Устройство и принцип работы двухтрубной системы отопления, особенности монтажа

Виды разводки труб и построения систем отопления

Виды системы отопления определяются пространственным размещением радиаторов и трубопровдов.

Различают схемы компоновок:

• горизонтальную или вертикальную;
• верхнюю или нижнюю разводку;
• с прямым и обратным течением теплоносителя;
• разводок труб до радиаторов – тупиковые, лучевые, кольцевые.

Каждому виду и их комбинациям присущи качественные характеристики, определяющие выбор в зависимости от условий эксплуатации.

Верхняя или нижняя разводка

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой. Верхняя разводка может быть обустроена в системах с гравитационной и принудительной циркуляцией, а также в их комбинированном варианте. Горячий теплоноситель по центральному стояку подаётся в верхнюю горизонтальную трубу из которой происходит распределение по стоякам. Трубы располагают под потолком верхнего этажа.

Преимущества	Недостатки
Разница в давлении позволяет использовать большое количество радиаторов	Часть тепла трубы отдают в верхней части помещения, что снижает эффективность
Подходит для различных схем построения	Требуется разводка большого диаметра, что дороже
Низкое гидравлическое сопротивление	Внешний вид не подходит для части интерьеров
Возможность установки терморегуляторов на каждый радиатор или стояк	Расширительный бак иногда придётся выносить на неотапливаемый чердак и осуществлять качественное утепление
Невысокое давление в сети (до 3-4 атм) подходит для любых типов радиаторов, в том числе алюминиевых	Для монтажа тёплого пола потребуется дополнительное оборудование

Диаметр труб и протяженность контуров увеличивает объём теплоносителя, для перекачки которого покупают мощные насосы.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой.

Системы с нижней разводкой отличаются расположением подводящей трубы и обратки ниже уровня радиаторов.

Преимущественно такие схемы используют в системах с принудительной циркуляцией.

Достоинства нижней разводки:

• трубопроводы можно скрыть в полу или стенах;
• не требуется делать общий стояк, что позволяет организовать отопление первого построенного этажа, а второй и последующий оборудовать в по мере необходимости;
• установив коллекторы, можно организовать систему «тёплый пол».

Пример коллекторного узла, распределяющего теплоноситель по контурам «теплого пола». Среди недостатков пользователи отмечают частые завоздушивания, а монтажники – трудности с первоначальной настройкой и балансировкой.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Схема горизонтальной и вертикально разводки двухтрубной СО. Горизонтальная и вертикальная схема отличаются наличием главного стояка.

Вертикальные типы в основном применяют в многоэтажных зданиях. Горизонтальный вид подходит для строений любой этажности, при обустройстве учитывают конструкцию и подбирают насос необходимой мощности.

Проектировщики и монтажники различают несколько принципиальных схем разводки труб в системах отопления.

Три принципиальных схемы разводки труб.

Тупиковая схема монтируется в большинстве загородных домов и имеет ещё одно название – с обратным (встречным) движением теплоносителя. К каждому радиатору подключают подающую и отводящую трубы. Циркуляция осуществляется насосом. Главное преимущество системы заключается в том, что ко всем радиаторам теплоноситель доходит одинаковой температуры, а с помощью регуляторов можно поддерживать необходимый микроклимат в каждом помещении.

Недостатки:

• большое количество сварных и муфтовых соединений;
• требуется профессиональный гидравлический расчёт, если в одном контуре находится больше 3-х радиаторов;
• часто возникают шумы от движущегося теплоносителя.

Петля Тихельмана или схема с попутным движением теплоносителя используется в нижней горизонтальной разводке и позволяет скрыть трубы под напольным покрытием или в стяжке. Попутная схема по отзывам монтажников требует минимальной настройки. Петля Тихельмана отлично работает при большом количестве радиаторов, но потребует при этом увеличенного диаметра труб.

При монтаже лучевой разводки используют коллекторы, устанавливаемые на каждом этаже здания.

Схема лучевой разводки двухтрубной СО к радиаторам с нижним подключением.

Схема раздельно питает каждый радиатор и позволяет монтировать систему «тёплый пол». Важный недостаток – большие затраты на приобретение труб.

Система отопления многоэтажного дома

Система отопления многоэтажного дома довольно сложна и её внедрение очень ответственное мероприятие, результат которого будет влиять на всех находящихся в здании людей.

Существует несколько схем отопления многоэтажных домов, каждая из которых имеет как свои плюсы, так и свои минусы:

• Однотрубная система отопления многоэтажного дома вертикальная – надёжная система, благодаря чему пользуется популярностью. Помимо этого, на её реализацию требуется меньше материальных затрат, простота монтажа, детали могут быть унифицированы. Из недостатков можно отметить один, в отопительном сезоне бывают периоды, когда температура воздуха на улице повышается, а это значит, что в радиаторы (из-за перекрытия их), попадает меньше теплоносителя и он выходит из системы неостывшим.
• Двухтрубная система отопления многоэтажного дома вертикальная – эта система позволяет напрямую экономить тепло. При необходимости закрывается термостат, и теплоноситель будет продолжать поступать в нерегулируемые стояки, которые располагаются на лестничных клетках здания. Из-за того, что при такой схеме в стояке возникает гравитационное давление, часто отопление организуют, применяя нижнюю прокладку разводящей магистрали.
• Двухтрубная горизонтальная система – наиболее оптимальна как по гидродинамическим, так и по теплотехническим показателям. Эта система может применяться в домах самой разной этажности. Такая система позволяет эффективно экономить тепло, а также малоуязвима даже в тех случаях, которые не были учтены проектом. Единственный недостаток это высокая стоимость.

Прежде чем приступать к монтажным работам, необходимо спроектировать отопление. Как правило, проектирование отопительной системы многоэтажного дома выполняется на этапе проектирования самого дома. В процессе проектирования отопительной системы производятся расчеты, и разрабатывается схема отопления многоэтажного до расположения труб и отопительных приборов. В заключение работы над проектом, он проходит стадию согласования и утверждения в государственных инстанциях.

Как только проект согласован и получены все необходимые решения, начинается этап подбора оборудования и материалов, их закупки, а также осуществляется их доставка на объект. На объекте уже бригада монтажников приступает к монтажным работам.

Наши монтажники выполняют все работы с соблюдением всех нормативов, а также в чётком соответствии с проектной документацией. На заключительном этапе система отопления многоэтажного дома опрессовывается и производятся пусконаладочные работы.

Система отопления многоэтажного дома представляет особый интерес, ее можно рассмотреть на примере стандартного пятиэтажного дома. Необходимо выяснить, как в таком доме функционирует отопление и горячее водоснабжение.

Схема отопления двухэтажного дома.

В пятиэтажном доме подразумевается центральное отопление. в доме имеется ввод теплотрассы, есть водные задвижки, тепловых узлов может быть несколько.

В большинстве домов тепловой узел заперт, что делается для достижения безопасности. Несмотря на то что все это может показаться очень сложным, систему функционирования отопления можно описать доступными словами. Проще всего взять для примера пятиэтажный дом.

Схема отопления дома следующая. После водных задвижек располагаются грязевики (грязевик может быть один). Если система отопления открытая, то после грязевиков через врезки располагаются задвижки, которые стоят с обработки и подачи. Система отопления сделана таким образом, чтобы вода, в зависимости от обстоятельств, не могла браться с обратной стороны дома или с подачи. Все дело в том, что центральная система отопления многоквартирного дома функционирует на воде, которая перегрета, поступление воды осуществляется с котельной или с ТЭЦ, ее давление при этом составляет от 6 до 10 Кгс, а температура воды достигает 1500°С. Вода находится в жидком состоянии даже в очень холодную погоду благодаря повышенному давлению, поэтому она в трубопроводе не вскипает с образованием пара.

Когда такая высокая температура, то ГВС включается с обратной стороны здания, там температура воды не превышает 700°С. Если температура теплоносителя низкая (это происходит весной и осенью), то для нормального функционирования ГВС такая температура не может быть достаточной, тогда вода на ГВС идет с подачи в здание.

Теперь можно разобрать открытую систему отопления такого дома (это называется открытый водозабор), такая схема является одной из самых распространенных.

Установка потребителей: где разместить

В домах и квартирах батареи размещают под окнами, что делается не просто так. Из окон движется холодный воздух, который отсекается теплом, излучаемым радиаторами. Таким способом исключается проникновение холодного воздуха в помещение, улучшается конвекция, а также не формируется конденсат на стекле.

Рекомендуется также размещать теплообменник по центру напротив оконного проёма, что не только красиво в плане дизайна, но ещё и позволяет эффективно отсекать холодный воздух

Немаловажно учесть ещё один фактор — высота расположения радиатора. Оптимальное значение высоты (от пола до нижней части батареи) составляет в районе 8-12 см. Если пол в доме из бетона, то лучше выбирать значение 8 см

Эти значения являются стандартными, которые учитывают два фактора: возможность проведения уборки под батареей, а также прогревание нижней части комнаты

Если пол в доме из бетона, то лучше выбирать значение 8 см. Эти значения являются стандартными, которые учитывают два фактора: возможность проведения уборки под батареей, а также прогревание нижней части комнаты.

Разновидности системы отопления

Один отопительный контур, как правило, используется на несколько помещений. Радиаторы в нем можно подключить либо последовательно, либо параллельно.

При этом параллельное подключение требует подвода к каждому радиаторы двух труб: с горячим теплоносителем и возвратную с холодным.

Параллельное подключение оправданно для приборов с большой теплоотдачей. Последовательное — обеспечивает экономию труб.

Подсоединение к однотрубной системе

В однотрубной системе несколько радиаторов ставятся последовательно друг за другом в разрез трубы. Схеме удобна в боковом подключении. Тогда нужно будет минимальное количество труб.

При этом нужно помнить, что один перекрытый кран нарушит работу всей группы, которая подключена за ним последовательно. Однотрубную схему обычно применяют в масштабах одной комнаты.

Подсоединение к двухтрубной системе

Двухтрубная система требует в два раза большего количества труб. Этот недостаток, во многом, устраняется, если использовать дешевые термостойкие полимерные трубопроводы.

Когда выгодна двухтрубная система :

• закупленные радиаторы имеют слишком большую мощность и массивную конструкцию для последовательного подключения;
• в комнате установлен только один радиатор, в любом случае к нему тянуть две трубы;
• отапливать нужно только одно помещение (например, квартира-студия).

Двухтрубная схема обеспечит более высокий уровень надежности, чем однотрубная. Также на радиаторах можно будет устанавливать краны и каждый отдельный кран никак влиять на работу других.

Элеваторный узел

Минимальный джентльменский комплект для несложного элеваторного узла складывается из:

1. Пары входных задвижек — на подающей и обратной нитках.
2. Грязевика на подаче и, реже, на обратке.
3. Фактически элеватора с соплом и подсосом.
4. Домовых задвижек, отсекающих домовую систему отопления.
5. Пары сбросов, разрешающих всецело осушить систему.
6. Контрольных вентилей для температуры и замера давления.

Опционально смогут находиться:

1. Врезки тёплого водоснабжения (по одной либо по две на каждую нитку). Во втором случае для обеспечения постоянной циркуляции через контур ГВС фланец между врезками на каждой нитке комплектуется подпорной шайбой.

1. Врезки отдельных потребителей (торговых киосков, магазинов и т.д.). Тут шайбируется сама врезка на фланце перед запорной арматурой; шайба ограничивает расход воды через отдельный контур.

Процесс подключения радиатора отопления по диагональной схеме

Для того чтобы реализовать все преимущества диагонального подключения радиаторов, необходимо корректным образом осуществить процесс монтажа. Чтобы это сделать, нужно понимать, какие следует иметь инструменты, как правильно наносить разметку и каким образом происходит установка тех или иных элементов.

Фото 1. Схема подключения радиаторов отопления диагональным способом. Красным цветом обозначена подача горячей воды, синим — слив холодной.

Необходимые инструменты

Набор необходимых элементов для диагонального монтажа радиаторов:

• несколько кронштейнов для установки устройства;
• переходные гайки;
• нужное количество заглушек;
• воздухоотводчик (кран Маевского);
• быстроразъемные соединения по типу «американок»;
• запорные краны.

Все вышеперечисленные детали можно приобрести либо в комплекте, либо отдельно. Для работы с этими изделиями нужны следующие инструменты:

• труборезы;
• калибровка;
• пресс-клещи;
• накидные и разводные гаечные ключи;
• трубогибы.

В случае, когда трубы и радиаторы выполнены из различных материалов, могут понадобиться переходники и специальные технические средства для их присоединения.

Нанесение разметки

Для того чтобы корректным образом осуществить монтаж батареи, необходимо следовать определенным нормам и правилам.

Далеко не всегда удается в процессе работы о них вспомнить.

Именно поэтому предварительно следует нанести на стену соответствующую разметку, по которой будут производиться действия.

В этом плане специалисты выделяют следующие три важных пункта:

1. Расстояние от нижней части подоконника до верхней грани батареи должно быть от 5 до 10 сантиметров. Это нужно для того, чтобы дать возможность нагретому воздуху нормальным образом циркулировать по комнате. Данное размещение радиатора влияет на уровень теплоотдачи.
2. Между напольным покрытием и нижней частью батареи должно быть не менее 8—12 сантиметров. Это условие связано с конвекционными потоками нагретого воздуха.
3. Последнее правило касается зазора между радиаторными секциями и непосредственно самой стеной. В норме он должен варьироваться от 2 до 5 сантиметров.

Внимание! В соответствии со всеми вышеперечисленными нормами необходимо при помощи обычного карандаша сделать пометки на стене. Это существенно поможет упростить работу и предотвратить риск возможных ошибок

Кран Маевского

Такой обязательный элемент системы отопления, как кран Маевского представляет собой специальное изделие, использующееся для отвода воздушных пробок из сети отопления. Его открытие происходит ключом либо отверткой.

Фото 2. Кран Маевского, установленный на чугунной батарее. Позволяет спустить лишний воздух из системы отопления.

Накопленный воздух в батареях способен не только парализовать циркуляцию горячей воды, но и запустить процесс коррозии. Ввиду того что изделие предназначено для отвода воздушных масс из радиаторов, его устанавливают преимущественно в местах, где чаще всего возникает эта проблема. Для этого достаточно всего лишь открутить боковую заглушку секции, после чего вкрутить кран на ее место.

Установка «американок»

В патрубки, к которым присоединяются трубопроводы подачи и отвода воды, необходимо обязательно присоединить специальные металлические муфты. Чаще всего их называют «американками».

Для того чтобы их установить, нужно использовать специальный ключ. Он вставляется в просвет крана Маевского, после чего сверху надевается «американка». Главное — правильным образом подобрать ключ, так как он может быть различных диаметров и конфигураций. В некоторых случаях могут использоваться обычные разводные ключи и пассатижи.

Привинчивание вентилей

В итоге на пайке «американок» присоединяются отсекающие вентили. На каждый патрубок необходимо установить один элемент.

Это в случае чего позволит отсечь конкретный радиатор от общей системы отопления. При этом вся сеть обогрева помещения останется работать в штатном режиме.

Установка вентилей также происходит посредством привинчивания. Оно делается между радиатором и специальной перемычкой, которая отводит воду с нижней трубы в верхнюю, если кран перекрыт.

Монтаж радиатора

Установка радиаторов по диагональной схеме является довольно простой и быстрой. Она имеет небольшие особенности, отличающие ее от других методик монтажа. Главное помнить, что в городских квартирах данный способ применяется крайне редко, так как он преимущественно предназначен для частного сектора и отдельно стоящих домов.

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.

С верхней разводкой

Система отопления с верхней разводкой

Труба раздатки с горячим теплоносителем от котла вначале поднимается к потолку или на чердак и после укладывается по периметру здания. От нее для подключения радиаторов опускают вертикальные отводы через тройник. Обратка укладывается по уровню пола ниже радиаторов. От всех радиаторов к обратке идут отводы, подключаемые так же через тройники.

Большая разница между уровнем укладки раздачи и обратной линии способствует возникновению естественной циркуляции, на что и ориентирована в первую очередь двухтрубная схема подключения с верхней раздачей.

Принципы построения схемы с верхней разводкой, распределения труб и их монтаж определяется с двумя основными приоритетами:

• снизить сопротивление контура отопления;
• повысить циркуляцию теплоносителя под воздействием сил гравитации.

Двухтрубная схема разводки с верхней раздачей буде уместнее в случаях:

• для отопления двух-трехэтажных частных домов;
• при использовании открытого расширительного бака;
• для косвенного обогрева отапливаемого чердака или мансарды;
• при построении энергонезависимой системы отопления с естественной циркуляцией.

С естественной циркуляцией

Схема с естественной циркуляцией

Теплоноситель нагревается в котле, расширяется и становится легче, поднимается в самую верхнюю точку. В случае с двухтрубной схемой с верхней разводкой верхней точкой контура становится расширительный бак или первый поворот линии раздатки, идущей от верхней кромки теплообменника в котле отопления.

Движущая сила для циркуляции теплоносителя возникает вследствие сильного нагрева в котел и остывания в радиаторах, где тепло переходит воздуху в помещении. Получается, в одной точке нагретая вода стремится подняться вверх, а в другой опуститься вниз.

Трубы распределяются так, чтобы любым доступным способом способствовать естественной циркуляции. Раздатка от котла поднимается в самую высокую точку, где располагается за одно и расширительный бак открытого типа. От верхней точки труба обходит здание по периметру с обязательным уклоном в 2-3 градуса, чтобы однозначно задать направление движения теплоносителя.

От раздатки через тройники опускаются трубы к радиаторам отопления, расположенным под каждым окном. С холодного вывода радиаторов труба опускается к полу или в подвал, где через тройник подключается к линии обратного тока к котлу. Обратка укладывается с наклоном только уже от дальнего радиатора вниз к котлу, способствуя циркуляции.

Разновидности способов подсоединения теплообменников

Когда выбран оптимальный вариант монтажа системы отопления, а также установлены радиаторы, нужно определиться с тем, как в батареи подавать теплоноситель. Для этого имеются разные варианты:

• нижнее;
• боковое.

В зависимости от мест подсоединения подачи и обратки, различают подсоединения таких видов:

1. Диагональное.
2. Одностороннее.
3. Нижнее.

В зависимости от варианта выбранной системы (однотрубная или двухтрубная), подключение будет иметь не только различную конструкцию. Это также отразится на эффективности функционирования радиаторов и всей системы отопления в целом.

Нижнее подсоединение

Нижний способ подсоединения зависит от типа используемого радиатора. Такие изделия имеют в нижней части соответствующие отверстия, в которые поступает теплоноситель и выходит. К какому отверстию подсоединять подачу, а куда обратку, обязательно указывается в инструкции к радиатору.

С нижней подачей подключаются радиаторы, как к однотрубной, так и двухтрубной системе.

Боковой способ подсоединения

Теплообменники с боковым способом подсоединения являются наиболее распространёнными, так как позволяют делать врезку в батарею с любой стороны. Установка таких батарей позволяет экономить на материале, а также примерять различные варианты.

Оптимальный вариант — это боковое подключение, выполняемое по двух- и однотрубной схеме.

Боковые радиаторы подсоединяются тремя способами: диагональным, боковым и нижним.

Диагональное соединение

Диагональный способ подключения радиаторов обогрева имеет минимальные теплопотери. При подсоединении по такой схеме происходит:

1. Из подающего трубопровода теплоноситель входит в устройство.
2. Проводится сквозь все секции батареи, отдавая тепло в помещение.
3. Выводится через отверстие с иной стороны.

Такой способ, как диагональное подключение радиаторов отопленения, специалисты называют самым эффективным.

Он используется для одно- и двухтрубных сетях отопления. Реализовать диагональное подключение радиаторов обогрева можно следующими вариантами:

• Подача в радиатор теплоносителя через верхнее отверстие, а вытекание из нижнего с иной стороны.
• Подача в нижнее отверстие теплоносителя, и выход его из верхнего с иной стороны.

О том, как правильно подключить радиаторы отопления при двухтрубной системе отопления, показано на фото ниже.

Такой способ подсоединения эффективный, и позволяет подключать длинные батареи с общей их численностью в сети более 12 штук.

Диагональное соединение функционирует не только при нагнетательном способе циркуляции теплоносителя, но и в самотечной системе. Помимо диагонального подсоединения, известно также нижнее и боковое.