Система отопления петля Тихельмана для двухэтажного дома
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Система отопления петля Тихельмана для двухэтажного дома

Петля Тихельмана — надежное отопление для больших домов, как сделать

Прошли уже те времена, когда монтировались самотечные и однотрубные системы, с использованием стальных труб большого диаметра. Сейчас такие варианты оказалась бы слишком дорогие, по сравнению с современными двухтрубными, а также менее эффективными и стабильными.

Петля Тихельмана — одна из самых широко применяемых в частных домах схем отопления.
Ей свойственны устойчивость работы и равномерный прогрев всех радиаторов, — обеспечиваются главные требования, предъявляемые к системам отопления в частных домах.

Схема петля Тихельмана

Эту схему подключения отопительных приборов называют еще попутной. В ней обеспечивается следующее:

  • Для каждого радиатора сумма длин подачи и обрати одинаковая.
  • Гидравлические условия для каждого радиатора в системе одинаковые.

Если гидравлические сопротивления радиаторов равны, то через них пройдет равное количество теплоносителя с одинаковой температурой, соответственно, их тепловая мощность будет примерно равна.

Режимы работы не одинаковых радиаторов, или установленных в отдалении от магистрали, или установленных выше/ниже, в нишах…можно отрегулировать с помощью балансировочных кранов на отводах.

Подача заканчивается на последнем радиаторе, обратка начинается от первого радиатора.

Где применяется

Еще одна широко распространенная схеме отопления – тупиковая. В ней ближний к котлу радиатор будет прогреваться сильнее, а последний радиатор в тупике получит теплоносителя меньше других.
Тупиковая схема приведена на рисунке.

Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено.

Петля Тихельмана может включать в себя значительно большее количество радиаторов, чем плечо (или два плеча) тупиковой схемы. И применяться для отопления больших площадей.

Фактически петлю Тихельмана возможно применить и для отопления наибольшей площади одного этажа частного дома.

Как известно тупиковая схема без особых проблем балансируется, и работает удовлетворительно (разница мощностей радиаторов без балансировки не превышает 10%) если количество радиаторов в плече не превышает 5 шт. Соответственно на 2 плеча — до 10 шт. Свыше этого количества — область применения попутной схемы.

Можно ли петлю Тихельмана применить в небольших домах?
Можно применить даже для одного радиатора. Но скорее всего это будет сделать проблематично и (или) не экономично. У этой схемы свои недостатки.

Недостатки

Включение большого количества радиаторов в кольцо Петли Тихельмана влечет увеличение диаметра трубопроводов.

Прокладка большого диаметра по кольцу влечет увеличение денежных затрат. Попытка уменьшать диамметры (только на конечных участках кольца требуется максимальный расход) в целом не благодарное занятие. Так как гидравлические условия подключения радиаторов станут разными, систему будет сложно настроить. Как правило по кольцу применяются одинаковый большой диаметр и на подаче и на обратке. Но в принципе уменьшение диаметров труб к середине возможна, при условии если длина участки с одинаковым диаметром и подачи и обратки будет примерно равна.

Тупиковая схема, у которой подача и обратка на последний радиатор могут быть минимального диаметра, – выгодней.

Второй главный недостаток связан с необходимостью обходить трубами здание по периметру вдоль наружных стен и возвращаться к котлу. Почти везде это сделать не просто — мешают двери, высокие окна, лестничные хода и другое.

Возвращать же обратку большим диаметром по направлению назад, т.е. фактически прокладывать три трубы – не выгодно.

В больших по площадях домах, где не был выполнен должны образом проект отопления, приходится заниматься «конструированием», совмещением различных схем, обратной протяжкой трубопроводов, чтобы обеспечить качественным радиаторным обогревом все закутки.

В небольших домах в основном проще, выгодней проложить трубопроводы по стенам по тупиковой схеме.
Современные проекты предусматривают особенные решения…

Петля Тихельмана в современных больших домах

В современном дизайне частных домов не редко встречаются дополнительные двери на террасу, в сад, в неотапливаемые помещения, а также высокие окна до самого пола. Навеска труб на стены считается неприемлемой, элементом интерьера не соответствующим современным представлениям.

В основном предусматривается прокладка отопительного трубопровода под напольным покрытием в тоннелях, одетым в теплоизоляционные оболочки, чтобы не разрушать конструкции перегревом.

Полы делаются либо на лагах, либо укладывается толстая стяжка (теплый пол). Применяется в основном гибкий трубопровод, уголковые фитинги не используются.

В современных домах петля Тихельмана лишается своего главного недостатка — сложности прокладки замкнутого круга на распределитель. Может легко использоваться в небольших и больших площадях, при прокладке под полом.

В последнее время все чаще используются внутрипольные конвектора под высокими окнами. Петля Тихельмана окажется подходящей схемой для подключения конвекторов, более экономичной и устойчивой по сравнению с лучевой схемой при большом количестве (более 4 шт.) отопительных приборов.

Трубы, насосы для попутной схемы

Частные дома всегда сжатой компоновки, длинные магистрали к отопительным приборам отсутствуют, — повышенное гидравлическое сопротивление в схемах не встречается.

Рекомендации делать расчеты системы отопления излишни, так как точные теплопотери здания самостоятельно установить не удастся, а применяемое оборудование стандартно, остается лишь выбрать из пары-тройки образцов подходящее.

Для определения диаметра труб для петли Тихельмана можно воспользоваться табличными данными, зависимости диаметра от необходимой энергии.

При теплопотерях до 15 кВт (150 м кв.) площади подходящими окажутся трубы с внутренним диаметром 20 мм. Они же и используются для основных магистралей в большинстве случаев, — примерно до 8 радиаторов в кольце.

При теплопотерях от 15 до 27 кВт (до 250 м кв. площади) – нужно на магистралях применить трубы 25 мм, чтобы в дальнейшем экономичней оказалась работа насоса.

Диаметр трубопровода в петле можно уменьшить в соответствии с расчетом. И с условием указанным выше. Во всяком случае, к последнему радиатору по подаче прокладывается минимальный диаметр – 16 мм.

Все радиаторы подключаются отводками с внутренним диаметром 16мм.

Для отапливаемой площади до 180 м кв. можно применять насос 25- 40, до площади 250 м кв. — насос 25-60.

Отлично для петли Тихельмана подходят новые современные циркуляционные насосы типа Альфа, о которых можно прочитать ЗДЕСЬ

Для двухэтажного дома

Целесообразно делать общий стояк и прокладывать отдельное кольцо петли Тихельмана для каждого этажа. Важно учитывать, что энергопотери для каждого этажа будут значительно отличаться, в соответствии с этим и производится подбор радиаторов, а также диаметра труб.

Раздельные схемы в этажах позволят балансировать один этаж относительно другого и значительно упростят настройку системы. Важно лишь не забыть включить в контур попутки для каждого этажа балансировочный кран. Если этажей 2, то эти краны могут находиться рядом в котельной.

Как подключается теплый пол к Петле Тихельмана

Теплый пол подключается параллельно к попутной схеме, в пределах каждого этажа. При этом балансировочные краны радиаторной схемы на каждом этаж не должны влиять на работу теплого пола. Т.е. по схеме краны должны находиться дальше от котла, чем включение теплого пола.

Контур теплого пола со смесительным узлом обязательно снабжается своим циркуляционным насосом. Короткие контура с регулировкой ограничителями потока подключаются без дополнительного насоса, но учитываться в расчетах общей гидравлической схемы. Так как, скорее всего, понадобиться более мощный насос из-за увеличения общего расхода.

Петля Тихельмана своими руками

При монтаже системы отопления нужно не забыть вопросы слива жидкости и возможности завоздушивания.
Поэтому делать обход трубопроводом дверного проема в принципе можно, но нужно не забыть поставить воздухоотводчик в высшей точке и обеспечить слив с нижней.

В целом же не редкость, когда делают более длинные тупиковые схемы, чтобы не связываться с перепадами высоты на которые вынуждает Петля Тихельмана.

Также стоит усомниться в качестве полипропиленовой пайки, и возможно взяться за металлопласстик, как делается качественное соединение металлопластиком читайте ЗДЕСЬ

При монтаже нужно не забыть главные правила:

  • защиту твердотопливого котла от холодной обратке – как сделать
  • установку гидроаккумулятора в систему отопления, который предстоит выбрать

А также многое другое.

Нужно не забыть, что петля Тихельмана – в общем-то «нежная» схема по неравенству гидравлических сопротивлений радиаторов, поэтому все радиаторы снабжаются на обратке настроечными кранами. Подробней о подключении радиаторов можно узнать, как делается

Схема попутной системы отопления Тихельмана

В частных или дачных домах люди зачастую используют автономное отопление для обогрева своего жилища. Это объясняется тем, что в большинство районов не проведено централизованное. Для этих целей используют небольшие теплогенераторы, которые могут работать на жидком или твёрдом топливе, электроэнергии, а также на газе. Чаще всего применяют двухконтурную систему. Попутная схема отопления является хорошей альтернативой традиционным.

Обычно для обогрева своего жилья используют жидкий теплоноситель. Такие системы отличаются простотой и высокой надёжностью. К основному оборудованию можно отнести такие элементы:

  1. 1. Теплогенератор (котёл какого-либо типа).
  2. 2. Расширительный бак.
  3. 3. Трубы.
  4. 4. Радиаторы.
  5. 5. Различная арматура.

Различают однотрубную и двухтрубную системы. В первой теплоноситель циркулирует по одной трубе. Для неё не нужно применять циркуляционные насосы. Все радиаторы последовательно подключены к магистрали. После последней батареи жидкость возвращается к котлу по обратке. Однотрубная система является очень простой в монтаже, а также на неё потребуется меньше материала.

Но в такой схеме вода постепенно остывает от радиатора к радиатору. К последней батарее она приходит уже в охлаждённом виде.

Приходится с каждым последующим тепловым устройством увеличивать количество секций для полноценного обогрева помещения. Также желательно применять регулирующую арматуру на каждом приборе, отдающем тепло. Это приемлемый вариант для одноэтажного дома.

Двухтрубная является более трудной схемой. Систему отопления с попутным движением теплоносителя можно выполнить только в таком виде. Каждый радиатор подключается сразу к двум трубам. По одной идёт горячий теплоноситель, а по другой остывший возвращается в котёл.

Батарея, находящаяся в системе ближе к теплогенератору, получает самую горячую воду. Она первой передаёт жидкость в обратную трубу. Последние радиаторы получают теплоноситель с более низкой температурой. Также следует помнить, что двухтрубная система гораздо дороже, если сравнивать с однотрубной.

Обе схемы хороши на маленьких или средних площадях, но малоэффективны на больших. Усовершенствованием двухтрубной сети является система Тихельмана. В двухэтажном доме такой тип отопления считается лучшим. Но важным фактором во время выбора схемы остаётся наличие финансовой возможности.

В 1901 году идея изменения работы обратного движения воды была обоснована инженером Тихельманом. В его честь была названа система — «петля Тихельмана». Также её ещё называют возвратной системой с реверсивным движением теплоносителя. Из-за того что жидкость движется по обоим контуром (по подаче и обратке) в одинаковом или же попутном направлении, для данной схемы придумали и третье название — «система с попутным направлением движения тепловых носителей».

Читать еще:  Какое отопление лучше для дачного дома

Сама идея заключается в том, что длина труб для подачи и обратки одинаковая. На всех участках трубопровода создаются схожие гидравлические условия. Благодаря этому последний радиатор в сети получает столько же тепловой энергии, как и первый. Это позволяет более эффективно использовать отопительную систему, а также экономить на топливе.

Как и любая система, схема Тихельмана имеет свои преимущества и недостатки. Её достоинства ярко выражены в помещениях различного типа, размера и назначения. Основные преимущества:

  1. 1. Равномерный прогрев всей отопительной сети.
  2. 2. Не требуется сложная балансировка, а также монтаж дорогого оборудования.
  3. 3. Возможность регулирования количества отдаваемого тепла батареей.
  4. 4. Монтажные работы не требуют какой-либо специальной квалификации.
  5. 5. Имеет длительный срок эксплуатации.
  6. 6. Редко бывают поломки в системе отопления. Схема попутки очень надёжная.

Данный тип обустройства отопления для частного дома имеет и свои недостатки. К наиболее значимому можно отнести высокую стоимость, которая обуславливается увеличением затрат на трубопровод. Также петлю Тихельмана не всегда можно применить из-за архитектурных особенностей постройки.

Циркуляционные насосы высокой мощности сделали попутную схему наиболее востребованной для частных домов. Такая разводка является саморегулирующейся. При правильном монтаже она не требует никаких дополнительных настроек.

Для нормального функционирования необходимо правильно собрать отопительную сеть. Это позволит максимизировать эффективность работы всего оборудования. Создание выполняется в следующей последовательности:

  1. 1. Монтаж котла. Высота помещения должна составлять минимум 2,5 м, а объём — начинаться от 8 кубометров.
  2. 2. Установка радиаторов. Желательно применять биметаллические изделия.
  3. 3. Прокладка магистральной трубы, способной выдерживать высокие температуры. Минимальный диаметр должен быть равен 20 мм. Для подключения батареи применяют трубу в 16 мм.
  4. 4. Монтаж циркуляционного насоса. Обычно его устанавливают возле котла на обратке. Врезается в систему с применением байпаса и трёх вентилей. Для увеличения срока эксплуатации насоса необходимо также ставить фильтр.
  5. 5. Установка расширительного бака и группы безопасности. Монтаж производится в любой точке системы.

Чтобы обойти дверные проёмы в хозяйственных помещениях, можно монтировать трубопровод над дверью. В этом же месте устанавливают автоматический воздухоотводчик. В жилых комнатах магистраль следует провести под полом для обхода препятствий.

Схема Тихельмана в двухэтажном доме имеет некие дополнения. Разводка распространяется на всё здание, а не на отдельные этажи. На каждом этаже желательно монтировать циркуляционный насос. Если он будет один, то при поломке отопление отключится во всём здании.

Также специалисты часто обустраивают общий стояк на несколько этажей с отдельными разводками. Благодаря этому можно просчитать диаметры труб и требуемое количество секций. Раздельная схема в большой мере упрощает настройку и балансировку нагрева. Для хорошего эффекта следует на каждый этаж врезать балансировочный вентиль, который можно расположить вблизи котла.

Следует сохранять диаметр магистрали на всём протяжении кольца (кроме подсоединения последнего радиатора). После предпоследней батареи можно заужать сечение трубы, которая пойдёт на последний, так как это уже не будет считаться магистралью. Соблюдение одинакового диаметра требуется для того, чтобы создать одинаковые условия для всех отопительных приборов. В таком случае устройства будут работать стабильно.

Можно, конечно, попробовать и сэкономить на заужении главной трубы. Довольно часто это приводит к тому, что последние батареи всегда более холодные, чем первые. Система становится сложно настраиваемой.

Для маленького дома с несколькими радиаторами магистраль должна быть диаметром в 26 мм. Подсоединяются батареи трубой в 16 мм.

Если дом довольно большой, то сечение магистрали увеличивается. Это необходимо для того, чтобы на последних участках сети не шумели трубы, а скорость течения воды не превышала 0,7 м/с.

Попутная система отопления гораздо дороже, чем тупиковая. В первую очередь это связано с использованием большого количества труб с большим сечением и множества различных фитингов. В тупиковых схемах диаметры магистралей обычно меньше.

В некоторых случаях трубу с обратным направлением теплоносителя требуется прокладывать по тому же пути, что и подачу. Это делает систему особенно громоздкой. Желательно этого избегать. Из схемы попутного отопления лучше сделать обычную тупиковую. Такое возможно, если уменьшить количество батарей до 10 или же менее.

Если количество радиаторов до 5, то с балансировкой не возникает никаких проблем. Если же их 10, и они разделяются по двум неравным плечам, то в этом случае лучше собрать попутную схему. Иначе давление в разных плечах тупиковой системы будет слишком сильно отличаться, что приведёт к зажиму ближайших радиаторов.

Если сечение магистральной трубы будет одинаковым, а все батареи расположатся на одном уровне по высоте, то никаких проблем с функционированием попутной схемы не возникнет. Все радиаторы будут иметь примерно одинаковую мощность.

Неполадки с работой отдельных отопительных приборов появляются только при нарушениях правил монтажа. Например, во время пайки полипропиленовых труб произойдёт наплыв пластика на внутреннее сечение, что заузит диаметр. Попутная система является очень стабильной, но нарушать рекомендации по её созданию нельзя.

Необходимо только совместить очень мощные радиаторы с другими. Если этого не сделать, то сеть не сможет нормально работать. Например, в одной комнате установлен отопительный прибор с мощностью в 6 кВт, а в другой — в 0,5 кВт. При настраивании обогрева под 6-киловатник на радиатор в 0,5 кВт будет подаваться чрезмерное давление. Решением такой проблемы становятся балансировочные вентили. Их надо устанавливать хотя бы на маломощные приборы.

Попутку можно собрать и своими руками. Следует только учесть основные факторы:

  1. 1. Вид и сечение труб.
  2. 2. Обвязка радиаторов, а также котла.
  3. 3. Правильный выбор мощности батарей.
  4. 4. Подбор фитингов.
  5. 5. Возможные проблемы, которые могут возникнуть при монтаже.
  6. 6. Способы создания отопительной сети.

С такой задачей смогут справиться даже новички. Следует только придерживаться всех рекомендаций.

Попутка может выполняться как в виде закрытой, так и в виде открытой системы отопления. Главным элементом для функционирования является циркуляционный насос, поэтому его монтаж обязателен. Нельзя полностью полагаться на естественную циркуляцию теплоносителя даже при хорошей организации разводки. Стандартная петля Тихельмана состоит минимум из 10 батарей. Гравитационное перемещение вряд ли сможет продавить воду через всю сеть.

На подаче устанавливается группа безопасности, которая состоит из манометра, автоматического сбросника воздуха, а также стравливающего клапана. В открытых схемах подача должна идти вертикально до начала уклона. В верхней точке монтируют расширитель открытого типа. Затем магистраль направляется к остальной сети.

На обратке монтируют насос. Его мощности должно быть достаточно для подавления гидравлического сопротивления. Рядом устанавливают патрубок для подпитки. Обвязка котла состоит из запорных арматур, которые ставят:

  1. 1. На патрубке подпитки.
  2. 2. С двух сторон насоса.
  3. 3. Возле расширительного бачка.
  4. 4. Возле котла на обеих трубах.

Также дополнительно может монтироваться байпасная трубка. В неё устанавливают электрический клапан, который срабатывает во время остановки циркуляции.

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.

Читать еще:  Система отопления и горячего водоснабжения частного дома

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.

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.

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.

Читать еще:  Погодозависимая автоматика для систем отопления многоквартирного дома

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector