Отопление петля Тихельмана для двухэтажного дома
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Отопление петля Тихельмана для двухэтажного дома

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Одна из интереснейших тем в теплотехнике — системы отопления с попутной двухтрубной подачей теплоносителя, именуемой в среде мастеров схемой Тихельмана. Устройство их действительно уникально: система практически не требует балансировки, отличается стабильностью работы, но при этом имеет и ряд недостатков.

Описание системы

В профессиональных кругах петля Тихельмана именуется двухтрубной системой отопления с попутным движением теплоносителя. Такое название полностью отражает суть и принцип работы, отличительные черты лучше всего видны на фоне двухтрубной системы с обратным движением теплоносителя, которая знакома практически всем.

Представим радиаторную сеть, развёрнутую в прямой ряд. При классической схеме тепловой узел расположен в начале этого ряда, от него вдоль всей сети следует две трубы для подачи горячего и возврата холодного теплоносителя соответственно. При этом каждый радиатор представляет собой своего рода шунт, поэтому, чем больше удаление нагревательного прибора от теплового узла, тем выше гидравлическое сопротивление в петле его подключения.

1 — Двухтрубная схема подключения радиаторов со встречным током теплоносителя в подаче и обратке; 2 — схема подключения Петля Тихельмана с попутным подключением

Если же мы ряд радиаторов свернём в кольцо, то оба его края будут примыкать к тепловому узлу. В этом случае гораздо выгоднее сделать так, чтобы возвратный трубопровод направлял теплоноситель не обратно в котельную, а продолжал следовать далее по цепочке, то есть попутно подаче. Иными словами труба подачи следует от теплового узла и заканчивается на крайнем радиаторе, в свою очередь возвратный трубопровод берет свое начало от первого радиатора и направляется в котельную. Этот же принцип может быть реализован, даже если радиаторы расположены в пространстве линейно, просто от места врезки крайнего радиатора в обратку труба разворачивается чтобы вернуть охлажденный теплоноситель. При этом на определенном участке система отопления будет трёхтрубной, так петлю Тихельмана тоже иногда называют.

Петля Тихельмана с размещением радиаторов по периметру здания. От каждого радиатора общая длина труб подачи и обратки примерно одинакова. 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — труба подачи; 5 — труба обратки; 6 — циркуляционный насос; 7 — расширительный бак

Но зачем нужны такие сложности? Если внимательно изучить схему, то окажется, что сумма длин питающего и возвратного трубопровода для каждого радиатора одинакова. Отсюда вывод: гидравлическое сопротивление каждой отдельно взятой петли подключения эквивалентно остальным участкам, то есть система попросту не нуждается в балансировке.

Область применения

Тем не менее, соблазн избежать гидравлической настройки системы не должен приводить к поспешным необдуманным решениям. Двухтрубная попутная система характеризуется высокой материалоёмкостью, потому её монтаж оправдан далеко не во всех случаях.

Рассмотрим такое понятие как степень «прижатия» нагревательного прибора при балансировке двухтрубной обратной системы. Занижая условный проход в месте подключения нескольких первых радиаторов можно сократить расход теплоносителя в них, тем самым снизив перепад давления, чтобы на последующих участках сети сохранялся достаточный напор. Если радиаторная сеть состоит из большого числа нагревательных приборов, расположенных на большом удалении друг от друга, ограничивать проток на начальных радиаторах придётся до такой степени, что протока в них будет недостаточно для нормального выделения тепла. Это вынуждает использовать насосы с более высокой производительностью, из-за чего при течении теплоносителя в отдельных узлах образуется ощутимый шум. В целом можно сказать, что устройство двухтрубной попутной системы оправдано только при количестве радиаторов более 8–10 при общей длине трубопроводного става свыше 70 м.

Материалоёмкость системы Тихельмана существенно увеличивается при невозможности завернуть радиаторную сеть в кольцо, то есть расположить отопительный трубопровод строго по периметру здания. Этому обычно мешают дверные проемы и фронты остекления в пол. В таких случаях приходится монтировать дополнительную трубу, по которой теплоноситель будет возвращаться в котельную, а поскольку общая длина произвольно взятой петли увеличивается как минимум на половину — увеличивать условный проход магистрали или производительность насоса. Избежать дополнительных затрат в принципе можно за счёт устройства коллекторной (лучевой) системы, однако лучше предварительно выполнить сравнительный расчёт материалоёмкости.

Данные по гидравлике

Работа системы, устроенной по принципу петли Тихельмана, отличается высокой стабильностью. Сей факт наглядно демонстрируется данными гидравлического расчёта, однако для этого требуется соблюдение ряда монтажных правил.

Основным функциональным элементом такой системы остаётся гидравлический насос. Он создает давление на выходе, то есть на подаче, и разрежение на входе — обратке. Численно величина обоих значений снижается по мере удаления от насоса, причём падение напора происходит не линейно, оно описывается квадратичной величиной динамического напора. Эта закономерность прослеживается и для подающей ветки, и для возвратной, условно падение можно описать на примере трубопровода длиной 100 м:

Удаление от насоса в сторону движения теплоносителя (м) Давление в подаче (% от номинального) Разрежение в обратке (% от номинального) Падение давления на радиаторе
10 90 % 5 % 95 %
20 75 % 20 % 95 %
30 55 % 35 % 90 %
50 45 % 40 % 85%
60 40 % 45 % 85 %
70 35 % 55 % 90 %
80 20 % 75 % 95 %
90 5 % 90 % 95 %

Это усреднённые данные, но даже по ним видно, что при кажущейся равномерности потери напора в середине радиаторной сети немного выше, нежели по краям. Действительно, за счёт пропорционального изменения давления и разрежения в каждом радиаторе поддерживается практически одинаковый перепад давлений в каждом нагревательном приборе, однако для корректной и стабильной работы петли Тихельмана следует соблюдать ряд правил, о которых речь пойдет дальше.

Обвязка котельной

Двухтрубная система с попутным движением теплоносителя может быть как открытой, так и закрытой. Как мы уже говорили, основным функционирующим элементом служит насос, поэтому его установки не избежать. На естественную циркуляцию не стоит рассчитывать даже при правильно организованной верхней разводке труб. Как мы уже говорили, типичная петля Тихельмана содержит 10 и более радиаторов, продавить такое плечо только гравитационным перемещением маловероятно.

На выходе подачи котла устанавливается традиционная «тройка» безопасности: автоматический воздухоотводчик, стравливающий клапан и манометр. Для открытых систем выход подачи должен быть организован вертикальным каналом до высоты образования уклона, в самой верхней точке устанавливается открытый расширительный бак. Далее труба подачи направляется непосредственно в разводящую сеть.

На обратке котла устанавливается один циркуляционный насос, производительность которого определяется гидравлическим сопротивлением всей системы. Непосредственно перед насосом располагается сетчатый фильтр, а сразу после насоса — тройник для подключения расширительного бака и манометр нижней точки. Также в этом месте выводится заправочный патрубок.

Запорная арматура котельной представлена полнопроходными шаровыми кранами, которые устанавливаются:

  • по обе стороны от насоса
  • на отводе расширительного бака
  • на заправочном патрубке
  • в точках подключения котла к магистрали

Дополнительно в котельной может быть установлена связывающая байпасная трубка, в разрыв которой монтируется электрический нормально закрытый клапан, срабатывающий при остановке циркуляции. Врезка байпаса должна осуществляться до циркуляционного насоса: байпас предназначен для защиты от температурного шока и шунтирует он теплообменник котла от магистрали, а не наоборот.

Система Тихельмана хороша также и тем, что при относительно высокой мощности радиаторной сети возможна работа от котла со встроенным комплексом гидротехнического оборудования. Однако при необходимости согласовать работу радиаторной сети и теплого пола каждое плечо системы оснащается собственным циркуляционным насосом. Если производительность в плечах существенно отличается, необходима установка гидрострелки.

Система трубопроводов

Как верхнюю, так и нижнюю разводку петли Тихельмана принято выполнять трубами PPR. Если требуется скрытая прокладка труб, рекомендуется использовать систему PEX с надвижными фитингами. Если прокладка труб выполняется в плотных основаниях, следует использовать теплоизоляционную оболочку.

Система отопления Тихельмана для одноэтажного дома выполняется крайне просто. Трубопровод подачи теплоносителя пролегает от теплового узла вдоль всей радиаторной сети. Номинальный условный проход трубы сохраняется вплоть до предпоследнего радиатора в ряду, после чего выполняется переход на диаметр подключения радиаторов, обычно это 20 мм полипропилен или 16 мм PEX. Трубопровод возвратного тока прокладывается в том же порядке, но навстречу подаче, то есть первый радиатор по направлению тока горячего теплоносителя подключается заниженным диаметром.

Если система Тихельмана устраивается на нескольких этажах, требуется монтаж вертикального стояка. Магистральная труба подачи следует до самой высокой точки, откуда выполняется ответвление для запитки верхнего этажа. После этого магистраль разворачивается вниз, на этом участке осуществляется врезка подачи для всех нижних этажей. Общий трубопровод возвратного тока выполняется по аналогии с двухтрубной системой со встречным движением теплоносителя, то есть попросту выполняет роль сборной магистрали.

Диаметр труб для петли Тихельмана рассчитывается по общим методикам теплотехнического расчёта, основанных на выборе оптимального значения Kvs магистральных труб. При этом желательно, чтобы по ходу движения теплоносителя не происходило ступенчатого занижения условного прохода, иначе естественная балансировка системы будет не столь качественной. В системах с протяженностью разводящих трубопроводов до 120 м оптимальным считается условный проход магистральных труб не менее 270 мм 2 , а для труб подключения радиаторов — порядка 130 мм 2 .

Арматура радиаторов

Часто можно встретить мнение, что двухтрубная система отопления с попутным движением теплоносителя не нуждается в комплектации радиаторов регулировочной арматурой. Считается, что якобы этот факт нивелирует дополнительные затраты на дополнительные трубы и фитинги для них. Однако корректная работа радиаторов в таком случае вряд ли возможна.

Читать еще:  Почему гудит электрический котел отопления

Термостатические головки для радиаторов в системе Тихельмана должны быть установлены обязательно. Без них никак не выполнить индивидуальную настройку радиаторов в разных комнатах, что не очень комфортно при изменяющихся климатических условиях. Что до балансировочных клапанов (дросселей), то на этот счёт споры особенно жаркие. Как упоминалось выше, даже при попутном движении теплоносителя отмечается перепад давления на радиаторах. При грамотном расчёте системы это явление можно компенсировать, варьируя число секций в радиаторах разных зон. Тем не менее, если существует даже минимальный риск ошибки, лучше установить регулировочные клапаны хотя бы на нескольких первых радиаторах с каждого края.

Петля Тихельмана также может балансироваться статическими методами регулировки. Речь идёт о так называемом «шайбовании». Если гидравлическим расчётом заранее определены коэффициенты местных сопротивлений, регулировочные клапаны могут быть заменены вставками, занижающими условный проход на определённую величину. Из простейших вариантов можно предложить самостоятельно изготовленные кольцевые уплотнения с разным внутренним диаметром, которые устанавливаются в местах резьбового подключения радиаторов.

Схема отопительной системы для дома петли Тихельмана

Системы отопления, в которых теплоноситель транспортируется по двухтрубной попутной схеме, называются петля Тихельмана. Основные особенности схем в отсутствии работ по балансировке, стабильности эксплуатации. Рассмотрим технические показатели, устройство тепловой магистрали, возможность применения и формирование своими руками. Следует разобраться в достоинствах, недостатках схемы отопления и просчитать затраты прежде, чем выбирать подключение данного типа для частных особняков.

Что такое петля Тихельмана?

Чтобы понять, что такое схема петли Тихельмана, нужно представить отопительную систему с попутным движением теплоносителя. То есть батареи подключены к трубопроводу последовательно, схема классическая, при которой тепловой узел присоединяется в начале ряда батарей. Затем от узла ответвляются два трубопровода, один из которых нужен для подачи прогретого теплоносителя, а второй для обратного тока воды. Каждый прибор в контуре представляет собой шунт, что объясняет возрастание гидравлического сопротивления в петле по мере удаления батареи от теплового узла.

Если такой контур формируется как замкнутое кольцо, то оба края становятся максимально приближенными к прибору нагрева и трубопровод обратного тока направлен не в котельный отсек, а продолжается дальше, по цепочке. В этом случае схема отопления Тихельмана требует продления подающего трубопровода от прибора нагрева до последнего радиатора, обратка же идет по магистрали от первой батареи и заканчивается в котельном отсеке.

Реализуется схема и в случае линейного расположения радиаторов отопления. При таком раскладе трубу обратного тока нужно развернуть в зоне врезки последней батареи и охлажденный теплоноситель будет возвращаться к прибору нагрева. Получается, что на определенном участке магистрали система превращается в двухтрубную, поэтому петлю Тихельмана еще называют 2-х трубной разводкой.

На заметку! По сумме длины подающий и обратный трубопровод для каждого радиатора равноценны, поэтому балансировка системы отопления при выкладке схемы Тихельмана не требуется.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относят:

  • равность длины трубопроводов подачи и обратного тока для каждого прибора отопления;
  • одинаковость гидравлических условий для батарей;
  • отсутствие работ по балансировке;
  • стабильность работы всей магистрали.

Благодаря одинаковой тепловой мощности батарей, конструкция обеспечивает равномерность подачи тепла в радиаторы при любом отдалении от прибора нагрева.

Минусы тоже есть:

  1. Необходимо просчитать количество радиаторов. Если батарей много, то придется покупать трубы с большим диаметром, а это увеличивает расходы.
  2. Для правильного выполнения разводки трубопровод выкладывается по периметру строения, а это дополнительные сложности в зонах входных проемов, окон.

Не рекомендуется применять петлю Тихельмана в домах небольшой площади, здесь удобнее обустраивать тупиковую систему отопления.

Области применения петли Тихельмана

Увеличенный расход материалов не всегда лучше, поэтому система Тихельмана в двухэтажном доме применяется редко. Исключение составляет магистраль с размещением радиаторов по периметру строения. Кольцевая система потребует значительных затрат на материалы, но обустройство замкнутого кольца выполняется только при отсутствии помех в виде дверных проемов, окон «в пол». Придется укладывать еще одну магистраль для возврата теплоносителя в прибор нагрева.

Если петля удлиняется, удаляется от нагревателя, повышается сечение труб или подбирается мощный циркуляционный насос, в противном случае система не сможет работать в полную силу.

Для снижения расходов теплоносителя в зоне подключения первых батарей диаметр трубопровода следует уменьшить, это поможет сохранить напор воды на последующих участках. Уменьшение диаметра производится только по предварительным расчетам, иначе радиаторы, удаленные от прибора нагрева на значительное расстояние, не получат теплоноситель в достаточном объеме.

Важно! Если применяется отопление петля Тихельмана для двухэтажного дома с интеграцией в систему насоса увеличенной производительности, нужно позаботиться об устранении шума при работе насоса.

Получается, что применять двухтрубную проводку с попутным током воды можно лишь при общей протяженности магистрали от 70 метров, на которой устанавливается от 10 радиаторов. В противном случае попутная разводка не оправдает вложенных средств.

Схема устройства петли Тихельмана в доме

Если хозяин решил использовать схему отопления Тихельмана для двухэтажного дома, необходимо придерживаться рекомендаций профессионалов:

  • Правильно выбрать гидравлический насос – это основная деталь всей системы.
  • Для каждого этажа выкладывается своя петля. Стояк формируется общий для всех этажей.
  • Учитываются потери энергии на этажах, что требует тщательного подбора материала батарей, диаметра трубопровода. Для каждого этажа эти элементы выбираются с учетом особенностей подачи теплоносителя.
  • В контур попутки встраивается балансировочный кран. Для строений в 2 этажа краны монтируются в помещении котельной.

На заметку! Если обустроить разделительные схемы, то упрощается поэтажная балансировка и настройка всей магистрали отопления в доме.

Обвязка котла

Как и системы любого отопления, 2-х трубные с попутным током носителя бывают открытыми и закрытыми. На выходе подающего патрубка нужно установить группу безопасности, которая включает предохранительный клапан, манометр и воздухоотводчик автоматического типа.

Если система открытого типа, то выход подающего конца магистрали представляет собой вертикальный канал – это разгонный стояк, в самой верхней точке которого устанавливается компенсационный бак (расширительный). После бака формируется подающий трубопровод, который отправляет теплоноситель в сеть отопления. Труба обратного тока дополняется циркуляционным насосом, выбирать который нужно с учетом гидравлического сопротивления всей магистрали отопления.

Важно! Чтобы насосное оборудование работало без перебоев, перед ним монтируется фильтр грубой очистки.

После насоса нужно установить тройник, посредством которого присоединяется расширительный бак, манометр для контроля уровня давления в нижней точке схемы и патрубок для слива и залива теплоносителя в магистраль.

Запорная арматура представлена шаровыми кранами с полным проходом, их устанавливают:

  • с обеих сторон от насоса;
  • на патрубке залива/слива воды;
  • на отводе расширительного бака;
  • в точках подключения котла к контуру отопления.

Если планируется монтаж закрытого клапана на байпасе, то точка врезки до насосного оборудования. Закрытый клапан на байпасе нужен для сработки при остановке циркуляции теплоносителя, чтобы защитить систему от холостого хода. В системе, где формируется несколько контуров с разной интенсивностью подачи теплоносителя, устанавливается гидрострелка. Это может быть раздача из отопительного прибора воды по магистрали с радиаторами и в контур теплого пола.

Трубопроводы

Если петля для отопления формируется в доме большой этажности, в расчет принимается общая площадь отапливаемых помещений, уровень теплопотерь – все это влияет на диаметр труб, которые будут применяться для обустройства магистрали.

При уровне теплопотерь не выше 15 кВт и площади в 150 м2 применяются трубы с показателем внутреннего сечения в 20 мм. Такие детали подходят для внутренних систем отопления, где количество батарей не превышает 8 единиц. Насос 25-40.

При условии потерь тепла в пределах 15-27 кВт и площади отопления не более 250 м2, нужно покупать трубы с сечением 25 мм (внутренний показатель). Насос 25-60. Допускается снижение параметров сечения трубопровода, но важно помнить, что для последнего радиатора диаметр подающего трубопровода не может быть менее 16 мм.

Совет! Чтобы не выбирать отводы для подключения батарей, применяются детали с сечением в 16 мм. Их используют для присоединения всех радиаторов в доме.

Арматура

Чтобы обеспечить функциональность схемы, устанавливается регулировочная арматура. Для выравнивания перепадов давления рекомендуется подбирать разное количество секций в каждом радиаторе, но тут потребуются точные расчеты, произвести которые может только специалист.

Чтобы избежать ошибки в расчетах, можно установить на батареи регулировочные клапаны, на первых крайних в ряду радиаторах клапаны монтируются в обязательном порядке.

Если нет регулировочных клапанов, то применяется метод статической регулировки для балансировки петли Тихельмана. Такая система требует монтажа вставок, уменьшающих условный проход на определенную величину. Уплотнения в виде колец разного диаметра можно сделать своими руками, а ставить кольца следует в точку резьбового присоединения батареи.

Схема отопления и гидравлический расчет системы Тихельмана

Для отопления частных домов и дачных построек широко применяются установки автономного обогрева. Распространенным является вариант с двумя трубами и маленьким генератором, который может работать на разных типах топлива. Существуют разные схемы двухтрубной системы отопления. Одна из распространенных – схема Тихельмана. Она характеризуется стабильностью работы и равномерным прогревом радиаторных элементов.

Читать еще:  Монтаж дополнительного насоса в систему отопления

Схема отопления Тихельмана

Система имеет и другие названия: часто ее называют попутной, характеризуя перемещение жидкого теплоносителя по двум входящим в нее контурам. Помимо этого, встречается наименование этой схемы возвратной с реверсивным движением. Одна из основных особенностей установки – одинаковая протяженность подающей и обратной труб. Поскольку гидравлика в разных элементах системы будет идентичной, крайние радиаторы получают одинаковое количество тепла. При этом обратка берет начало от первого из них, а подача оканчивается на последнем.

Особенности внутреннего устройства одноэтажных частных домов зачастую таковы, что не располагают к навешиванию труб отопления на стены. Обычно их принято прокладывать под напольным покрытием и защищать теплоизолом. Монтаж петли отопления Тихельмана, в частности, замкнутого круга на распределительный элемент, в таком случае упрощается.

В помещениях с высокими оконными рамами распространено применение внутрипольных конвекторов. Если сравнивать с лучевой конструкцией, петля отопления Тихельмана лучше подойдет для подсоединения данных элементов благодаря меньшему расходу топлива и надежности работы.

В двухэтажном доме устанавливают общий стояк и проводят два кольца для первого и второго этажей. Необходимо учитывать, что потери энергии у них окажутся сильно различными, и подбирать радиаторы и диаметры используемых труб исходя из этого. Применение раздельных конструкций позволит осуществлять их взаимную балансировку. В двухэтажном доме два крана удобно поместить в котельной по соседству друг с другом.

Достоинства и недостатки

К преимуществам установок данного типа стоит отнести равномерность прогревания всей сети и возможность регулировки теплоотдачи радиаторами. Схема отличается надежностью, в ней редко случаются сбои, особенно если сравнивать с работой других систем с большим числом отопительных элементов. Это делает ее хорошим вариантом для использования в частном доме.

Основной недостаток конструкции – ограничения, связанные с внутренними особенностями устройства помещений. Схема предполагает обход периметра здания с возвращением к котлу. Во многих постройках организовать это нелегко – не дают двери, лестничные пролеты и иные преграды. Также установка толстых труб предполагает увеличение стоимости конфигурации.

Процесс установки системы

Работы по монтажу отопления Тихельмана начинаются с установки котла, размещать который полагается в помещении не ниже 250 см. Мощность устройства зависит от обогреваемой площади: на 10 м2 площади потребуется 1000 Вт.

После этого нужно выполнить следующие действия:

  1. Навесить секции радиаторов. Определив нужное число элементов, разметить их будущую локализацию – обычно их помещают под окнами. Укрепить радиаторы кронштейнами.
  2. Протянуть трубы из металлопластика, по которым будут идти подача и обратка. Такой материал рекомендуется благодаря простоте установки и устойчивости к высоким температурам. Диаметры должны быть 20-25 мм (у магистральных труб) и 16 мм (подключение батарей).
  3. Смонтировать циркуляционный насос на обратке рядом с котлом. Перед ним нужно поместить устройство фильтрации. Врезают насос через байпас с тремя кранами.
  4. Установить расширительный бачок и предохранительные детали, отвечающие за безопасность системы.

Самый простой и недорогой метод подготовки воды – использование в петле Тихельмана косвенного бойлера. Автоматизированные котлы обычно легко коммутируются с устройством нагрева и осуществляют управление им. В ином случае для включения бойлера потребуется создание обвязки.

В подсобных и хозяйственных постройках считается допустимым размещать обводной трубопровод непосредственно над дверьми. В этом случае в высшей точке конфигурации нужно поместить устройство отвода воздуха, а в нижней обустроить сливной механизм.

Трубы и насосы для попутной схемы

Поскольку постройки в частном секторе отличаются компактностью компоновки и отсутствием длинных магистральных путей к отоплению, высокое гидравлическое сопротивление для таких систем нехарактерно. Чтобы определить, какой диаметр должен быть у трубопроводов, можно использовать таблицу, описывающую связь этого параметра с требуемой энергией.

Двухтрубная система

В небольших по площади помещениях (150 м2 и меньше) потери тепла не превышают 15 кВт. В таком случае рекомендуется выбирать изделия с внутренним диаметром 2 см и подключать насос 25-40. В конструкциях, обогревающих большие площади, где затрачивается 15-30 кВт, в магистральных путях используют показатель 25 мм. У петельных конфигураций и ответвлений его немного уменьшают. Для подсоединения радиаторных элементов и подачи на последний из них применяют минимальное значение параметра – 16 мм. Для такой установки подойдет насос 25-60.

Петля Тихельмана своими руками

При самостоятельном монтаже такой конструкции нужно обращать внимание на следующие моменты: тип и размеры используемых труб, подбор мощностей задействованных компонентов и их обвязку. Также надо учитывать, что конфигурация с перепадами высоты (с прокладкой труб над дверным проемом) требует отвода воздуха и обеспечения слива. Иногда вместо обустройства такой установки делают выбор в пользу тупиковой схемы, отличающейся большей длиной путей.

На подаче размещаются компоненты, отвечающие за безопасность системы. Они включают в себя манометр, клапан для стравливания и устройство автоматического сброса воздушных масс. Открытая конфигурация предполагает вертикальную проводку пути до начала уклонения, при этом в высшей точке помещают расширитель. После этого магистраль ведется к оставшимся компонентам сети.

На обратном пути устанавливают насос, мощности которого должно хватать для нейтрализации сопротивления гидравлики. В обвязочную систему для котла входят запорные арматурные элементы, монтируемые рядом с ним на обе трубы и поблизости от расширительного бака. Также их крепят по бокам насоса и на находящийся возле него подпиточный патрубок.

Гидравлический расчет

Важный компонент схемы – гидравлический насос, создающий давление на подаче и разрежение на обратном пути. Данные расчета демонстрируют, что значения обоих параметров уменьшаются по мере увеличения расстояния от насоса в направлении перемещения теплоносителя. Если замерить данные на стометровой трубе, получается, что при удалении на 10 м давление на подаче будет составлять 90% от номинала, а обратное разрежение – 5%. При дальности в 20 м эти параметры будут равны 75% и 20% соответственно, а падение на радиаторном элементе в обоих случаях составит 95%. На расстоянии 50-60 м цифры смещаются к середине (45 и 40, 40 и 45 соответственно), а спад на радиаторе равен 85%. При дальнейшем удалении от насоса пропорции продолжают меняться в сторону увеличения разрежения; снижение давления на дистанции 70 м составит 90%, а на 80 м и более – 95%. Таким образом, в средней части потери напора будут немного больше, чем в начале и конце. Пропорционально меняющиеся показатели позволяют поддерживать примерно равные перепады давлений радиаторов.

При корректном монтаже, отсутствии перепадов сечения магистральной трубы и одинаковой высоте расположения радиаторов система функционирует бесперебойно. Мощности задействованных батарей будут равны между собой.

Схема отопления Тихельмана

В настоящее время существует огромное количество методов обустройства отопительной системы в частном доме. Именно по этой причине многие домовладельцы нередко стоят перед трудным выбором, какому из предлагаемых видов обогрева отдать свое предпочтение. Кого-то интересует трехтрубная схема отопления Тихельмана, а кто-то, в силу некоторых обстоятельств, обустраивает свое жилище инновационными схемами, такими как анодно-капиллярная. А чтобы вы четко понимали, что представляет собой та или иная система, поговорим о каждой из них.

Устройство водяного отопления

Этот вариант является наиболее востребованным, причем с его помощью можно обустроить не только частный дом, но и квартиру в многоквартирном доме. Обвязка подобного обогревательного узла может быть коллекторной, одноконтурной и многоконтурной, к которой относится как двухтрубная, так и отопительная система Тихельмана.

Классическое водяное отопления по схеме Тихельмана

Вне зависимости от схемы обвязки по тепловому контуру циркулирует теплоноситель, в качестве которого используют обычную воду. Нередки и случаи, когда магистраль наполняется специальным незамерзающим раствором, который, в отличие от воды, не замерзает при отрицательной температуре. Необходимость в таком наполнении теплового блока возникает лишь в том случае, когда контур частично находится на улице или в помещение, в котором температура может опускаться ниже положительной отметки.

Внутренние системы

Такой способ обогрева может работать как за счет естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя, так и посредством искусственно нагнетаемой (за счет насоса). Первая обвязка теплового контура может быть оснащена нижним и верхним розливом. Схема функционирования верхнего розлива отопления характеризуется тем, что прогретая до необходимого уровня вода имеет меньшую плотность, чем «отработанная», то есть та, которая уже отдала свою тепловую энергию обогревательным приборам.

Подобная обвязка предполагает то, что теплоноситель перемещается вверх по подающему стояку в радиаторы. Далее, отдавая теплоэнергию, он направляется вниз в нагреватель для последующего прогрева. В свою же очередь нижний розлив отопления характеризуется отсутствием общего вертикально располагающегося стояка подачи горячей воды, поэтому теплоносителья поступает непосредственно в обогревательные приборы, то есть в батареи.

Существует еще тупиковая схема системы отопления. Она подразумевает перемещение теплоносителя по магистрали в противоположном холодной направлении.

Тупиковая система будет рентабельнее, если сократить протяженность контура к минимуму. При устройстве помещения с большой площадью наилучшим решением будет установка двух небольших теплонагревательных систем для дома.

Что такое петля Тихельмана

Говоря о трехтрубной системе отопления, нельзя не упомянуть схему Тихельмана. Этот тип обуславливается возвратной системой с реверсом. В простонародье такой способ устройства обогрева частного дома именуется как петля Тихельмана. Благодаря тому, что циркуляционные магистрали в этой схеме сбалансированы, резкие перепады температурного режима не наблюдаются.

Читать еще:  Полипропилен на отопление в частном доме

Петля Тихельмана, отзывы о которой самые разные, обеспечивает максимально равномерный прогрев радиаторов. А это, в свою очередь, станет отличным выбором для владельцев частных домов.

Но, несмотря на положительные стороны отопительной схемы Тихельмана, она обладает еще и недостатками. Так, к примеру, для ее устройства потребуется гораздо больше расходных материалов, нежели при обвязке любой другой системы.

Помимо вышеуказанных обогревательных обвязок, можно выделить еще и замкнутую (кольцевую) обвязку, которая имеет сходства с одноконтурной схемой. Так, обогревательные приборы посредством переходных соединений монтируются в цепь. По конечному счету выходит замкнутый кольцевой контур с постоянно перемещающимся теплоносителем.

Также хотелось бы отметить и каскадную систему отопления. Ее принцип основывается на работе двух соединенных между собой котлов. При этом используются еще и специальные регуляторы, что обеспечивает увеличение эффективности функционирования узла.

Современные виды устройства обогревательных узлов

Традиционные методы отопления, такие как петля Тихельмана, одноконтурные схемы и идентичные по функциональности системы обогрева прочно закрепились в своей нише. Однако, на смену им приходят более инновационные виды создания эффективно работающих узлов.

Нанообогрев дома

В последнее время люди все чаще и чаще отдают свое предпочтение именно этому варианту обогрева помещения. И пусть вас не пугает замысловатое название этого узла. В действительности же, многие из вас уже не раз сталкивались с подобными конструкциями, принцип работы которых достаточно примитивен.

ВИДЕО: Инфракрасный пленочный теплый пол – самый популярный пример наноотопления

Нагревательные элементы размещаются в тонкой пленочной основе, которая может монтироваться как в напольном покрытии, так и на стенах. Это обогревательная система еще называется «инфракрасный пленочный теплый пол». Однако, такие тепломаты сегодня используются в качестве дополнения к основному источнику тепла. Реже в качестве основного.

Устройство контуров с помощью электродных нагревателей

Этот вариант обвязки отопительной магистрали характеризуется выделением тепла за счет ионизации теплоносителя, а именно, воды. Так, в процессе образовываются положительно и отрицательно заряженные ионы. Частицы, приближаясь к пластинам электродов, начинают постепенно выделять тепловую энергию. Несмотря на незначительную популярность, такие нагревательные элементы обладают массой преимуществ:

  • котлы подобного типа оснащены автоматическим регулятором температурного режима, что очень удобно;
  • электродные нагреватели имеют достаточно высокий КПД;
  • финансовая выгодна в эксплуатации этого котла;
  • высокий коэффициент теплоотдачи;
  • возможность замены теплонагревательного элемента;
  • за небольшой промежуток времени и при незначительных энергозатратах в помещение достигаются комфортные температурные условия;
  • для устройства обвязки с использование электродного котла потребуются сравнительно небольшие капиталовложения;
  • нет необходимости в подключении к централизованной газопроводной магистрали.

Особенности анодно-капиллярной системы

Усовершенствованный вариант обогревательных узлов, который обусловливается принципом поляризации молекул воды. Благодаря такому процессу удается увеличить площадь соприкосновения теплоносителя и нагревателя. А это, в свою очередь, дает возможность минимизировать теплопотери. Именно этим анодно-капиллярная обвязка отличается от других вариантов создания отопительного блока.

Иногда можно столкнуться с процессами, схожими с электролизом. Однако этот процесс крайне редкий, потому как в основе топливных ресурсов нет сторонних примесей. С целью улучшения эффективности функционирования подобных блоков, квалифицированные специалисты рекомендуют использовать анодные электроды. Этот вариант топлива производится с высокими показателями качества.

Надеемся, наши советы помогут вам сделать правильный выбор и обустроить свой дом эффективно работающей отопительной установкой.

ВИДЕО: Попутная схема системы отопления. Петля Тихельмана

Схема отопительной системы для дома петли Тихельмана

Мастера по отоплению знают, что петля Тихельмана – название двухтрубной сети с попутным движением теплоносителя. Система не считается распространенной, но в некоторых случаях является единственно возможной формой монтажа. Особенность в отсутствии балансировки и поддержании стабильной работы магистрали. Однако такая сеть имеет недостатки, потому перед выбором технологии надо сделать ряд точных расчетов. Рассмотрим плюсы и минусы петли, варианты применения и обвязки.

Конструктивные особенности петли Тихельмана

Более точное понимание конструкции выдает схема двухтрубной сети с радиаторами, развернутая в прямой ряд. Классическая магистраль представляет собой тепловой узел в начале, от которого протянуто два трубопровода к каждой батарее. Одна труба для подачи горячего теплоносителя, вторая для возврата жидкости в котел. В этом случае важно расстояние от котла до батареи. Чем оно больше, тем выше гидравлическое сопротивление в петле подключения.

Если же свернуть ряд батарей в кольцо, то оба края будут максимально близко к котлу, поэтому выгоднее установить трубопровод обратки не на подачу охлажденного теплоносителя в котел, а на подачу воды далее по цепи – попутным способом. То есть труба подачи воды одним концом подключена к котлу, заканчивается на последней в ряду батарее, возвратный трубопровод начинается от первого в ряду радиатора, продолжается до котла.

Важно! Схема петли Тихельмана реализуется вне зависимости от расположения радиаторов, можно формировать ее при линейном расположении. Выглядит это как разворот трубы от зоны врезки крайнего радиатора в обратку для возврата охлажденной воды – на одном участке система превращается в трехтрубную.

Достоинства и недостатки

При внимательном изучении сети видно, что длины подающего и обратного отрезков для каждой батареи равны – это объясняет основное преимущество сети, она не нуждается в балансировке.

Еще к плюсам относят:

  • равность гидравлических условий работы для радиаторов;
  • стабильность работы сети с поддержанием одинаковой тепловой мощности батарей.
  1. Увеличивается сечение трубопроводов и диммеров. Иначе система будет сложной в настройке.
  2. Обход трубами здания по всему периметру потребует обводки дверей, высоких окон, прочих препятствий – это приведет к удорожанию сети.

Важно! Сеть с петлей применяется в строениях от 150 м2. В домах меньшей площади выгоднее ставить тупиковую систему.

Возможности применения петлевой сети

Рассматривая, где именно подойдет петля для отопления, следует отметить, что система будет уместной для сети с включением 10 и более радиаторов. Проблема в том, что отопление петля Тихельмана для двухэтажного дома требует большого количества материалов из-за периметральной выкладки системы.

Есть несколько нюансов:

  1. Если обходу труб мешают двери, окна, укладывается еще один контур для обратной циркуляции воды и возврата ее в котельную. Снизить расход теплоносителя рекомендуется уменьшением сечения труб к первым батареям, но при условии, что общее количество радиаторов не более 10.
  2. Если приборов прогрева более 10, и они стоят далеко друг от друга, снижение диаметра труб приведет к неравномерному прогреву помещений. Повышение производительности установкой насоса большей мощности не решает проблему – при работе система начнет шуметь.

Монтаж петли Тихельмана оправдан только в случае установки сети с большим количеством батарей.

Технология установки петли Тихельмана в частном доме

Правила формирования схемы отопления Тихельмана для двухэтажного дома просты:

  • основной конструкционный элемент – насос гидравлического типа;
  • формируется общий стояк отопления;
  • на каждый этаж выкладывается собственная петля;
  • диаметр труб и батарей выбирается по отдельности для каждого этажа;
  • в контур попутки установить балансировочный кран – на каждый отдельный этаж.

На заметку! В строениях от 2-х этажей поэтажные краны монтируются рядом в котельной.

Обвязка на котел

Различается открытая и закрытая двухтрубная сеть с попутной циркуляцией теплоносителя. Поскольку радиаторов подключается более 10 штук, продавить плечо гравитационными силами невозможно, потому на выходе по трубопроводу подачи монтируется система безопасности из автоматического воздухоотводчика, клапана стравливающего и водомера.

Важно! Открытые сети оснащаются вертикальным разгонным каналом до предела высоты образования уклона. В верхней точке сети монтируется открытый расширительный бак, затем трубопровод подачи направляется в разводящую систему.

На магистрали возвратной циркуляции врезаются:

  • циркуляционный насос, мощность которого определяется в соответствии с показателями гидравлического сопротивления сети;
  • перед насосом интегрируется сетчатый грязевой фильтр;
  • после насосного оборудования врезается тройник для присоединения расширительного бака, манометра нижней точки;
  • в зоне монтажа группы безопасности врезается сливной или заправочный патрубок.

Обвязка трубопроводов

Для верхней и нижней разводки подбираются трубы PPR. При условии скрытой выкладки покупается трубопровод PEX с фитингами надвижного типа. Если трубы прокладываются в плотных основаниях, обязательно применяется теплоизоляционная оболочка.

Подбор сечения трубопровода:

  1. Теплопотери дома в 150 м2 не более 15 кВт – сечение внутреннего туннеля не более 20 мм. Применяются такие трубы для внутренних магистралей сети с батареями до 8 единиц. Насос выбирается 25-40.
  2. Теплопотери дома площадью в 250 м2 в пределах 15-27 кВт – сечение труб до 25 мм, насос 25-60.

Важно! Трубопровод подачи к последней в ряду батарее не может быть сечением ниже 16 мм. Присоединение батарей осуществляется отводками с тем же диаметром (16 мм).

Арматура

Чтобы система Тихельмана в двухэтажном доме работала исправно, ее укомплектовывают запорной арматурой, которая позволяет установить температурный режим в каждой комнате.

Совет! Для корректировки перепадов давления в сети количество секций должно быть разным для каждого радиатора, но только с учетом мощности каждой секции и всей батареи. Чтобы избежать ошибки, на радиаторы устанавливают регулировочные клапаны, особенно на крайние приборы.

Балансировать петлю поможет метод статистической регулировки с использованием вставок вместо регулировочных клапанов. Вставки снижают условный проход на заданную величину. Устанавливают кольцевые уплотнители в точке резьбового подключения радиатора. Изготовить уплотнения в виде колец несложно из куска плотной резины.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector