Схемы разводки систем отопления: тупиковая и попутная

Когда можно сделать отопление самостоятельно

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

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

Чем хорошим отличается тупиковая схема

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

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

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

Недостатки других схем

Явными недостатками других схем отопления является следующее.

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

Когда можно применить тупиковую схему

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

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

Тупиковая схема на 2 этажа

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

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

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

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

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

Как осуществляется балансировка

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

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

Какой диаметр труб

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

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

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

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

Особенности самостоятельного создания системы

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

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

Схемы тупиков для различных вариантов

Разводка для второго этажа. Особенности – лестничный марш является преградой, небольшое количество радиаторов. Одно плечо для 5 радиаторов делится на 2 тупика. Разводка под обшивкой потолка.
Разводка для сложной конфигурации помещений. Прокладка трубопроводов под полом. Все разветвления при помощи тройников.
Схема тупиковой системы отопления при наружной прокладке и сложностях в планировке помещений. Принято одно плечо на 7 радиаторов и глубокая балансировка.

Как работает тупиковая отопительная система

Тупиковая схема – это двухтрубное устройство отопления помещений, в котором, как видно из рисунка выше, горячий теплоноситель подается к каждому радиатору по одной трубе (подача), а выходит из радиаторов и поступает к котлу по другой трубе (обратка). Причем в этой схеме движение теплоносителя по подающей и обратной трубах происходит в противоположном направлении, тогда как в других (не однотрубных) схемах жидкость движется в одном направлении. Это – очень распространенный вариант подключения нагревательных приборов, и не только радиаторов – это могут быть чугунные или биметаллические батареи, или самодельные регистры.

Хотя и однотрубное отопление можно реализовать по тупиковой схеме, но это решение непопулярно в силу своей невысокой эффективности отдачи тепла и сложности исполнения. Реализация тупиковой однотрубной схемы показана ниже – если дом рассчитан на 2 или три этажа, то, кроме стандартной группы безопасности, придется делать разводку стояков, и на каждый радиатор устанавливать воздухоотводчик или кран Маевского. Это – схема дорогостоящая, поэтому ее нечасто принимают к исполнению.

Однотрубная тупиковая схема

Косвенное преимущество тупиковой схемы еще и в том, что ее можно применять как для отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, так и для решения с гравитационным перемещением жидкости в трубах. Для энергонезависимого отопления частного дома система с естественной циркуляцией приобретает все большую популярность, поэтому не стоит забывать и о тупиковой схеме с верхней разводкой труб в этом случае.

В любом случае, при одноконтурной или двухконтурной схеме, для тупикового варианта очевидно следующее: чем больше подключено радиаторов к трубе, тем медленнее будут прогреваться все последующие нагревательные приборы. Поэтому желательно разделить всю систему на несколько ответвлений таким образом, чтобы в каждой ветке было не больше, чем 5-6 радиаторов. Это решение актуально как для естественной, так и для принудительной схемы перемещения теплоносителя.

Пример тупиковой схемы с естественной циркуляцией для дома в два этажа

На практике преимущество тупиковой схемы очевидно: это простые расчеты, несложный уровень монтажа, минимальное количество запорной арматуры и фитингов, дешевизна всего проекта. Если сравнивать с такими популярными решениями, как двухтрубная система с попутным движением жидкости и с лучевой схемой (с коллектором), то в плане соблюдения законов гидравлики они явно лучше тупиковой – быстрее движется теплоноситель, нет встречного движения, радиаторы прогреваются равномерно и с одинаковой скоростью. Но часто именно экономичность тупикового варианта побеждает, особенно для отопления дома с небольшой общей отапливаемой площадью.

Горизонтальная схема с тупиковой разводкой имеет разновидность, где применяется центральная магистраль. Такую схему можно реализовать как скрытый в пол или в стену трубопровод, что нравится всем без исключения домовладельцам, так как скрытый трубопровод не требует переделки дизайна, перепланировки или изменения интерьера помещений.

При монтаже скрытого трубопровода, например, при заделке труб в бетонную стяжку пола или в штробы в стенах, трубы следует применять не стальные, а металлопластиковые без соединений или полимерные с соединением неподвижной гильзой или сваркой, чтобы не допустить возможности протечки. Единственная проблема при прокладке скрытого трубопровода – его правильный и красивый вывод из стены или из-под пола. Также следует избегать любых пересечений труб в скрытом варианте монтажа. Чтобы избежать пересечений, используют крестовину. При присоединении трубы к радиатору при помощи крестовины можно без выступа за плоскость монтажа обогнуть трубы центральной магистрали.

Подключение дополнительных контуров в тупиковой системе: полотенцесушитель

Также реализация тупиковой системы с центральной магистралью открывает возможности по подключению к отоплению и других схем: системы «теплый пол» или полотенцесушителей. Подключаются такие узлы пир помощи специального смесительного модуля, к состав которого входит циркуляционный насос, смесительные краны и температурные датчики. Модуль смешения делает работу подключаемых модулей независимой от главной схемы отопления, причем любое количество новых подключаемых контуров не будет влиять на работу основного контура.

Разные решения тупиковых отопительных систем

Существует два варианта тупиковой схемы отопления: вертикальная и горизонтальная. Горизонтальное решение с нижней разводкой – это классика, а вертикальная трубная разводка применяется для двух- или трех этажного дома. Если дом имеет два этажа, то при небольшом общем количестве радиаторов разводка отопления будет выглядеть как, как показано на рисунке ниже:

Вертикальная разводка для тупиковой схемы

Обе ветки начинаются сразу от котла: одна запитывает первый этаж, вторая – верхние радиаторы, образуя вертикальный стояк с переходом на горизонтальную трубу подачи. Такая схема работает устойчиво, если радиаторов в каждой ветке будет не больше десяти, а при правильно рассчитанных и подобранных диаметрах труб и количестве секций в радиаторах балансировать теплоотдачу нет нужды – достаточно в каждой ветке (нижней и верхней) установить вентили автоматическими регуляторами давления для балансировки.

Если тупиковая система отопления будет применяться в трехэтажном доме, то нужно будет просто добавить еще одну ветку подачи и обратки – для третьего этажа. То есть, все ветки трубной разводки будут включены параллельно относительно котла. Но при большом количестве радиаторов отопления, или при существовании сложной архитектуры помещений рекомендуется реализовать тупиковую вертикальную систему отопления:

Вертикальная и горизонтальная тупиковая схема

Реализуется такая отопительная схема просто: прокладываются два горизонтальных трубопровода отопления, и к ним в нужных точках подключаются вертикальные трубы стояков, которые поднимаются на верхние этажи. На схеме показано, что радиаторы стоят ровно друг над другом, но на практике между ними можно допускать небольшое смещение, если смотреть в разрезе относительно этажей. Если радиаторы друг относительно друга будут разведены по вертикали на большое расстояние, то придется к каждому из них прокладывать дополнительные трубы. В один стояк должно врезаться не более двух радиаторов, но, если их потребуется больше, то нужно будет делать балансировку каждой дополнительной горизонтальной ветки, идущей к радиатору.

Схема вертикального тупикового отопления, показанная на этом рисунке, работоспособна только для системы с принудительной циркуляцией, так как подача идет снизу. Для реализации такой же схемы, но с естественным передвижением теплоносителя, нужно будет переделывать подачу жидкости по верхней схеме разводки, что приемлемо не для каждого малоэтажного дома.

Варианты схем отопления по тупиковой схеме.

Плюсы и минусы системы

Достоинства:

Легкая и удобная регулировка теплоотдачи каждого радиатора;
Большая площадь отопления пир двухконтурной разводке;
Оптимально комфортная температура в помещеинях при работе тупиковой системы.

Недостатки:

Большой расход труб, фасонной и запорной арматуры, метизов;
Трудоемкость монтажа для двухконтурной системы, а также завышенная по сравнению с однотрубной схемой стоимость монтажа.

Разветвленная тупиковая схема трубной разводки в бетонной стяжке.

Виды тупиковой системы

В зависимости от прокладки трубопроводов в двухтрубных тупиковых отопительных системах различаются два типа:

Горизонтальная.
Вертикальная или плечеваая.

Горизонтальная система

Эта разновидность разводки трубопроводов характеризуется горизонтальной ориентацией подающего нагретого и отводящего остывшего теплоносителя трубопровода. При горизонтальной двухтрубной тупиковой системе используются трубы единого сечения, что значительно упрощает монтаж системы отопления, экономит средства, снижает трудоемкость работ, а также «прощает» некоторые ошибки, допущенные при теплоэнергетическом расчете и обеспечивает подачу теплоносителя одной температуры в каждый из теплообменников.

Горизонтальная ориентация позволяет скрытно развести трубопроводы. К примеру, скрыть магистрали в цементной стяжке, что минимизирует «ущерб» наносимый системой отопления интерьеру комнаты. В случае скрытия трубопроводов в бетонной стяжке, лучше задействовать при обустройстве системы обогрева здания армированные полимерные трубы, которые соединены надвижными гильзами.

Плюсом горизонтальной тупиковой разводки трубопроводов выступает возможность подключения к отопительной системе дополнительных контуров, к примеру, на обогрев пола или установку полотенцесушителя. Недостатком станет необходимость включения в систему обогрева здания насоса, для обеспечения циркуляции рабочей среды, и смесительного контура с температурным датчиком. Это необходимо для изоляции влияния второстепенного контура на систему.

Горизонтальная ориентация магистралей в автономных системах подогрева воздуха может быть установлена лишь в одноэтажных домах. Их использование постройках, в которых несколько этажей, невозможно из-за сложностей с обеспечением подачи рабочей среды единой температуры в каждый из теплообменников.

Вертикальная система

При вертикальной тупиковой разводке магистралей от теплогенератора отходят несколько трубопроводов, количество которых зависит от этажности здания. Первая магистраль используется для обогрева помещений на первом этаже, вторая, через вертикальные трубы выводит теплоноситель для отопления второго этажа и т.д. Отводящий остывший теплоноситель трубопровод размещается под потолком последнего этажа или на чердаке.

При монтаже двухтрубной системы отопления здания с вертикальной ориентацией трубопроводов обязательно включение в схему насоса, обеспечивающего искусственное движение рабочей среды, т.к. в таких системах обеспечить конвекционное движение рабочей среды невозможно. Кроме насоса в систему подогрева воздуха должны быть включена система автоматического контроля и регулировки давления. Для компенсации разности значений температуры в разных комнатах на теплообменниках должны быть установлены терморегуляторы, а сами трубы должны быть различного сечения.

При вертикальной разводке трубопроводов батареи последовательно подключаются к главному стояку, проходящему сквозь все здание. Поэтому этот тип двухтрубных отопительных систем нашел свое применение при обогреве многоэтажных домов.

Тупиковая схема включения радиаторов

Тупиковая схема состоит из двух или нескольких плечей (ветвей, направлений, тупиков…), приблизительно одинаковых по протяженности и по подключенной мощности радиаторов. В ней можно применить более тонкие трубы, так как длина плечей не большая, она ограничена по количеству радиаторов, что и делает систему дешевле.

Подача в каждом плече прокладывается до последнего радиатора, параллельно ей проводится и обратка до котла, или до стояка на каждом этаже.

Разводка может применяться и в маленьких дома и в больших, является универсальной и надежной, но лучше всего ее удается реализовать в домах небольших или средней площади – до 200 м кв. Что бы в каждом плече было не более чем по 5 радиаторов, тогда меньше проблем с их отладкой.

Важно соблюсти примерное равенство мощностей и гидравлических сопротивлений в каждом плече (по 5 а не 6 и 4). Разница в длине двух труб (подача и обратка) между плечами не должна превышать 20 метров.

Коллекторная (лучевая) разводка отопительного трубопровода

В центре дома устанавливается коллектор, к которому парами тонких трубопроводов (подача и обратка) подключаются все радиаторы.

Здесь трубы чаще прячутся под полом и недоступны для обслуживания, так как иначе выполнить разводу не представляется возможным. Недостатки – сложность прокладки трубопроводов с учетом теплоизоляции, трудность регулировки системы.

Обязательно должно быть примерное равенство гидравлических сопротивлений каждой ветви, отходящей от коллектора, иначе система будет разнотемпературной.

Схеме присущи сложность балансировки и не желательность изменения параметров системы «самостоятельно», так как каждая ветвь влияет на все другие подключения в коллекторе. Поэтому при неграмотной регулировке тепло может «пропасть» из какой-то комнаты.

Достоинства – меньшая стоимость, целесообразность монтажа при толстом пироге чернового пола, так как диаметры труб не большие. Отсутствие множества труб в видимой части интерьера.

Однотрубное отопление — «ленинградка»

Здесь действительно имеется экономия на длине трубопровода, но она не большая. Также один трубопровод большого диаметра, проложенный у пола (под полом в теплоизоляторе), меньше портит дизайн по сравнению с двухтрубными системами.

Радиаторы подключаются последовательно по длине трубопровода. Циркуляция жидкости в них за счет конвекции, за счет сопротивления в трубопроводе по длине подключения, которое создается искусственно уменьшением диаметра и др.

Каждый из радиаторов забирает энергию, охлаждая жидкость. В итоге к последнему радиатору приходит наиболее охлажденный теплоноситель.

Бороться с этим явлением можно уменьшая длину трубопровода, а также увеличивая диаметр труб, и создавая в нем большую скорость движения воды, уменьшая, таким образом, разность температур между подачей и обраткой (но скорость не может превышать допустимые значения по шуму для данного диаметра).

Также, по ходу движения жидкости просто увеличивают мощность радиаторов, чтобы компенсировать потери температуры. По сути, схема эффективно может применяться, лишь в небольших до 200 м кв. площадях на одно кольцо.

Система применяется не часто, так как проигрывает остальным по распределению энергии, потреблению электричества для создания скорости струи, а также из-за сложности регулировки и нестабильности работы, так как один радиатор влияет на работу других. Кроме того, система в итоге дороже из-за большого диаметра трубы.

Самотечное отопление

Сверхдостоинство самотечной схемы — не нужно электричество для движения жидкости. Кроме того, как правило, работа системы стабильна и безотказна.

Но она не может применяться на больших площадях, так как естественного теплового напора не хватает, чтобы вода циркулировала с должной скоростью, которая необходима для подачи нужного количества тепла к радиаторам. Обычная максимальная площадь одного этажа, где может быть применима самотечная схема — не более 150 м кв на 1 этаж.
К ней нельзя подключить дополнительные контура с насосами, например обогрев гаража или теплый пол.

Но при должной разности высотных отметок горячей и холодной воды, а также при больших диаметрах трубопровада, площадь может быть большей, что проверяется расчетом.

Также система самотеком обычно обходится дороже в 2 раза, чем схемы с насосом:

Требуется большой диаметр трубопроводов и их фитингов для уменьшения гидравлического сопротивления.
Как правило, применяются стальные трубопроводы, обеспечивающие этот самый большой внутренний диаметр, которые ржавеют и сложны в монтаже.
Котел устанавливается в приямке (в отапливаемом подвале) чтобы быть ниже радиаторов, чем и создается напор от разности температур.
Кроме того, наличие множества толстых труб, которые должны иметь определенную начальную и конечную высотные отметки, может значительно подпортить внутренний интерьер.

Схема востребована на удаленных дачах, в местах с нестабильным энергоснабжением, пользуется популярностью «по привычке», так как люди бояться отключений электроэнергии и т.п.

Установка котла

Помещение, где ставится котел, должно иметь высоту не менее 2,5 м. Объем помещения рекомендуется от 8 кубометров. Водогрейный котел требуется подбирать в зависимости от площади отапливаемого дома. Мощность котла для обогрева 10 кв. м. равна 1 кВт. Исходя из этого, подбирается мощность для всей системы.

Обвязка котла состоит из комплекта запорной арматуры, ее устанавливают в нескольких местах:

На патрубке подпитки.
По обеим сторонам насоса.
У расширительного бака.
На трубах, идущих от котла.

Установка циркуляционного насоса

Рассчитывать на естественную циркуляцию неразумно, так как в попутной системе отопления расположено 10 и более батарей. Гравитация не сможет сработать без принудительного давления. Циркуляционный насос устанавливают на обратной ветке возле котла. Насос врезается при помощи байпаса и трех вентилей. Рекомендуется установить фильтр.

Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже

Попутную систему отопления устанавливают в одно этажных и двухэтажных домах. В двухэтажных строениях при установке нужно учитывать некоторые нюансы:

Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже. Если возникнет поломка в пределах одного этажа, на другом отопление будет полноценно работать.
Для каждого этажа рекомендуется монтаж по отдельной схеме.

Протягивание магистрали

При монтаже магистрали попутной разводки системы отопления необходимо учесть следующее:

Отводящую ветку магистрали надо располагать ниже подающей.
Трубопроводы подачи и отвода тепла должны быть параллельны друг другу.
Бак расширительный должен быть установлен выше котла отопления.
На замыкающих радиаторах нужно установить вентили для спуска воды. Рекомендуется установить на каждой батарее термостатическую головку для обеспечения комфортности температуры.
При прокладке магистрали прямые углы исключены во избежание возникновения воздушных пробок в системе.
Расширительный бак должен устанавливаться в отапливаемом помещении.
Все диаметры труб, фитингов и кранов должны соответствовать друг другу. Нельзя ставить трубы разного диаметра из-за попытки сэкономить. Нарушится давление воды в системе.

Советы монтажникам

Любая схема системы отопления, в том числе и тупиковая, отталкивается при расчетах от внутренних диаметров труб. На чертежах внутренние и наружные диаметры обозначаются по-разному, и перепутать их невозможно: например, маркировка ДУ20 или DN20 делается для внутренних диаметров труб, а Ø 32 х 3 – для наружных диаметров. Причем второй показатель обозначает толщину стенки трубы;
Если в одном доме реализуется несколько ветвей по тупиковой схеме, то для каждой ветви нужно установить свою группу запорно-регулировочной арматуры;
Даже в схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя (а в схеме с естественной циркуляцией – обязательно) необходимо делать хотя бы минимальный уклон горизонтальных трубопроводов. Для гравитационной схемы уклон должен быть ≥ 5 мм/м, для насосной ≥ 2 мм/м;
Термодатчики (термостаты), которые будут устанавливаться на отопление с естественной и с принудительной циркуляцией теплоносителя имеют разную конструкцию, поэтому важно выбрать правильный вариант;
Трубы, идущие от предпоследнего радиатора до последнего, должны быть самого меньшего диаметра в схеме.

Смонтировать двухконтурную тупиковую схему отопления в одноэтажном доме – проще всего, так как это потребует наименьших финансовых и трудовых затрат в сравнении с реализацией других схем. В силу своей простоты такую систему может смонтировать даже непрофессионал, и для этого не понадобится использование специальных инструментов, приборов и оборудования. Для двух- или трехэтажных коттеджей расчеты и монтаж будут сложнее, так как понадобится учитывать действие законов гидравлики.

Мифы вокруг приспособления

Если вам придется когда-нибудь столкнуться с необходимостью сделать выбор между такими системами для отопления дома, как попутная и тупиковая, вы наверняка заметите, насколько неоднозначные отзывы и мифы относительно первого варианта заполняют сетевое пространство. Между тем, практика показывает, что львиная доля публикаций псевдопрофессионалов не имеет никакой практической почвы и построены исключительно в гипотетической плоскости. Итак, специалисты выделяют три наиболее распространённых мифа, которые порочат славу отопления с попутным движением теплоносителя:

Необходимость в балансировании такой системы отсутствует, а потому на отопительном приборе в ее конструкции не нужно проводить монтаж клапанов балансировочного типа;
В данной конструкции можно специально уменьшить как диаметр, так и длину трубопровода.
В каждом циркуляционном кольце присутствует одинаковое гидросопротивление.

Стоит отметить, что существуют определенные государственные стандарты, а также специальные учебники, обратившись к которым вы сможете быстро убедиться в ложности мифов, представленных выше.

Пример схемы “петли”

Традиционно используемые схемы

Традиционно для отопления домов применяют однотрубные или двухтрубные системы. Однотрубная схема подразумевает установку одного контура с теплоносителем.

Основным плюсом такой системы является небольшая общая длина трубопровода. Соответственно меньше финансовые затраты на прокладку системы, монтаж ведется быстрее, ниже аварийность. Минусом такой схемы является снижение температуры воды при проходе по трубам, последний радиатор может быть недостаточно горячим.

Используемые схемы для попутной системы отопления

Двухтрубная схема (двухконтурная) требует установки двух контуров для циркуляции воды от котла до батарей отопления. Первая труба подает тепло от котла в радиаторы, вторая является обратной, остывшая вода перемещается в обратном направлении. Схемы разводки в обоих случаях довольно просты.

При двухконтурной схеме батареи подсоединяют параллельно их можно выборочно перекрывать при необходимости.

Двухтрубные традиционные системы также называют тупиковыми. Основное отличие от «петли Тихельмана» в том, что подача теплоносителя подающей и обратной магистралей идет по разным направлениям. Горячая вода идет от котла к батарее, отдает тепло и отводится в «обратку», двигаясь к котлу. Встречное движение воды имеет некоторые недостатки: ближние к котлу радиаторы греются быстрее и помещения отапливаются неравномерно.

Тупиковая и попутная схема движения теплоносителя

Попутная система отопления частного дома имеет преимущества по сравнению с тупиковой по гидравлике. Теплоноситель перемещается в одном направлении, вода проходит одинаковое расстояние и этим обеспечивается оптимальная сбалансированность системы. Радиаторы используются одинаковые по размеру и мощности.

Краткая характеристика «попутки»

Нужно сразу сказать, что чисто с конструкционной точки зрения «попутка» является едва ли не наиболее простым среди предложенных в современной строительной индустрии вариантов. Попутная система отопления предполагает протяжку подающей трубы традиционным способом, то есть прокладку ее непосредственно от котла в последний по схеме радиатор. Одновременно с этим, есть и обратная труба, монтаж которой осуществляется следующим образом: она протягивается к нагревательному устройству от самого первого радиатора. В связи со спецификой прокладки разводки такого типа суммарная длина труб, которые подключаются к каждой батарее, является одинаковой. Простыми словами: если к батарее ведет короткая труба подачи, то отводная труба будет достаточно длинной.

Схема системы с указанием мощностей.

Каковы преимущества данного варианта?

Выбирая между аналогами, которые современные специалисты разработали для частных домов, необходимо разобраться с тем, каковы их отличительные достоинства. В случае «попутки» справедливо будет упомянуть о таких характеристиках:

Несмотря на то, что мероприятия по балансировке все же необходимо осуществлять, их масштабы будут минимальными, в отличие от аналогичных видов работ с другими отопительными конструкциями.
Благодаря особенностям конструкции данного типа прогрев помещений осуществляется равномерно, а тепло при этом еще очень долго не покидает дом.
В заключении хотелось бы сказать, что попутная схема современной системы отопления, которая более известна под названием петля Тихельмана, функционирует с максимальной отдачей.

В рамках тупиковых конструкций двухтрубного типа радиаторы, которые расположены в наибольшей близости к нагревательному оборудованию, в отличие от отдаленных, как правило, нагреваются до высоких температур. Естественно, такая ситуация требует поиска эффективных решений. В данном случае специалисты рекомендуют проводить монтаж балансировочных кранов, при помощи которых количество теплоносителя, протекающего через трубы около нагревательного агрегата, существенно сокращается.

“Петля” подойдет для помещений с простой планировкой

К сожалению, даже дорогостоящая балансировка не способна позволить пользователю запустить радиаторы на мощность, предусмотренную производителем. Помимо этого, дополнительной денежной затратой в деле организации такой конструкции, является обязательная покупка весьма недешевого насоса, мощностные параметры которого обеспечат эффективное движение теплоносителя.

Одновременно с этим, так называемая петля Тихельмана известна практически полным отсутствием подобных минусов. Так, батареи, которые задействованы в ее конструкции, функционируют в усредненных и равных условиях.

Немного о недостатках

Рассуждая о практической применимости того или иного варианта, необходимо не только изучить отличительные особенности позитивного характера, но и обратить внимание на то, какие недостатки имеются у наиболее перспективного решения и, конечно же, его аналогов. Справедливо сказать, что «попутка» недостатков не лишена. Для начала стоит отметить, что преимущественно в целях экономии, на базе тупиковых конструкций по ходу продвижения теплоносителя диаметр магистрали несколько уменьшается. С попутным вариантом конструкции так сэкономить не получится, ведь существуют вполне объективные причины, в связи с которыми по периметру помещения осуществляется прокладка труб исключительно равного диаметра.

Точки «равного давления» — схема с попутным движением теплоносителя.

Факторы целесообразности выбора

Современные отопительные системы представлены как на отечественном, так и на мировом рынке строительной индустрии в широком разнообразии. Однако, каждое из предложенных конструктивных решений целесообразно применять в некоторых конкретных случаях. Если рассматривать конкретно систему петли Тихельмана, ее установка является рациональным решением, если:

у вас большой дом, организация отопления в котором предполагает монтаж большого количества батарей;
существует возможность прокладки труб исключительно по периметру комнат;
вы готовы потратить на организацию отопления в доме относительно большое количество финансов.

Выше подан традиционный минимальный перечень условий, в соответствии с которыми выбор в пользу «попутки» является рациональным и обоснованным. Таким образом, если работа циркулярного насоса определяется влиянием балансировки, а необходимости в прокладке трехтрубной системы с большими петлями отсутствует, именно попутная схема оптимальным образом будет функционировать в вашем доме.

Настройка клапана – схема с тупиковым движением теплоносителя.

Как рассчитать необходимый диаметр труб?

Естественно, в процессе проектирования схемы отопительной системы в конкретном архитектурном объекте необходимо определиться с тем, каковым должен быть диаметр труб в конструкции. В данном случае предполагается вычисление общих тепло-мощностных показателей. Это необходимо сделать в первую очередь, так как в противном случае монтаж отопления будет затруднен. Итак, в процессе определения диаметра труб мы высчитываем мощность конструкции. Необходимо заранее определить такие параметры:

объем дома;
разность температур внутри помещений и в окружающей среде;
стандартный коэффициент по потерям тепла, который в свою очередь напрямую зависит от того, насколько утепленным является архитектурный объем в целом.

Схема двухтрубной системы

В отношении коэффициента существуют уже заранее определенные числа, которые зависят от степени теплоизоляции архитектурного объекта. Так, если присутствует минимальная теплоизоляция или она полностью отсутствует, то коэффициент равен 3 или 4. В случае облицовки здания кирпичом данный показатель варьируется в диапазоне от 2 до 2.9. При условии среднего уровня изоляции тепла в помещениях предлагается коэффициент со значением порядка 1.8. В завершении стоит сказать, что, если дом утеплен качественными строительными материалами, а также при условии, что был проведен монтаж стеклопакетов и современных дверей на всех входах в здание, коэффициент теплопотерь является минимальным – не более, чем 0.9.

После расчетов, описанных выше, необходимо определить с какой скоростью теплоноситель будет передвигаться по трубам. Традиционный диапазон значений данного параметра – от 0.36 до 0.7 метров в секунду. Специалисты называют эти рамки оптимальными. Как правило, диаметр труб в районе 26 миллиметров является наиболее подходящим как для обратной магистрали, так и для подающей. Для подключения радиаторов к системе специалисты рекомендуют использовать 16-тимилиметровые трубы.

Расчет диаметра трубопровода

Есть научно обоснованный способ расчета. Сечение трубы выбирается, исходя из объема теплоносителя, проходящего по трубе в единицу времени. Расчет начинают от дальнего радиатора по формуле:

G=3600×Q/(c×Δt), (1)

где: G − расход воды на обогрев дома (кг/ч);

Q − тепловая мощность, требуемая для обогрева (кВт);

c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);

Δt − разность температур между горячим и холодным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Далее вычисляют сечение труб по формуле:

S=GV/(3600×v), (2)

где: S − площадь поперечного сечения трубы (м2);

GV − объемный расход воды (м3/ч);

v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.

Полученная цифра – это сечение, исходя из него, подбирают внутренний диаметр трубопровода.

Такой расчет ведут по всем радиаторам до котла.

При расчете также можно ориентироваться на таблицу зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки.

Таблица зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки

Можно учитывать следующие ориентиры:

При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подойдут трубы диаметров 20 мм.
При потерях от 15 до до 27 кВт (до 250 м кв. площади) потребуются трубы диаметром не менее 25 мм.

Провести расчет по приведенным формулам или гидравлическим таблицам для домовладельца является сложной задачей, поэтому можно основываться на рекомендуемых диаметрах труб.

Диаметр трубопровода должен быть одинаковый на всем его протяжении для обеспечения стабильной работы батарей. Рекомендуемый минимальный внутренний диаметр труб -20 мм.

Необходимо соблюдать следующие условия:

Трубы класть под напольным покрытием для избегания высотных обводов. Если это невозможно, то нужно учитывать конфигурацию дома и максимально стремиться к одинаковой высоте прокладки труб.
Материал труб – металлопластик или полипропилен с армированием алюминиевой фольгой. Такие трубы прочнее и прослужат долго.
Радиаторы ставят биметаллические или стальные с нижней системой подключения. У таких батарей выше гидравлическое сопротивление, что балансирует систему. Мощность радиаторов должна быть одинакова по всей площади дома.
На каждую батарею ставят балансировочный кран на обратке. Желательна установка терморегуляторов.

Сколько воды должно быть в «петле»?

Вполне очевидно, что для грамотной организации отопления в доме необходимо знать конкретное количество теплоносителя, который будет заполнять и приводить в действие всю систему. Прежде, чем приступать к непосредственно к расчетам количества необходимой воды, нужно определить каковы теплопотери всего дома. Для этого необходимо знать такие параметры, как:

разность температур в окружающей среде и внутри помещения;
значение понижающего коэффициента;
сопротивление теплопередачи.

Далее остается лишь воспользоваться формулой следующего типа: G = S * 1 / Ро * (Тв – Тн)к. Получив значение теплопотерь можно приступать к определению количества воды. Для этого используем такую формулу – Q = G/(c*(Т1-Т2)). Для ее применения понадобиться знать удельную теплоемкость воды, а также ее температуру как в обратной трубе, так и в подающей.

Схема вертикальной двухтрубной системы

Доверьтесь современным технологиям

Ни для кого не секрет, что во времена эры современных технологий люди могут позволить машинам и программному обеспечению решать множество рутинных задач. Очевидно, что новичок в строительной сфере не в состоянии в полном объеме осуществить все необходимые расчеты, а также с нуля создать полноценный проект отопления в доме. К счастью, разработчики уже создали специальные программы, использование которых существенно упрощает дело проектирования и расчетов. Как правило, программное обеспечение для строительной сферы является достаточно дорогостоящим.

Между тем, многие компании предлагают бесплатные версии программ, которые обладают настолько ограниченным функционалом, чтобы пользователь ознакомился с основными возможностями продукта. Собственно, для проектирования отопления в загородном доме подобной бесплатной версии программного продукта может быть вполне достаточно.

Схема магистралей воды в системе отопления

Алгоритм выполнения монтажных работ

Монтаждвухтрубной попутной системы отопления ведется в соответствии с определенным алгоритмом, где начальным этапом является подбор диаметра труб, а конечным – установка циркуляторного насоса.

Попутная разводка отопительного трубопровода

«Попутка» является универсальной двухтрубной схемой разводки отопительного трубопровода. Подача (горячий трубопровод) от отопительного котла прокладывается по периметру всего здания и к нему последовательно подключаются радиаторы, а заканчивается она на последнем по ходу движения жидкости радиаторе.

Обратка начинается с первого радиатора, к ней попутно подключаются остальные радиаторы и она возвращает теплоноситель обратно в котел.

Из схемы видно, что для каждого радиатора суммарная протяженность подачи и обратки будет примерно одинаковой, поэтому все радиаторы работают в примерно одних и тех же гидравлических условиях.

Схема наилучшим образом подходит для больших площадей отопления, так как позволяет максимально упростить всю разводку для большого здания. В подающем трубопроводе и будет происходить некоторое снижение температуры жидкости, но в данном случае это не критично.

Диаметр основных труб требуется повышенный, в зависимости от подключенной к ним тепловой мощности, чтобы скорость теплоносителя не превышала максимальные рекомендуемые значения (0,7 м/с) при наибольшей нагрузке.

Это обстоятельство значительно удорожает систему, потому что большие фитинги дороже, попутка хоть и самая стабильная, но не самая дешевая.

Какую схему отопления предпочесть

Для большого дома чаще проектируют попутную схему разводки отопительного трубопровода, стабильную и простую.
В домах поменьше чаще стараются сэкономить, и делается более дешевая, стабильно работающая, но несколько более сложная плечевая схема разводки. При этом плечи создаются приблизительно одинаковыми по характеристикам.
Лучевая разводка отопления находит все больше сторонников в связи с применением высоких окон, обогреваемых полов, внутрипольных конвекторов. При этом создается вместительное основание пола в котором иногда дешевле проложить тонкие трубы к каждому обогревателю от единого коллектора на этаже.
От «ленинградки» специалисты не в восторге из-за их нестабильной работы и сложности проектирования и налаживания. Не стоит усложнять, и искать проблемы «на ровном месте», это касается и отопления.

Если возможны перебои с электроэнергией, то для частного дома нужно приобрести и подключить элеткрогенератор , который должен быть в рабочем состоянии всю зиму. А если обеспечить работу системы не возможно, то в нее необходимо заливать незамерзающую жидкость.

Для твердотопливных котлов, которые не прекращают работу при отключении электроэнергии, насос системы отопления необходимо подключать к «бесперебойнику», чтобы обеспечивалась циркуляция жидкости несколько часов в аварийной обстановке.

А если этим всем заниматься не хочется, а электроэнергия не стабильна, то выручит самотечная система со своей схемой разводки. Правда она сгодится только на небольшой дом при ее создании придется потрудиться и излишне потратится.

Возможные осложнения при монтаже

При соблюдении одинакового диаметра труб отопления, расположения радиаторов на одной высоте – обычно проблем при монтаже и после него не возникает.

Проблемы могут быть при нарушении порядка монтажа:

Некачественная пайка труб из полипропилена приведет к зауживанию диаметра трубы.
Установка радиаторов из разного материала и разной мощности нарушить сбалансированность системы.
Отсутствие балансировочных вентилей для выравнивания гидравлического давления.
Расположение ветки магистрали с перепадом высоты.
Неверный выбор насоса. Напор должен быть не менее 0,2 кгс/см2.
Применение труб разного диаметра может привести к разбалансировке системы и затруднению прохождения теплоносителя.

Попутная двухконтурная система отопления рекомендуется для отопления в одноэтажных домах. Не требует сложных расчетов, балансировки и особых способов проведения монтажа. Стоимость такой системы дороже традиционной, но это компенсируется долговечностью и простотой эксплуатации. Кроме того, такую систему владелец дома может установить самостоятельно, не применяя сложных инженерных решений, инструментов и материалов.

Алгоритм работ

Для того, чтобы осуществить качественный монтаж системы в собственном доме, вам придется следовать определенной технологии. Так, сборка проводится в следующем порядке:

установка котла;
монтаж радиаторов;
прокладка магистралей;
монтаж циркуляционного насоса;
установка расширительного бака, а также объектов группы безопасности.

В процессе монтажа системы не забывайте, что необходимо учитывать и специфику планировки каждого конкретного помещения. Следует учитывать насколько магистральные пути, которые так или иначе все равно необходимо прокладывать около двери, портят визуальный образ комнат. В хозяйственных помещениях скрывать трубы нет смысла, а в жилых комнатах трубу можно протянуть непосредственно под дверью.

Принцип работы встречной и попутной СО

Итак, попутная система отопления представляет собой двухтрубный отопительный контур, в котором теплоноситель, как в трубопроводе «подачи», так и в «обратке» перемещается в одинаковом направлении.

Подающая труба монтируется по периметру отапливаемого помещения (здания). К ней, последовательно, подключаются все отопительные приборы (батареи). Оканчивается труба подачи на последнем, по ходу движения теплоносителя, радиаторе в ветке.

Основным достоинством данного варианта является равная протяженность подающего и обратного трубопровода теплоснабжения к каждому отопительному прибору. Именно это и делает возможным равномерный прогрев радиаторов не зависимо от места их расположения и удаленности от котельной установки (стояка). Данный тип разводки, как нельзя лучше подходит для организации СО на больших площадях. Специалисты отмечают некоторое снижение температуры теплоносителя в подающей трубе, которое, как правило, не является критичным.

Недостатком такой схемы является трудоемкость монтажа и больший (в сравнении с тупиковой разводкой) расход материалов. Удорожание СО происходит за счет необходимости использования магистрального трубопровода повышенного сечения.

Во встречных, или, как их еще называют, тупиковых системах отопления, движение теплоносителя в подающей магистрали происходит в противоположном направлении по отношению к перемещению воды в обратном отопительном контуре.

Особенностью данной СО является различная длина циркуляционных колец. Другими словами, чем дальше от котельной установки или стояка находится отопительный прибор, тем большая протяженность трубопровода задействована в данном циркуляционном кольце. Такое неравенство и является основным недостатком тупиковых СО.

Достоинствами СО с встречным перемещением теплоносителя являются:

использование меньшего количества трубы, арматуры и пр.;
возможность реализации в домах со сложными многоуровневыми СО.

Этот способ прокладки трубопровода прекрасно себя показал в СО с небольшим количеством радиаторов в каждой ветке и с разницей в протяженности не более 20 м.

Далее более подробно рассмотрим все достоинства и недостатки данных типов разводки.

Что нужно знать о гидравлике и балансировке

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления заключается в расчете потерь давления в каждом циркуляционном кольце. Чтобы сделать расчет в «попутных» СО необходимо рассчитать потери в одной циркуляционной петле. В остальных ветках потери будут идентичными.

Балансировка систем отопления – это процесс уравновешивания давлений в каждом циркуляционном кольце. Для чего это нужно? Если в одной ветке потери давления будут выше, чем в остальных, то теплоноситель (по аналогии с электрическим током) будет перемещаться по пути наименьшего сопротивления.

Попутные СО (при одинаковой мощности радиаторов и диаметре трубопровода), по умолчанию можно считать гидравлически увязанными, без применения дополнительного оборудования.

Важно! Если в данных СО применяются приборы различной мощности или типоразмера, то расчет потерь производится на каждой циркуляционной петле.

Чтобы сделать расчет гидравлики во встречных СО, необходимо рассчитать потери давления в каждом циркуляционном кольце контура.

Балансировка производится термостатическими клапанами для радиаторов отопления. Порядок выполнения регулировки следующий: на первой батарее клапан настраивается на максимально допустимое сужение проходного сечения. Далее производится настройка арматуры с целью гидравлической увязки. Другими словами, настройкой термостатических клапанов следует добиться одинаковых показателей потерь давления в каждой ветке контура.

Несмотря на простоту балансировки СО с одинонаправленным перемещением теплоносителя, данные схемы имеют один огромный недостаток, который называется «точки одинакового давления» на контурах «подачи» и «обратки». Расположение данных точек более наглядно показано на рисунке.

Если присоединить радиатор к трубам в данных местах, то теплоноситель не будет поступать в прибор, так как давление на этом участке в подающем и обратном контуре равно. Грамотно рассчитать места подключения радиаторов в сложных по конфигурации СО может только профессионал.

Для наглядности, все достоинства и недостатки разводки представлены в таблице

Справедливости ради стоит сказать несколько слов о коллекторно-лучевой разводке. Проблема в том, что данный тип подключения отопительных устройств, для качественной работы, требует обязательной и достаточно сложной регулировки каждой циркуляционной ветки. При неправильной настройке теплоноситель может перестать циркулировать в кольце. Из-за сложностей монтажа и балансировки, данная разводка СО применяется застройщиками крайне редко.

Вывод: С точки зрения простоты балансировки и гидравлической увязки, «попутка» более предпочтительна. Что касается протяженности трубопровода и сложности монтажа, то тут предпочтение стоит отдать встречным схемам.

Совет: Несмотря на достоинства и недостатки различных решений СО, доверять их проектирование и монтаж необходимо только специалистам.

[spoiler title=”Источники”]

http://teplodom1.ru/sistemotopl/281-prostoe-otoplenie-samostoyatelno-tupikovaya-shema.html
http://jsnip.ru/vodosnabzheniya/tupikovaja-shema-otoplenija.html
https://eurosantehnik.ru/tupikovaya-sistema-otopleniya.html
http://teplodom1.ru/sistemotopl/113-shemy-otopleniya-poputka-tupikovaya-kollektornaya-i-dr-sravnenie-i-vybor.html
https://pechiexpert.ru/poputnaya-sistema-otopleniya-01/
http://jsnip.ru/vodosnabzheniya/poputnaja-sistema-otoplenija-shema.html
http://ventilationpro.ru/sistemy-otopleniya/montazh-i-skhemy-sistem-otopleniya/skhemy-razvodki-sistem-otopleniya-napravlenie-dvizheniya-teplonositelya.html

[/spoiler]