Двухконтурная система отопления частного дома схема

Что такое двухконтурное отопление?

Двухконтурное отопление (двухтрубное) – наиболее популярная разводка труб для обогрева дома. Двухконтурная система обогрева лучше, чем одноконтурная по причине рационального и эффективного распределения теплоносителя.

Две трубы, подсоединённые к радиатору, выполняют разные функции. По одной трубе течёт разогретая котлом до нужной температуры вода. По другой выводится остывший теплоноситель. Далее он попадает обратно в котёл для дальнейшего подогрева, но не перетекает в следующий радиатор. Вода в обеих трубах зачастую движется в одном направлении, хотя при определённой схеме установки она может двигаться во встречных направлениях.

Для двухконтурной системы отопления затрачивается большее количество труб, чем в одноконтурной, но она эффективней и гораздо практичней.

Благодаря двухтрубной системе можно поддерживать комфортную температуру в конкретной комнате, а не сразу во всём доме. Она и экономнее. Двухконтурную систему можно автоматизировать так, что она способна нагреть помещение до определённой температуры, самостоятельно отключиться, а потом, когда градус упадёт до определённой отметки, снова включиться. Это не единственные плюсы такого отопления.

Почему люди выбирают двухконтурную систему?

У подобной разводки есть плюсы, о которых необходимо упомянуть, чтобы понять, почему владельцы домов останавливают свой выбор именно на ней. В их число входит:

1. Параллельное подсоединение радиаторов. Это позволяет в отдельно взятой комнате поддерживать разные температуры. Это позволяет использовать систему в многоэтажных домах. Плюс ко всему при поломке одного или нескольких радиаторов, система продолжит функционировать. При одноконтурной системе такое невозможно.
2. Возможность подключения большого количества радиаторов. Температура воды, поступающий в каждый радиатор, будет одинаковой, вне зависимости, насколько далеко он расположен от котла.
3. Возможность установления терморегулятора. Система отслеживает температуру сама и автоматически включается, когда это необходимо. Владельцу необходимо только установить диапазон температур.
4. Малые теплопотери. Практически всё вырабатываемое тепло не теряется, а уходит на обогрев помещения. В одноконтурных системах оно расходуется понапрасну.

Плюсы двухтрубного отопления

Владельцев частных домов система привлекает следующими достоинствами:

1. Способность системы отопления работать без насоса. Связанно это с тем, что в двухтрубной системе не происходит падение давления и для эффективной работы достаточно естественной конвекции.
2. Регулировка температуры каждого радиатора проводится с помощью кранов, термостатов. Это позволяет более оптимально распределить теплоноситель по батареям, что не только повышает эффективность, но и позволяет сэкономить на топливе.
3. Возможность проведения ремонта без остановки всей системы. При повреждении одного из радиаторов, его можно отремонтировать или заменить, перекрыв соответствующие вентили.
4. Разнообразие вариантов двухтрубной системы. Это позволяет использовать ее в домах различной этажности, независимо от площади и количества помещений.

Недостатки

Основных всего два:

1. Стоимость. По сравнению с однотрубной, цена значительно выше из-за большего количества материала.
2. Сложность и трудоемкость монтажа. Имеется ввиду не только монтаж труб, но и строительные работы: сверление отверстий, штробление стен и прочее.

Впрочем, эти недостатки можно частично компенсировать грамотным выбором варианта разводки.

Расчет

При планировании двухтрубной системы важно провести предварительный расчет системы двухтрубной системы отопления, используя такой ориентир, как предварительная схема системы (на ней обязательно должны быть указаны все элементы) и специальные аксонометрические формулы и таблицы.

Этот простой гидравлический расчет двухтрубной системы отопления позволяет определить оптимальный диаметр труб, необходимых для нормального функционирования системы, объем используемых радиаторов. Чаще всего используются такие типы вычислений:

• по потере давления. Такой способ предполагает равный уровень температуры теплоносителя на всех участках системы.
• расчеты, учитывающие значение проводимости и сопротивления. В таком случае предполагается различное значение температурных показателей.

В результате применения первого способа можно получить весьма точные данные, показывающие уровень сопротивления в контуре.Второй метод показывает температуру в каждом отдельном сегменте системы, а также приблизительный расход теплоносителя.

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:

• чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
• подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
• в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
• если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.

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:

Читайте также:  Инфракрасный пленочный теплый пол под ламинат: укладка по шагам

• G – массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
• Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
• Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.

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:

• S – площадь искомого сечения трубы, м²;
• V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
• ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.

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.

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления

Циркуляция теплоносителя осуществляется тремя способами:

• самотёчным (гравитационный);
• принудительным с помощью насоса;
• комбинированным.

Кроме того, системы разделяются на открытые и закрытые. Этот показатель характеризует взаимодействие теплоносителя и атмосферы.

При нагревании объём любого жидкого теплоносителя увеличивается. Известно, что жидкость практически не поддаётся сжатию, поэтому для размещения «излишков» требуется отдельное устройство – расширительный бак.

Открытый тип

Схема двухтрубной системы отопления открытого типа.

В открытых системах бак устанавливают в высшей точке, он соединён с атмосферой патрубком.

Преимущества открытой системы – простота и минимум дополнительных устройств. В качестве расширительного бачка используют любую металлическую ёмкость.

Готовый расширительный бак под СО открытого типа.

По мере необходимости в бак добавляют воду. Для этого:

• устанавливают краны и соединяют систему с водопроводом;
• доливают теплоноситель через открывающийся люк.

Внимание! Открытую систему не допускается заполнять антифризом – испарившиеся газы могут быть ядовиты.

Закрытый тип

В закрытых системах используют герметичный расширительный бачок с эластичной диафрагменной или баллонной мембраной внутри. Мембрана разделяет устройство на 2 части. В одну камеру насосом нагнетают воздух под давлением 1,2–1,5 атм, а вторая соединена с трубой системы отопления.

Когда теплоноситель нагревается и расширяется, его избыток заполняет бачок. При понижении температуры жидкости мембрана выдавливает теплоноситель в систему. Предварительное нагнетание в бак воздуха позволяет поддерживать давление, необходимое для работы котла, автоматика которого отключает питание при давлении меньше 1,2 атм.

В герметичных конструкциях можно использовать антифризы или гликоли.

Схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.

В закрытых сетях бак располагают неподалёку от котла, что упрощает контроль за работоспособностью всей конструкции.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Справка. Существуют и другие способы организовать самотек на двух этажах, например, разводить стояки прямо от расширительного бака трубами меньшего диаметра. Схема материалоемкая, с виду напоминает паука, а монтаж доставит немало хлопот.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Сфера применения и недостатки самотека

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

Замечание. Последний отрицательный момент не играет особой роли – затраченная на производство тепла энергия никуда не денется. Она вернется в процессе остывания трубопроводов.

Советы по проектированию

Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

Важный момент. Все элементы гравитационной схемы, расположенные на чердаке двухэтажного дома, не забудьте тщательно утеплить, дабы не греть холодную крышу.

Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

Тупиковые отопительные ветви

Двухтрубная закрытая система плечевого (тупикового) типа монтируется в большинстве загородных коттеджей и нередко применяется в новых многоквартирных домах. Как устроена схема:

1. Радиаторная сеть представляет собой одну или несколько двухтрубных ветвей. Теплоноситель направляется к приборам отопления по одной магистрали, а возвращается по второй.
2. Система работает с избыточным давлением 1—2.5 Бар, циркуляцию обеспечивает насос, установленный возле котла.
3. Расширение воды компенсирует бак мембранного типа, расположенный в котельной. Точка врезки – на трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по течению жидкости).
4. Сброс воздуха из сети происходит через краны Маевского на батареях и автоматический клапан в составе группы безопасности отопительного агрегата. Там же находится манометр и предохранительный клапан.
5. Распространенный вариант разводки – нижняя горизонтальная, когда обе трубы проходят под радиаторами открытым способом.

Классическая тупиковая система с нижней разводкой. Но магистрали можно прокладывать и поверху – под потолком первого этажа

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:

1. Каждый контур отопления замкнут в кольцо.
2. Метод подключения батарей следующий: первый радиатор на подаче является последним для обратной линии. И наоборот, конечная батарея раздающей магистрали становится первой для обратки.
3. Вода в обоих трубопроводах движется в одном направлении, отсюда техническое название системы – попутная.

Кольцевая двухтрубная разводка уместна при большом количестве отопительных приборов

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:

• обогреватели – обычные батареи, внутрипольные конвекторы либо отдельные контуры теплых полов;
• 2 коллектора – подающий и обратный, снабженные расходомерами и термостатическими вентилями;
• индивидуальные двухтрубные подводки, проложенные от коллектора к обогревательным приборам по кратчайшему пути (под полом или потолком, в перекрытии).

При большой протяженности радиаторных подводок их диаметр лучше увеличить до 20 мм (внутренний DN15)

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.

Верхняя разводка

Верхняя разводка

Подающий трубопровод монтируется в верхней части помещения, обратный контур – как можно ниже, в том числе в полу. Перепад высот повышает давление, что в первую очередь актуально для системы с естественной циркуляцией.

Читайте также:  10 лет ремонта- самостоятельное восстановление дома всей семьей: +Как перестроить дом своими руками? Обзор +Видео

Расширительный бак в этом случае необходимо смонтировать как можно выше – под потолком верхнего этажа, в перекрытии или на чердаке. В последнем случае нельзя забывать об утеплении емкости, иначе теплоноситель будет быстро остывать и испаряться.

Трубы подающего контура, размещенные под потолком или ниже окон, не украшают интерьер, для монтажа трубопровода требуется большое количество комплектующих. Но эти недостатки компенсируются отсутствием воздушных пробок.

Верхняя разводка – подходящий вариант для энергонезависимой отопительной системы с естественной циркуляцией для небольшого частного дома.

Нижняя разводка

Нижняя разводка

Монтаж труб подачи и обратки вдоль пола позволяет максимально скрыть коммуникации. Допускается укладка трубопровода внутри стен, в полу, за плинтусом, но даже при открытом расположении труб отопительная система хорошо вписывается в интерьер.

Нижняя разводка в полной мере подходит для систем с принудительной циркуляцией и мембранным расширительным баком. В противном случае придется ежедневно удалять воздушные пробки, препятствующие движению теплоносителя, либо смонтировать громоздкую систему воздушных линий, которые помогут выводить скопившийся воздух через расширительный бак открытого типа.

К преимуществам нижней разводки относят малые теплопотери, возможность оптимально распределять тепло по отапливаемым помещениям, компактность и привлекательный внешний вид.

Опрессовка системы

Нельзя ввести систему отопления в эксплуатацию, не произведя её опрессовку – проверку на прочность трубопроводов и узлов их присоединения к оборудованию, производимую гидравлическим или пневматическим способом.

Подготовка системы к опрессовке

Кроме испытаний, которые проводятся перед сдачей здания в эксплуатацию, опрессовка осуществляется:

1. Перед наступлением каждого отопительного сезона. Цель – выявить ослабленные или разгерметизированные участки, продавить трубы с целью освобождения от шлама, снижающего проходимость.
2. После ремонта, в процессе которого менялись участки трубопровода, арматура, прокладки.
3. Послемонтажную опрессовку проводят дважды: сначала выявляют наличие негерметичных соединений, а второй раз — чтобы убедиться в работоспособности системы.

Такое обслуживание помогает постоянно поддерживать контур в рабочем состоянии, что обеспечивает обогрев здания зимой.

Последовательность

Действия по испытанию греющих трубопроводов производятся только вне отопительного сезона, при полном удалении из системы теплоносителя. Так как при опрессовке задействуются повышенные нагрузки, приходится следить за давлением по приборам.

Порядок действий может варьироваться в зависимости от состояния отопительных контуров.

Оборудование для опрессовки

Принимается во внимание:

• материал труб и толщина стенок;
• характеристики арматуры;
• количество этажей, обслуживаемых системой;
• вариант разводки подающего трубопровода.

Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Подготовки.
2. Воздействия на контур водой или сжатым воздухом под давлением, вполовину превышающим РД (рабочее давление).
3. Занесения данных в учётный журнал и составления акта.
4. Предпусковой промывки.

При выявлении проблем производятся ремонтные работы, после чего контур должен подвергнуться испытанию ещё раз.

После окончания проверки давление не снижают ещё 30 минут, в течение которых становится понятно, есть ли утечки.

Компоновка

Вертикальная компоновка

Компоновка бывает:

1Горизонтальная. Количество стояков минимально, подающий и обратный контуры располагаются горизонтально, охватывая все приборы отопления, расположенные на этаже

2Вертикальная. Применяется для домов с двумя и более этажами. Радиаторы в каждом из помещений подключаются к вертикальным стоякам

При горизонтальной компоновке важно предусмотреть установку кранов Маевского на каждой батарее, поскольку при такой схеме подключения в трубопроводе часто образуются воздушные пробки. Вертикальная компоновка способствует скоплению воздуха в верхних точках стояков, поэтому воздушные пробки не мешают работе отопления. В монтаже вертикальная компоновка дороже, так как требует больше материала.