свой теплообменник, расширительный бак, подпиточный и циркуляционный насос.

В высотных зданиях обычно оборудуются индивидуальные отопительные пункты (ИТП), которые располагают в подвальных этажах, где находится основное насосное оборудование и теплообменники. Почти всегда они рассчитаны на максимальное давление в 1,6 Мпа, при котором гидравлически изолированная система имеет предел 160 метров.

Оборудование технического этажа

В здании с такой высотой устраивают или две зоны по 80 м, или три по 55-50 м – каждую со своим контуром. Причём, водо-водяное отопление может быть только в двух первых зонах — в третьей и выше (если этажей больше) проектируется пароводяное или комбинированное.

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

На заметку: пар вместо воды используется потому, что он не даёт большого гидростатического давления.

Его подают на технический этаж, предшествующий верхней зоне, на котором оборудован свой ИТП с полным набором оборудования – в том числе, и регулирующего. В зданиях, высота которых превышает 250 м, могут прибегать к устройству электро-водяного отопления.

Системы отопления высотных зданий нередко разделяются по фасадам (сторонам горизонта), и в каждом отделе имеется своя автоматизированная система, регулирующая температуру теплоносителя.

Преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления

К достоинствам двухтрубной системы отопления стоит отнести возможность:

Преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления
  • обеспечения всей радиаторов одинаковым по степени нагрева теплоносителем. Это позволяет избавиться от проблемы, характерной для однотрубной системы, при которой самая дальняя от котла батарея не позволяет обеспечить достаточный уровень обогрева помещения;
  • ручной регулировки степени нагрева радиаторов отопления в конкретной комнате. При отключении обогрева в одной комнате, остальные продолжать получать тепло в необходимом объёме;
  • организации обогрева в строениях любого уровня сложности. Двухтрубная система позволит одинаково эффективно обогреть одно- и двухэтажное строение;
  • использования труб, всех видов арматуры и фитингов с меньшим размером поперечного сечения;
  • выполнения ремонтных работ без отключения системы отопления. Для демонтажа и последующей установки радиатора достаточно перекрыть определённую ветвь.

Из недостатков по сравнению с однотрубным вариантом следует отметить:

Преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления
  • более высокую стоимость. Из-за необходимости использования удвоенного количества труб, фитингов и запорной арматуры затраты возрастают практически вдвое;
  • сложность выполнения монтажных работ. Приходится прокладывать два трубопровода вместо одного;
  • более длительный монтаж из-за повышенных техтребований.

Двухтрубная система с верхней разводкой

Магистраль подающего трубопровода прокладывается под потолком, обратка – по полу. Это объясняет постоянно высокое давление в системе, позволяет применять трубы одинакового диаметра даже при формировании конструкции самотечного типа. Расширительный бак нужно устанавливать на чердак, обязательно утеплив его, или поместить между перекрытием – нижняя часть остается в отапливаемой комнате, верхняя – на чердаке.

Специалисты рекомендуют монтировать верхнюю магистраль выше уровня оконных проемов. В этом случае доступно размещение расширительного бака под потолком, при условии достаточной высоты стояка, чтобы обеспечить давление в системе. Труба обратной подачи выкладывается по полу или опускается под него.

Важно! Если труба обратного поступления воды монтируется в стяжке пола или под ним, применять соединительные муфты нельзя, чтобы не допустить течи.

Читайте также:  Газовый котел Fondital — неисправности и неполадки

В случае с верхней разводкой на виду остаются верхние трубы, что не улучшает внешний вид комнаты, также часть тепла остается наверху, не используется для прогрева помещений. Можно пустить трубы проходящей магистрали под радиаторами, а чтобы обеспечить нормальную циркуляцию, установить насос, что позволяет применять трубы малого диаметра.

Рекомендуем к прочтению:Схема и монтаж отопления с газовым котлом в частном доме

В двухэтажных строениях частного типа верхняя разводка считается эффективной и помогает добиться хорошего прогрева всех комнат. Расширительный бак ставится в самую высокую точку, котел – в подвал. Такая разница высоты гарантирует оперативность транспортировки теплоносителя, доступность подключения емкости для обеспечения ГВС – циркуляция воды обеспечит постоянный приток горячей воды ко всем приборам.

Если установить в доме газовый или энергонезависимый котел, то схема становится автономной. Для сокращения расходов следует рассмотреть вариант совмещения одно- и двухтрубной системы отопления. Например, сделать теплый (одноконтурный) пол на втором этаже, а на первом оборудовать двухконтурную конструкцию.

Достоинства схемы в:

  • скорости движения теплоносителя;
  • максимальном и ровном прогревании помещений;
  • исключении риска образования воздушных пробок.

К минусам относят большой расход комплектующих, недостаточность энергии для прогрева больших помещений и трудности с размещением расширительного бака.

Выбираем тип разводки и способ подключение приборов отопления

Для двухэтажного, так:

Выбираем тип разводки и способ подключение приборов отопления

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой таких недостатков не имеет. Прокладка трубопровода подачи и обратки может проходить по подвалу или под полом, что более привлекательно с точки зрения эстетики и менее затратно, со стороны количества материала.

Выбираем тип разводки и способ подключение приборов отопления

Вывод: для одноэтажного дома наиболее привлекательными будут схемы двухтрубной горизонтальной СО с нижней разводкой и перекрестным подключением радиаторов. Для двухэтажного дома следует выбирать вертикальные СО с нижним подводом теплоносителя и аналогичным способом монтажа батарей.

Выбираем тип разводки и способ подключение приборов отопления

Подбор труб по диаметру

Выбор сечения труб нужно производить исходя из объема теплоносителя, который должен проходить за единицу времени. Он, в свою очередь, зависит от тепловой мощности, которая требуется для обогрева помещения.

В наших расчетах мы будем исходить из того, что размер тепловых потерь известен и имеется числовое значение теплоты, необходимой для обогрева.

Начинают расчеты с конечного, то есть самого дальнего радиатора системы. Чтобы вычислить расход теплоносителя для комнаты, понадобится формула:

G=3600×Q/(c×Δt), где:

  • G − расход воды на обогрев помещения (кг/ч);
  • Q − тепловая мощность, необходимая для обогрева (кВт);
  • c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);
  • Δt − разность температур между горячим и охлажденным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Например, известно, что тепловая мощность для обогрева помещения равняется 3 кВт. Тогда расход воды составит: 3600×3/(4,187×20)=129 кг/ч, то есть около 0,127 куб. м воды в час.

S=GV/(3600×v), где:

  • S − площадь поперечного сечения трубы (м2);
  • GV − объемный расход воды (м3/ч);
  • v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.

Если в системе используется естественная циркуляция, то скорость движения будет минимальной − 0,3 м/с. Но в рассматриваемом примере возьмем среднее значение — 0,5 м/с. По указанной формуле рассчитаем площадь сечения, а исходя из нее − внутренний диаметр трубы. Он составит 0,1 м. Подбираем полипропиленовую трубу ближайшего большего диаметра. Это изделие с внутренним диаметром 15 мм.

Затем переходим к следующему помещению, рассчитываем расход теплоносителя для него, суммируем с расходом для рассчитанного помещения и определяем диаметр трубы. И так до самого котла.

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

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Особенности двухконтурного распределения воды:

  • если все элементы системы рассчитаны правильно, то каждый радиатор получает теплоноситель одинаковой температуры;
  • изменение протока воды через одну батарею вследствие регулировки мало влияет на работу соседних отопительных приборов;
  • число радиаторов на одной ветви может достигать 40 шт. при условии, что производительность насоса и диаметр подводящих труб обеспечивает расчетный расход воды.
Читайте также:  Как выбрать инфракрасный нагреватель? Сравнение ИК нагревателей

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.

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Двухтрубная классическая разводка закрытого типа — подключение к напольному котлу

Типы «ленинградки»

Классическая горизонтальная схема уже была приведена в качестве примера при описании видов циркуляции. Информацию стоит дополнить тем, что радиаторы должны строго располагаться на одной линии. Монтаж магистрали однотрубной системы может проводиться чуть выше уровня пола, внутри и под полом, что повышает эстетику и избавляет от дополнительных хлопот по уходу за трубами. Следует учесть, что коммуникации при скрытом монтаже теряют тепло, поэтому им требуется теплоизоляция.

В зависимости от расширителя схема может быть открытого типа — без насоса, или закрытого — с насосом. Конструкция рекомендована для домов разной этажности, отопительный контур которых достигает 30 м.

Вертикальная схема состоит из магистрали, проложенной на чердаке, от которой спускаются трубы, подающие воду в радиаторы. Обогревательные устройства устанавливаются у окон строго друг над другом. Так как основная труба проходит через холодное помещение, для нее требуется утепление.

Магистраль располагают под небольшим углом. Схема нагревательного одноэтажного отопления отличается от аналогичной для двухэтажного дома числом горизонтальных линий с батареями. Как и при естественной циркуляции, для вертикальной системы подходят трубы большого внутреннего сечения. При усложнении контура требуется настройка гидродинамического сопротивления, с которой справляются насос и игольчатые вентили.

По внешнему виду вертикальная схема отопления двухэтажного частного дома «ленинградка» с насосом проигрывает горизонтальной, так как спрятать коммуникации невозможно.

Кроме двух основных типов существуют комбинации, сочетания по развязке и виду циркуляции.

Достоинства и недостатки двухтрубных систем отопления

Двухтрубное отопление отличается своей универсальностью. Оно одинаково хорошо работает как в небольших постройках, так и в многоэтажных зданиях, в том числе и в высотных жилых домах. Давайте рассмотрим основные плюсы двухтрубных систем:

При использовании двухтрубного отопления даже самые отдаленные батареи в доме смогут обеспечивать теплом на приемлемом уровне.

  • Повышенная длина одной линии (контура) – это актуально при обогреве вытянутых в длину зданий, например, больничных или гостиничных корпусов;
  • Равномерная подача тепла в помещения – в отличие от однотрубных систем, тепло будет даже в самых дальних от котла помещениях;
  • Двухтрубное отопление позволяет без труда организовать раздельную регулировку температуры в отдельных комнатах и помещениях – для этого на каждую батарею ставятся терморегулирующие головки;
  • Возможность демонтажа батарей и конвекторов без остановки всей отопительной системы – немаловажное преимущество, проявляющееся в крупных зданиях;
  • Двухтрубное отопление как нельзя лучше подходит для обогрева зданий большой площади – для более равномерного распределения тепла применяются определенные схемы разводки труб и подключения отопительных приборов.

К сожалению, не обошлось без определенных минусов:

  • Большие затраты на приобретение оборудование – по сравнению с однотрубными системами отопления, двухтрубные требуют увеличенного количества труб;
  • Сложность в монтаже – сказывается увеличение количества узлов и необходимость оптимального распределения теплоносителя по обогреваемым помещениям.

Тем не менее плюсы полностью перекрывают вышеуказанные минусы.