Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

Устройство двухтрубной системы отопления

Схема устройства двухтрубной системы водяного отопления

В водяном отоплении трубопроводы являются одним из главных элементов, служат для подачи нагретого жидкого теплоносителя к приборам отопления и возврата отдавшей тепло воды к источнику теплоты. В случае автономного отопления источником тепла служит индивидуальный котел, в случае централизованного обогрева – магистральные трубопроводы.

Для обеспечения циркуляции теплоносителя между радиаторами и источником тепла в водяном отоплении используют 3 главные схемы:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторная (лучевая).

Кроме того, эти схемы иногда комбинируют между собой. Недостатком однотрубной схемы является сложность управления и регулировки температуры в отдельных помещениях и на приборах отопления. Коллекторная система требует для монтажа наибольшее количество материала по сравнению с другими типами системы.

Двухтрубная схема является «золотой серединой», пользуется самой большой популярностью, особенно при сооружении автономных систем отопления. Популярность системы этого вида вызвана удобством регулирования, обусловленного гидравлическим содержанием схемы.

Базовый принцип устройства двухтрубной системы основан на параллельном подключении отопительных приборов к двум независимым трубопроводом. Один из них служит для подачи горячего теплоносителя в устройства нагрева (радиаторы, конвекторы, регистры и т.д.), второй – для возврата остывшего теплоносителя в котел – для нагрева.

Прямой и обратный трубопроводы выполняют роль коллекторов, давление воды по длине изменяется незначительно. Это позволяет поддерживать во всех точках системы отопления примерно одинаковое давление.

Равнозначное давление во всех приборах нагрева позволяет легко регулировать температуру на отдельных приборах, в помещениях. Установка терморегулирующей арматуры, термоголовок, датчиков температуры дает возможность полностью автоматизировать процесс регулирования температуры.

Поддержание одинаковых гидравлических характеристик также осуществляется изменением диаметра труб по протяженности – в тупиковых ветвях системы. Проходное сечение уменьшается постепенно от первого к последнему радиатору – такая конфигурация двухтрубной схемы называется тупиковой. Кроме нее существует еще одна разновидность схемы – попутная (или петля Тихельмана ).

Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.

Теплотехнический расчет дома

Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.

Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.

В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.

Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома

Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.

Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:

• Толщину и материал стен, покрытий.
• Конструкцию и материал кровельного покрытия.
• Тип и материал фундамента.
• Тип остекления.
• Тип стяжек пола.

Важно учитывать наличие в ограждающих конструкциях теплоизолирующего слоя, его состав и толщину.

Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:

Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:

Qт — тепловая нагрузка на помещение.

V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.

ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.

K — коэффициент тепловых потерь строения.

860 — перевод коэффициента в кВт×ч.

Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:

Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.

Как настроить систему отопления

Если в системе отопления наблюдается разбалансировка распределения теплоносителя, тепло неравномерно поступает в разные части помещения, из-за чего происходит перегрев воздуха на одних его участках и недостаточный прогрев на других.

Чтобы избавиться от этой проблемы, производится балансировка системы отопления.

Работа может быть осуществлена несколькими методами, но в любом случае она представляет собой гидравлическую регулировку, то есть настройку подачи воды, в результате которой теплоноситель будет правильно перераспределен между участками системы.

Методы регулировки

Процедура балансировки заключается в регулировке запорной арматуры. Осуществляется это двумя способами:

• Регулировка каждого клапана и замеры температуры после каждой корректировки их положения;
• Разделение системы на модули и регулировка их по отдельности. В таком случае, каждый участок помещения получает свою долю от общего тепла, отдаваемого системой.

Перед проведением балансировки производится диагностика системы отопления путем открытия всех запорных кранов и тестового запуска; таким образом, будет определено, в какой части контура произошла разбалансировка.

Автоматическая настройка температуры не избавляет от необходимости балансировать элементы контура отопления своими руками. Для регулировки используются следующие приспособления, являющиеся компонентами любой отопительной системы:

• Регуляторы расхода и давления теплоносителя;
• Балансировочные и перепускные клапаны.

Устанавливаются нужные компоненты регулировки исходя из типа и сложности системы. Так, при однотрубном контуре хватит обычных кранов. Балансировка системы отопления в таком случае осуществляется простым их подкручиванием до достижения желаемой температуры.

Двухтрубным контурам необходимы балансировочные клапаны. Ими, во-первых, обеспечивается более точная регулировка, а во-вторых, они позволяют подключать специальный прибор для измерения характеристик подачи теплоносителя – давления, расхода и температуры.

Как отрегулировать давление

H2_2

Настройка давления, которое увеличивается из-за расширения теплоносителя, осуществляется с помощью таких элементов системы:

• Расширительный бак – настройка этого элемента контура возможна, если в баке предусмотрена регулировка давления в воздушной камере;
• Манометры – с их помощью осуществляется визуальная проверка системы;
• Воздухоотводчики – выпускают избыток пара при закипании воды;
• Предохранительные клапаны – используются для слива лишнего теплоносителя из стояка;
• Краны Маевского – предназначены для устранения воздушных пробок в трубах.

Важно! Давление в контуре отопления должно находиться в пределах 1-2 атмосфер.

Как отрегулировать температуру

Разница температуры теплоносителя внутри подающих и обратных стояков должна составлять 15-20 градусов. Отрегулировать этот показатель можно с помощью специального оборудования – смесителей, кранов и представляют собой кран с двумя или тремя рабочими позициями.

К одному из входов подключается труба подводящего стояка, ко второму – отводящего. Третий используется для регулирования температуры на отдельном участке магистрали. Смесительные узлы оборудуются термодатчиком и блоком управления.

Датчик подает сигнал о температуре воды внутри стояка, а блок управления регулирует задвижку, благодаря чему осуществляется регулировка двухтрубной системы отопления.

Отрегулировать нагрев воды в радиаторах можно своими руками, используя для этого краны. Но сервоприводы избавят от необходимости делать это, так как с их помощью регулировка нагрева стояков будет осуществляться автоматически. В конструкцию сервопривода входит термостат, на котором устанавливается нужное значение температуры. После этого сервопривод начнет измерять поступающий поток теплоносителя и при необходимости уменьшать или увеличивать его.

Важно! Отрегулировать давление с помощью терморегуляторов нельзя, так как они ограничивают поток воды только на одном участке системы, не влияя на ее общее состояние и прогрев остальных стояков.

Как отрегулировать батарею

В первую очередь проводится проверка правильности установки радиатора. Он должен иметь небольшой уклон в сторону от стояка. Если все краны открыты, котел работает на полную мощность, но температура поверхности батареи неравномерна, нужно удалить образовавшиеся воздушные пробки. Для этого открываются краны Маевского.

Чтобы снизить температуру батареи, используется запорный кран, располагающийся на трубе подводящего стояка. Обычный кран имеет только два положения: открыто и закрыто, поэтому для поддержания комфортной температуры его придется постоянно дергать. Лучше установить автоматическую систему контроля или балансировочный кран, благодаря которому регулировка силы потока происходит более тонко.

Преимущества двухтрубной отопительной системы

Система имеет ряд преимуществ:

• температура теплоносителя, который поступает в каждый отдельный отопительный прибор, постоянная;
• температуру теплоносителя можно регулировать самостоятельно. Для этого на радиаторах устанавливаются специальные терморегуляторы;
• в случае, когда один из используемых отопительных приборов вышел из строя, система продолжает функционировать на прежнем уровне. На работе других приборов поломка никак не сказывается;
• потери давления в системе сводятся к нулю, при условии соблюдения технологии монтажа;
• систему можно установить в любом доме, независимо от количества этажей.

Гидравлический расчет: основные правила

Гидравлический расчет производится по составленной и проверенной схеме отопления, в которой учтены все встроенные элементы и приборы. Для того чтобы выполнить расчет двухтрубной отопительной системы применяют аксонометрические функции и уравнения.

За основной объект расчета, как правило, принимают самое нагруженное обогревательное трубопроводное кольцо и разбивают его на соответствующие участки.

В результате проведения процедуры высчитываются требуемое значение сечения отопительной трубы, необходимую площадь поверхности трубопровод и возможную потерю давления в системном контуре.

Подобный гидравлический расчет имеет множество разновидностей, однако, наиболее распространенные и рациональные следующие:

• Проведение вычисления по показателю линейных удельных потерь давления, которые предполагают равносильные колебания температурного режима во всех элементах и приборах разводки.
• Осуществление расчетов по значению проводимости и характеристикам сопротивления отопительной системы, которые также предполагают возможные перепады и изменения показателей термометра.

В конце проведения работы первого способа состоит в том, что в результате расчетов складывается четкая картина с реалистичным распределением показателей сопротивления в контуре системы отопления. Второго – точная информация о предстоящем расходе теплоносителя и значениях температурного режима во всех составляющих контура системы отопления.

Достоинства и недостатки

Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х  трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.

Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему

Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой

В каких случаях актуально установка двухтрубной вертикальной системы отопления с верхней разводкой? Чаще всего подобная схема применима для небольших домов площадью до 100 м². Рассмотрим пример организации для самой распространенной системы с естественной циркуляцией теплоносителя.

В зависимости от способа подключения радиаторов схема отопления с верхним розливом естественной циркуляцией разделяется на два типа – с попутным и встречным движением теплоносителя.

Встречная схема

Характеризуется последовательным подключением радиаторов и различным направлением движения воды в основной и обратной трубе. В этом случае система отопления однотрубная с верхней разводкой, схема которой имеет ряд особенностей, отличается такими параметрами:

• Невозможность регулировки степени нагрева в каждом радиаторе;
• Зависимость нагрева теплоносителя от протяженности магистрали. Чем дальше радиатор установлен от котла – тем ниже температура поступающей в него воды. Чтобы нормализовать температурный режим во всех помещениях следует устанавливать батареи с различным числом секций;
• Соблюдение угла наклона верхней подающей магистрали. В среднем на 1 м.п. наклон в сторону движения жидкости должен составлять 5-7 мм.

Обязательно для верхнего розлива в системе отопления должен быть предусмотрен расширительный бак. Он располагается в самой верхней точке и выполняет несколько функций. Основной является стабилизация давления при нагреве воды в трубах. Если же установлен бак открытого типа – через него можно доливать теплоноситель.

Попутное движение воды

В этом случае направление движения горячего и застывшего теплоносителя одинаково. Для улучшения эксплуатационных технические характеристики для верхней и нижней разводки отопления специалисты рекомендуют для каждого радиатора устанавливать байпас. Это прямой отрезок трубы, соединяющий входной и выходной патрубки радиатора. В комплектацию байпаса обязательно входит запорная арматура. В качестве дополнительного элемента контроля можно установить терморегулятор. В таком случае батарею может попадать не весь объем теплоносителя. Регулировка осуществляется с помощью запорной арматуры. Для подобной схемы отопления однотрубной с верхней разводкой присущи такие положительные качества:

• Возможность осуществлять ремонтные работы без остановки системы. Для этого весь поток воды направляется через байпас;
• Установка терморегулятора вместе с трехходовым клапаном формирует систему автоматического регулирования степени нагрева радиатора.

Однако система отопления с верхней разводкой и установленными басами по стоимости выше чем обыкновенная проточная. Это связано с монтажом дополнительных материалов и комплектующих.

Классификация

Итак, надо сразу отметить, что самотечные схемы с двумя магистралями редко можно встретить. По сути, их не должно быть вообще, так как они малоэффективны. Если уж где и суждено встретить подобные, то только в очень старых домах.

Надо сказать и то, что сегодня все газовые и электрические котлы уже имеют в своей конструкции насос, поэтому данные конструкции называются с принудительной циркуляцией.

Кроме всего прочего, данные виды отопления могут быть:

• Горизонтальные;
• Вертикальные.

И те и другие могут быть выполнены своими руками.

Элементы трухтрубной системы отопления

Деление на данные две категории осуществляется по месту расположения трубопровода. Надо сразу сказать, что в самой конструкции различий нет, и список составляющих элементов следующий:

• Стояк;
• Нагревательные элементы, то есть радиаторы;
• Запорная арматура на каждом из радиаторов;
• Клапан для стравливания воздуха;
• Некоторые элементы регулирующей арматуры;
• Прямая магистраль;
• Обратная магистраль;
• Нагревательный элемент, то есть котел.

Разумеется, вся система отопления с принудительной циркуляцией, как с нижней разводкой, так и с верхней, может включать и иные элементы, а здесь перечислены основные.

Итак, все вертикальные схемы имеют характерное строение, при котором все элементы присоединяются к стояку.

Совет! Двухтрубная система отопления двухэтажного дома или здания с большим количеством этажей должна быть построена именно по данному принципу, так как такая конструкция не позволяет образовываться внутри трубопровода воздушным полостям.

Схема с горизонтальной разводкой подойдет для домов и строений, которые имеют один этаж и довольно большую отопительную площадь. В таком случае и подключение будет куда проще, и стоимость ниже.

Расчет двухтрубной системы отопления с гидравлическим описанием

Время диктует такие условия, при которых человек ищет для себя наиболее экономичный выход из положения. Что является сейчас основным в жизни каждой семьи? На первом месте среди прочих коммунальных удобств – отопление. Отопление пошло по пути индивидуального формата. Это связано и с простотой подбора более комфортного уровня в квартире или доме, и по экономическим соображениям.

Котельная центрального отопления очень часто не рассчитана на остановки-пуски. Трубопроводы теплотрасс изношены настолько, что лишний пуск выявляет целый ряд порывов в системе. А индивидуальный вариант не несет никаких проблем. Жарко – отрегулировал температуру, холодно – отрегулировал температуру. А если на улице оттепель, то можно и выключить индивидуальный котел.

Недостатки двухтрубной системы

Но человек не останавливается на достигнутом рубеже. Если в вашем доме смонтирована система индивидуального отопления, то вы можете наблюдать такую ситуацию, при которой в дальних комнатах температура ниже, чем в ближайших от котла комнатах. В чем причина? А причина скрыта в том, что монтажники (чтобы не морочить себе голову) выполняют монтаж теплопровода в вашем доме везде трубой одного диаметра .

В тупиковых дух трубных системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали.

В этой схеме длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца.

В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше.

При этом нарушается тепловой баланс. Поэтому в последней комнате у вас температура будет ниже, чем в первой. Особенно это ощутимо в морозные ночи. Конечно, как-то сбалансировать обогрев можно, если открыть все внутренние двери, но ведь это не всегда возможно. Обычно закрыты двери в детскую комнату, в комнату, где старшие дети выполняют домашнее задание и т.д.

Какие же пути решения этой проблемы

Многие специалисты советуют регулировать температуру в отдельных комнатах с помощью обратных вентилей или кранов . Да, это дает шанс, но настроить может только специалист , и настройка продержится до ближайшего изменения температуры на ли другие варианты соблюдения теплового баланса?Да, такие варианты существуют. Вот один из них – двухтрубная отопительная система,с разностью диаметров .

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

В чем смысл этого предложения? Смысл очень простой, но, в тоже время, потребует несколько иного отношения к монтажу.

Если у вас установлен отопительный котел с выходным диаметром 32 мм, то трубная разводка выстраивается следующим образом.

До первого тройника вы монтируете трубу диаметром 32 мм.

От первого тройника на радиатор отходит труба 16 мм, т.е. минимального диаметра.

От первого тройника до второго монтируется труба диаметром 25 мм.

Со второго тройника на радиатор уходит труба опять же диаметром 16 мм.

Между вторым и третьим радиатором монтируется труба диаметром 20 мм, и на радиатор отходит труба 16 мм.

Такая система автоматически соблюдает регулировку обогрева разных комнат или помещений.

Принципы монтажа двухтрубной системы

Как вы заметили – везде на радиаторы отходит труба диаметром 16 мм. А как поступить, если радиаторов больше?

В таком случае выходную трубу с диаметром 32 мм разделяем на два плеча диаметром по 25 мм, далее на два плеча, а от них на два радиатора. Дальше идет два плеча диаметром 20 мм. Если этого недостаточно, то можно завершить разводку двумя плечами диаметром 16 мм. При этом количество радиаторов увеличится до восьми.

Если при подобном варианте трубной схемы температура в разных комнатах будет все равно несколько различаться, то для подгонки параметров необходимо будет провести регулировку вентилями или кранами на радиаторах

Необходимо учитывать, что при увеличении количества радиаторов будет уменьшаться эффективность системы в целом.

При монтаже такой двухтрубной разводки надо обязательно подбирать необходимую мощность отопительного котла, от которой зависит уровень обогрева при любом варианте разводки.

Расчет двухтрубной системы отопления с гидравлическим описанием

02 марта 2014г.

Время диктует такие условия, при которых человек ищет для себя наиболее экономичный выход из положения. Что является сейчас основным в жизни каждой семьи? На первом месте среди прочих коммунальных удобств – отопление. Отопление пошло по пути индивидуального формата. Это связано и с простотой подбора более комфортного уровня в квартире или доме, и по экономическим соображениям.

Котельная центрального отопления очень часто не рассчитана на остановки-пуски. Трубопроводы теплотрасс изношены настолько, что лишний пуск выявляет целый ряд порывов в системе. А индивидуальный вариант не несет никаких проблем. Жарко – отрегулировал температуру, холодно – отрегулировал температуру. А если на улице оттепель, то можно и выключить индивидуальный котел.

Недостатки двухтрубной системы

Но человек не останавливается на достигнутом рубеже. Если в вашем доме смонтирована система индивидуального отопления, то вы можете наблюдать такую ситуацию, при которой в дальних комнатах температура ниже, чем в ближайших от котла комнатах. В чем причина? А причина скрыта в том, что монтажники (чтобы не морочить себе голову) выполняют монтаж теплопровода в вашем доме везде трубой одного диаметра .

В тупиковых дух трубных системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали.

В этой схеме длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца.

В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше.

При этом нарушается тепловой баланс. Поэтому в последней комнате у вас температура будет ниже, чем в первой. Особенно это ощутимо в морозные ночи. Конечно, как-то сбалансировать обогрев можно, если открыть все внутренние двери, но ведь это не всегда возможно. Обычно закрыты двери в детскую комнату, в комнату, где старшие дети выполняют домашнее задание и т.д.

Какие же пути решения этой проблемы?

Многие специалисты советуют регулировать температуру в отдельных комнатах с помощью обратных вентилей или кранов .

Да, это дает шанс, но настроить может только специалист , и настройка продержится до ближайшего изменения температуры на ли другие варианты соблюдения теплового баланса?Да, такие варианты существуют.

Вот один из них – двухтрубная отопительная система,с разностью диаметров .

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

В чем смысл этого предложения? Смысл очень простой, но, в тоже время, потребует несколько иного отношения к монтажу.

Если у вас установлен отопительный котел с выходным диаметром 32 мм, то трубная разводка выстраивается следующим образом.

До первого тройника вы монтируете трубу диаметром 32 мм.

От первого тройника на радиатор отходит труба 16 мм, т.е. минимального диаметра.

От первого тройника до второго монтируется труба диаметром 25 мм.

Со второго тройника на радиатор уходит труба опять же диаметром 16 мм.

Между вторым и третьим радиатором монтируется труба диаметром 20 мм, и на радиатор отходит труба 16 мм.

Такая система автоматически соблюдает регулировку обогрева разных комнат или помещений.

Принципы монтажа двухтрубной системы

Как вы заметили – везде на радиаторы отходит труба диаметром 16 мм. А как поступить, если радиаторов больше?

В таком случае выходную трубу с диаметром 32 мм разделяем на два плеча диаметром по 25 мм, далее на два плеча, а от них на два радиатора. Дальше идет два плеча диаметром 20 мм. Если этого недостаточно, то можно завершить разводку двумя плечами диаметром 16 мм. При этом количество радиаторов увеличится до восьми.

Если при подобном варианте трубной схемы температура в разных комнатах будет все равно несколько различаться, то для подгонки параметров необходимо будет провести регулировку вентилями или кранами на радиаторах

Необходимо учитывать, что при увеличении количества радиаторов будет уменьшаться эффективность системы в целом.

При монтаже такой двухтрубной разводки надо обязательно подбирать необходимую мощность отопительного котла, от которой зависит уровень обогрева при любом варианте разводки.

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Статья по теме: Почему стиральная машина не сливает воду и что делать?

Однотрубная отопительная система

Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.

Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.

При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.

Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.

Расчёт теплопотерь в доме

Согласно второму началу термодинамики (школьная физика) не существует самопроизвольной передачи энергии от менее нагретых к более нагретым мини- или макрообъектам. Частным случаем этого закона является “стремление” создания температурного равновесия между двумя термодинамическими системами.

Например, первая система – окружающая среда с температурой -20°С, вторая система – здание с внутренней температурой 20°С. Согласно приведённого закона эти две системы будут стремиться уравновеситься посредством обмена энергии. Это будет происходить с помощью тепловых потерь от второй системы и охлаждения в первой.

Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания ( )

Под теплопотерями подразумевают непроизвольный выход тепла (энергии) от некоторого объекта (дома, квартиры). Для обычной квартиры этот процесс не так “заметен” в сравнении с частным домом, поскольку квартира находиться внутри здания и “соседствует” с другими квартирами.

В частном доме через внешние стены, пол, крышу, окна и двери в той или иной степени “уходит” тепло.

Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

Q=Qпол Qстена Qокно Qкрыша Qдверь … Qi, где

Qi – объём теплопотерь от однородного вида оболочки здания.

Q=S*∆T/R, где

• Q – тепловые утечки, В;
• S – площадь конкретного типа конструкции, кв. м;
• ∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения, °C;
• R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции, м2*°C/Вт.

Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц.

R=d/k, где

• R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт;
• k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К);
• d – толщина этого материала, м.

В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Проведение мероприятий по утеплению потолка или теплоизоляции мансардной крыши решают эту проблему.

Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить

В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.

Двухтрубный контур в частном доме

Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:

• скорость теплоносителя растет;
• улучшается циркуляция в радиаторе;
• батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.

Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.

Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:

• квадратура помещения.

Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;

• теплопотери.

Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;

• скорость воды в контуре.

Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;

• насколько остывает теплоноситель.

Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.

Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.

Условный проход контура, возведённый в квадрат = 304,44 х (квадратура помещения х 0,1 кВт + 20%) / теплопотери теплоносителя / скорость потока.

Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м2:

304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328

Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал. В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.

Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб

Для удобства воспользуемся таблицей.

По результатам таблицы можно сделать вывод:

• если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
• если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.

Технология сборки двухтрубного отопления

Прошли те времена, когда для того, чтобы «сварить» отопление, требовалось громоздкое оборудование, а главное — большой опыт его использования. Сегодня любой желающий может относительно недорого приобрести необходимый комплект инструментов и смонтировать систему своими руками. Конечно, потребуются некоторые навыки, но главное — желание.

При производстве работ последовательность действий должна быть следующая:

1. Установка котла, именно от него нужно начинать все последующие манипуляции. Местом установки лучше выбрать отдельное помещение, которое должно соответствовать требованиям, предъявляемым к монтажу газового оборудования. Если отопление предполагает естественную циркуляцию, то котел необходимо поставить как можно ниже.
2. Монтируется расширительный бак. В противовес котлу, для него выбирается самая высокая точка. При этом лучше установить его в отапливаемом помещении. При размещении на чердаках и холодных мансардах нужно позаботиться об утеплении. Желательно продумать, хотя бы примитивную, сигнализацию об уровне воды.
3. Рядом с котлом, на отводной трубе, монтируется насос. Важно соблюдать направление стрелки. Она должна смотреть на отопительный прибор.
4. Устанавливаются радиаторы с установленными вентилями для сброса воздуха.
5. По заранее продуманной схеме монтируется трубопровод. При естественной циркуляции не нужно забывать про обязательный уклон.
6. К трубопроводу присоединяются радиаторы.
7. Подключение к водопроводу и канализации. Это нужно для заполнения системы и аварийного сброса из нее воды.
8. Теперь можно проверить систему на отсутствие протечек.

Следует помнить, что все работы по подключению и первоначальному запуску котла в эксплуатацию должны производить специалисты газовой службы.

Гидравлический расчет

Качество работы двухтрубной системы отопления зависит от правильности выполнения гидравлического расчета при ее проектировании. Для функционирования более простой однотрубной системы с последовательным расположением радиаторов необходимо только установить циркуляционный насос с достаточной мощностью, которую можно подобрать даже опытным путем.

В случае с двухтрубным отоплением такой номер не пройдет. Неправильная компоновка из-за ошибок в гидравлическом расчете даже при наличии мощного насоса приведет к неравномерной циркуляции теплоносителя или образованию застойных зон.

Пример гидравлического расчета двухтрубной гравитационной системы отопления

Расчет производится в таком порядке:

1. Произвольно выбираются диаметры трубопроводов.
2. На основании закона Бернулли и с учетом гидравлического сопротивления всех элементов определяется, в каком объеме теплоноситель будет проходить через каждый радиатор.
3. Корректируют диаметры труб и балансировочных элементов, стремясь обеспечить равномерную циркуляцию.
4. Снова проверяют объем теплоносителя в каждом приборе и т.д.

Ввиду особой сложности данного расчета его выполнение лучше доверить опытному инженеру.

Рекомендации по монтажу

Если работа по сборке системы будет проводиться собственноручно, то мастеру потребуется пошаговое описание монтажного процесса.

Важно соблюдать такие правила:

• требуется обустраивать 2 контура: для горячей и холодной воды;
• трубы нужно укладывать с небольшим уклоном, направленным к последнему радиатору;
• оба контура укладываются параллельно друг другу;
• для предупреждения утраты тепла в главном стояке, лучше обернуть его изолятором;
• монтаж емкости для сбора лишнего объема воды осуществляется в наивысшей точке;
• размеры труб и соединительных деталей должны совпадать;
• все части системы изготовлены из одного материала.

Последовательность выполнения работ такая:

Перед тем как заправлять 2-х трубные системы отопления, нужно внимательно осмотреть все ли соединения надежно затянуты.

Двухтрубная система отопления

Принцип работы двухтрубной системы отопления несколько отличается от той, что была описана выше. В данном случае теплоноситель поднимается по стояку и подводится к каждой батарее отопления. А потом по обратке возвращается назад в трубопровод, который транспортирует его в отопительный котел.

При такой схеме радиатор обслуживается двумя трубами — подачей и обраткой, поэтому система называется двухтрубной.

Какие преимущества обеспечивает такая разводка?

Двухтрубная магистраль

На что можно рассчитывать, выбрав данный вариант организации отопления частного и жилого многоквартирного дома?

• Подобная система позволяет организовать равномерный обогрев каждого радиатора. В любую батарею, на каком бы этаже она ни находилась, горячая вода поступает с одинаковой температурой. При желании на радиатор можно установить термостат, и тогда погода в доме поддается самостоятельной регулировке. На теплоотдачу радиаторов, установленных в других квартирах, использование термостата в отдельно взятом помещении никак не влияет.
• В двухтрубной обвязке при циркуляции теплоносителя нет больших потерь давления. Поэтому для нормального функционирования системы мощный гидравлический насос не нужен. Вода способна циркулировать благодаря гравитационной силе, то есть самотеком. А если напор воды слабый, достаточно установить маломощную насосную установку, более экономичную и простую в обслуживании.
• При помощи запорной аппаратуры, байпасов и вентилей легко организовать такие схемы, которые позволят ремонтировать при необходимости один отопительный прибор, не отключая все отопление дома.
• Еще один дополнительный бонус двухтрубной обвязки — возможность использования попутного и тупикового движения горячей воды.

Что такое попутная схема? Это когда вода и в подаче, и в обратке течет в одном направлении. В тупиковой схеме вода в подаче и обратке циркулирует в противоположных направлениях. При попутном движении при условии использования радиаторов одинаковой мощности устанавливается идеальная гидравлическая балансировка. Поэтому нет необходимости дополнительно использовать батарейные клапаны предварительной настройки.

Если отопительные приборы имеют разную мощность, придется высчитывать теплопотери каждого, проводить расчет и увязывать радиаторы при помощи термостатических клапанов. Сделать это самостоятельно без знаний и умений очень сложно.

Обратите внимание! Попутный гидравлический самотек используется там, где монтируются трубопроводные магистрали большой протяженности. Для коротких систем применяется тупиковая схема движения теплоносителя

Классификация двухтрубной системы отопления

Виды систем

Классификация двухтрубной обвязки производится по расположению трубопровода и по способу обустройства разводной системы.

По расположению трубопровода она делится на вертикальную и горизонтальную. При вертикальной схеме все батареи подключаются к вертикальному стояку. Применяется чаще всего такой вариант в многоквартирных домах. Главное преимущество данного подключения — отсутствие воздушных пробок.

Для частного дома большой площади специалисты рекомендуют выбирать горизонтальную двухтрубную разводку и устанавливать сразу в каждый радиатор кран Маевского. Он нужен для стравливания воздуха, а пример его правильного монтажа был уже не раз детально описан в предыдущих статьях.

По способу разводки двухтрубная система может быть с нижней и верхней обвязкой. В этом случае стояк подачи горячей воды помещается в цокольном этаже или подвале. Обратная магистраль располагается здесь же, но устанавливается ниже подачи. Все радиаторы находятся наверху. К общему контуру подключается верхняя воздушная линия, позволяющая выводить из системы лишний воздух.

При монтаже верхней обвязки вся разводящая магистраль монтируется на утепленном чердаке здания. Там же устанавливается и расширительный бак. Использовать такую схему нельзя при наличии плоской крыши.

Недостатки двухтрубной системы

Двухконтурная система

До недавнего времени, когда для сборки двухтрубной обвязки использовались стальные трубы и трудоемкие процессы их сварки, сумма выходила запредельной. С появлением металлопластика и технологии горячей пайки прокладка двухтрубной магистрали стала доступной практически всем.

Купить TEPLOOV

ООО «Хайтек» поставляет программные продукты комплекса TEPLOOV, являясь региональным дилером . Рабочая версия программ передается по гарантийному письму для тестирования на срок до 30 дней. В стоимость программного обеспечения входит годовая техническая поддержка. В течение этого периода клиент бесплатно получает все обновления программ.

Программы комплекса TEPLOOV непрерывно обновляются. Расширяется БД приборов и материалов, вводятся изменения в соответствии с выходом новых СНиП и СП, вводятся новые функции и исправляются ошибки. В связи с этим ООО «Хайтек» рекомендует оплачивать обновление программ (апгрейд). Ниже ссылки на изменения, введенные в программу ПОТОК. программу VSV и программу RTI за последние 6 лет.