Особенности и монтаж двухтрубной системы отопления в частном доме

Разводка системы отопления в многоэтажном доме

Хуже всего, если в многоквартирном доме применена однотрубная разводка. Основной недостаток такой системы — большие теплопотери во время транспортировки теплоносителя. Горячая вода перемещается снизу, распределяется по всем квартирам и возвращается в тот же трубопровод. Обычно получается, что радиаторы на верхних этажах почти холодные. Еще хуже, если при монтаже система упрощена — радиаторы врезаны в трубопровод, то есть, они являются элементами трубопровода. Выигрывают жители первых этажей. На последние этажи теплоноситель поступает еще холоднее, чем при неупрощенной схеме.

Говорить о том, чтобы регулировать температуру радиаторов, вообще не стоит. Если поменять параметры подачи в одном отопительном приборе, они сразу же поменяются во всей системе. Кроме того, при аварии во время отопительного сезона для смены одного радиатора нужно выключить всю систему и выпустить из нее воду. Чтобы этого не делать, применяются специальные перемычки.

Немного улучшить показатели отопления с одной трубой можно, если установить радиаторы разного размера— первые маленькие, последние — самые большие. Это может сделать обогрев более равномерным. Если застройщик экономит на материалах, после заселения возникают проблемы с распределением тепловой энергии, а жильцы остаются недовольными.

Двухтрубная система более удобная, так как позволяет удержать температуру на одном уровне во всех отопительных приборах. Вода, остывшая в радиаторах, возвращается по другому трубопроводу. Кроме того, жильцы имеют возможность регулировать температуру каждого отопительного прибора и устанавливать краны с термостатами. Еще одно преимущество — возможность включить в систему радиаторы с нижним и боковым подключением.

Состав и принцип работы системы

Все системы отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя рассчитаны на небольшие протяженности трубопроводов – не больше 25-35 м в одну сторону.

Состав системы отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя включает следующие элементы:

• котел, как правило, твердотопливный;
• трубопроводы: в зависимости от может быть один или два трубопровода – подающий и обратный;
• отопительные радиаторы;
• расширительный бачок.

На первом рисунке видна взаимосвязь всех перечисленных выше компонентов.

Изображение 2. Схема возникновения циркуляционного напора.

В котле сгорает топливо (дрова, брикет и так далее). По подающему трубопроводу нагретый теплоноситель доставляется до радиаторов. Здесь теплоноситель отдает часть своего тепла в окружающую среду. Посредством обратного трубопровода остывший теплоноситель попадает обратно в котел. Расширительный бачок нужен для непрерывной подачи теплоносителя в систему отопления.

Такой цикл повторяется постоянно. Теплоноситель двигается за счет создаваемого давления. Его создает расширительный бачок. Давление воды создается за счет атмосферного давления, так как расширительный бачок находится выше всех остальных элементов системы отопления частного дома. Именно по этой причине такие системы называются системами с естественной циркуляцией.

работают по такому же принципу, только в них существуют еще и вертикальные трубопроводы, которые называются стояками.

Вода течет по ним за счет давления, в образовании которого принимают участие сразу три фактора:

• давление за счет расширительного бачка;
• давление за счет расширения теплоносителя вследствие его нагревания;
• давление за счет действия холодного, более тяжелого теплоносителя.

Вода, сильно нагреваясь от котла, поднимается по стояку, а потом вытесняется более тяжелой холодной водой. Дальше вода растекается по горизонтальному трубопроводу. Эти движения происходят только за счет указанных выше составляющих общего давления, то есть самотеком. Таким же образом вода поступает обратно.

Схема разводящего трубопровода горячей и холодной воды.

Кроме того, наклон трубопроводов способствует удалению воздушных подушек через расширительный бачок. Это происходит по той причине, что воздух легче воды, поэтому стремится попасть в самую верхнюю точку – расширительный бак.

Расширительный бак имеет и другое предназначение – забирать нагретую воду, объем которой при нагревании увеличивается, при остывании вода возвращается обратно.

Если говорить кратко, то принцип действия движения воды такой: вода поднимается по стояку вследствие нагревания, а также под воздействием давления. Циркуляция теплоносителя обуславливается разностью между двумя плотностями – нагретой и остывшей воды.

Несмотря на наличие давления, хоть и небольшого, движение воды не имеет большой скорости. Это связано с тем, что расходуется на преодоление сопротивления, которое возникает в результате трения воды о внутренние стенки труб. Особенно большое сопротивление теплоноситель испытывает в местах поворота трубы, в местах прохода через водопроводную арматуру и так далее.

В общем смысле скорость движения теплоносителя, то есть ее напор, зависит от многих факторов:

• от разности двух высот – высоты центра котла и высоты центра отопительного радиатора. Чем больше эта разность, тем быстрее движется вода в системе отопления двухэтажного частного дома с естественной циркуляцией;
• от разности плотностей холодной и горячей воды – чем выше температура, тем меньше ее плотность, а соответственно, и разность больше.

Классификация однотрубных систем отопления

В данном виде отопления отсутствуют разделения на обратные и подающие трубопроводы, поскольку теплоноситель после выхода из котла идет по одному кольцу, после чего опять возвращается в котел. Радиаторы в данном случае имеют последовательное расположение. В каждый из этих радиаторов теплоноситель попадает по очереди, сначала в первый, потом во второй и так далее. Однако температура теплоносителя будет снижаться, и последний в системе отопительный прибор будет иметь температуру ниже первого.

Классификация однотрубных систем отопления выглядит так, каждый из видов при этом имеет свои собственные схемы:

• закрытые системы отопления, которые не сообщаются с воздухом. Отличаются избыточным давлением, воздух можно сбросить только вручную посредством специальных вентилей или же автоматических воздушных клапанов. Подобные системы отопления могут работать с циркулярными насосами. Такое отопление также может иметь нижнюю разводку и соответствующую схему;
• открытые системы отопления, которые сообщаются с атмосферой при помощи расширительного бака для сбрасывания лишнего воздуха. В данном случае кольцо с теплоносителем следует размещать выше уровня приборов отопления, в противном же случае в них будет собираться воздух и циркуляция воды будет нарушена;
• горизонтальные – в таких системах трубы теплоносителя размещены горизонтально. Это отлично подходит для частных одноэтажных домой или же квартир, где есть автономная система отопления. Однотрубный вид отопления с нижней разводкой и соответствующая схема – лучший вариант;
• вертикальные – трубы теплоносителя в данном случае размещены в вертикальной плоскости. Такая система отопления лучше всего подходит для частных жилых домов, состоящих из двух-четырех этажей.

Нижняя и горизонтальная разводка системы и ее схемы

Циркуляция теплоносителя в горизонтальной схеме прокладки труб обеспечивается при помощи насоса. А подающие трубы размещены над полом или под ним. Горизонтальная магистраль с нижней разводкой должна быть проложена с небольшим уклоном от котла, радиаторы же нужно ставить все на одном уровне.

В домах, где два этажа, подобная схема разводки имеет два стояка — подающий и обратный, вертикальная же схема допускает их большее количество. Во время принудительной циркуляции теплоагента с применением насоса температура в помещении повышается намного быстрее. Поэтому чтобы установить такую систему отопления нужно использовать трубы с меньшим диаметром, нежели в случаях естественного движения теплоносителя.

На трубах, которые входят в этажи, нужно ставить вентили, которые будут регулировать подачу горячей воды на каждый этаж.

Рассмотрим некоторые схемы разводки для однотрубной системы отопления:

• схема с вертикальной подачей – может иметь естественную или принудительную циркуляцию. При отсутствии насоса теплоноситель циркулирует посредством смены плотности во время остывания при теплообмене. От котла вода поднимается в магистраль верхних этажей, затем по стоякам распределяется по радиаторам и остывает в них, после чего опять возвращается в котел;
• схема однотрубной вертикальной системы с нижней разводкой. В схеме с нижней разводкой возвратная и подающая магистрали идут ниже приборов отопления, а трубопровод проложен в подвале. Теплоноситель подается по стоку, проходит через радиатор и возвращается вниз в подвал через опускной стояк. При данном методе разводки теплопотерь будет значительно меньше, чем тогда, когда трубы находятся на чердаке. Да и обслуживать систему отопления с данной схемой разводки будет очень просто;
• схема однотрубной системы с верхней разводкой. Подающий трубопровод в данной схеме разводки расположен над радиаторами. Подающая магистраль проходит под потолком или через чердак. Через эту магистраль стояки идут вниз и к ним по одному крепятся радиаторы. Обратная магистраль идет или по полу, или под ним или через подвал. Такая схема разводки подойдет в случае естественной циркуляции теплоносителя.

Помните, что если вы не хотите поднимать порог дверей с целью прокладки подающей трубы, вы можете плавно ее понизить под дверью на маленьком кусочке земли с выдерживанием общего уклона.

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.

Какие бывают двухтрубные схемы

Наибольшей популярностью пользуются следующие виды разводки:

1. Верхняя. Отличный вариант, чтобы организовать самотечную отопительную систему без циркуляционного насоса. Для нее характерно достаточно низкое гидродинамическое сопротивление. По ходу работы может наблюдаться частичное охлаждение верхней подающей трубы. Как результат, появляется дополнительное давление циркуляции теплоносителя.
2. Нижняя. Здесь подающая и отводящая трубы проходят близко друг от друга. Встречаются следующие модификации нижней разводки: «звезда» и «шлейф». В первом случае каждый из радиаторов оснащается личной подающей и обратной трубой. Во втором варианте коллекторы коммутируют последовательно все батареи.

Решая, какую систему отопления выбрать ― однотрубную или двухтрубную, необходимо тщательно взвесить все «за» и «против». В любом случае, потребуется проведение предварительных расчетов и составление проекта. Это позволит определиться как с отопительными приборами, так и магистральными трубами. Окончательный вывод, какая разводка отопления лучше в частном доме, делает сам хозяин жилища.

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.

Виды отопления по способу разводки труб

Однотрубная

Такая система отопления предусматривает монтаж одной трубы, по которой теплоноситель и подается к радиаторам, и возвращается назад к котлу. В эту магистральную линию последовательно или параллельно подключаются радиаторы отопления, где происходит теплообмен.

Преимущество такой схемы – дешевизна. Вам понадобится минимальное количество труб и различной фурнитуры.

Но эффективной и удобной систему не назовешь, так как она имеет несколько существенных недостатков:

• невозможно вручную или с помощью термоклапанов отрегулировать объем теплоносителя, попадающего в каждую батарею, поэтому установить нужную температуру в каждой отдельной комнате не получится;
• количество тепловой энергии, передаваемой радиаторам, будет уменьшаться по мере отдаления батарей от котла, следовательно, самые дальние (нижние) комнаты будут отапливаться хуже.

Схема однотрубной системы отопления

Обойти некоторые ограничения описываемой системы можно путем установки байпаса – обводной трубы – соединяющей входной и выходной патрубки радиатора напрямую. В этом случае, открывая и закрывая запорную и регулирующую арматуру, можно не только установить комфортную температуру батареи, но и произвести (в случае необходимости) ее демонтаж и ремонт без остановки работы всей сети обогрева.

Двухтрубная вертикальная с нижней разводкой

Главное отличие однотрубной схемы разводки от двухтрубной является наличие двух трубопроводов: по первому к радиаторам подается горячий теплоноситель, по второму отводится остывшая вода и доставляется назад к котлу.

Благодаря такой схеме можно регулировать объем жидкости, поступающей в каждую батарею, и добиваться наиболее комфортной температуры в комнатах.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой

Один из вариантов – двухтрубная система, с вертикальными стояками и нижним расположением подающих труб.

Ее особенности состоят в следующем:

1. По самому нижнему уровню системы от котла отопления прокладывают трубопроводы, подключенные к прибору отопления.
2. От этих магистралей вверх пускают стояки, поднимающие теплоноситель в самую верхнюю точку системы и доставляющие его в радиаторы отопления на каждом этаже.
3. Затем через другую трубу производится возврат остывшей жидкости для повторного цикла обогрева.

Минус подобного решения – опасность завоздушивания системы.

Необходимо предусмотреть устройства для удаления воздуха из труб и радиатора:

• воздушную трубу, поднимающуюся к верхней точке системы;
• расширительный бак открытого типа или мембранное устройство со специальным воздушным клапаном;
• краны Маевского, монтируемые в верхней части каждой батареи.

Кран Маевского поможет избежать завоздушивания системы отопления

Двухтрубная вертикальная с верхней разводкой

В этом случае распределение жидкости происходит в самой верхней точке системы – на чердаке или под потолком верхнего этажа. Теплоноситель доставляется туда вертикальной трубой, после чего по горизонтальным трубопроводам перетекает в батареи.

Здесь также необходим расширительный бак, но лучше использовать именно герметичный, чтобы можно было увеличить давление воды, чем повысить эффективность обогрева.

Схема отопления с верхней разводкой

Двухтрубная горизонтальная

Этот тип распределения жидкости по трубам наиболее распространен в строительстве частных домов и дач. Особенность здесь в том, что для обеспечения перетока воды обязательно нужно ставить циркуляционный насос, так как добиться нужной скорости движения воды естественным способом не получится.

Лучевая схема разводки труб отопления

Трубы прокладываются по одной из нескольких схем:

1. Тупиковая. Плюс этого метода в достаточно экономном расходовании труб. Минус – значительная протяженность системы, что затрудняет ее точную регулировку.
2. Попутная. В такой системе длина отопительных контуров меньше, вследствие чего их легче отрегулировать. Однако, значительно увеличиваются расходы на покупку труб и монтажные работы.
3. Коллекторная. В этом случае каждый радиатор с помощью труб подключается к двум гребенкам – подающей и отводящей. Наиболее эффективная сеть, но стоимость ее монтажа выше, чем всех остальных. Кроме того, нужно предусмотреть скрытую прокладку труб, так как эстетично проложить такое количество вдоль стен не получится.

Для чего нужна принудительная циркуляция

В естественных системах, чтобы носитель равномерно распределял тепло в батареях отопления, трубы монтируют с уклоном.  В одноэтажных частных домах такие условия соблюдать легко. При установке труб по большому периметру и на несколько этажей в системе могут возникать воздушные пробки. Кроме того, жидкость остывает и крайние радиаторы не получают энергии.

При воздушной пробке теплоноситель прекращает движение, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя некоторых приборов нагревательного котла. Для устранения таких проблем и неисправностей необходимо применять циркуляционный насос. С его помощью можно сократить потери тепла и ускорить перемещение жидкости в системе.

Насос для принудительной циркуляции