Трехтрубная система отопления частного дома

Двухтрубная система отопления более сложна по сравнению с однотрубной, а количество необходимых для монтажа материалов заметно больше. Тем не менее именно 2-х трубная система отопления является более популярной. Из названия следует, что в ней используются два контура. Один служит для доставки горячего теплоносителя к радиаторам, а второй отводит охлажденный теплоноситель обратно. Такое устройство применимо для любых типов сооружений, лишь бы их планировка позволяла монтаж этой конструкции.

Достоинства и недостатки

Востребованность двухконтурной отопительной системы объясняется наличием ряда весомых преимуществ. Прежде всего, она предпочтительней одноконтурной, поскольку в последней теплоноситель теряет заметную часть тепла еще до попадания в радиаторы. К тому же двухконтурная конструкция более универсальна и подходит для домов разной этажности.

Недостатком двухтрубной системы считается ее высокая цена. Однако многие ошибочно считают, что наличие 2 контуров предполагает использование двукратного количества труб, и стоимость такой системы вдвое больше, чем однотрубной. Дело в том, что для однотрубной конструкции необходимо брать трубы большого диаметра. Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Преимущество же двухтрубной в том, что для ее монтажа берут трубы меньшего диаметра, которые существенно дешевле. Соответственно и дополнительные элементы (сгоны, вентили и т. д.) тоже используются с меньшим диаметром, что также несколько удешевляет конструкцию.

Пример применения

Одним из мест, где двухтрубное отопление будет очень целесообразным, является гараж. Это рабочее помещение, потому здесь не требуется постоянное отопление. К тому же двухтрубная система отопления своими руками – это вполне реальная затея. Установка в гараже такой системы не является необходимым, однако будет абсолютно не лишним, поскольку в зимнее время работать здесь очень сложно: двигатель не заводится, масло застывает, да и просто работать руками некомфортно. Двухтрубная отопительная система обеспечивает вполне приемлемые условия для нахождения в помещении.

Разновидности двухтрубных систем для отопления

Есть несколько критериев, по которым можно классифицировать такие отопительные конструкции.

Открытые и закрытые

Закрытые системы предполагают использование расширительного бачка с мембраной. Они могут работать при повышенном давлении. Вместо обычной воды в закрытых системах можно использовать теплоносители на основе этиленгликоля, которые не замерзают при низких температурах (до 40 °C ниже нуля). Автомобилисты знают такие жидкости под названием «антифризы».

1. Котел отопления; 2. Группа безопасности; 3. Клапан сброса избыточного давления; 4. Радиатор; 5. Труба обратки; 6. Расширительный бак; 7. Вентиль; 8. Сливной клапан; 9. Циркуляционный насос; 10. Манометр; 11. Подпиточный клапан.

Открытая система характерна тем, что расширительный бачок необходимо устанавливать строго в самой верхней точке устройства. В нем нужно предусмотреть патрубок для воздуха и отводной трубопровод, по которому сливается лишняя вода из системы. Также через него можно брать теплую воду для хозяйственных нужд. Однако такое применение бачка требует наличия автоматической подпитки конструкции и исключает возможность использования добавок и присадок.

1. Котел отопления; 2. Циркуляционный насос; 3. Приборы отопления; 4. Дифференциальный клапан; 5. Запорные задвижки; 6. Расширительный бак.

Горизонтальные и вертикальные

Эти виды отличаются расположением главного трубопровода. Он служит для соединения всех элементов конструкции. Как горизонтальная, так и вертикальная системы имеют собственные достоинства и недостатки. Однако обе они демонстрируют хорошую теплоотдачу и гидравлическую устойчивость.

Двухтрубная горизонтальная конструкция отопления встречается в одноэтажных зданиях, а вертикальная — в многоэтажках. Она более сложная и, соответственно, более дорогая. Здесь применяются вертикальные стояки, к которым подключаются элементы отопления на каждом этаже. Преимуществом вертикальных систем является то, что в них, как правило, не возникают воздушные пробки, поскольку воздух выходит по трубам вверх к расширительному бачку.

Системы с принудительной и естественной циркуляцией

Такие виды различаются тем, что, во-первых, присутствует электрический насос, который заставляет перемещаться теплоноситель, а во-вторых, циркуляция происходит сама по себе, подчиняясь физическим законам. Минус конструкций с насосом в том, что они зависят от наличия электроэнергии. Для небольших помещений особого смысла в принудительных системах нет, разве что нагреваться дом будет быстрее. При больших же площадях такие конструкции будут оправданными.

Чтобы правильно выбрать тип циркуляции, необходимо учитывать, какой тип разводки труб используется: верхний или нижний.

Система с верхней разводкой предполагает прокладку магистрального трубопровода под потолком здания. Это обеспечивает высокое давление теплоносителя, благодаря чему он хорошо проходит через радиаторы, а значит, использование насоса будет излишним. Такие устройства выглядят эстетичнее, трубы вверху можно скрыть декоративными элементами. Однако в эту систему нужно устанавливать мембранный бак, что влечет дополнительные затраты. Возможна установка и открытого бачка, но он должен быть в самой верхней точке системы, то есть на чердаке. В таком случае бачок необходимо утеплить.

Нижняя разводка предполагает монтаж трубопровода чуть ниже подоконника. В этом случае можно установить открытый расширительный бачок в любом месте помещения несколько выше трубы и радиаторов. Но без насоса в такой конструкции не обойтись. К тому же возникают трудности, если труба должна проходить мимо дверного проема. Тогда необходимо пускать ее по периметру двери либо делать 2 отдельных крыла в контуре конструкции.

Тупиковая и попутная

В тупиковой системе теплоноситель горячий и охлажденный идут в разных направлениях. В попутной системе, сконструированной по схеме (петле) «Тихельмана», оба потока идут в одном направлении. Различие этих видов в простоте балансировки. Если попутная при использовании радиаторов с равным количеством секций сама по себе уже является сбалансированной, то в тупиковой на каждый радиатор нужно установить термостатический клапан или игольчатый вентиль.

Если же в схеме «Тихельмана» используются радиаторы с неравным количеством секций, здесь тоже требуется установка клапанов или вентилей. Но даже в этом случае такая конструкция балансируется проще. Это особенно ощутимо в протяженных отопительных системах.

Подбор труб по диаметру

Выбор сечения труб нужно производить исходя из объема теплоносителя, который должен проходить за единицу времени. Он, в свою очередь, зависит от тепловой мощности, которая требуется для обогрева помещения.

В наших расчетах мы будем исходить из того, что размер тепловых потерь известен и имеется числовое значение теплоты, необходимой для обогрева.

Начинают расчеты с конечного, то есть самого дальнего радиатора системы. Чтобы вычислить расход теплоносителя для комнаты, понадобится формула:

G=3600×Q/(c×Δt), где:

• G − расход воды на обогрев помещения (кг/ч);
• Q − тепловая мощность, необходимая для обогрева (кВт);
• c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);
• Δt − разность температур между горячим и охлажденным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Например, известно, что тепловая мощность для обогрева помещения равняется 3 кВт. Тогда расход воды составит:
3600×3/(4,187×20)=129 кг/ч, то есть около 0,127 куб. м воды в час.

Чтобы водяное отопление было сбалансировано как можно точнее, необходимо определить сечение труб. Для этого используем формулу:

S=GV/(3600×v), 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.

Если в системе используется естественная циркуляция, то скорость движения будет минимальной − 0,3 м/с. Но в рассматриваемом примере возьмем среднее значение — 0,5 м/с. По указанной формуле рассчитаем площадь сечения, а исходя из нее − внутренний диаметр трубы. Он составит 0,1 м. Подбираем полипропиленовую трубу ближайшего большего диаметра. Это изделие с внутренним диаметром 15 мм.

Затем переходим к следующему помещению, рассчитываем расход теплоносителя для него, суммируем с расходом для рассчитанного помещения и определяем диаметр трубы. И так до самого котла.

Монтаж системы

При монтаже конструкции следует придерживаться определенных правил:

• любая двухтрубная система включает в себя 2 контура: верхний служит для подачи горячего теплоносителя к радиаторам, нижний − для отвода охлажденного;
• трубопровод должен иметь небольшой наклон в сторону конечного радиатора;
• трубы обоих контуров должны быть параллельными;
• центральный стояк необходимо утеплять для предотвращения тепловых потерь при подаче теплоносителя;
• в реверсивных двухтрубных системах необходимо предусмотреть несколько кранов, с помощью которых возможен слив воды из устройства. Это может понадобиться при ремонтных работах;
• при проектировании трубопровода нужно предусмотреть наименьшее возможное число углов;
• расширительный бачок должен устанавливаться в самом высоком месте системы;
• диаметры труб, кранов, сгонов, соединений должны совпадать;
• при монтаже трубопровода из тяжелых стальных труб для их поддержки нужно установить специальные крепежи. Максимальное расстояние между ними составляет 1,2 м.

Как сделать правильное подключение радиаторов отопления, которое позволит обеспечить максимально комфортные условия в квартире? Монтируя двухтрубные системы отопления, необходимо придерживаться такой последовательности:

1. От отопительного котла отводится центральный стояк системы отопления.
2. В самой высокой точке центральный стояк заканчивается расширительным бачком.
3. От него по всему зданию разводятся трубы, которые подводят горячий теплоноситель к радиаторам.
4. Для отвода охлажденного теплоносителя от радиаторов отопления при двухтрубной конструкции прокладывается параллельный подводящему трубопровод. Его необходимо подключить к нижней части отопительного котла.
5. Для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя нужно предусмотреть электрический насос. Он может быть установлен в любой удобной точке. Чаще всего его монтируют недалеко от котла, возле точки входа или выхода.

Подключение радиатора отопления не такой уж сложный процесс, если подойти к этому вопросу скрупулезно.

Для каждого частного домовладения устройство системы отопления считается одним из основополагающих вопросов. Современные технологии строительства предлагают два варианта: однотрубную или двухтрубную систему.

Здесь важно не продешевить, пытаясь сократить затраты на монтаж и закупку материалов. И лишь разобравшись с принципом работы этих систем, с их достоинствами и недостатками, можно сделать правильный выбор.

Принцип действия однотрубной системы отопления

Работа однотрубной отопительной системы происходит по достаточно простым принципам. Имеется только один замкнутый трубопровод, по которому идет циркуляция теплоносителя. Проходя через котел, носитель нагревается, а проходя через радиаторы сообщает им это тепло, после чего, охлажденный, вновь поступает в котел.

Стояк в однотрубной системе также один, а его расположение зависит от типа постройки. Так, для одноэтажных частных домов наилучшим образом подойдет горизонтальная схема, тогда как для многоэтажных строений – вертикальная.

Обратите внимание! Для прокачки теплоносителя по вертикальным стоякам может понадобиться гидравлический насос.

Для повышения эффективности однотрубной системы, можно внести некоторые усовершенствования. Например, установить байпасы – специальные элементы, представляющие собой отрезки трубы, соединяющие прямую и обратную трубу радиатора.

Такое решение дает возможность подключить к радиатору терморегуляторы, способные контролировать температуру каждого нагревательного элемента, либо вовсе отключать их от системы. Еще один плюс байпасов – они позволяют произвести замену или отремонтировать отдельные отопительные элементы без отключения всей системы.

Особенности монтажа

Чтобы отопительная система долгие годы дарила тепло хозяевам дома, в процессе монтажа стоит придерживаться такой последовательности действий:

• Согласно разработанному проекту, производится установка котла.
• Осуществляется монтаж трубопровода. В местах, где проектом предусмотрена установка радиаторов и байпасов – устанавливаются тройники.
• Если система работает по принципу естественной циркуляции, необходимо обеспечить уклон в 3-5 см на каждый метр длины. Для контура с принудительной циркуляцией будет достаточно уклона в 1 см на метр длины.
• Для систем с принудительной циркуляцией производится монтаж циркуляционного насоса. Стоит учитывать, что устройство не рассчитано на эксплуатацию при больших температурах, поэтому будет лучше установить его неподалеку от входа обратной трубы в котел. Кроме того, следует обеспечить подключение насоса к электрической сети.
• Установка расширительного бака. Бак открытого типа должен находиться в наивысшей точке системы, закрытого – в любом удобном месте (чаще всего его монтируют неподалеку от котла).
• Установка отопительных радиаторов. Весят они немало (особенно заполненные водой), поэтому их закрепляют при помощи специальных кронштейнов, которые, как правило, идут в комплекте. Установка чаще всего осуществляется под оконными проемами.
• Производится установка дополнительных устройств – кранов Маевского, заглушек, перекрывающих устройств.
• Заключительный этап – испытания готовой системы, для чего в нее под давлением подается вода или воздух. Если испытания не выявляют проблемных участков – система готова к эксплуатации.

Обратите внимание! В процессе монтажа следует по возможности избегать большого числа изгибов трубопровода. Это уменьшает скорость циркуляции теплоносителя и ухудшает эффективность теплосистемы.

Преимущества

Для частных домов малой площади однотрубный вариант системы отопления выглядит более предпочтительным, благодаря следующим ее преимуществам:

• Легкость составления проекта.
• Удобство монтажа системы.
• Сокращение затрат на покупку материалов и оборудования.
• Устойчивая гидродинамика.
• Безопасность циркуляции теплоносителя, которая осуществляется естественным путем.

Недостатки

Существует и ряд недостатков, с которыми придется мириться владельцам однотрубных отопительных систем:

• Сложности исправления ошибок, допущенных на этапе проектирования, в запущенной в эксплуатацию схеме.
• Неравномерный нагрев отопительных элементов, расположенных на различном расстоянии от котла.
• Тесная взаимозависимость элементов.
• Высокие показатели гидродинамического сопротивления.
• Невозможность регулировки расхода теплоносителя.
• Сравнительно большие теплопотери.
• Ограниченное количество радиаторов, которые могут быть размещены на одном стояке.

Как работает двухтрубная система отопления

Главное конструктивное отличие двухтрубной системы – наличие двух контуров, отвечающих за распространение теплоносителя.

По одному носитель подается к радиаторам, по второму, отдав тепло, возвращается к котлу. Получается замкнутый круг, по которому идет постоянная циркуляция в течение всего времени работы котла. Использование такой системы предпочтительнее для домов большой площади.

Как и однотрубные системы, двухтрубные бывают открытыми и закрытыми. Их отличает наличие в конструкции расширительного бака. Также, система может иметь верхнюю или нижнюю разводку:

• В отопительной системе с нижней разводкой подающий трубопровод идет под полом или в подвале дома, а обратный контур монтируется еще ниже. Котел при этом должен быть установлен ниже уровня радиаторов.
• Верхняя схема разводки подразумевает прокладку подающего трубопровода в верхней части дома (под потолком, либо на утепленном чердаке).

Монтаж и обслуживание

Монтаж двухтрубной схемы отличается от монтажа однотрубной, требуя намного больше времени и усилий. Для системы с верхней разводкой в обязательном порядке должны быть реализованы следующие этапы работ:

• В первую очередь монтируется верхняя линия системы, которая отходит от котла и продвигается над радиаторами. В местах будущего присоединения к батареям монтируются тройники.
• Когда монтаж верхней линии заканчивается, тройники соединяются с верхними патрубками радиаторов, а рядом с точками стыков устанавливаются вентили.
• Далее, идет монтаж нижней линии трубопровода. Как правило, контур проходит по периметру дома на уровне цоколя и собирает трубы, отходящие от нижней части радиаторов.
• Свободный конец отводящего трубопровода присоединяется к котлу. Непосредственно перед входом подключается циркуляционный насос, если это было предусмотрено проектом.

Это важно! Главное неудобство такой теплосистемы – необходимость установки расширительной емкости на чердаке и отсутствие возможности слива горячей воды для технических нужд.

Отопительная система с нижней разводкой труб в этом плане более практична. Расширительный бачок можно разместить в теплом помещении (это, кстати, дополнительно повышает суммарную теплоотдачу системы, позволяя отапливать не холодный чердак, а жилое пространство).

Отводящий контур прокладывается на том же уровне, а подающий проходит гораздо ниже, чем в первом варианте. Такое расположение позволяет сэкономить метраж трубопровода и улучшает эстетическую составляющую конструкции. Однако, стоит учитывать, что такая схема будет эффективно работать только с принудительной циркуляцией.

Плюсы

Главным достоинством двухтрубной схемы теплосистемы можно считать равномерный прогрев радиаторов, независимо от того, как на каком удалении от котла они расположены. Есть и другие преимущества:

• Уже на этапе составления проекта закладывается необходимость установки специальных терморегуляторов, дающих возможность ручного регулирования температурного режима для каждой комнаты.
• Отопительные элементы в такой системе подключаются параллельно, тогда как в однотрубной – последовательно.
• Из предыдущего преимущества вытекает полезная возможность добавления в схему дополнительных элементов, даже после окончания сборки и ввода в эксплуатацию.
• Система легко продлевается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. При достройке дома провести отопление в новые помещения будет несложно.
• Система не так уязвима к разморозке.

Минусы

Среди недостатков, самым очевидным и лежащим на поверхности представляется более высокая стоимость реализации проекта. Кроме того:

• Проектирование происходит намного сложнее.
• Требуется гораздо больше труб.
• Процедура монтажа трудозатратна и требует больше времени.

Какую систему выбрать

Подводя итог, можно сделать вывод, что для небольших одноэтажных построек вполне достаточно однотрубной теплосистемы. Это позволит обеспечить более или менее равномерный обогрев и сэкономить массу времени и средств при строительстве.

Для крупных строений, состоящих из большого числа комнат или нескольких этажей, будет правильно не экономить, а предпочесть энергоэффективную (хотя и однозначно более дорогостоящую и громоздкую) двухтрубную отопительную систему.

Впрочем, с появлением металлопластика и труб ПВХ, когда сами трубы стали сравнительно недорогими, а процесс монтажа – легким и простым, вопрос экономии отходит на второй план, а выбор в пользу более эффективных двухтрубных систем отопления становится очевидным.

При строительстве любого жилого дома, будь то коттедж или многоэтажка, самое серьезное внимание уделяется выбору системы отопления. В условиях морозного климата России, а Сибири особенно, данный вопрос требует оптимального решения. Не протяжение многих лет создавались и опробовались в реальных условиях эксплуатации однотрубные, двухтрубные, трехтрубные и даже четырехтрубные системы отопления. Каждая из этих конструкций имеет свои особенности, сильные и слабые стороны.

Однотрубные системы просты в монтаже и эксплуатации. Не требуют значительных затрат на установку. Минусом считается высокое давление, которое необходимо для штатного функционирования, вертикальный способ «раздачи» тепла и последовательное соединение радиаторов. Двухтрубная автономная система загородного дома более технологична и проста. Единственный параметр, по которому она уступает однотрубной – это протяженность трубопровода. Легко посчитать, что она больше ровно в два раза.

Трехтрубная система отопления считается наиболее технологичной в эксплуатации. В ней не применяются обратные клапаны, а циркуляционный насос имеется только один. Данный механизм подачи тепла используется для обогрева промышленных и социальных объектов, а также жилых домов. При таком подходе имеется возможность регулировать температуру воздуха в каждом помещении индивидуально. Расход тепловой энергии в таких случаях оптимизируется. Комфортность проживания в помещениях повышается.

Когда принято решение об использовании конкретной системы отопления, в обязательном порядке выполняется тепловой расчет. Говоря проще – определяется необходимое количество обогревающих приборов. Как правило, отопительный регистр устанавливается под окном. В тоже время надо брать в расчет и наружные стены квартир. На них тоже устанавливаются отопительные приборы. Их число зависит от вида строительного материала и климатических условий. Берется в расчет и тип кровли.

Одним словом расчет теплового контура является важной процедурой. К этому делу необходимо привлекать грамотных специалистов. Очень важно, чтобы отопительная система обеспечивала заданные параметры и надежно функционировала. При всем при том — она должна быть безопасной. При ее монтаже выполняется большой объем сварочных работ. Именно сварные швы необходимо выполнять с высоким качеством. И для этих работ нужно приглашать квалифицированных сварщиков, с достаточным опытом выполнения работ такого профиля.