Двухтрубная система отопления: основные понятия
Garant-vl.ru

Строительный портал

Двухтрубная система отопления: основные понятия

Двухтрубные системы водяного отопления и их разновидности

Здесь вы узнаете:

Разрабатывая систему отопления для своего дома, мы непременно задумываемся о схеме прокладки труб и подключения радиаторов. Чаще всего при создании проектов используются распространенные схемы с двумя трубами, прокладываемыми по отапливаемым помещениям. Двухтрубная система отопления более сложна в монтаже, зато она обладает множеством неоспоримых достоинств – именно об этом и пойдет разговор в нашем обзоре. Также мы рассмотрим:

  • Конструкционные особенности двухтрубных систем отопления;
  • Их основные недостатки;
  • Разновидности двухтрубных систем.

В самом конце мы расскажем о самых эффективных способах подключения батарей к отопительным системам.

Особенности двухтрубных систем отопления

Двухтрубная система отопления представляет собой самую распространенную схему прокладки отопительных труб и подключения радиаторов. Она предусматривает использование двух труб – по одной осуществляется подача горячего теплоносителя, а по второй он отводится к отопительному котлу. Данная схема отличается высокой эффективностью и обеспечивает равномерное распределение тепла по всем обогреваемым помещениям.

Однотрубные системы отопления, в отличие от двухтрубных, обладают целым рядом недостатков:

Различие в работе однотрубных и двухтрубных систем отопления хорошо иллюстрирует данная картинка.

  • Более ограниченная длина контура;
  • Неравномерное распределение тепла по обогреваемым помещениям – страдают самые последние комнаты;
  • Трудно отапливать многоэтажные здания;
  • Повышенное гидродинамическое сопротивление в системе отопления;
  • Отсутствие раздельной регулировки температуры обогрева в разных комнатах;
  • Трудности в ремонте – нельзя снять неисправную батарею без остановки всей системы.

Некоторая часть вышеупомянутых проблем частично решается с помощью схемы «ленинградка», но и это не является полноценным выходом из ситуации.

Двухтрубная система отопления предусматривает прокладку двух параллельных труб, к которым подключаются радиаторы. Теплоноситель из подающей трубы поступает в отопительные приборы, после чего отправляется в обратную трубу (обратку). Несмотря на более внушительные финансовые и трудовые затраты, готовая система получается более функциональной в эксплуатации и удобной в ремонте.

Двухтрубное отопление активно используется для обогрева помещений и здания различного назначения. К ним относятся одноэтажные частные дома и коттеджи, многоэтажные многоквартирные дома, а также промышленные и административные постройки. Иными словами, сфера его применения отличается своей широтой.

Достоинства и недостатки двухтрубных систем отопления

Двухтрубное отопление отличается своей универсальностью. Оно одинаково хорошо работает как в небольших постройках, так и в многоэтажных зданиях, в том числе и в высотных жилых домах. Давайте рассмотрим основные плюсы двухтрубных систем:

При использовании двухтрубного отопления даже самые отдаленные батареи в доме смогут обеспечивать теплом на приемлемом уровне.

  • Повышенная длина одной линии (контура) – это актуально при обогреве вытянутых в длину зданий, например, больничных или гостиничных корпусов;
  • Равномерная подача тепла в помещения – в отличие от однотрубных систем, тепло будет даже в самых дальних от котла помещениях;
  • Двухтрубное отопление позволяет без труда организовать раздельную регулировку температуры в отдельных комнатах и помещениях – для этого на каждую батарею ставятся терморегулирующие головки;
  • Возможность демонтажа батарей и конвекторов без остановки всей отопительной системы – немаловажное преимущество, проявляющееся в крупных зданиях;
  • Двухтрубное отопление как нельзя лучше подходит для обогрева зданий большой площади – для более равномерного распределения тепла применяются определенные схемы разводки труб и подключения отопительных приборов.

К сожалению, не обошлось без определенных минусов:

  • Большие затраты на приобретение оборудование – по сравнению с однотрубными системами отопления, двухтрубные требуют увеличенного количества труб;
  • Сложность в монтаже – сказывается увеличение количества узлов и необходимость оптимального распределения теплоносителя по обогреваемым помещениям.

Тем не менее плюсы полностью перекрывают вышеуказанные минусы.

Разновидности двухтрубных систем отопления

Мы уже ознакомились с достоинствами и недостатками двухтрубных систем отопления, а также с их отличительными особенностями. Осталось поговорить об их разновидностях.

Принудительная или естественная циркуляция

Естественная циркуляция теплоносителя предусматривает отсутствие циркуляционного насоса. Нагретая вода циркулирует по трубам самостоятельно, подчиняясь силам гравитации. Правда, для этого необходимы трубы увеличенного диаметра – двухтрубное отопление с тонкими пластиковыми трубами не сможет обеспечить самостоятельную циркуляцию, что связано с большим гидростатическим давлением в системе. Отопление с естественной циркуляцией отличается простотой и дешевизной, но необходимо помнить об ограниченной длине контура – его не рекомендуется делать длиннее 30 метров.

Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией предусматривает использование циркуляционного насоса. Он устанавливается рядом с отопительным котлом и обеспечивает быстрый прогон теплоносителя по трубам. Благодаря этому снижается время прогрева, увеличивается длина отопительного контура, заметно улучшается распределение тепловой энергии. Двухтрубная схема отопления с принудительной циркуляцией позволяет отапливать здания любой этажности – нужно только подобрать производительный насос.

Недостатки двухтрубных систем отопления с циркуляционными насосами:

  • Удорожание монтажа – хороший насос стоит дорого, в то время как покупать дешевый не имеет смысла за счет его сниженного срока службы;
  • Возможные шумы – дешевые насосы рано или поздно начинают вибрировать, звуки от их работы разносятся по трубам даже в самые дальние комнаты. Чем выше скорость вращения вала насоса, тем сильнее шум;
  • Энергозависимость системы отопления – при отключении электроэнергии циркуляция теплоносителя прекращается.

Для корректной работы двухтрубной системы отопления с циркуляционным насосом необходимо предусмотреть резервный источник электропитания, иначе возможна поломка отопительного котла.

Также следует обратить внимание на способ прокладки труб – в двухтрубных системах отопления с естественной циркуляцией предусматривается уклон, чем обеспечивается нормальное движение теплоносителя. В контурах с принудительной циркуляцией никакие уклоны не нужны. По этой же причине трубы можно сгибать сколько угодно раз, обходя препятствия – в контурах с естественным движением теплоносителя трубы должны быть максимально прямыми, чтобы не создавать излишнего гидродинамического сопротивления.

Открытые и закрытые схемы

Двухтрубная схема отопления открытого типа предусматривает использование традиционного расширительного бачка, который монтируется в самой высокой точке контура. Давление здесь минимальное, теплоноситель контактирует с атмосферой. В случае чрезмерного расширения вода уходит в специальный патрубок, отходящий от бачка. Несомненным плюсом открытых контуров является легкость удаления воздуха – он выходит через расширительный бак самостоятельно. Только вот вместе с уходом воздуха наблюдается испарение теплоносителя, поэтому его уровень нужно постоянно контролировать.

Закрытые отопительные системы включают в себя герметичные расширительные бачки мембранного типа. Теплоноситель здесь циркулирует в замкнутом пространстве, поэтому испаряться ему некуда. При необходимости, сюда можно залить незамерзающий этиленгликоль. Для того чтобы предотвратить завоздушивание контура, в нем ставятся спускники воздуха – автоматические или ручные.

Вертикальные и горизонтальные двухтрубные системы отопления

Двухтрубная горизонтальная система отопления актуальна в одноэтажных домах. По помещениям прокладываются две трубы, параллельно которым подключаются радиаторы. Если домовладение или здание включает в себя 2-3 этажа, то на каждом этаже создается отдельный горизонтальный контур, подключаемый к вертикальным стоякам. Такая схема подключения обеспечивает равномерное распределение теплоносителя по всем этажам и помещениям.

Вертикальные системы чаще всего монтируются в многоквартирных домах. Здесь монтируются две вертикальные трубы от верхнего до нижнего этажа. По одной подается горячий теплоноситель, по другой он спускается обратно к котельной. К обеим трубам подключаются радиаторы. Чаще всего схема выглядит так, что отдельные стояки обслуживают все радиаторы в кухнях, другие – в спальнях, залах и прочих комнатах.

Верхняя и нижняя разводка

Различают двухтрубные системы отопления с верхней и нижней разводкой труб. Верхняя разводка подразумевает, что теплоноситель сначала поднимается к самой верхней точке контура, а оттуда распределяется по отдельным вертикальным участкам. Двухтрубное отопление с нижней разводкой предусматривает, что обе трубы проходят внизу (около пола или под ним), а от них отходят ответвления вверх, к радиаторам и отдельным каскадам радиаторов.

Верхняя разводка ориентирована на создание двухтрубных систем отопления с самостоятельным движением теплоносителя. Труба от котла поднимается к верхней точке системы, откуда начинается горизонтальный участок – он делается под уклоном. Аналогичный уклон делается в обратной трубе, чтобы теплоноситель самостоятельно тек в сторону котла, подчиняясь давлению в контуре и гравитации.

Подключение радиаторов

Мы познакомили вас с основными разновидностями двухтрубных систем отопления. Теперь вы знаете, что теплоноситель здесь подается по одной трубе, а удаляется по другой. Тем самым обеспечивается равномерное распределение тепла даже в самых больших зданиях. Давайте посмотрим, как нам лучше всего подключить батареи отопления. Предусмотрены три возможные схемы подключения:

  • Боковое подключение – подводящая и обратная трубы подходят к отопительному прибору сбоку. Соответственно, максимально теплыми будут участки, располагающиеся только с одного края;
  • Нижнее подключение – подводящая и обратная трубы подходят к нижним краям радиаторов и конвекторов. Потери тепла в такой схеме будут максимальными, так как теплоноситель стремится пройти внутренний объем «навылет», по самому прямому участку;
  • Диагональное – самая оптимальная схема подключения, обеспечивающая равномерное распределение тепла по внутреннему объему радиаторов. Например, подводящая труба подходит к левому верхнему входу, а отводящая – правому нижнему (или наоборот). В этом случае теплоноситель будет максимально равномерно нагревать всю площадь отопительных приборов.

Выбор подходящей схемы зависит от конструкции отопительной системы и количества секций в радиаторах. При создании двухтрубного отопления мы рекомендуем сделать выбор в пользу диагонального и бокового подключения.

Двухтрубная система отопления: основные понятия

Что скрывается за терминами «однотрубная и двухтрубная система отопления»? Зачем нужен и какими понятиями оперирует гидравлический расчет двухтрубной системы отопления?

Какими бывают системы этого типа? Постараемся разобраться.

Принципиальная схема врезки отопительных приборов для двухтрубной системы.

Что это такое

Начнем с определений.

  • Однотрубная система отопления — простое кольцо между запорной арматурой подачи и обратки в элеваторном узле или между выходом и входом котла. Одна труба, параллельно которой (или размыкая ее, что в корне неправильно, но практикуется) врезаны отопительные приборы.

У многоэтажного дома таких колец может быть несколько, по одному на каждом этаже или даже в каждой квартире. Чаще, однако, таким образом отапливаются одноэтажные коттеджи.

  • 2-х трубная система отопления подразумевает наличие двух трубопроводов по всему отапливаемому периметру помещений. Отопительные приборы врезаются между ними, создавая гидравлические перемычки и гася перепад давления.

Это порождает ряд проблем; однако при правильно сконфигурированной системе отопления даже при очень большой площади дома и огромном количестве отопительных приборов их температура может быть примерно одинаковой. Именно поэтому в многоквартирных домах чаще всего мы видим эту схему.

Читать еще:  Как правильно сделать контур заземления

Однотрубные и двухтрубные системы отопления различаются сложностью разводки и расходом материала. Понятно, что две трубы обойдутся дороже.

Завоздушивание системы отопления — читайте здесь.

Разводка сложнее, расход материала — больше.

Какими они бывают

Вертикальные и горизонтальные

В сущности, все понятно из названия. Подающая и обратная трубы расположены параллельно перекрытиям или вертикально; радиаторы все так же врезаются между ними.

Однако же то, что мы видим в большинстве современных многоквартирных домов — два розлива в подвале и соединяющие их стояки, которые разрываются отопительными приборами — это двухтрубная горизонтальная система отопления.

А вот если те же радиаторы врезать не в разрыв стояка, а между подающей и обратной ниткой (стояки при нижнем розливе соединяются перемычкой на верхнем этаже или на чердаке попарно) — то прямо-таки волшебным образом у нас получится двухтрубная вертикальная система отопления.

Однако: работать ЭТО уже не будет — типовая 2-трубная система отопления на такую врезку не рассчитана.

На фото — врезка конвектора в горизонтальную двухтрубную отопительную систему.

Тупиковые и попутные

Если теплоноситель из подающего трубопровода, пройдя радиатор, продолжает по обратке движение в том же направлении — это попутная двухтрубная система. Если после приборов отопления направление меняется — тупиковая.

Тут выбор схемы определяется, прежде всего, наличием дверных проемов, которые трудно обойти трубами: если они есть — проще вернуть воду от радиаторов той же дорогой, которой она поступала в них.

С верхним и нижним розливом

В одноэтажном доме двухтрубная и однотрубная системы отопления в равной степени могут быть разведены и под полом, и по чердаку. В многоэтажном, как уже говорилось, чаще всего применяется двухтрубная с нижней разводкой обеих труб. Стояки, соединенные наверху попарно — перемычки между ними.

С точки зрения удобства обслуживания и безопасности в плане возможных затоплений квартир такая система, безусловно, удобнее. Однако если вынести подающий трубопровод на чердак — мы получим большой пряник: удобство запуска.

Инструкция по запуску сброшенной системы с нижним розливом выглядит так:

  • Медленно открываем задвижку на обратном трубопроводе и ждем, пока система заполнится водой. Медленно — чтобы избежать гидроударов и отрыва радиаторов.
  • Открываем задвижку на подаче.
  • В следующие несколько дней имеем большое и светлое чувство с постоячным стравливанием воздуха из перемычек в квартирах. Пока в стояках стоят воздушные пробки — циркуляции нет.

В случае же верхнего розлива мы проделываем первые две операции, затем поднимаемся на чердак к расширительному бачку и открываем воздушник на нем. Или даже открываем выведенный в подвал с чердака сбросник. И — о чудо! — батареи становятся горячими.

Опрессовка системы отопления — гарантия теплой зимы — читайте здесь.

Принципиальная схема системы с верхним розливом. Уклон нужен для того, чтобы весь воздух был вытеснен в расширительный бак.

С естественной и принудительной циркуляцией

В общем случае для циркуляции в многоквартирном доме используется либо перепад давлений между нитками теплотрассы, либо работа одного или нескольких циркуляционных насосов.

Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией в случае дома с одним-тремя этажами возможна, но требует выполнения двух условий:

  • Верхний розлив. Подача вынесена на чердак.
  • Подающий и обратный трубопроводы имеют ДУ не меньше 32 мм. Больше — лучше.

Первое требование связано с тем, что при верхнем розливе мы получаем готовый разгонный коллектор: нагретая котлом вода с меньшей плотностью устремляется вверх и оттуда самотеком опускается через радиаторы или конвектора, отдавая им тепло.

Второе — с гидравлическим сопротивлением трубопровода. Стенки создают определенное сопротивление току воды, и оно тем больше, чем меньше диаметр трубы. А перепад, приводящий воду в движение, при естественной циркуляции совсем мал.

Совет: если вы собираетесь монтировать использующее естественную циркуляцию двухтрубное отопление частного дома своими руками, стоит остановить свой выбор на полимерных или металлополимерных трубах. Они имеют минимальный так называемый коэффициент шероховатости и при том же перепаде, что и стальные, обеспечат более быструю циркуляцию теплоносителя.

Полипропилен — это хорошо. А вот заниженный диаметр нижнего розлива — явная ошибка.

Немного о гидравлике

С выбором диаметра труб, схемы разводки и мощности циркуляционного насоса неразрывно связано такое понятие, как гидравлический расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления. Он выполняется с целью либо вычислить падение напора на заданном участке, либо рассчитать необходимый диаметр трубопровода.

Мы намеренно не станем приводить полное описание методов и формул, по которым может быть выполнен гидравлический расчет двухтрубной горизонтальной системы отопления: поверьте на слово, они ВЕСЬМА сложны и дают довольно большие погрешности.

Упомянем лишь основные факторы, влияющие на расчеты.

  • Шероховатость поверхности труб. Она наибольшая у асбестоцемента и стальной трубы после длительного периода службы благодаря большому количеству ржавчины и отложений.

Наименьшую шероховатость имеют, как уже говорилось, полимерные и металлополимерные трубы. Что особенно радует — сопротивление полипропилена и сшитого полиэтилена движению воды со временем не меняется.

  • Увеличения и уменьшения сечения.
  • Повороты, радиальные изгибы. Каждый изгиб трубы на несколько градусов увеличивает ее гидравлическое сопротивление.
  • Перепад давлений между подающим и обратным трубопроводами.
  • Сечение и форма каналов в отопительных приборах.
  • Количество отопительных приборов.
  • Запорная арматура — тип и количество.

Оптимальная скорость движения теплоносителя — в диапазоне 0,3 — 0,7 метра в секунду.

При меньших значениях мы получим периодическое завоздушивание отопительной системы; кроме того, однотрубная и двухтрубная системы отопления с медленно движущимся теплоносителем будут давать слишком большой разброс температур на отопительных приборах.

При большей скорости отопление станет слишком шумным. Что как минимум столь же неприятно, многократно ускорится эрозия стенок трубы неизбежными абразивными частицами — песком и шлаком.

Если все-таки захочется заняться расчетами — коэффициенты шероховатости труб можно взять здесь.

Советы сантехника

Напоследок — несколько простых практических советов, так или иначе связанных с работой одно- и двухтрубных отопительных систем.

  • В одноэтажном доме не стоит усложнять себе жизнь использованием сложных схем. Лучше использовать простую однотрубную систему с циркуляционным насосом и возможностью естественной циркуляции.
  • Простое решение проблемы завоздушивания стояков при нижнем розливе — не сбрасывать отопительную систему на лето. Собственно, это предписано нормами эксплуатации жилья: заполненные водой, стальные трубы медленнее разрушаются коррозией.
  • Если все отопительные приборы подключены к одному из связанных на верхнем этаже стояков — поставьте на второй стояк вместо заглушки вентиль. Перепустить его и выгнать воздушную пробку можно будет из подвала.
  • Для коттеджа с площадью этажа до 150 м2 и принудительной циркуляцией используются трубы ДУ25 мм. Радиаторы врезаются в них трубой меньшего диаметра.

Внимание: не путайте ДУ (внутреннее сечение трубы) и ее внешний диаметр.

  • В домах небольшой площади в двухтрубной системе обязательна балансировка отопительных приборов дросселями. Ближние к котлу прижимаются, чтобы расход воды через них не гасил перепад на дальних.
  • В многоквартирных домах балансировка достигается другим способом: разницей проходимости между розливами и стояками. Если розлив имеет сечение 80 миллиметров, а стояки — 20, ближние к элеваторному узлу не будут гасить перепад на дальних.

Разница диаметров розлива и стояка обеспечивает одинаковый перепад по всей длине розлива.

Заключение

Дополнительную информацию о том, какой может быть горизонтальная двухтрубная система отопления, вы найдете в видео в конце статьи. Теплых зим!

Читайте также статью «Воздушные отопители – автономный обогрев транспорта и временных помещений».

Классификация систем отопления

Системы водяного отопления различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами:

— однотрубные с последовательным соединением приборов;

— двухтрубные с параллельным соединением приборов;

— бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин;

б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали — вертикальные и горизонтальные;

в)по расположению магистралей:

— с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;

— с нижней разводкой при расположении и подающей и обратной магистралей ниже приборов;

— с «опрокинутой» циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов;

г)по направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:

— с тупиковым (встречным) движением воды в системе отопления

— попутным (в одном направлении) движением воды в системе отопления.

На рис. 1а) приведена схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с верхней разводкой, с двусторонним (стояки 1, 2,4) и односторонним (стояки 3, 5) присоединением приборов к стоякам. Стояки показаны условно трех различных типов: нерегулируемого проточного (стояк 1); с замыкающими участками осевыми (стояк 2) и смещенными (стояк 3) с проходными регулирующими кранами (КРП, поставленные со стороны входа теплоносителя в приборы); проточно-регулируемого с обходными участками (стояки 4,5) с трехходовыми регулирующими кранами (КРТ).

На рис. 1б) дана схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с нижней разводкой и П-образными стояками условно трех типов (по аналогии с рис. 1а): нерегулируемого проточного (стояк 7), регулируемого со смещенными замыкающими участками и кранами КРП (стояки 2, 2), проточно-регулируемого с обходными участками и кранами КРТ (стояки 4, 5). При непарных отопительных приборах восходящую часть стояков делают «холостой» (стояки 3, 5).

На рис. 1в) показана схема вертикальной однотрубной системы насосного отопления с опрокинутой циркуляцией воды и проточным расширительным баком. Стояки могут быть проточными (стояки 1, 5) или со смещенными обходными (стояки 2, 5) и замыкающими (стояк 4) участками. Проточный стояк 1 изображен с конвекторами типа «Комфорт-20», имеющими две горизонтально расположенные греющие трубы и регулирующий воздушный клапан.

На рис.2 приведена схема горизонтальной однотрубной системы насосного водяного отопления с ветвями условно различной конструкции. Проточная ветвь I изображена для радиаторов, установленных на двух этажах, причем радиаторы на первом этаже объединены воздушной трубой, на втором этаже снабжены воздушными кранами. Бифилярная ветвь II показана для трубчатых отопительных приборов (конвекторов, гладких и ребристых труб). Ветвь III дана для регулируемых приборных узлов с кранами КРП и замыкающими участками постоянной длины с дросселирующими вставками. Аналогично может быть выполнена ветвь с обходными участками и кранами КРТ, хотя в этом случае затруднен централизованный спуск воды.

Читать еще:  Сварка пластиковых труб — волшебная технология создания водопровода

На рис. 3 изображена схема вертикальной двухтрубной системы насосного водяного отопления с верхней (в левой части рисунка) и нижней разводкой. При нижней разводке удаление воздуха из системы может быть централизованным (через воздушную линию) и местным (через воздушные краны). В приборные узлы входят краны двойной регулировки (КРД) или краны повышенного гидравлического сопротивления — КРП с дросселирующим устройством (в системах отопления многоэтажных зданий с нижней разводкой).

Основные приборные узлы, относящиеся к горизонтальным двухтрубным системам с верхней разводкой показаны на рис. 4а), с нижней разводкой-на рис. 4б). Слева изображено змеевиковое (последовательное) соединение трубами таких приборов, как гладкие и ребристые трубы, плинтусные конвекторы, справа — присоединение колончатых радиаторов по схемам сверху-вниз (см. рис. 4,а) и снизу-вниз (см. рис. 4,б).

10.3. Последовательность проектирования системы отопления

Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; температура помещений.

Расчет теплового режима. Теплотехнический расчет наружных ограждений конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления (см. раздел I и гл. 8).

Выбор системы. Выбор параметров теплоносителя и гидравлического давления в системе, вида отопительных приборов и схемы системы (с технико-экономическим обоснованием в необходимых случаях).

Конструирование системы. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Деление системы на части постоянного и периодического действия, для позонного и пофасадного регулирования. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения водой стояков и системы. Выбор вида запор-но-регулирующей арматуры, ее размещение.

Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.

Теплогидравлический расчет системы. Гидравлический расчет системы. Тепловой расчет труб и приборов (см. гл. 9).

До гидравлического расчета проводят предварительный тепловой расчет (без учета теплоотдачи труб) отопительных приборов с греющими элементами из труб (конвекторы, змеевиковые радиаторы, бетонные панели), потери давления по длине которых заметно влияют на общие потери давления в стояках и ветвях. В этом случае предварительно выбранные размеры приборов уточняют после выполнения гидравлического расчета.

Допустимо делать окончательный тепловой расчет приборов любого вида до гидравлического расчета двухтрубных систем при скрытой прокладке труб.

После гидравлического расчета проводят сразу окончательный тепловой расчет «емкостных» отопительных приборов (радиаторы секционные и панельные колончатые, ребристые и гладкие трубы Dy = 40— 100 мм), потери давления в которых допустимо оценивать по местному сопротивлению на входе и выходе воды, а также тепловой расчет гравитационной системы отопления малоэтажных зданий.

Выбор системы отопления

При проектировании водяного отопления предпочтение отдается насосным однотрубным системам из унифицированных узлов и деталей с автоматическим пофасадным регулированием. Гравитационные системы применяют при отсутствии централизованного теплоснабжения, технико-экономическом обосновании их преимущества по сравнению с насосными или при технологической необходимости полного исключения шума и вибрации конструкций в здании.

Наиболее экономичные однотрубные системы проточного типа проектируют тогда, когда индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов не обязательно или предусматривается установка приборов с воздушными регулирующими клапанами (например, конвекторов типа КН-20).

Однотрубные системы проточно-регулируемого типа (с кранами КРТ) используются в тех случаях, когда необходимо индивидуальное регулирование теплоотдачи приборов.

Однотрубные системы с замыкающими участками у приборов (с кранами КРП) применяют взамен проточно-регулируемых, когда требуется уменьшить потери давления в приборных узлах, несмотря на относительное увеличение площади нагревательной поверхности приборов (большее при узлах с осевым замыкающим участком, меньшее при узлах со смещенным замыкающим участком). Учитывают, что при смещенных замыкающих участках обеспечивается компенсация теплового удлинения этажестояков.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуют для зданий, имеющих три этажа и более. Однотрубные системы с верхней разводкой устраивают для обеспечения централизованного удаления воздуха из системы вне рабочих помещений.

Однотрубные системы с нижней разводкой применяют в бесчердачных зданиях с техническими подпольями и подвалами, а также при необходимости поэтажно включать систему в действие в процессе строительства здания.

Однотрубные системы с опрокинутой циркуляцией воды устраивают преимущественно в зданиях повышенной этажности, в зданиях с обогреваемыми чердачными помещениями (с «теплыми» чердаками) или верхними техническими этажами. В таких системах рекомендуют применять отопительные приборы с греющими элементами из стальных труб (например, конвекторы).

Однотрубные системы следует разделять на две последовательно соединенные части, когда расчетная разность температуры воды превышает 45°С (например, 130-70°С).

Горизонтальные однотрубные системы рекомендуется применять в протяженных зданиях, в зданиях с ленточным остеклением, в зданиях, где каждый этаж имеет различное технологическое назначение или тепловой режим.

Бифилярные системы целесообразно устраивать при одинаковых тепловых нагрузках приборов, при автоматическом поддержании заданной температуры помещений путем пофасадного (вертикальные системы) или поэтажного (горизонтальные системы) количественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

Вертикальные насосные двухтрубные системы с нижней разводкой могут применяться в зданиях, состоящих из разноэтажных частей, с установкой у отопительных приборов кранов КРД (малоэтажные здания) или КРП с дросселирующим устройством, т.е. повышенного гидравлического сопротивления (многоэтажные-до восьми этажей — здания), а также при установке индивидуальных автоматических регуляторов у каждого отопительного прибора.

Двухтрубные системы с верхней разводкой можно устраивать в малоэтажных зданиях (один-два этажа), особенно при естественной циркуляции воды. Такие системы используются для квартирного отопления при радиусе действия не более 15 м по горизонтали. Применения горизонтальных насосных двухтрубных систем следует избегать; при выборе по необходимости такие системы делают с попутным движением воды в магистралях.

Для сокращения длины и диаметра магистралей вертикальные системы отопления многоэтажных зданий рекомендуется применять с тупиковым движением воды, особенно если предусматривается автоматическое пофасадное регулирование. В насосных системах значительной протяженности при малой тепловой нагрузке стояков следует использовать для увязки потерь давления в параллельно соединённых участках (если расхождение при тупиковом движении воды превышает 15%) попутное движение воды в магистралях.

Введение

Каким бы ни было здание, большим или маленьким, чтобы в нем было уютно и тепло круглый год, необходимо надежное и удобное отопление. С развитием строительства в последние годы, наряду с поиском архитектурно — планировочных решений строений, на первый план выходят требования по обеспечению комфорта находящихся в них людей.

Одной из основных задач в этой области являются системы отопления, отвечающие современным требованиям.

Под современными требованиями подразумевается:

1. Высокая эффективность системы.

3. Возможность автоматического регулирования и создания максимально комфортных условий проживания.

4. Возможность получения необходимого количества горячей воды.

Отопительные системы разрешают одну из задач по созданию искусственного климата в помещениях. Они служат для поддержания заданной температуры воздуха во внутренних помещениях зданий в холодное время года.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, паровое, и другие. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Цель данного реферата: Изучить общее понятие системы отопления, основные виды (водяное, воздушное, паровое отопление).

Общее понятие системы отопления

Система отопления — это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

Основные конструктивные элементы системы отопления:

1. теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) — элемент для получения теплоты;

2. теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам;

3. отопительные приборы — элемент для передачи теплоты в помещение. [1]

Классификация систем отопления

Системы отопления можно разделить:

— По радиусу действия — местные и центральные;

— По типу источника нагрева — газовые, мазутные, электрические, пеллетные, дровяные, угольные, дизельные, торфяные, солнечные, геотермальные.

— По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

— По типу теплоносителя — воздушные, водяные, паровые, комбинированные;

— По способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;

— По способу присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные, трёхтрубные, четырёхтрубные, комбинированные;

Однотрубная. Устроена следующим образом: отопительные приборы одного стояка подключены последовательно, т.е. теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит стояк из прибора в прибор. При этом, логично, в последний из них он попадёт значительно менее горячим, чем в первый. Эта разница компенсируется разной поверхностью теплоотдачи приборов (например, различное количество секций для чугунных радиаторов) — меньшей в начале и большей в конце. Также может быть предусмотрен обвязка отопительного прибора с использованием байпаса, или короткозамыкающего участка.

Двухтрубная. В этом случае отопительные приборы подключены к стояку параллельно, что позволяет сохранять одинаковую температуру теплоносителя на каждом. Такие системы более металлоёмки и требуют балансировки каждого прибора отдельно.

— По типу применяемых приборов — конвективные, лучистые, конвективно-лучистые;

— По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные;

— По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;

— По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.

Все эти признаки системы в реальности, как правило, смешиваются — например, водяная система с нижней разводкой, тупиковая, с изменяемой гидравликой, с нагревательными приборами — конвекторами, электрическая — прямого действия и воздушная или водяная системы отопления.

Отопление помещений может быть конвективным и лучистым.

К конвективному относят отопление, при котором температура воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения, понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине помещения. Это широко распространенный способ отопления.

Лучистым считают отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия людей в помещениях (например, до 18-20вместо 20-22 в помещениях гражданских зданий).

Конвективное или лучистое отопление помещений осуществляется специальной технической установкой, называемой системой отопления. Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения.

Читать еще:  Ендова — необходимый элемент кровли

Основные конструктивные элементы системы отопления (рис.1.):

— теплоисточник (теплообменник при централизованном теплоснабжении) — элемент для получения теплоты;

— теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам;

— отопительные приборы — элемент для теплопередачи в помещения.

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода и другие жидкости) или газообразная (пар, воздух, газ) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем. Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха, называемой расчетной.

Рис. 1. Принципиальная схема системы отопления 1-теплообменник (теплогенератор); 2 — подвод первичного теплоносителя (топлива); 3 — подающий теплопровод; 4 — отопительный прибор; 5 — обратный теплопровод.

Расчетная тепловая мощность в течение отопительного сезона должна использоваться частично в зависимости от изменения теплопотерь помещений при текущем значении температуры наружного воздуха и только при — полностью.

Текущие (сокращенные) теплозатраты на отопление имеют место в течение почти всего времени отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах.

Этого можно достичь путем изменения (регулирования) температуры и количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя. Регулироваться должны также затраты топлива в теплоисточнике.

К системе отопления предъявляются разнообразные требования. Все требования можно разделить на пять групп:

санитарно-гигиенические — поддержание заданной температуры воздуха и внутренней поверхности ограждении во времени, в плане и по высоте помещений при допустимой подвижности воздуха; ограничение температуры поверхности отопительных приборов;

экономические — невысокие капитальные вложения с минимальным расходом металла; экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

архитектурно-строительные — соответствие интерьеру помещений, компактность, увязка со строительными конструкциями; согласование со сроком строительства зданий;

производственно-монтажные — минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления; сокращение трудовых затрат при монтаже;

эксплуатационные — эффективность действия в течение всего периода работы, связанная с надежностью и техническим совершенством системы.

Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации зданий.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы.

По виду основного (вторичного) теплоносителя местные и центральные системы отопления принято называть системами водяного, парового, воздушного, газового отопления.

В настоящее время в стране применяют главным образом центральные системы водяного и парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление. Приведем общую характеристику этих систем с детальной классификацией на основании рассмотренных свойств теплоносителей. [2]

Все схемы двухтрубной системы отопления.

Одной из наиболее актуальных проблем для наших климатических условий — это обеспечить обогрев своего дома. В большинстве случаев системы обогрева в нашей стране работают на воде в качестве теплоносителя. Наибольшей популярностью среди них для квартир в многоэтажных домах пользуется двухтрубная отопительная система. Сравнивая её с однотрубной схемой следует выделить большее число преимуществ и практически отсутствие её недостатков.

Двухтрубная система отопления частного дома. Схема устройства.

Двухтрубная система отопления частного дома: схема.

Как и все остальные виды она состоит из замкнутого контура, в котором соединены все её части.

Принцип работы двухтрубной системы следующий: теплоноситель, нагреваясь до максимально допустимой температуры, начинает распространяться в батареи.

Число радиаторов зависит от нужд здания. В батарее происходит теплообмен между жидкостью и материалом прибора. В конечном итоге теплоноситель отдаёт всё своё тепло и поступает обратно в котёл. Затем цикл начинается заново. Для того, что бы исключить недостаток однотрубной схемы, где каждому последующему обогревателю доставалось меньше тепла, была придумана двухтрубная система отопления частного дома. В ней присутствуют два основных элемента (две трубы):

  1. Труба подачи тепла. По ней вода направляется в батарею.
  2. Труба отвода тепла («отводка»). По ней уже охлаждённая жидкость выходит из прибора.

Благодаря такой конструкции каждый обогреватель имеет максимально возможный КПД.

Двухтрубная система практически полностью исключает недостатки схемы с одной трубой:

1. Все батареи, входящие в систему, передают почти одинаковое количество тепла, благодаря тому, что в каждую поступает нагретая жидкость одинаковой температуры.
2. В данной конструкции возможно производить автоматическую или ручную регулировку каждого радиатора. Для удобства можно установить термостаты на каждый прибор и отрегулировать нужную температуру для помещения.
3. Снижение давления в системе практически незаметно. Это позволяет использовать менее мощный насос.
4. Процесс обогрева не остановится при поломках одной или нескольких батарей. При наличии шаровых кранов на трубах подводящих жидкость, ремонт или установку приборов можно произвести без полного отключения системы.
5. Количество этажей в здании и его площадь не важны для установки данной схемы. Главное правильно выбрать её тип.
6. Экономия средств на том, что потребуются трубы меньшего диаметра, чем для однотрубной системы. Но в тоже время необходимо помнить о том, что понадобится больший метраж труб.

Виды двухтрубной системы отопления частного дома

Существует несколько видов двухтрубной системы.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой, схема устройства.

В данном типе трубы подачи и отвода подсоединяются к батареям снизу. Теплоноситель начинает двигаться от пола вверх к радиатору, затем отдаёт своё тепло и по обратному трубопроводу движется в котёл.

Нижняя и верхняя разводка двухтрубной системы отопления

Помимо этого двухтрубная система отопления с нижней разводкой может состоять из более чем одного контура.

Так же возможно устройство разводки с тупиком.

Основной минус данного типа конструкции — появление избытка воздуха. Для его устранения применяется кран Маевского.

Стоит отметить, что он должен быть установлен в каждом радиаторе. Поэтому при обустройстве системы в многоэтажном доме прокладывается особая воздушная линия, подключенная к системе отопления. Воздух из всего трубопровода скапливается в расширительном резервуаре. Оттуда весь его переизбыток выводится.

Схемы с нижней разводкой и самотёчной циркуляцией практически не используются, из за того, что большая часть радиаторов входящих в цепь являются последними. И для работы их нужно снабжать кранами Маевского. Помимо этого необходим монтаж воздушной линии вдоль стен под потолком. Это значительно усложняет установку двухтрубной системы и увеличивает её стоимость. Таким образом при монтаже двухтрубной конструкции с нижней разводкой применяют принудительное циркулировании теплоносителя.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой

Из плюсов данного типа следует выделить:

1. Компактность участка, на котором будет размещён управляющий узел. Обычно это подвал.
2. Понижение потерь тепла, благодаря тому, что трубопровод проложен внизу стен помещения.
3. Подключения и эксплуатация могут проводиться поэтажно. Для примера: 1 этаж уже отапливается, в то время как на последующих система ещё в стадии установки или ремонта.
4. Распределение тепла по помещениям, а следовательно его экономия.

Из минусов отмечается большое число составных элементов системы, необходимость кранов Маевского на каждой батарее и завоздушивание.

Двухтрубная тупиковая система отопления (встречная).

Своё название получила из за встречного движения теплоносителя в подающей и отводящей трубах.

Двухтрубная тупиковая система отопления частного дома

Данный тип содержит не закольцованные ветви, ведущие в «тупик». Из основных особенностей отметим следующие:

  • Циркуляцию теплоносителя осуществляется посредством насоса, расположенного около котла. (схема с естественной циркуляцией не находит широкого применения)
  • Наиболее часто используется горизонтальный тип разводки.
  • Накапливаемый системой воздух удаляется при помощи кранов Маевского.
  • Расширение воды компенсируется резервуаром с мембраной.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой.

В данном случае труба подачи жидкости располагается на стене под потолком. Труба отвода устанавливается у самого пола на стене.

Из особенностей стоит выделить:

  • Повышенное давление, являющееся плюсом при устройстве циркуляции естественным путём.
  • Расширительный резервуар устанавливается в высочайшей точке. Обычно это чердак или, как вариант, в перекрытии.
  • Эстетика помещения ухудшается, из за обилия труб (у потолка и у пола). Так же это повлияет на общую стоимость системы. Дополнительные средств могут потребоваться на декорацию труб.
  • Тепло частично уходит наверх и следовательно уменьшается её эффективность.
  • Установка циркуляционного насоса позволяет снизить диаметр труб до допустимого минимума.
  • Концентрация воздуха в трубопроводе сводится к минимуму.
  • Схема не позволит обогреть большие помещения.

Открытая и закрытая разводящая схемы.

Отличаются друг от друга открытым и закрытым расширительным резервуаром.

Схема двухтрубной системы отопления с расширительным бачком

  • При открытом типе теплоноситель контактирует с воздухом и его испарение происходит в окружающую среду. Для препятствования поломке необходимо регулярно проверять уровень теплоносителя.
  • В закрытой схеме применяется бак с мембраной, которая регулирует скачки давления в системе отопления. Так же в закрытой схеме возможно применение теплоносителя любого вида (не только воды. например: антифриз). Благодаря этому можно создать систему с наибольшей эффективностью и экономичностью.

Естественная и принудительная циркуляция.

Двухтрубная система отопления частного дома с естественной циркуляцией

Естественная циркуляция основана на физических законах. Разогретый теплоноситель от котла устремляется вверх, а затем к радиаторам. Отдавая им тепло и остывая он движется вниз к отводящей трубе, а впоследствии снова к котлу.

Основное преимущество конструкции с принудительной циркуляцией — её долголетие, благодаря отсутствию сопутствующих мелких частей и насоса (около 50 лет).

Двухтрубная система отопления частного дома с естественной циркуляцией с расширительной емкостью и циркуляционным насосом

При внедрении циркуляционного насоса система становится принудительной и убирает недостатки предыдущего типа:

  • Ускоряется нагрев помещений за счёт возрастания скорости теплоносителя.
  • Радиаторы имеют равную степень нагрева.
  • Возможно применение расширительного резервуара закрытого типа, а следовательно снижение количества испарённой жидкости.
  • Монтаж схемы более прост.
  • Уменьшение завоздушенности.

Но в то же время появляются следующие недостатки:

1. Зависимость от наличия электричества (при отсутствии автономного генератора).
2. Стоимость насоса и сопутствующей арматуры достаточна высока.

Видео двухтрубная система отопления частного дома

Из вышесказанного следует вывод, что двухтрубная система отопления частного дома имеет весьма широкое распространение, благодаря своей практичности и эффективности. Главное — это подобрать её необходимый тип для тех или иных условий.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector