Расчет тупиковой системы отопления
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Расчет тупиковой системы отопления

Простое отопление самостоятельно – тупиковая схема

Перед всеми, кто создает отопление самостоятельно, возникает вопрос, — что проще всего сделать своими силами и что будет дешевле.
Наиболее часто решается вопрос в такой интерпретации, — применить тупиковую схему или выбрать другую разводку труб…
По оценкам специалистов, при создании отопления в домах, в 9 случаях из 10 применяется тупиковая система….

Когда можно сделать отопление самостоятельно

За самостоятельный монтаж системы отопления можно браться, когда вся система относится к понятиям «не сложная» и «не большая». Под такими терминами специалисты обычно подразумевают:

  • «Не сложная» — только один основной насос в котле и максимум три контура – радиаторы, теплые полы, и бойлер. Нет других ответвлений, нет гидрострелки или схемы первичного кольца, а также узлов понижения температуры смешением (защита твердотопливного котла сюда не относится).
  • «Не большая» – площадь отапливаемого этажа до 150 м кв., дома – до 300 м кв. Тогда не нужны расчеты или особый опыт по подбору диаметров труб, расстановка радиаторов не сложная, а также имеется возможность применить самую простую и дешевую схему – тупиковую.

Чем хорошим отличается тупиковая схема

Тупиковая схема самая простая в монтаже и наладке. А также самая дешевая. При этом работает она наиболее стабильно. При сравнении с другими вариантами разводки труб, здесь отсутствуют значительные недостатки.

Важно то, что тупиковую разводку можно выполнить в следующих вариантах.

  • Разделить один тупик на несколько тупиковых ответвлений, что выручает при сложной конфигурации помещения.
  • При необходимости на одно плечо установить повышенное количество радиаторов и сделать, так называемую «глубокую балансировку» — значительное повышение гидравлического сопротивления коротких плечей и первых по ходу радиаторов.
  • Проложить трубопровод скрытно под полом, или под обшивкой потолка для 2 этажа. При этом магистрали большого диаметра можно сделать короче, а подводки к радиаторам – длиннее. Или же проложить поверхностно по стенам при необходимости.

Недостатки других схем

Явными недостатками других схем отопления является следующее.

  • Лучевая
    Повышенная стоимость из-за большей длины труб и наличия коллектора. Также ее создание возможно только скрытно (разводка под полом) и в случае, когда коллектор удается разместить в помещении на примерно одинаковом удалении от всех радиаторов, чтобы избежать глубокой балансировки.
  • Попутная
    Повышенная стоимость системы из-за большего диаметра магистрали. Во многих случаях возмножна только скрытая прокладка, так как по стенам замкнуть кольцо бывает проблематично из-за планировки помещений.
    Желательно чтобы радиаторы с их подключением имели примерно одинаковое сопротивление, а также – отсуствие ступеньки в диаметрах труб. В противном случае потребуется сложная балансировка, возникает нестабильность работы, возможно выпадение радиаторов (холодные радиаторы в середине кольца).
  • Однотрубная
    Повышенная стоимость из-за большого диаметра, ограничение по количеству радиаторов (только малая площадь), проблемность прокладки кольца снаружи, нестабильность при перепадах давления (скорости струи).

Когда можно применить тупиковую схему

Как видно из схемы первый радиатор в тупике получит больше всего теплоносителя и будет самым горячим. Последний меньше всех. Но насколько это критично? Выровнять температуру радиаторов можно их балансировочными клапанами.

  • При 5 радиаторах разница в температуре между 1-м и последним обычно не более 10%. В принципе можно даже не балансировать.
  • При 6 радиаторах разница может достигать и 25%, при общем недостатке расхода от насоса, устранять можно обычной балансировой, приглушая первые 3 радиатора.
  • При 7 радиаторах в тупике, нужна уже т.н. «глубокая» балансировка, — значительное повышение общего сопротивления системы, что неблагоприятно сказывается на насосе, влечет применение более мощного, перерасход электроэнергии… Подобных ситуаций нужно избегать по возможности.

Тупиковая схема на 2 этажа

Обычно требуется отопить и 2 этаж, в качестве которого в большинстве случаев (когда ведется самостоятельный монтаж) выступает мансарда.
Как сделать ответвление на 2 этаж при тупиковой схеме?

Достаточно установить на подаче и обратке от котла тройники: ответвления на 1 этаж и 2 этаж.

На каждом этаже как правило удобно разделить радиаторы на 2 тупиковых плеча. Например:

  • Правое 1 этаж – 5 радиаторов
  • Левое 1 этаж – 4 радиатора
  • Правое 2 этаж – 2 радиатора
  • Левое 2 этаж – 1 радиатор

Как разделить направления на «левое и правое плечо» на каждом этаже? Нужно установить тройники на подачу и обратку и этого достаточно.
Пример тупиковой разводки на 2 плеча — гидравлическая схема для монтажника.

Как осуществляется балансировка

Распределение расхода жидкости в указанном примере, при обычной отапливаемой площади около 200 м кв, как правило происходит естественным образом, без установки дополнительных балансировочных кранов на ответвлениях. При необходимости настройка выполняется кранами на самих радиаторах. Насосной установки 25-40 (или насоса в автоматизированном котле) достаточно, чтобы все радиаторы прогревались.

Но при значительно меньшем гидравлическом сопротивлении одного направления, по сравнению с остальными, нужно предусмотреть установку в его трубопроводах балансировочного крана. Например, установить балансировочный кран на ответвление подачи 2-го этажа, где только 2 – 3 радиатора, а на первом – 10 – 11, диаметр труб при этом одинаков.

Какой диаметр труб

Опыт создания систем отопления в небольших (до 250 м кв.) домах позволяет монтировать новые тупиковые системы не прибегая к сложным гидравлическим расчетам. Известно, что достаточным диаметром трубопроводов, чтобы скорость теплоносителя не превышала 0,7 м/сек., является:

  • От котла до первого разветвления – 26 мм, тройник устанавливается соответственно – 20-26-20.
  • Магистрали в плечах до предпоследнего радиатора – 20 мм, тройник 20-16-20. При количестве радиаторов до 5.
  • Если радиаторов в плече 6,7,8, то тогда до 2 радиатора – 26 мм, далее 20 мм, последний 16 мм.
  • Отводки на радиаторы и подключение последнего радиатора – 16 мм.

При общем кол-ве радиаторов в 4 — 5 шт. возможно вообще обойтись без дорогих диаметров 26 мм.

Эти значения для металлопластика. Для полипропилена — наружный диаметр 32, 25, 20 (мм) соответственно.

Схемы тупиков для различных вариантов

  • Разводка для второго этажа. Особенности – лестничный марш является преградой, небольшое количество радиаторов. Одно плечо для 5 радиаторов делится на 2 тупика. Разводка под обшивкой потолка.

Особенности самостоятельного создания системы

Существует мнение, что дешевле и проще создать тупиковую систему из полипропилена. Ведь пайка самостоятельно не сложна.
На самом деле это весьма рискованное действие, так как возможен брак пайки с уменьшением внутреннего просвета труб и система работать должным образом не будет. Придется все переделывать с неизвестным результатом.

Гораздо надежней создать отопление самостоятельно из металлопластика. Для монтажа компрессионных фитингов понадобятся лишь простые ключи. Подробней о надежном монтаже фитингов для металлопластиковых труб

Особенности гидравлического расчета системы радиаторного отопления

Комфорт в загородном доме во многом зависит от надёжной работы системы отопления. Теплоотдача при радиаторном отоплении, системе «тёплый пол» и «тёплый плинтус» обеспечивается за счёт движения по трубам теплоносителя. Поэтому правильному подбору циркуляционных насосов, запорно-регулирующей арматуры, фитингов и определению оптимального диаметра трубопроводов предшествует гидравлический расчёт системы отопления.

Данный расчёт требует профессиональных знаний, поэтому мы в данной части учебного курса «Системы отопления: выбор, монтаж», с помощью специалиста компании REHAU, расскажем:

  • О каких нюансах следует знать перед выполнением гидравлического расчёта.
  • Чем отличаются системы отопления с тупиковым и попутным движением теплоносителя.
  • В чём состоят цели гидравлического расчёта.
  • Как материал труб и способ их соединения оказывает влияние на гидравлический расчёт.
  • Каким образом специальное программное обеспечивание позволяет ускорить и упростить процесс гидравлического расчета.

Нюансы, о которых надо знать перед выполнением гидравлического расчёта

В современной системе отопления протекают сложные гидравлические процессы с динамически меняющимися характеристиками. Поэтому на гидравлический расчёт оказывает влияние множество нюансов: начиная от типа системы отопления, вида отопительных приборов и способа их присоединения, режима регулирования и заканчивая материалом комплектующих.

Важно: Трубопроводная отопительная система загородного дома — это сложная разветвлённая сеть. Гидравлический расчет определяет её правильную работу так, чтобы ко всем отопительным приборам поступало необходимое количество теплоносителя. Правильно рассчитать и спроектировать систему отопления может только квалифицированный специалист, имеющий профильное образование по данной дисциплине.

Системы радиаторной и водопроводной разводок — это разветвленные трубопроводные сети. В трубопроводах давление теряется на трение о стенки труб и на местные сопротивления в фасонных частях при разделении или слиянии потоков, на внезапные расширения или сужения «живого» сечения. Для того чтобы теплоноситель или вода поступали к отопительным приборам или точкам водоразбора в необходимом количестве, трубопроводная сеть должна быть правильно рассчитана.

Вне зависимости от того, какая система отопления смонтирована в доме, например, радиаторная разводка или тёплый пол, принцип гидравлического расчёта одинаков для всех, но каждая система требует индивидуального подхода.

Читать еще:  Температура котла для отопления зимой

Например, система отопления может быть заправлена водой, этилен- или пропиленгликолем, а это повлияет на гидравлические параметры системы.

У этиленгликоля или пропиленгликоля большая вязкость и меньшая текучесть, чем у воды, а значит, и сопротивление при движении по трубопроводу будет больше. Кроме этого, теплоёмкость этиленгликоля меньше, чем у воды, и составляет 3,45 кДж/(кг▪К), а у воды 4.19 кДж/(кг*К). В связи с этим расход, при том же перепаде температур, должен быть на 20 с лишним процентов выше.

Важно: вид теплоносителя, который будет циркулировать в системе отопления, определяется заранее. Соответственно: проектировщик при гидравлическом расчёте системы отопления должен учесть его характеристики.

Выбор одно- или двухтрубной системы отопления также влияет на методику гидравлического расчёта.

Это связано с тем, что в однотрубной системе вода последовательно проходит через все радиаторы, и расход через все приборы в расчетных условиях будет единым при различных небольших перепадах температур на каждом приборе. В двухтрубной системе вода через отдельные кольца поступает независимо в каждый радиатор. Поэтому в двухтрубной системе перепад температур на всех приборах будет одинаковым и большим, порядка 20 К, а вот расходы через каждый прибор будут существенно различаться.

При гидравлическом расчете выбирается самое нагруженное кольцо. Оно является расчётным. Все остальные кольца увязываются с ним так, чтобы потери в параллельных кольцах были одинаковыми, с соответствующими им участками главного кольца.

При выполнении гидравлического расчета обычно вводятся следующие допущения:

  1. Скорость воды в подводках не более 0,5 м/с, в магистралях в коридорах 0,6-0,8 м/с, в магистралях в подвалах 1,0-1,5 м/с.
  2. Удельные потери давления на трение в трубопроводах – не более 140 Па/м.

Системы отопления с тупиковым и попутным движением теплоносителя

Отметим, что в системах радиаторной разводки, при едином принципе гидравлического расчёта, существуют разные подходы, т.к. системы подразделяются на тупиковые и попутные.

При тупиковой схеме теплоноситель движется по трубам «подачи» и «обратки» в противоположные стороны. И, соответственно, в попутной схеме теплоноситель движется по трубам в одном направлении.

В тупиковых системах расчет ведётся через дальние — наиболее нагруженные участки. Для этого выбирается главное циркуляционное кольцо. Это самое неблагоприятное направление для воды, по которому прежде всего подбираются диаметры отопительных труб. Все остальные второстепенные кольца, которые возникают в этой системе, должны увязываться с главным. В попутной системе расчёт ведётся через средний, наиболее нагруженный, стояк.

В системах водопровода соблюдается аналогичный принцип. Система рассчитывается через самый удалённый и самый нагруженный стояк. Но есть особенность – в расчёте расходов.

Важно: если в радиаторной разводке расход зависит от количества тепла и перепадов температур, то в водопроводе расход зависит от норм водопотребления, а также от типа установленной водоразборной арматуры.

Цели гидравлического расчета

Цели гидравлического расчета заключаются в следующем:

  1. Подобрать оптимальные диаметры трубопроводов.
  2. Увязать давления в отдельных ветвях сети.
  3. Выбрать циркуляционный насос для системы отопления.

Раскроем подробнее каждый из этих пунктов.

1. Подбор диаметров трубопроводов

Чем меньше диаметр трубопровода, тем больше сопротивление оказывается потоку теплоносителя из-за трения о стенки трубопровода и местных сопротивлений на поворотах и ответвлениях. Поэтому для малых расходов, как правило, берутся малые диаметры трубопроводов, для больших расходов, соответственно, большие диаметры, за счёт чего можно ограниченно отрегулировать систему.

Если система разветвлённая – есть короткая и длинная ветка, то на длинной ветке идёт большой расход, а на короткой – меньший. В этом случае короткая ветка должна выполняться из труб меньших диаметров, а длинная ветка должна выполняться из труб большего диаметра.

И, по мере уменьшения расхода, от начала к концу ветки диаметры труб должны уменьшаться так, чтобы скорость теплоносителя была примерно одинакова.

2. Увязка давлений в отдельных ветвях сети

Увязка может производиться подбором соответствующих диаметров труб или, если возможности этого способа исчерпаны, то за счёт установки регуляторов расхода давления или регулировочных вентилей на отдельных ветвях.

Частично мы, как это описано выше, можем увязать давление с помощью подбора диаметров трубопроводов. Но не всегда это удаётся сделать. Например, если берём самый маленький диаметр трубопровода на короткой ветке, а сопротивление в нём все равно недостаточно большое, тогда весь поток воды будет идти через короткую ветку, не заходя в длинную. В этом случае требуется дополнительная регулировочная арматура.

Регулировочная арматура может быть разной.

Бюджетный вариант — ставим регулировочный вентиль — т.е. вентиль с плавной регулировкой, который имеет градацию в настройке. Каждый вентиль имеет свою характеристику. При гидравлическом расчёте проектировщик смотрит, какое давление необходимо погасить, и определяется так называемая невязка давлений между длинной и короткой ветками. Тогда по характеристике вентиля проектировщик определяет, на сколько оборотов этот вентиль, от полностью закрытого положения, надо будет открыть. Например, на 1, на 1.5 или на 2 оборота. В зависимости от степени открытия вентиля будет добавляться разное сопротивление.

Более дорогой и сложный вариант регулировочной арматуры — т.н. регуляторы давления и регуляторы расхода. Это устройства, на которых мы задаём необходимый расход или необходимый перепад давлений, т.е. падение давлений на этой ветке. В этом случае устройства сами контролируют работу системы и, если расход не соответствует требуемому уровню, то они открывают сечение, и расход увеличивается. Если расход слишком большой, то сечение перекрывается. Аналогично происходит и с давлением.

Если все потребители после ночного понижения теплоотдачи одновременно открыли утром свои отопительные приборы, то теплоноситель попытается, в первую очередь, поступать в ближние к тепловому пункту приборы, а до дальних дойдет спустя часы. Тогда сработает регулятор давления, прикрывая ближайшие ветки и, тем самым, обеспечит равномерное поступление теплоносителя во все ветки.

3. Подбор циркуляционного насоса по давлению (напору) и по расходу (подаче)

Расчетные потери давления в главном циркуляционном кольце (с небольшим запасом) определят напор для циркуляционного насоса. А расчетный расход насоса – это суммарный расход теплоносителя по всем ветвям системы. Насос подбирается по напору и по расходу.

Если в системе стоит несколько циркуляционных насосов, то в случае их последовательного монтажа у них суммируется напор, а расход будет общим. Если насосы работают параллельно, то у них суммируется расход, а напор будет одинаковым.

Важно: Определив в ходе гидравлического расчёта потери давления в системе, можно выбрать циркуляционный насос, который оптимально будет соответствовать параметрам системы, обеспечивая оптимум затрат – капитальных (стоимость насоса) и эксплуатационных (стоимость электроэнергии на циркуляцию).

Как выбор комплектующих для системы отопления влияет на гидравлический расчёт

Материал, из которого изготовлены трубы системы отопления, фитинги, а также техника их соединения, оказывает существенное влияние на гидравлический расчет.

Трубы, имеющие гладкую внутреннюю поверхность, уменьшают потери на трение при движении теплоносителя. Это даёт нам преимущества – берём трубопроводы меньшего диаметра и экономим на материале. Также уменьшаются затраты электроэнергии, необходимые для работы циркуляционного насоса. Можно взять насос меньшей мощности, т.к. за счёт меньшего сопротивления в трубопроводах требуется меньший напор.

В местах соединений «фитинг-труба», в зависимости от способа их монтажа, могут быть большие потери, или, наоборот, потери на сопротивление потоку при движении теплоносителя сведены к минимуму.

Например, если используется техника соединения методом «надвижной гильзы», т.е. развальцовывается конец трубопровода, и внутрь вставляется фитинг, то за счёт этого не происходит заужения живого сечения. Соответственно: уменьшается местное сопротивление, и уменьшаются энергетические затраты на циркуляцию воды.

Подведение итогов

Выше уже говорилось, что гидравлический расчёт системы отопления — это сложная задача, требующая профессиональных знаний. Если предстоит спроектировать сильно разветвлённую систему отопления (большой дом), то расчёт вручную отнимает много сил и времени. Для упрощения данной задачи разработаны специальные компьютерные программы.

С помощью этих программ можно сделать гидравлический расчёт, определить регулировочные характеристики запорно-регулировочной арматуры и автоматически составить заказную спецификацию. В зависимости от типа программ, расчёт осуществляется в среде AutoCAD или в собственном графическом редакторе.

Добавим, что сейчас при проектировании промышленных и гражданских объектов наметилась тенденция к использованию BIM технологий (building information modeling). В этом случае все проектировщики работают в едином информационном пространстве. Для этого создаётся «облачная» модель здания. Благодаря этому любые нестыковки выявляются ещё на стадии проектировании, и своевременно вносятся необходимые изменения в проект. Это позволяет точно спланировать все строительные работы, избежать затягивания сроков сдачи объекта и тем самым сократить смету.

Тупиковая система отопления

Наиболее популярные в частном домостроительстве двухтрубные системы бывают нескольких разновидностей. Каждая из них имеет право на существование и применяется сообразно обстоятельствам и сложившимся условиям, но чаще всего встречается тупиковая система отопления частного дома. В данной статье мы рассмотрим, что собой представляет такая схема и попытаемся разобраться, чем она лучше других.

Читать еще:  Объем расширительного бака в системе отопления

Что такое тупиковая система отопления?

Как вы уже поняли, данная система относится к двухтрубным, поскольку однотрубная схема представляет собой замкнутый контур. Чтобы убедиться в том, что система – тупиковая, достаточно проследить движение теплоносителя до и после радиаторов. В нашем случае нагретая вода сначала движется по подающему трубопроводу в одном направлении, пока не затечет в радиатор. Отдав тепло, она уходит в обратную магистраль и протекает уже в противоположном направлении, навстречу подающему потоку, после чего попадает обратно в котел.

Для справки. Тупиковой может быть и однотрубная система, но это скорее исключение, чем правило. Ниже на рисунке представлена подобная тупиковая система с нижней разводкой и вертикальными стояками с трехходовыми клапанами на подключениях радиаторов. Нетрудно заметить, что она сложна в исполнении и влетит в копеечку тому, кто решится на ее монтаж. Поэтому рассматривать этот вариант мы не станем.

Не стоит думать, что тупиковая схема применима только при наличии принудительного побуждения с помощью циркуляционного насоса. Конечно, чаще всего в частных домах используется именно такой способ перемещения теплоносителя, так как это позволяет подбирать наименьшие диаметры труб. Но в последнее время многие домовладельцы в силу различных обстоятельств стремятся к энергонезависимости, а потому стараются внедрять у себя в жилище схемы тупиковой системы с верхней разводкой и естественным течением воды. Самые распространенные из них показаны на рисунке:

Как видно на рисунке слева, система разделяется на 2 замкнутых ветви с практически одинаковым числом батарей в каждой (5 и 6 шт.). Общее количество приборов – 11, при самотеке их не стоит «вешать» на одну ветку, иначе циркуляция в самых дальних радиаторах будет минимальной, как и прогрев. Кстати сказать, даже при наличии насоса такое разделение – только на пользу, чем меньше батарей нагружает тупиковую ветвь, тем лучше.

Главное преимущество тупиковой системы над остальными двухтрубными схемами – простота в расчете и монтаже, а также самая низкая стоимость проекта в целом.

В качестве примера для сравнения покажем еще 2 вида двухтрубных систем:

  • с попутным течением теплоносителя;
  • лучевая (коллекторная) схема.

В отношении гидравлики оба этих варианта превосходят тупиковую схему. При попутном движении теплоноситель, выходя из каждой батареи, устремляется по магистрали в том же направлении. Расстояние, преодолеваемое водой в подающем и обратном трубопроводе от каждого радиатора одинаково, отсюда хорошая сбалансированность всей сети. Притом что тупиковая и попутная система отопления подают ко всем приборам теплоноситель с одинаковой температурой, последняя сложнее и обойдется гораздо дороже по материалам.

Коллекторный способ доставки тепла еще более прогрессивен, это самая удобная в плане регулировки и надежная система. Но она же и самая дорогая, хотя в коттеджах большой площади и с высокими требованиями к интерьеру помещений альтернативы лучевой схеме может и не найтись.

Виды тупиковых систем

Разновидностей подобных систем существует две:

Классическая горизонтальная схема с нижней разводкой была представлена выше на первом рисунке. В том случае, когда дом – двухэтажный, а число отопительных приборов невелико, то конфигурация системы принимает следующий вид:

От котельной установки сразу же идет разделение на 2 ветви: одна проходит через первый этаж и питает расположенные на нем батареи, а вторая переходит в вертикальный стояк и таким же образом доставляет тепло к радиаторам второго этажа. Схема будет работать надежно и устойчиво, если количество нагревателей, нагружающих каждую ветвь, будет в пределах 10 шт. Когда правильно подобраны диаметры трубопроводов, то балансировка не доставит множества хлопот, особенно если задействовать на каждом ответвлении балансировочные вентили с автоматическими регуляторами перепада давления.

Таким же методом можно сделать разводку и в трехэтажном доме, тогда ветвей станет 3: одна горизонтальная и две на стояке. Но когда количество радиаторов большое или же в доме сложная планировка, не позволяющая класть трубы по помещениям, то есть другое решение — вертикальная тупиковая система отопления двухэтажного дома, что представлена ниже:

К двум горизонтальным магистралям в удобных местах присоединяются вертикальные стояки, проходящие по всем этажам. Желательно, чтобы отопительные приборы на разных этажах стояли один над другим или с небольшим смещением, иначе придется дополнительно тянуть трубы по комнатам. К одному стояку с каждой стороны рекомендуется присоединять не более 2 батарей. Но когда по разным причинам надо подключить больше, то это усложнит настройку системы, придется балансировать каждое горизонтальное ответвление.

Примечание. Показанные в данном разделе схемы рассчитаны только на работу в сети с циркуляционным насосом, самотеком вертикальная схема функционировать не будет.

Рекомендации по монтажу

Мы не будем здесь перечислять общеизвестные правила ведения работ, к тому же они могут отличаться в зависимости от материала труб. Но некоторые моменты напомнить не помешает, это убережет вас от ошибок, переделок и связанных с ними лишних затрат:

  • помните, что схема тупиковой системы отопления, как и любой другой, рассчитывается на внутренние диаметры труб. Когда на чертеже стоит обозначение ДУ15 или DN15, оно указывает на внутренний размер трубы, а Ø26х3 означает наружный диаметр и толщину стенки. Не ошибитесь при закупке материалов;
  • при наличии нескольких тупиковых ветвей на каждой ставится запорно-регулировочная арматура. Современные краны часто оснащают штуцером для слива воды, такие и надо подбирать, это поможет опорожнять систему частично;
  • как в гравитационной, так и насосной системе важно соблюдать уклоны магистралей. В первом случае это 5 мм на 1м, во втором – 2—3 мм на 1 м;
  • радиаторные термостаты для естественного и принудительного движения теплоносителя – разные. Изделия, приспособленные под самотек, имеют большую пропускную способность. Если перепутаете, то природной циркуляции не будет;
  • от предпоследнего нагревателя к тупиковому прокладывают самые меньшие по диаметру трубы, такие как на подводках.

Заключение

Из вышесказанного можно сделать вывод, что схема двухтрубной тупиковой системы отопления наиболее распространена в силу своей простоты и доступности. Собрать ее в небольшом доме не составит большой сложности даже малосведущему в теплотехнике человеку. Что касается коттеджей в 2—3 этажа, то тут не обойтись без предварительных расчетов гидравлики, особенно когда ветви имеют значительную протяженность.

Тупиковая система отопления

Среди множества существующих видов отопительных систем выбор застройщиков часто останавливается на тупиковой схеме. Что такое тупиковая система отопления?

Так называют одну из разновидностей двухтрубных сетей, для которой характерной является разница в продолжительности подающего и обратного трубопроводов. Хотя и в однотрубном варианте тупиковая система также возможна.

Теплоноситель в такой схеме движется в противоположных направлениях по подающей и обратной трубе. В свою очередь, тупиковая система также делится на два типа: вертикальный и горизонтальный.

  • Вертикальная схема предполагает присоединение радиаторов к стояку. В этом случае имеет место неравномерная циркуляция теплоносителя. Так как циркуляционные кольца, расположенные ближе к стояку, короче отдаленных. В этом случае помещения, находящиеся далеко от источника тепла, прогреваются дольше и хуже ближних. Такие сети используются, как правило, в многоэтажных постройках.
  • Горизонтальная тупиковая разводка системы отопления более экономична и проста в монтаже. Состоит из серии приборов отопления, объединенных в общую схему подающим и обратным трубопроводами. С естественной циркуляцией теплоносителя данная схема может работать в зданиях малой площади и объема. Для других случаев необходима организация принудительного движения горячей воды по системе.

Способы выполнения разводки

Схема тупиковой системы отопления может быть организована с верхней или нижней подачей теплоносителя. Верхняя разводка применяется чаще всего при естественной циркуляции, нижняя возможно только при наличии циркуляционного насоса в цепи.

В первом случае трубопроводы монтируются с обязательными уклонами для более эффективного движения теплоносителя. Расширительный бачок открытого типа устанавливается в верхней точке системы.

Наиболее подходящий способ подключения радиаторов в двухтрубной тупиковой системе отопления с естественной циркуляцией – диагональный. Кран Маевского или воздухоотводник другой конструкции необходимо установить на каждую батарею.

Нижняя разводка предполагает прокладку подающего и отводящего трубопроводов над поверхностью пола. При этом трубы располагают одну над другой – подача сверху. Циркуляционный насос и закрытый расширительный бачок мембранного типа вживляются в обратную трубу на небольшом расстоянии от входного патрубка котла, если он одноконтурный. В двухконтурных котлах насос и бачок располагаются внутри корпуса и являются элементами нагревательного оборудования.

Тупиковая система отопления с нижней разводкой хороша тем, что магистральные трубопроводы можно утопить в конструкцию пола или закрыть небольшим коробом за широким плинтусом. Самый большой ее недостаток – это зависимость от электроэнергии. Однако проблема решается приобретением небольшого генератора, который выручит на время отсутствия электричества. Подключение радиаторов может выполняться по любому способу: нижнему, диагональному или боковому.

Читать еще:  Подмешивающий насос в системе отопления

Существует еще плечевая тупиковая система отопления. Одна из разновидностей с боковым присоединением радиаторов представлена на схеме для двухэтажного дома:

Теплоноситель может обслуживать всю сеть одновременно, в то же время каждое плечо системы может работать самостоятельно. Кроме того, краны устанавливаются на входе и выходе каждого радиатора. Это удобно для регулировки температуры обогрева в каждой комнате.

Тупиковая схема в однотрубной системе

Обратный поток теплоносителя по тупиковой схеме может быть организован не только в двухтрубной разводке, но и в однотрубной. В данном случае теплоноситель от котла движется последовательно ко всем отопительным приборам в прямом направлении, а отводится от последнего радиатора в обратном направлении.

Равномерный прогрев всех батарей в тупиковой однотрубной системе отопления обеспечить непросто. Это возможно сделать лишь применением принудительного движения горячей воды. В некоторой степени помогает увеличение количества секций дальних батарей.

Некоторые особенности устройства тупикового отопления

Чтобы избежать ошибок, не допускать переделок и излишнего расхода материалов необходимо знать следующие нюансы:

  • Расчет мощности и пропускной способности любой отопительной системы, в том числе и тупиковой, выполняется по внутренним диаметрам подводящих и отводящих труб. На чертежах и схемах указываются условные обозначения, которые известны далеко не всем. Так вот, если есть надпись ДУ 20, то она говорит о внутреннем диаметре трубы или соединительного элемента. А значок Ø33х3 обозначает наружный диаметр трубы и толщину ее стенки. Это важно знать, чтобы не допустить ошибки при закупке.
  • Если сооружается разветвленная тупиковая сеть, то запорно-регулировочная арматура устанавливается на входе и выходе каждого плеча. Рекомендуется ставить краны, оснащенные приспособлением для спуска воздуха и излишков воды.
  • Важно не перепутать модификации термостатов для батарей. Приборы, предназначенные к использованию в самотечных системах, наделены большей пропускной способностью.
  • Подающий трубопровод следует монтировать из труб различного диаметра. Он должен постепенно уменьшаться от первого до тупикового.
  • Уклон необходимо соблюдать при обустройстве всех систем. Только для естественной циркуляции теплоносителя он будет больше, примерно 5 мм на 1м трубы, для принудительного движения – меньше. Достаточно 2-3 мм на метр длины.

Тупиковая отопительная система проста в монтаже и доступна по стоимости. Установить ее в одноэтажном доме можно и самостоятельно, владея некоторыми слесарными навыками. Это касается только самой разводки. Так как газовую или электрическую часть законодательные акты разрешают выполнять только профессионалам, имеющим специальные разрешения и допуски.

Заметки юного инженера

Рубрики

я на youtube

Видеокурс по MagiCAD

Подписка на новости сайта

Свежие комментарии

  • Укроповец к записи Попутное и тупиковое движение теплоносителя
  • Максим к записи Внимание, опрос!
  • Станислав к записи Уроки Magicad. Выпуск 1. Автоматические выноски
  • Владислав к записи Отзывы
  • Бывалый к записи Забудьте все, что вы проходили в университете…или на работе вас всему научат

Попутное и тупиковое движение теплоносителя

В двухтрубных системах отопления часто используют попутное движение теплоносителя. Почему? В чем его преимущества? Чем тупиковая схема хуже? Для начала разберемся, “who is who”, так сказать. Итак, попутное движение теплоносителя – это такое движение теплоносителя, при котором вода в подающем и обратном трубопроводе течет в одном направлении (Рис.1). При встречном (тупиковом) все как раз наоборот (Рис.2) Рис.1 Схема двухтрубной системы отопления с попутным движением теплоносителя. Рис.2 Схема двухтрубной системы отопления с тупиковым движением теплоносителя.

Рассмотрим и ту, и другую схему с точки зрения гидравлики и балансировки, протяженности трубопроводов и монтажа.
I. Гидравлика и балансировка.
Под гидравликой я имею ввиду непосредственный расчет потерь давления в ветках/кольцах. Балансировка же – это увязка веток между собой, а именно мы стремимся к тому, чтобы во всех кольцах/ветках были одинаковые потери давления.
Все мы знаем, что при расчете потерь давления сети нам необходимо посчитать потери давления в основном циркуляционном кольце (самом нагруженном и протяженном) и в остальных кольцах, чтобы увязать их с основным циркуляционным кольцом.
Все просто: если в каком-то кольце потери давления меньше, чем в остальных, то вода будет стремиться именно в этот контур, следовательно, в других кольцах ее будет недостаточно.
Это означает, что мы не получим требуемый расход теплоносителя в каждой ветке и соответственно необходимой теплоотдачи от отопительных приборов, в этом случае система считается разбалансированной. Гидравлика для попутного движения теплоносителя до удивления проста. Если у вас ветка из одинаковых по мощности и типоразмеру радиаторов (Рис.3), то потерю давления достаточно посчитать в контуре через любой радиатор, в остальных же контурах значение потерь давления такое же. Система, по умолчанию, является гидравлически увязанной, т.е. отбалансированной и не требует никаких радиаторных клапанов предварительной настройки.

Рис.3 Схема с попутным движением теплоносителя при одинаковой мощности приборов.
Однако, если мощность отопительных приборов разная либо они имеют разный типоразмер (что влияет на значение местного сопротивления прибора), то придется считать потери через каждый контур и увязывать приборы между собой с помощью термостатических клапанов (Рис.4).

Рис.4 Схема с попутным движением теплоносителя при разной мощности приборов.
При использовании встречной схемы движения теплоносителя, в любом случае, считаются потери давления через каждый контур и на каждый прибор ставится термостатический клапан. Но, можно сказать, что в случае установки термостатических клапанов на приборы при попутной схеме движения теплоносителя наиболее вероятно, что настройки клапана хватит для балансировки. Если же у нас тупиковая схема, то на первом приборе на ветке (Рис. 5) мы должны выставить максимальную настройку, т.е. максимально зажать сечение, и в случае, если система очень протяженная, настройки клапана может не хватить либо, если мы выставим максимальную настройку, сечение будет уменьшено настолько, что вода в отопительный прибор не потечет. Рис.5 Настройка клапана – схема с тупиковым движением теплоносителя.

По критерию «Гидравлика и балансировка» более предпочтительна схема с попутным движением теплоносителя.
Однако, есть в такой схеме один «подводный камень». В данной схеме есть, так называемые, «точки равного давления». Если подводки к отопительному прибору будут присоединены к магистрали в данном месте, то вода в прибор не потечет. Что же это за точки? Предлагаю вам ознакомиться с рисунком 6. Рис.6 Точки «равного давления» — схема с попутным движением теплоносителя.

Из рисунка видно, что данные точки расположены посередине контура, но в случае более сложной разводки предсказать, где эти точки труднее. А физика здесь проста: В точке 1, находящейся на подающем трубопроводе, и точке 2 – на обратном, давление одинаковое и вследствии того, что разности давления между этими точками нет, вода через прибор не течет.

Совет : стараться избегать таких точек и подключать прибор дальше от них. 😉

II. Протяженность трубопроводов и монтаж.

Зачастую попутная схема требует более протяженных трасс, но это не всегда так. Все зависит от помещения и расположения приборов. Что касается монтажа, то схему тупиковую монтировать проще хотя бы потому, что диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей не отличаются.
По критерию «Протяженность трубопроводов и монтаж» более оптимальна тупиковая схема.

Для простоты и легкости сравнения приведенные факты о схемах движения теплоносителя представлены в сводной таблице 1.

Таблица 1. Сравнение схем движения теплоносителя попутной и тупиковой

Схема движения теплоносителя

I.Гидравлика и балансировка:— тепловая мощность/типоразмер отопительных приборов одинаковые 1.Расчет потерь давления через один любой контур2.Система гидравлически увязана без использования доп. арматуры 1. Расчет потерь давления через каждый контур

2. Необходимо увязать контура между собой с помощью настройки термостатических клапанов на каждом приборе

– тепловая мощность/типоразмер отопительных приборов разные

1. Расчет потерь давления через каждый контур

2. Необходимо увязать контура между собой с помощью настройки термостатических клапанов на каждом приборе

II.Протяженность трубопроводов

(диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей отличаются)

(диаметры параллельных участков и типоразмеры фасонных частей не отличаются)

IV.Наличие точек «равного давления»

Если у вас появились какие-то вопросы, что-то непонятно или есть какая-то еще информация по данной теме, не стесняйтесь и размещайте свои комментарии

Больше статей по отоплению вот в этой рубрике

Если тебе нравится данный проект и ты хочешь его поддержать, переходи по ссылке

так-то норм, но мне не помогло ваще обидно :- (

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector