Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтаж

Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтаж

Існує кілька способів обігріву будівлі в період холодів, але найбільше поширення в силу своєї практичності отримала двотрубна система водяного опалення.

Її пристрій можна назвати занадто складним, однак без знання деяких характерних особливостей зібрати ефективно працюючу конструкцію практично неможливо.

Далі ми докладно розглянемо пристрій двотрубної опалювальної системи і ознайомимося з основами її монтажу.

Зміст

  • 1 Принцип дії
    • 1.1 Циркуляція теплоносія і конструкція розширювального бачка
      • 1.1.1 Організація конвективної (природної) циркуляції
      • 1.1.2 Перекачування з допомогою насоса
  • 2 Сильні і слабкі сторони двотрубної системи
  • 3 Класифікація двотрубних систем опалення
    • 3.1 Горизонтальна система
    • 3.2 З верхньою розводкою
    • 3.3 З нижньою розводкою
  • 4. Гідравлічний розрахунок
  • 5 Монтаж
  • 6 Висновок
  • 7 Відео на тему

Принцип дії

Опалювальний контур, званий двухтрубным, складається з радіаторів і двох магістральних трубопроводів – подаючого і зворотного. Нагріта котлом теплоносій надходить в подаючу магістраль, потім – в радіатори, після чого по зворотному трубопроводу знову повертається до котла.

Однотрубна і двотрубна система опалення — у чому основна відмінність? Головна відмінність від однотрубної системи полягає в тому, що радіатори підключаються за паралельною схемою. Кожен з них знаходиться між магістральними і зворотним трубопроводами та своїм вхідним патрубком підключається до першого, а вихідним – до другого.

Можна сказати, що трубопровід подачі в даному випадку відіграє роль розподільної гребінки, з якої робоча середовище надходить відразу в усі опалювальні прилади.

Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтаж

Схема двотрубної системи опалення з примусовою циркуляцією і теплими підлогами

Якщо система опалення функціонує постійно, в якості теплоносія використовується підготовлена (знесолена) вода. У разі роботи контуру в періодичному режимі слід застосовувати антифриз.

Вся система опалення повинна бути повністю заповнена теплоносієм, інакше при перетіканні він буде видавати помітний шум. Але температура робочого середовища не завжди буває постійною і при нагріванні обсяг її може збільшитися. На цей випадок передбачений компенсуючий елемент – розширювальний бачок, що підключається до контуру через трійник.

Циркуляція теплоносія і конструкція розширювального бачка

Очевидно, що для функціонування опалювальної системи необхідно змусити теплоносій переміщатися по контуру. Цю задачу вирішують одним з двох способів:

Організація конвективної (природної) циркуляції

В даному випадку використовують властивість всіх рідин і газів при нагріванні переміщатися вгору. Опалювальний контур починається йде прямо від котла вертикальної трубою – розгінним колектором, що мають у висоту не менше 1,5 м. Потужна конвекція на цій ділянці забезпечує прийнятну циркуляцію теплоносія в системі.

Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтаж

Двотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією з верхньою розводкою

У цього варіанту є дві переваги:

  • Енергонезалежність.
  • Максимально проста конструкція розширювального бачка. Він являє собою встановлену в найвищій точці системи відкриту ємність, днище якої врізана ведуча до контуру труба.
  • Недоліків більше:

    • тривала розгойдування;
    • необхідність застосовувати труби великого діаметра;
    • робота котла на граничному режимі (теплоносій встигає сильно охолонути);
    • необхідність нагрівання теплоносія до високої температури, що унеможливлює експлуатацію системи в міжсезоння.

    Перекачування з допомогою насоса

    Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтажВикористовуються спеціальні насоси, звані циркуляційними.

    Оскільки система замкнута, їх потужність визначається тільки величиною гідравлічного опору контуру (висота підйому теплоносія значення не має).

    Даний варіант позбавлений перерахованих у попередньому пункті недоліків, але з-за підвищеного тиску тут доводиться застосовувати розширювальний бачок більш складної конструкції.

    Це герметично закрита ємність, розділена гнучкою мембраною на дві порожнини. Одна з них заповнена стисненим повітрям, в іншу надходить надлишок теплоносія.

    Якщо застосовується антифриз, краще встановити закритий розширювальний бачок, незалежно від способу циркуляції. З відкритого бачка в приміщення будуть проникати шкідливі випаровування.

    Сильні і слабкі сторони двотрубної системи

    Популярність даної різновиду опалення зумовлена наступними перевагами:

  • Рівномірний розподіл теплової енергії між радіаторами.
  • Можливість змінювати інтенсивність тепловіддачі на кожному радіаторі незалежно від роботи всієї системи.
  • Можливість обслуговування будь-якої ділянки контуру без відключення всієї системи.
  • Мале гідравлічне опір контуру (порівняно з однотрубною системою) дозволяє обійтися менш потужним циркуляційним насосом.
  • Недоліків у двотрубного опалення всього два:

  • Пролягає над батареями опалення подаюча магістраль завжди перебуває на увазі, що трохи псує інтер’єр.
  • Протяжність трубопроводів порівняно з однотрубною системою збільшена в два рази.
  • Щодо останнього пункту можна особливо не турбуватися.

    Справді, з-за наявності другої магістралі довжина труб подвоєна, але зате їх діаметр з причини невеликого гідравлічного опору (обумовлено паралельним підключенням радіаторів) зменшений.

    Крім того, при наявності «обратки» в найбільш віддалених від котла ділянках не доводиться «городити» збільшена кількість радіаторів, як це доводиться робити в випадку з однотрубною системою. Так що, якщо двотрубний варіант і є більш витратним, то зовсім не на багато.

    Класифікація двотрубних систем опалення

    Даний вид опалення може мати кілька різновидів.

    Горизонтальна система

    В цьому варіанті всі радіатори в межах одного поверху горизонтальними трубопроводами з’єднуються, підключеними до одного стояка. При влаштуванні такого контуру дотримуються наступні умови:

    • Подаючий трубопровід розташовується вище радіаторів, а зворотний – нижче.
    • Труби необхідно укладати з ухилом у бік руху теплоносія: для систем з природною циркуляцією – 5 – 7 см на 1 м, з примусовою – 0,5 – 1 см на 1 м.

    Крім традиційної схеми двотрубної системи опалення з паралельним з’єднанням декількох радіаторів може застосовуватися променева, при якій подаючий і зворотний трубопроводи прокладаються до кожного радіатора, так би мовити, персонально.

    Наявність ухилу обмежує тривалість горизонтального контуру, тому таку систему використовують тільки в будинках з невеликою площею поверху. У більших будовах застосовують вертикальну схему з верхньою або нижньою розводкою.

    З верхньою розводкою

    Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтажТака система складається з декількох стояків, що проходять через всі приміщення будинку.

    На кожному поверсі до стояка підключений один радіатор. Подаючий трубопровід кожного стояка під’єднується до розподільного контуру, покладеному вздовж периметра горищного приміщення технічного поверху.

    У підвалі подібним чином укладено зворотний контур, до якого підключається відповідний трубопровід кожного стояка.

    Нагрітий теплоносій від котла по вертикальній трубі надходить у верхній розподільний контур, потім в радіатори і «обратку».

    В системах з верхнім розведенням напрямок циркуляції робочої середовища узгоджується з законами фізики: спочатку розігрітий теплоносій рухається вгору, потім у міру охолодження тече у зворотному напрямку – зверху вниз. Це дозволяє обходитися менш потужним циркуляційним насосом.

    З нижньою розводкою

    Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтажЩе один різновид двотрубної вертикальної опалювальної системи.

    Також складається з безлічі паралельно підключених стояків, але розподільчий контур подаючої магістралі розташований там же, де і зворотного, — в підвалі.

    Такий варіант застосовується при відсутності в будинку технічного поверху та горища, а також у тих випадках, коли необхідно обігріти нижні поверхи недобудованого будинку.

    Гідравлічний розрахунок

    Якість роботи двотрубної системи опалення залежить від правильності виконання гідравлічного розрахунку при її проектуванні. Для функціонування більш простий однотрубної системи з послідовним розташуванням радіаторів необхідно тільки встановити циркуляційний насос з достатньою потужністю, яку можна підібрати навіть досвідченим шляхом.

    У випадку з двухтрубным опаленням такий номер не пройде. Неправильна компонування з-за помилок в гідравлічному розрахунку навіть при наявності потужного насоса призведе до нерівномірного циркуляції теплоносія або утворення застійних зон.

    Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтаж

    Приклад гідравлічного розрахунку двотрубної гравітаційної системи опалення

    Розрахунок проводиться в такому порядку:

  • Довільно вибираються діаметри трубопроводів.
  • На підставі закону Бернуллі і з урахуванням гідравлічного опору всіх елементів визначається, в якому обсязі теплоносій буде проходити через кожен радіатор.
  • Коригують діаметри труб і балансувальних елементів, прагнучи забезпечити рівномірну циркуляцію.
  • Знову перевіряють об’єм теплоносія в кожному приладі і т. д.
  • Зважаючи особливої складності даного розрахунку його виконання краще довірити досвідченому інженерові.

    Монтаж

    Двотрубна система опалення приватного будинку: принцип дії, класифікація, гідравлічний розрахунок, монтажПорядок монтажних робіт двотрубної системи опалення має наступний вигляд:

  • Встановлюють котел потрібної потужності. При цьому слід дотримуватися інструкції виробника і вимоги пожежників.
  • Прокладають трубопроводи подачі і «обратки».
  • Здійснюють монтаж радіаторів.
  • Встановлюють насос, арматуру та прилади.
  • При монтажі горизонтального контуру його окремі ділянки виявляються в різних приміщеннях, тому з-за візуальною недоступності сусідніх елементів буває важко дотримати необхідний ухил. Задачу полегшить застосування водяного рівня. Він складається з двох скляних трубок, з’єднаних гумовою необхідної довжини.

    Висновок

    Двотрубна система – найбільш зручний варіант водяного опалення. Існує кілька схем, кожна з яких є оптимальною для тих чи інших умов. Грамотний проект повинен ґрунтуватися на точному гідравлічному розрахунку.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: