С принудительной и естественной циркуляцией
Все представленные выше схемы могут создаваться на основе отопительных котлов любого типа. Например, схема печного отопления частного дома строится на основе дровяной или угольной печи, а разводка труб может выполняться практически по любой из вышеописанных схем. Правда, во многие из них не помешало бы добавить принудительную циркуляцию. Для чего она нужна?
Главным отличием системы с принудительной циркуляцией теплоносителя от системы с естественной является циркуляционный насос.
Как мы помним, для однотрубных отопительных систем характерно уменьшение температуры теплоносителя по мере удаления от котла – часть тепла остается в радиаторах. Эти потери частично компенсируются с помощью схемы «Ленинградка», но в некоторых случаях недостаточно и этого. Для того чтобы исправить ситуацию, в отопительную систему устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя.
Принудительная циркуляция необходима и во многих других схемах, в том числе в двухтрубных. Все дело в том, что небольшой диаметр современных полипропиленовых труб, многочисленные соединения и повороты создают гидравлическое сопротивление. Кроме того, применение принудительной вентиляции позволяет обеспечить более быстрый прогрев домовладений.
Достоинства и недостатки принудительной и естественной циркуляции
У каждой системы есть свои достоинства и недостатки:
При отапливании помещения с большим количеством радиаторов циркуляционный насос просто необходим.
- естественная циркуляция проще и дешевле – отсутствуют расходы на циркуляционные насосы;
- принудительная циркуляция позволяет улучшить работу отопления в больших зданиях – в некоторых случаях можно обойтись и естественной циркуляцией, но тогда увеличивается время прогрева системы;
- принудительная циркуляция характеризуется легким гудением – естественная циркуляция обладает полной бесшумностью.
То есть во всем есть свои преимущества и недостатки.
Двухконтурная разводка батарей
Двухтрубная система отопления отличается от однотрубной разделением на две трубы — подачи и возврата теплоносителя. Она обеспечивает равномерный обогрев всех комнат. Такую разводку используют в большинстве новых домов.
Принцип работы
В двухтрубной схеме вода из котла поступает к радиаторам по подающей трубе (магистрали).
Возле каждого радиатора подающая магистраль имеет соединительный входящий патрубок, через который теплоноситель поступает в батарею. Подающая магистраль заканчивается возле последнего радиатора.
Кроме входящего патрубка, у каждого радиатора предусмотрен выходящий патрубок. Он соединяет её с обратной трубой. Обратная магистраль начинается от первой батареи и заканчивается входом в котёл.
Таким образом, нагретая вода поступает в радиаторы равномерно и одинаковой температуры. Из каждого радиатора вода выводится в обратную трубу, где собирается и подаётся в котёл для последующего нагрева. Благодаря такому движению теплоносителя все комнаты в помещении прогреваются одинаково.
Чем отличается
Двухтрубная система отопления включает в себя элементы однотрубной системы и дополнительные устройства. Кроме котла, радиаторов, труб подачи и обратного сбора воды (так называемой обратки), двухтрубная схема включает также циркуляционный насос.
Большая протяжённость магистралей, наличие углов и поворотов в трубах подачи осложняет движение теплоносителя. Поэтому необходима его принудительная циркуляция электрическим насосом.
Фото 1. Циркуляционный насос модели 32-40, напряжение 220 Вольт, производитель – «Oasis», Китай.
Также в двухтрубной схеме присутствует больше кранов, регулирующих подачу воды и её количество. Такой кран устанавливается перед каждым радиатором — на входе и на выходе.
Классификация по расположению
В горизонтальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы горизонтально. Такая схема работает в отоплении одноэтажного дома или одного этажа многоэтажного коттеджа.
В вертикальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы, расположенных друг над другом, в одном «стояке». При этом есть отличия от однотрубной вертикальной схемы. Здесь — благодаря наличию трубы подачи и обратки, в вертикальном отоплении могут использоваться батареи любой ширины — многосекционные (поскольку стояки подачи и обратки могут быть удалены друг от друга). Поэтому эффективность двухтрубного вертикального обогрева — выше.
Справка! Желательно, чтобы батареи комнат, расположенных друг над другом, имели одинаковое количество секций. Так проще прокладывать вертикальную трубу обратки.
Нижняя и верхняя обвязка: что эффективнее
Термин «нижней» и «верхней» обвязки обозначает способ подключения батарей в систему отопления. При нижней обвязке входящая вода попадает в батарею через нижний патрубок.
Если она выходит из радиатора также внизу, то эффективность работы радиатора будет снижена на 20-22%.
Если выходящий патрубок будет расположен вверху, то эффективность работы радиатора будет снижена на 10-15%. В любом случае при нижней подаче воды в батареи эффективность обогрева снижается.
При верхней обвязке (подаче) входящий патрубок подключается к радиатору в верхней части. В таком случае движение теплоносителя организовывается эффективнее, батарея будет работать на 97-100% (97% – если входящие и выходящие патрубки расположены с одной стороны радиатора, и 100% – если входящий патрубок с одной стороны сверху, а выходящий — с другой стороны снизу).
Достоинства и недостатки
Достоинства:
- Подходит для организации отопления частных домов большой площади, при этом в систему обязательно врезается циркуляционный насос.
- Обогревает все комнаты на этаже или в стояке равномерно.
Недостатки:
- Обходится дороже однотрубной системы, поскольку требуется вдвое больше материалов — труб между котлом и радиаторами, а также соединительных устройств, кранов, вентилей.
- Циркуляционный электрический насос делает работу системы зависимой от наличия электричества.
Важно! Увеличение количества труб и количества теплоносителя в системе — приводит к росту гидродинамического сопротивления и не даёт возможность воде двигаться самотёком. Необходима принудительная циркуляция и работающий циркуляционный насос
Одноконтурная трубная разводка отопления
Принцип ее работы – обеспечение передвижения рабочей жидкости по одной трубе. Что это значит? По общему стояку нагретая вода или антифриз выдавливается на верхний уровень системы отопления, а радиаторы последовательно подключаются в трубе обратной подачи теплоносителя в котел. Очевидно, что верхние этажи или самые первые в схеме радиаторы будут нагреваться быстрее и сильнее, поэтому однотрубная система отопления используется только в одноэтажных или малоэтажных (2-3 этажа) домах, где разница в температуре подачи и обратки не так заметна. В одноэтажном доме все радиаторы будут нагреваться практически до одной и той же температуры.
Достоинства, особенности отличие однотрубной системы отопления:
- Соблюдение гидродинамического равновесия в системе;
- Простой проект, быстрый монтаж;
- Низкие финансовые и трудовые затраты из-за монтажа только одной магистрали без датчиков и других приборов контроля и автоматического управления;
- Организация движения рабочей жидкости по принципу естественной циркуляции (гравитационная схема), которая не требует врезки циркуляционного насоса и подключения электричества. Этим преимущественно и отличается однотрубная разводка от двухтрубной.
Но однотрубная система отопления имеет и недостатки, причем существенные:
- Сложные расчеты из-за необходимости соблюдения гидравлической устойчивости и высокого гидравлического сопротивления;
- Полная зависимость всех приборов и узлов системы из-за последовательного их включения;
- Для одного стояка самым оптимальным будет подключение не более 5-7 радиаторов;
- Нельзя регулировать температуру в каждом отдельном радиаторе;
- Высокие потери тепла.
Для владельцев одноэтажных загородных домов вопрос о том, какая лучше — однотрубная или двухтрубная система отопления и что лучше выбрать, не стоит – если дом одноэтажный, то однотрубное отопление – наилучший вариант и в плане монтажа, и в плане трудозатрат, и с точки зрения экономии энергоносителей.
Как можно усовершенствовать одноконтурную схему разводки
Если вы не знаете, что лучше выбрать — систему отопления однотрубную или двухтрубную – то остановитесь на промежуточном варианте, схема которого носит название ленинградка. В этой схеме добавлен байпас – трубная перемычка для каждого радиатора, позволяющая его обойти полностью или частично. В байпас врезается запорный кран, которым можно регулировать полную или частичную подачу тепла в обход батареи.
Кроме того, к байпасу можно подключить термодатчик, и контроль за температурой улучшится. Также с байпасом можно проводить ремонт или замену узлов без остановки всего отопления. Перемычку можно легко установить в уже работающую систему.
Собирается однотрубная система отопления частного дома по горизонтальной и вертикальной схеме. Если основным будет вертикальный стояк, то все отводы и радиаторы подключаются к нему сверху вниз. Горизонтальный стояк работает по принципу последовательного подключения радиаторов. И в первом, и во втором варианте разводки трубопровода будут появляться воздушные пробки, и это также можно отнести к недостаткам, которыми обладает однотрубная система отопления.
Технология сборки одноконтурной системы
- Сначала устанавливается котел, после чего по комнатам разводятся трубы;
- Если собирается ленинградка, то в точках присоединения батарей и байпасов врезаются тройники;
- В схеме с естественной циркуляцией соблюдается уклон труб 2-4 градуса на погонный метр;
- В трубу обратной подачи жидкости врезается насос, и подключается к сети;
- В самой высокой точке трубной разводки крепится и подключается расширительный резервуар;
- Подключаются радиаторы, на них устанавливаются краны Маевского, чтобы можно было стравливать воздух;
- Однотрубное отопление опрессовывается и запускается в работу.
Двухтрубная система отопления
Принцип работы двухтрубной системы отопления несколько отличается от той, что была описана выше. В данном случае теплоноситель поднимается по стояку и подводится к каждой батарее отопления. А потом по обратке возвращается назад в трубопровод, который транспортирует его в отопительный котел.
При такой схеме радиатор обслуживается двумя трубами — подачей и обраткой, поэтому система называется двухтрубной.
Какие преимущества обеспечивает такая разводка?
Двухтрубная магистраль
На что можно рассчитывать, выбрав данный вариант организации отопления частного и жилого многоквартирного дома?
- Подобная система позволяет организовать равномерный обогрев каждого радиатора. В любую батарею, на каком бы этаже она ни находилась, горячая вода поступает с одинаковой температурой. При желании на радиатор можно установить термостат, и тогда погода в доме поддается самостоятельной регулировке. На теплоотдачу радиаторов, установленных в других квартирах, использование термостата в отдельно взятом помещении никак не влияет.
- В двухтрубной обвязке при циркуляции теплоносителя нет больших потерь давления. Поэтому для нормального функционирования системы мощный гидравлический насос не нужен. Вода способна циркулировать благодаря гравитационной силе, то есть самотеком. А если напор воды слабый, достаточно установить маломощную насосную установку, более экономичную и простую в обслуживании.
- При помощи запорной аппаратуры, байпасов и вентилей легко организовать такие схемы, которые позволят ремонтировать при необходимости один отопительный прибор, не отключая все отопление дома.
- Еще один дополнительный бонус двухтрубной обвязки — возможность использования попутного и тупикового движения горячей воды.
Что такое попутная схема? Это когда вода и в подаче, и в обратке течет в одном направлении. В тупиковой схеме вода в подаче и обратке циркулирует в противоположных направлениях. При попутном движении при условии использования радиаторов одинаковой мощности устанавливается идеальная гидравлическая балансировка. Поэтому нет необходимости дополнительно использовать батарейные клапаны предварительной настройки.
Если отопительные приборы имеют разную мощность, придется высчитывать теплопотери каждого, проводить расчет и увязывать радиаторы при помощи термостатических клапанов. Сделать это самостоятельно без знаний и умений очень сложно.
Обратите внимание! Попутный гидравлический самотек используется там, где монтируются трубопроводные магистрали большой протяженности. Для коротких систем применяется тупиковая схема движения теплоносителя
Классификация двухтрубной системы отопления
Виды систем
Классификация двухтрубной обвязки производится по расположению трубопровода и по способу обустройства разводной системы.
По расположению трубопровода она делится на вертикальную и горизонтальную. При вертикальной схеме все батареи подключаются к вертикальному стояку. Применяется чаще всего такой вариант в многоквартирных домах. Главное преимущество данного подключения — отсутствие воздушных пробок.
Для частного дома большой площади специалисты рекомендуют выбирать горизонтальную двухтрубную разводку и устанавливать сразу в каждый радиатор кран Маевского. Он нужен для стравливания воздуха, а пример его правильного монтажа был уже не раз детально описан в предыдущих статьях.
По способу разводки двухтрубная система может быть с нижней и верхней обвязкой. В этом случае стояк подачи горячей воды помещается в цокольном этаже или подвале. Обратная магистраль располагается здесь же, но устанавливается ниже подачи. Все радиаторы находятся наверху. К общему контуру подключается верхняя воздушная линия, позволяющая выводить из системы лишний воздух.
При монтаже верхней обвязки вся разводящая магистраль монтируется на утепленном чердаке здания. Там же устанавливается и расширительный бак. Использовать такую схему нельзя при наличии плоской крыши.
Недостатки двухтрубной системы
Двухконтурная система
Сравнивая две схемы обвязки батарей, легко сделать вывод, какая лучше. Двухтрубная в любом случае намного эффективнее. Но у нее есть один существенный недостаток. На ее сборку понадобится вдвое больше труб. Кроме того, к ним в комплекте идет большое количество крепежных элементов, вентилей и фасонных деталей, поэтому монтаж двухтрубной системы обходится гораздо дороже.
До недавнего времени, когда для сборки двухтрубной обвязки использовались стальные трубы и трудоемкие процессы их сварки, сумма выходила запредельной. С появлением металлопластика и технологии горячей пайки прокладка двухтрубной магистрали стала доступной практически всем.
Как работает отопление по однотрубной схеме
В такой схеме отопления входящие и выходящие патрубки теплоприборов присоединяются к подающей линии. Функцию обратки выполняет участок теплосистемы, идущий от последнего отопителя к котлу или бойлеру.
Работает одноконтурная конструкция следующим образом:
- Отопительная жидкость нагревается в котлоагрегате и поступает первый радиатор.
- Затем она перетекает во второй, третий и доходит до конца линии.
- Остывший носитель возвращается обратно в котел.
Чем дальше батарея расположена от источника нагрева, тем она холодней. Особенно сильно это ощущается в домах с большим числом отопителей. Поэтому в крупных зданиях устанавливают другие, более сложные тепловые конструкции с двумя контурами – подающим и обратным.
Особенность схемы горизонтальной прокладки труб
Схема горизонтального отопления в двухэтажном доме
В подавляющем большинстве горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой устанавливается в одно или двухэтажных частных домах. Но, кроме этого, она может применяться для подключения к централизованному отоплению. Особенностью подобной системы является горизонтальное расположение основной и обратной (для двухтрубной) магистрали.
При выборе этой системы прокладки трубопроводов необходимо учитывать нюансы подключения к различным видам отопления.
Центральное горизонтальное отопление
Для составления инженерной схемы следует руководствоваться нормами СНиП 41–01–2003. В нем говорится, что горизонтальная разводка системы отопления должна обеспечивать не только должную циркуляцию теплоносителя, но и обеспечить его учет. Для этого в многоквартирных домах обустраивают два стояка — с горячей водой и для приема остывшей жидкости. Обязательно выполняется расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления, в которую входит монтаж теплового счетчика. Он устанавливается на входном патрубке сразу после подключения трубы к стояку.
Кроме этого, учитывается гидравлическое сопротивление на определенных участках магистрали
Это важно, так как горизонтальная разводка системы отопления будет эффективно работать только при поддержании соответствующего напора теплоносителя
В большинстве случаев для многоквартирных домов устанавливается однотрубная горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Поэтому при выборе количества секций в радиаторах нужно учитывать их удаленность от центрального распределительного стояка. Чем дальше будет расположена батарея – тем больше должна быть ее площадь.
Автономное горизонтальное отопление
Отопление с естественной циркуляцией
В частном доме или в квартире без подключения к центральному теплоснабжению чаще всего выбирается горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Однако при этом нужно учитывать режим работы — с естественной циркуляцией или принудительной под давлением. В первом случае сразу от котла монтируется вертикальный стояк к которому подключаются горизонтальные участки.
К преимуществам этой схемы обустройства поддержания комфортного уровня температуры можно отнести следующее:
- Минимальные затраты на приобретение расходных материалов. В частности, горизонтальная однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не включает в себя циркуляционный насос, мембранный расширительный бак и защитную арматуру — воздухоотводчики;
- Надежность работы. Так как давление в трубах равно атмосферному — превышение температурного режима компенсируется с помощью расширительного бачка.
Но также следует отметить и недостатки. Главным из них является инертность системы. Даже грамотно спроектированная горизонтальная однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией не сможет обеспечить быстрый нагрев помещений. Это объясняется тем, что теплосеть начинает свое движение только после достижения определенной температуры. Для домов большой площадью (от 150 м.кв.) и при наличии двух этажей и более рекомендуется горизонтальная система отопления с нижней разводкой и принудительной циркуляцией жидкости.
Отопление с принудительной циркуляцией и горизонтальным расположением труб
В отличие от вышеописанной схемы для принудительной циркуляции не нужно делать стояк. Напор теплоносителя в горизонтальной двухтрубной системе отопления с нижней разводкой создается с помощью циркуляционного насоса. Это отражается на улучшении эксплуатационных качеств:
- Быстрое распределение горячей воды по всей магистрали;
- Возможность регулирования объема теплоносителя для каждого радиатора (только для двухтрубной системы);
- Для установки требуется меньшая площадь, так как отсутствует распределительный стояк.
В свою очередь, горизонтальную разводку системы отопления можно сочетать с коллекторной. Это актуально для трубопроводов с большой протяженностью. Таким образом можно добиться равномерного распределения горячей воды по всем комнатам дома.
Во время расчета горизонтальной двухтрубной системы отопления нужно учитывать поворотные узлы, именно в этих местах наибольшие гидравлические потери напора.
Однотрубные системы отопления дома: особенности таких решений
Однотрубные системы отопления дома основаны на использовании энергонезависимого котла (с естественной, гидравлической циркуляции) и 1 трубы, предназначенной для передачи промежуточного теплоносителя, которая может применяться в качестве отопительного регистра, либо радиаторов, подсоединенных последовательно. Классическая разводка предполагает использование расширительного бака открытого типа.
Изображение 1: однотрубная система отопления.
Схема подключения однотрубной системы отопления в своем доме, представленная на ИЗОБРАЖЕНИИ 1, представляет собой замкнутое однотрубное кольцо (систему замкнутых колец), которое огибает все помещения дома по периметру, начиная с точки выхода подачи и заканчивая местом входа обратки. В настоящее время подобного подключения стараются избегать. Существует множество модификаций с игольчатыми вентилями, байпасом, закрытой системой, принудительной циркуляцией. Благодаря всему этому недостатки классической схемы подключения однотрубной системы отопления дома перекрываются.
Однотрубные системы отопления дома — это замечательная прогрессивная отопительная система. имеющая всего 1 существенный недостаток: при ее монтаже в одноэтажном доме для того, чтобы обеспечить ее автономную и эффективную работу без циркуляционного насоса, нужно устанавливать разгонный коллектор. Данное устройство, в свою очередь, создает определенные трудности (в одноэтажных зданиях) установки расширительного бака и исключает возможность его совместного использования с расходным баком автономной системы водоснабжения частного дома. Данное условие справедливо лишь в том случае, если высота потолков дома меньше 220 см.
Разгонный коллектор в однотрубной системе отопления дома нужен для придания ускорения движению теплоносителя в трубе отопительной системы и его постоянного поддержания. Чем выше будет расположена верхняя точка данного коллектора, тем эффективнее будет работа автономной отопительной системы. При этом чем быстрее будет двигаться теплоноситель, тем менее шумно будет работать система.
Изображение 2: однотрубное отопление.
В случае установки однотрубной системы отопления дома в двухэтажном или двухуровневом здании, данная проблема автоматически исчезает. В двухэтажных домах однотрубные системы отопления всегда работают бесшумно без использования циркуляционного насоса и без установки разгонного коллектора с его прямым функциональным назначением. В данном случае коллектор представляет собой прямое продолжение трубы подачи с образованием верхней точки отопительной системы, к которой подключается расходно-расширительный бак и/или расширительный бак.
Схема, приведенная на ИЗОБРАЖЕНИИ 1, показывает общий принцип устройства однотрубной системы отопления одноэтажного частного дома без учета количества и особенностей расположения комнат: важен сам принцип подключения отопительных приборов к магистральной трубе.
Схема подключения батарей может выбираться исходя из удобства подключения и уровня теплопередачи, который необходимо получить в этом месте их установки.
Плюсы и минусы системы
К достоинствам «ленинградки» можно отнести:
- Простоту. Несмотря на некоторые усложнения по сравнению с традиционной однотрубной системой, «ленинградка» очень проста. Ее монтаж под силу даже тому, кто не обладает специфическими знаниями и навыками в соответствующей области.
- Экономность. На «ленинградку» тратится на 20 % — 30 % материала меньше. Но тут сразу нужно оговориться – преимущество актуально только в сравнении с двухтрубной системой. Если брать однотрубную, то она окажется даже несколько экономичнее (из-за того, что батареи подключаются последовательно и к ним не делают отводы).
- Возможность тонкой настройки. Если установить на каждый байпас по игольчатому регулятору, появляется возможность регулировать температуру отдельно взятой батареи.
- Простота обслуживания. Если речь идет о традиционной однотрубной системе, для замены батареи ее придется полностью освобождать от воды. В случае с «ленинградкой» это не нужно – достаточно перекрыть байпас. Вода продолжит циркулировать по нижнему контуру. Правда, чтобы появилась такая возможность, нужно оборудовать байпасы кранами.
Мнение эксперта Гребнев Вадим Савельевич Монтажник отопительных систем
Еще один плюс – универсальность. «Ленинградку» можно реализовать где угодно: в дачном домике, одно- или двухэтажном коттедже. И даже в городской квартире.
Впрочем, у системы есть и недостатки. Вот основные:
- Неравномерность нагрева радиаторов. Проблему не решает даже игольчатый кран в байпасе. Правда, возникает она не при всех видах подключения. Но об этом – чуть позже.
- Невозможность подключения дополнительного нагревательного оборудования. Например, теплого пола. Но это не недостаток исключительно «ленинградки» — минус характерен для любого однотрубного отопления.
- Необходимость применения труб большого диаметра. Минимальный должен составлять не меньше 2,5 см. Если взять меньше, будет сложно подобрать подходящие байпасы для радиаторов. Из-за этого нередко происходит падение давление в системе. В результате вода не может нормально циркулировать. Проблему решают установкой патрубков меньшего диаметра, которые создают нужный напор.
Двухэтажного дома
Схема однотрубной системы для 2-ух этажного дома
Распределять по дому стояки, к каждому из которых будет подсоединено всего два радиатора, не имеет смысла. Гораздо проще организовать два независимых контура по одному на этаж и согласовать их с помощью гидрострелки или регулирующей арматуры.
В каждом контуре общая труба укладывается на уровне пола по периметру здания, и к ней подключаются радиаторы. Обеспечить нормальное функционирование естественной циркуляции в данном случае довольно сложно, потому предпочтение отдается принудительной циркуляции.
https://youtube.com/watch?v=eOhZmK9GLvo%3F
