Однотрубная / двухтрубная система

Различия однотрубной от двухтрубной системы отопления

При выборе монтажа системы отопления следует обратить внимание, что системы бывают нескольких видов: однотрубные, двухтрубные и коллекторного типа.

1. Однотрубная - это система отопления, где радиаторы соединяются друг с другом последовательно, а теплоноситель движется по одной трубе. Вход в такие радиаторы находится в верхней части, а выход – в нижней. Труба, проходящая под радиатором, имеет уменьшенный диаметр по сравнению с магистральной, и называется байпасом. Радиаторы, подключённые к однотрубной системе отопления, имеют отсекающие краны и термостатические головки. Перед отключением одного или нескольких радиаторов система остаётся жизнеспособной, потому что всё тепло идёт через байпас к следующему радиатору.

2. Двухтрубная система отопления представляет систему, где радиаторы отопления подсоединяются параллельно при помощи 2-х труб – прямой подающей трубы, находящейся сверху, и обратной магистральной трубы. В итоге к каждому радиатору подходит теплоноситель с одинаковой температурой, а раздача получается у всех одинаковая. Такие радиаторы снабжены верхним или нижним подключением в зависимости от желания потребителя. Они комплектуются отсекающими кранами и термостатическими головками.

Система представлена несколькими вариациями - с одним контуром или двумя контурами. Их число зависит от особенностей дома.

Двухтрубное отопление (общие принципы)

Двухтрубная разводка системы отопления предусматривает параллельное подключение отопительных приборов. Теплоноситель по общей подводящей линии поступает к каждому радиатору, а затем собирается в общую отводящую линию. Такой тип разводки применяется в большинстве случаев при организации отопления на любых объектах, в том числе при устройстве отопления загородных домов. По популярности с двухтрубной системой соперничает только ее же частный случай – коллекторная разводка.

Двухтрубная разводка предусматривает подключение приборов, как перемычек между подающей линией и возвращающей. Для простоты понимания принципиальную схему такой разводки можно представить себе в виде обычной лестницы, ее тетивы будут подачей и обраткой, а ступени – отопительными приборами. На практике взаимное расположение элементов может отличаться, общий принцип остается.

При устройстве двухтрубной разводки применяют две основные схемы: попутную и тупиковую.

Тупиковая схема является самой простой, она действительно напоминает лестницу. В ней один и тот же радиатор является ближайшим к котлу и по линии подачи, и по линии обратки. Далее по схеме каждый следующий прибор становится все более удаленным от источника тепла. При этом контуры получаются неравноправными. Циркуляцию через дальние приборы приходится обеспечивать, увеличивая гидравлическое сопротивление в ближних контурах. Теплоноситель движется в подающей и возвращающей линиях во встречных направлениях. Такая схема является наименее затратной, но и наименее стабильной. Тупиковая схема требует долгой настройки и может легко потерять шаткий баланс при изменении параметров системы.

Наладка производится с помощью установленных на радиаторах дроссельных клапанов. Ими регулируют расход через радиатор. Уменьшая его на ближних к котлу приборах, добиваются равенства температуры поверхности всех радиаторов. Человеческая ладонь хорошо различает разность температур в 5°С. Для настройки этого достаточно. Если на радиаторы устанавливаются еще и автоматические клапаны с термостатом, во время настройки системы они должны быть открыты. Их автоматическое закрытие при эксплуатации только улучшит циркуляцию через остальные приборы.

Попутная схема, она же схема или петля Тихельмана, выглядит иначе. В ней самый ближний к котлу прибор по линии подачи оказывается самым дальним по линии обратки. Этим достигается относительное равноправие контуров. Для дальнего от котла радиатора самое высокое гидравлическое сопротивление по линии подачи уравновешивается самым низким сопротивлением по линии обратки. Такая схема является более уравновешенной. Для нее важно, чтобы все контуры были одинаковыми. Тогда на практике реализуется теоретическое допущение, что все радиаторы системы работают, как один большой. Если общая система делится на несколько линий циркуляции, их делают симметричными или зеркальными. Это обеспечивает простую наладку и стабильность системы. Направление тока теплоносителя при продвижении вдоль приборов совпадает.

Прокладка отдельных линий подачи и обратки увеличивает расход труб при устройстве отопления. На это приходится идти для обеспечения подачи теплоносителя примерно одинаковой температуры на входе всех отопительных приборов. В более простой однотрубной системе последние радиаторы заметно холоднее первых.

На практике затраты на материалы при двухтрубной разводке отличаются не сильно. Экономия достигается за счет возможности уменьшать диаметр подающей и возвращающей линий по мере удаления от котла.

Двухтрубные системы отопления делят на вертикальные и горизонтальные. Кроме того они могут быть с естественной и искусственной циркуляцией, а также открытыми и закрытыми.

Двухтрубная вертикальная разводка

Вертикальные применяются при наличии в доме нескольких этажей. При вертикальной разводке максимально используется улучшение циркуляции теплоносителя за счет естественной конвекции. Разогретая в котле вода легче поступающей из обратки холодной, поэтому она устремляется кверху. Построение такой системы вполне возможно без циркуляционного насоса.

Вертикальную систему тупикового типа можно выполнить следующим образом. Лежаки подачи и обратки проходят по подвалу. Разводка по помещениям выполняется в виде парных вертикальных стояков. На этажах между ними подключаются радиаторы. При такой схеме подключения каждый стояк становится тупиковой двухтрубной системой. Сами стояки при этом также оказываются подключенными в виде перемычек между лежаками подачи и обратки.

Для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя и минимизации гидравлического сопротивления лежаков для их прокладки приходится применять трубы завышенного в сравнении со стояками диаметра. При такой схеме помимо традиционных недостатков тупиковых систем проявляется еще один специфический недостаток. В верхней тупиковой части каждого стояка просто не может не скапливаться воздух. Отводить воздух придется на каждом парном стояке.

Для вертикальной разводки вполне возможна и попутная схема. Такой является вертикальная двухтрубная разводка с верхним розливом. Лежак подачи располагают на чердаке. Лежак обратки остается в подвале. Стояки подачи опускаются сверху до уровня первого этажа. Стояки обратки идут с верхнего этажа в подвал. Между ними подключаются радиаторы. Такая система способна функционировать на одной конвекции. Разогретый в котле теплоноситель сам будет устремляться кверху, и, остывая, стекать в подвал.

Парные стояки при такой раскладке вполне можно считать за один отопительный прибор. Если обратку подключить к дальнему стояку, получится попутная разводка и по стоякам. Если подключение обратки начать с ближнего стояка, то по стоякам система останется тупиковой. Во втором случае нужно будет для лежаков применять трубу большого диаметра.

На практике попутную систему по стоякам можно получить без перерасхода труб на петлю обратки. Отопительные радиаторы, а, значит, и стояки располагаются по наружным стенам. Это используют при проектировании. Подающий лежак понимается от котла и обходит чердак по кругу. Обратка в подвале также собирает охлажденный конденсат по кругу и приходит в котел с противоположного направления. Ближний к подаче стояк становится дальним к обратке.

Для системы с верхним лежаком подачи достаточно установить воздухоотводчик в одной самой верхней точке системы. Она будет располагаться там, где подача от котла поднимается на чердак. В случае открытой системы вместо воздхоотводчика устанавливается расширительный бак с переливом. Трубку перелива выводят в видное место.
Все расположенное на холодных чердаках и в подвалах оборудование, а также трубопроводы, должны изолироваться.

Двухтрубная горизонтальная разводка

Горизонтальная разводка – это разводка в пределах этажа. Радиаторы подключаются непосредственно к лежакам. Большей частью они прокладываются по периметру внешних стен под радиаторами. Лежаки могут закрепляться на стене, скрываться в полу или прятаться под обшивкой или в штробах стен. Это все будет горизонтальная разводка. При тупиковой разводке вдоль радиаторов всегда будут располагаться две трубы.

При попутной может быть как две трубы, так и три. Возвращать обратку третьей трубой нужно только в крайнем случае. Это неоправданный перерасход материалов, увеличение гидравлического сопротивления сети и просто не эстетично. Обойтись двумя трубами можно следующим образом. Подача от котла распределяет теплоноситель по радиаторам, обходя внешний периметр здания по часовой стрелке, а обратка собирает охлажденный теплоноситель против часовой стрелки, если также считать от котла. При этом весь теплоноситель будет циркулировать по кругу в одну сторону по часовой стрелке, а вы обойдетесь двумя трубами. Направление разводки значения не имеет.

Горизонтальная поэтажная разводка может быть выполнена и в нескольких уровнях. От размещенного в нижнем уровне котла вверх уходит только один парный стояк. По этажу от стояка выполняется горизонтальная разводка. При небольшой этажности и достаточной площади сечения труб стояков радиаторы верхнего уровня не будут холоднее нижних, благодаря конвекции. Если переборщить с диаметром труб стояков, вверху будет заметно теплее.

Прокладка труб подачи и обратки под радиаторами приводит к тому, что воздух собирается в приборах. При этом он уменьшает их площадь теплоотдачи и препятствует циркуляции теплоносителя. На каждом приборе должен быть установлен кран Маевского для ручного отвода воздуха. При грамотном построении системы стравливать воздух достаточно раз в год осенью при запуске отопления.

Улучшить циркуляцию в горизонтальной двухтрубной системе можно, если разнести подачу и обратку. Подающий трубопровод можно расположить над радиаторами, а обратный оставить под ними. Такая система функционирует подобно вертикальной разводке с верхним розливом. Разогретый теплоноситель поднимается в подающий трубопровод, а оттуда через радиаторы перетекает в обратку. Воздух не собирается в приборах, он остается в верхней точке подающей линии, там и устанавливается воздухоотводчик либо расширительный бак открытой системы. Такая разводка больше обращает на себя внимание, но это можно решить, если скрыть трубопроводы в стене.

Высшая точка располагается над котлом. Это является естественным следствием того, что все горизонтальные участки при любом типе разводки укладываются с уклоном 1% по току теплоносителя. Это улучшает циркуляцию и обеспечивает возможность опустошить систему для обслуживания.

Двухтрубное отопление (тип циркуляции)

Двухтрубные системы с попутным или тупиковым движением теплоносителя могут быть с естественной или с искусственной циркуляцией, а также комбинированными. Циркуляция теплоносителя только за счет конвекции и гравитации используется в небольших компактных системах. Отсутствие насоса позволяет создавать энергонезависимые и более надежные системы. Но КПД и эффективность такого решения ниже. Небольшая скорость движения теплоносителя увеличивает разницу между температурами подачи и обратки, что заставляет функционировать котел в неоптимальном режиме. Медленно циркулирующий теплоноситель переносит меньше тепловой энергии в единицу времени, чем мог бы. Для естественной конвекции нужно, чтобы котел находился в нижней точке системы.

В системах с принудительной циркуляцией насос располагают на линии обратки перед котлом. Здесь температура теплоносителя ниже, что продлевает срок службы насоса. К тому же так безопасней для самого котла. При разгерметизации системы насос, установленный перед котлом, не сможет выкачать из него воду. По обе стороны насоса должна быть установлена запорная арматура. Наличие запорной арматуры по обе стороны от насоса позволяет снять его для замены или ремонта без опустошения системы.

В комбинированной системе присутствует возможность естественной циркуляции, а небольшой насос увеличивает эффективность работы системы отопления. Параллельно насосу должен быть врезан байпас, то есть обходная линия. Запорная арматура ставится до насоса и после него, а также на обходной линии. При отключении электроэнергии или неисправном насосе можно перейти на естественную циркуляцию простым переключением на обходную линию.

В домах, подключенных к централизованному теплоснабжению, может применяться интересная система циркуляции. Температура технической воды в радиаторах должна составлять 50-60°С, а нормальным давлением в системе считается до давление 1,5 бара. В тоже время в подающей магистрали от центральной котельной может циркулировать вода с температурой до 150°С и давлением 5-6 бар. Теплоноситель с такими параметрами не должен попадать во внутридомовую разводку, это просто опасно. Он туда и не попадает. Такие характеристики позволяют организовать циркуляцию с помощью простых гидравлических устройств, называемых элеваторами.

Элеватор – это инжекционный насос и одновременно смеситель. Струя перегретой воды с высоким давлением направляется по оси трубопровода подачи. Сбоку к ней подведен трубопровод обратки. Струя толкает воду по подающему трубопроводу. Масса воды движется по трубе, что создает за ней разрежение. Разрежение подсасывает воду из обратки и вовлекает ее в движение. Подача перегретой воды под высоким давлением обеспечивает циркуляцию в 3 раза большего объема жидкости нормальной температуры.

Двухтрубное отопление (открытые и закрытые системы)

Двухтрубные системы отопления могут быть закрытыми и открытыми. В открытых теплоноситель циркулирует под атмосферным давлением, а в закрытых под повышенным. Открытая система менее склонна к протечкам, но вода из нее просто испаряется. К тому же открытая система имеет больше шансов закипеть. В открытой системе конденсатный бак устанавливается в верхней точке, он же выполняет функцию воздухоотводчика.

Закрытые системы также обязательно комплектуются расширительными баками. Внутри бака размещается отделенный от теплоносителя мембраной заполненный воздухом закрытый объем. При расширении теплоносителя компенсация происходит за счет сжатия воздуха в баке. Такие баки устанавливают на линии обратки перед циркуляционным насосом. Здесь меньше перепады давления и температура. За внутренним давлением в баке нужно следить. Для этого на нем имеется золотник, как на автомобильной покрышке, для периодического подключения воздушного насоса.