Попутная схема системы отопления диаметры труб

Петля Тихельмана. Попутная система отопления. Схемы, расчет и выбор диаметров.

Схема попутной системы отопления, называемая петлей Тихельмана.

Рисунок: Петля Тихельмана схема в частном доме.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Схему называют попутной, потому что движение теплоносителя подачи и обратки двигаются в одном направление. То есть двигаются попутно. Это система отопления с попутным движением теплоносителя.

  • Подробнее о программе
  • Откуда пришло название петля Тихельмана?

Придумал и открыл такую цепь немецкий инженер Альберт Тихельман (Albert Tichelmann, 1861-1926). В 1901 году в честь Альберта Тихельмана и была названа эта цепь петля Тихельмана. К сожалению подробной биографии не существует.

Идея этой цепи по многим мнениям это усовершенствование двухтрубной тупиковой системы, у которой есть недостатки по отдаленности потребителей от начала магистральных труб, что приводит к уменьшению давления и расходов у потребителей.

Двухтрубную тупиковую можно переделать в попутную(петлю Тихельмана) добавив третий трубопровод. Об этом будет сказано ниже о трехтрубной системе.

Существуют ли достоинство у петли Тихельмана?

Петля Тихельмана не обладает большими достоинствами, о которых многие говорят. В этом вы убедитесь, когда ознакомитесь со всей статьей.

Достоинство, которое разрекламировано в сети интернет – это то, что радиаторы не нуждаются в балансировке расходов. Однако это утверждение ошибочно! Чтобы понять это познакомьтесь со всей статьей.

  1. Петля Тихельмана может называться трехтрубной системой
  2. В некоторых случаях такую цепь называют трехтрубкой, когда схема выглядит таким образом:
  3. Рисунок: Петля Тихельмана трехтрубная.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Под радиаторами находятся три трубопровода. Такая трехтрубка получается экономически не выгодной по материалам, монтажу и занимает больше пространство под радиаторами. Поэтому трехтрубка не делается, и в место нее делается двухтрубная тупиковая.

Попутная система отопления, больше подходит в случаях, когда по всему периметру дома стоят радиаторы.

Рисунок: Двухтрубная попутная система отопления двухэтажного дома. Две петли Тихельмана.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Но пустить трубы по периметру бывает проблематично из-за входной или балконной двери. Также мешают лестницы.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

  • Поэтому чаще всего, если есть двери по периметру, то делают двухтрубную тупиковую.
  • Чем же петля Тихелмана так примечательна?
  • В отличие от двухтрубной тупиковой, у такой цепи сумма длин подающей и обратной трубы до каждого радиатора равна одному значению. Это можно посчитать на схеме:

Попутная схема системы отопления диаметры труб

К примеру, предположим, что радиаторы удалены друг от друга на 1 метр. Тогда до каждого радиатора сумма длин подающей и обратной трубы будет равна 11 метрам.

  1. 1 радиатор = 1 + 10 = 11 м.
  2. 2 радиатора = 2 + 9 = 11 м.
  3. 3 радиатора = 3 + 8 = 11 м.
  4. И так далее.

Петля Тихельмана в отличие от двухтрубной тупиковой, дает ошибочное представление того, что такая цепь не нуждается в балансировке расходов между радиаторами, потому что до каждого радиатора одна и та же сумма длин труб подачи и обратки.

И получается, что якобы, радиаторы находятся в одинаковых гидравлических условиях. Однако это заблуждение получило широкую огласку среди населения и сантехников. И по-прежнему появляются цепи Тихельмана с плохо греющими средними радиаторами.

Что мешает петле Тихельмана быть идеальной системой отопления?

Почему не греет петля тихельмана?

Каждый радиатора в цепи петли Тихельмана является байпасом цепи для другого радиатора так же, как и в двухтрубной тупиковой системе отопления.

Теплоносителю легче пробежать по ближнему радиатору к котлу, чем по отдаленному от котла. Происходит опрокидывание потока в петле Тихельмана через радиаторы с малым гидравлическим сопротивлением.

Поэтому так важно создавать искусственное гидравлическое сопротивление радиаторным веткам.

Какие условия нужно соблюдать в петле Тихельмана для того, чтобы средние радиаторы грели хорошо?

Каждая радиаторная ветка должна обладать гидравлическим сопротивлением равной 0,5-1 Kvs. Это сопротивление может выдать термостатический или балансировочный клапан, который ставится на линию радиатора.

Как правило, когда делается экономия на термостатических и балансировочных клапанах (то есть не устанавливаются), то каждая радиаторная ветка начинает обладать малым гидравлическим сопротивлением, что сравнимо с тем, как если бы вы просто соединили подачу и обратку трубой (Грубо сделали байпас).

Примечание: Для гравитационных систем отопления с естественной циркуляцией радиаторным веткам не нужно создавать искусственное сопротивление. Потому что за счет естественного напора теплоносителя радиаторная ветка сама влияет на свой расход.

Петля Тихельмана может применяться без насоса, но только с большими диаметрам, как это делается для гравитационных систем отопления с естественной циркуляцией. А для расчета диаметров вам поможет программа симулятор системы отопления: Подробнее о программе

Экономическая разница между петлей Тихельмана (попутной) и Двухтрубной тупиковой?

Стоимость попутной системы отопления может быть дороже, чем двухтрубная тупиковая. Потому что по периметру можно пустить две двухтрубные тупиковые. И диаметр трубопровода будет меньше, потому что расход на половину будет меньше.

Действительно расчеты и практика показывает, что попутная система отопления (петля Тихельмана) получается дороже из-за больших диаметров.

Были рассчитаны цены на материалы из 7 радиаторов по периметру дома с полипропиленовой трубой. Была использована петля Тихельмана и двухтрубная тупиковая в два крыла по периметру. Цены взяты от производителя Valtec. Весь материал Valtec.

Попутная схема системы отопления диаметры трубПопутная схема системы отопления диаметры труб

При использовании полипропиленовой трубы, в двухтрубной тупиковой системе отопления в семь радиаторов сэкономили 1200 рублей по отношению к петле Тихельмана.

Также были рассчитаны цены на материалы из 7 радиаторов по периметру дома с металлопластиковой трубой. Была использована петля Тихельмана и двухтрубная тупиковая в два крыла по периметру. Цены взяты от производителя Valtec. Весь материал Valtec.

Попутная схема системы отопления диаметры трубПопутная схема системы отопления диаметры труб

При использовании металлопластиковой трубы, в двухтрубной тупиковой системе отопления в семь радиаторов сэкономили 2646 рублей по отношению к петле Тихельмана.

Кстати в некоторых случаях вы можете сэкономить на балансировочных клапанах, если используете на радиаторной ветке 16мм трубу с термостатическим клапаном. Сопротивление термоклапана и 16мм труба увеличивают гидравлическое сопротивление. В таком случае нужно тестировать в программе симуляторе.

В петле Тихельмана требуются тройники нестандартной последовательности диаметров. Например, 32х20х25мм., которые вы можете не найти на рынке. У металлопластиковой трубы имеются больше разновидностей тройниковых переходов, чем на полипропилене.

Если думать о перепаде давлений всей цепи, то двухтрубная тупиковая оказалось меньше, чем попутная(петля Тихельмана). Петля Тихельмана составила 0,9 м.в.ст. Двухтрубная тупиковая 0,6 м.в.ст.

Раздутый миф о том, что петля Тихельмана не нуждается в балансировке радиаторов, абсолютно разрушен! И польза от такой цепи становится бесполезной. Можно по периметру пустить две двухтрубные тупиковые системы отопления с меньшим диаметром.

Есть некоторые соображения, что больший диаметр заменяет две трубы с маленьким диаметром. Но расчеты по сечению диаметров показывают, что выгоднее брать маленький диаметр, чем большой. То есть по отношению к сечению внутреннего диаметра получается, что маленькое внутреннее сечение стоит дешевле (не на много). И этот аргумент не в пользу петли Тихельмана.

Есть еще одна особенность гидравлики, что в большом диаметре меньше потерь напора при одинаковых скоростях движения теплоносителя. Это доказывается формулами по расчету потерь напора. Получается, что в большом диаметре мы можем больше получить расход теплоносителя. Но овчинка выделки не стоит при малом бюджете частного дома.

Провел экспериментальный расчет трубы длиной 10 метров, при скорости 0,62 м/сек. получили разницу потерь напора с 0,32 до 0,51 м.в.ст. То есть, увеличивая сечение диаметра в два раза, мы получим расход на 130% больше. То есть увеличение расхода будет не в два раза больше, а 2,3 раз больше.

Увеличение расхода связано именно с тем, что в больших диаметрах трубопровода меньше потерь напора по отношению к площади сечения диаметра. Конечно, эти данные будут зависеть от условий диаметров, потерь напора и скорости теплоносителя. Для каждого случая этот эффект будет разным.

Поэтому не стоит сразу переходить на большие диаметры, нужно тестировать каждый отдельный случай в цепи.

Для расчета цепи системы отопления, необходимо разделиться на маленькие диаметры труб и развести больше труб маленьких диаметров, чем больших. На больших диметрах дороже тройники и фитинги для переходов на другие диаметры. Ну а чем больше труб, тем больше работы по монтажу.

Монтаж петли тихельмана

Монтаж петли Тихельмана не сильно отличается от двухтрубной тупиковой системы отопления. Но вот тройники получается не стандартными. Например, 32х20х25мм. Такие тройники сложно найти на рынке.

Если их не найти, то будите покупать переходники на определенные диаметры. У полипропилена фитинги стоят намного дешевле, чем у металлопластиковой трубы.

Поэтому для металлопластика это будет дорогое удовольствие.

Какие выбрать диаметры в петле Тихельмана?

Диаметры в петле Тихельмана не простая задача, как и выбор диаметров в двухтрубной тупиковой системе отопления. Принцип выбора диаметров зависит от расходов и потерь напора в трубопроводе.

Ниже вы увидите как выбираются диаметры.

Плохие цепи петли Тихельмана

Плохо будут работать средние радиаторы, если отсутствует искусственное гидравлическое сопротивление на радиаторных ветках. Искусственное сопротивление создается балансировочными или термостатическими клапанами. У которых пропускная способность равна 0,5 – 1,1 Kvs.

Напорная система отопления с шаровыми кранами и полипропиленовой трубой 20 мм.

Нельзя делать так на шаровых кранах:

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Такая радиаторная ветка обладает малым гидравлическим сопротивлением. Она съест большой расход и другим радиаторам останется мало.

Была протестирована цепь на 5 радиаторов с магистральной трубой ПП 25мм.

Расходы у радиаторов не одинаковые. На третьем радиаторе самый маленький расход. Это вызвано тем, что на радиаторных ветках стоят шаровые краны.

Если добавить в цепь термостатические клапана, то расходы станут более разделенными поровну:

Картина уже лучше! Но диаметры можно уменьшить в некоторых местах и сэкономить на этом. Например, на подаче в магистрали до 4 радиатора и на обратке от 2 радиатора.

  • Если мы попробуем на всей магистрали оставить ПП20мм, то получим следующие расходы.
  • Если бы мы использовали термоклапан или любое регулирующее устройство на 2 Kvs, то переход диаметров нужно было бы делать обязательно!

Потому что, если кто-нибудь полностью откроет кран, то это помешает работать нормально другим радиаторам. Встречаются регулировочные клапана для радиаторов на 5 Kvs.

Ну если вы будите подкручивать нижний клапан для уменьшения пропускной способности, то тогда занимайтесь такой регулировкой.

Конечно, лучше будет использовать закрытые балансировочные клапана, к которым не будет доступа к регулировке посторонними людьми.

  1. Для того, чтобы улучшить разделение расходов на 5 радиаторов с применением регулирующих клапанов с большей пропускной способностью необходимо использовать трубы ПП32, ПП25 и ПП20.
  2. Хорошие цепи петли Тихельмана
  3. Критерии выбора диаметров:
Читайте также:  Особенности самостоятельного изготовления трубогиба

Выбор диаметров для петли Тихельмана выбираелся исходя из перепада цепи максимум 1 м.в.ст. Температурный перепад радиаторов 20 градусов. Температура на входе 90 радусов. Разница выдаваемой мощности между радиаторами не превышает 200 Вт. Разница температурных перепадов между радиаторами не превышает 5 градусов.

Примечание: Указанные диаметры не применяются для низкотемпературных систем отопления. Для низкотемпературных систем нужно уменьшать температурный перепад до 10 градусов и это требует увеличение расхода в два раза.

  • Я приготовил цепи петель Тихельмана на 5 и 7радиаторов для металлопластиковой и полипропиленовой трубы.
  • 5 радиаторов полипропиленовая труба, Kvs = 0,5.
  • 5 радиаторов металлопластиковая труба, Kvs = 0,5.
  • 7 радиаторов полипропиленовая труба, Kvs = 0,5.

В этой цепи используется ПП32 мм. Если вы поставите балансировочный клапан на 1 и 7 радиатор, то можно поменять трубу с ПП32 на ПП26 мм. Необходимо поджать балансировочные клапана на 1 и 7 радиаторах.

  1. 7 радиаторов металлопластиковая труба, Kvs = 0,5.
  2. Тесты по выбору диаметров проводились в программе симуляторе системы отопления.
  3. Подробнее о программе симуляторе

Программа применяется для тестирования систем отопления, перед тем как монтировать на объекте. Также можно тестировать существующие системы отопления, чтобы улучшать работу существующей системы отопления.

Если вам нужны расчеты диаметров для вашей системы отопления на 10 радиаторов, то обращайтесь за услугами по расчету сюда: Заказать услугу по расчету

Расчет петли тихельмана

Как и в двухтрубной тупиковой системе отопления, диаметры тоже приходится выбирать исходя из расхода и потерь напора теплоносителя. Петля Тихельмана является сложной цепью, и математический расчет сильно усложняется.

  • Если в двухтрубной тупиковой уравнение цепи выглядит проще, то для петли Тихельмана уравнение цепи выглядит так:
  • Подробнее о данном расчете рассказано в видеокурсе по расчету отопления тут: Видеокурс по расчету отопления

Как настроить петлю Тихельмана? Как настроить попутную систему отопления?

Как правило, у петли Тихельмана есть условия, когда средние радиаторы плохо греют в таком случае, как и в духтрубной тупиковой, зажимаем балансировочные клапана на радиаторах находящиеся ближе к котлу. Чем ближе радиаторы к котлу, тем сильнее зажимаем.

Выводы

Система отопления петля Тихельмана получается дороже, но не намного. Возможно, что удастся уложиться примерно в одну цену, как с двухтрубной тупиковой.

  1. Попутная разводка системы отопления усложняется поиском тройников с диаметрами определенной последовательностью, придется поискать уникальные тройники, если радиаторов 7 и более штук.
  2. Петля Тихельмана нуждается в балансировке расходов между радиаторами.
  3. Переходы диаметров в петле Тихельмана на магистральных линиях делать можно или даже нужно, если есть условия, когда это нужно делать обязательно.

К сожалению, система петля Тихельмана в отоплении встречается крайне редко. И поэтому о ней так много слухов и домыслов. И не удивительно, ведь она не имеет особо сильных преимуществ по сравнению с двухтрубной тупиковой системой отопления.

  • Только петля Тихельмана в частном доме получила наибольшее распространение, потому что хозяева своих домов, получили дезинформацию о том, что такая цепь якобы не нуждается в балансировке радиаторов.
  • Петля Тихельмана минусы:
  • Получается дороже.

Конструктивно тяжело пропустить трубы по всему периметру. Мешаются двери.

Сложно найти на рынке тройники диаметрами определенной последовательности. 32х20х25мм.

Отзывы петли Тихельмана

Ко мне обращаются не мало клиентов, у которых бывают проблемы с прогревом средних радиаторов в петле Тихельмана. Поэтому отзывы обычно не утешительные. Клиенты жалуются на петлю Тихельмана. Выше я объяснил, из-за чего это происходит и как заставить работать средние радиаторы в цепи петля Тихельмана.

Попутная система отопления схема

В загородных домах наиболее распространено автономное отопление. Это обусловлено отсутствием централизованного или не прохождением в большинстве сельских районов магистральных газопроводов.

Для обогрева используются котлы небольших размеров, работающие на твёрдом, жидком топливе, электрической энергии и природном газе с поставкой в баллонах. Наиболее часто используется водяное отопление, отличающееся простотой и надёжностью, компактностью и гигиеничностью.

Основное оборудование при таком способе включает следующие элементы:

  • водогрейный котёл;
  • радиаторные батареи;
  • водопроводные трубы;
  • расширительный бачок;
  • запорная и регулирующая арматура.

Традиционно используемые схемы отопления

В зависимости от вида трассы трубной прокладки и подключению труб к отопительным приборам различают следующие системы:

  1. Однотрубная. Циркуляция теплового носителя осуществляется по одной трубе без использования насосов. На магистрали выполняется последовательное подключение радиаторных батарей, от самого последнего по трубе в котёл возвращается охлаждённый носитель (“обратка”). Система проста в исполнении и экономична за счёт потребности меньшего количества труб. Но параллельное движение потоков приводит к постепенному остыванию воды, в результате к радиаторам, расположенным в конце последовательной цепочке, носитель поступает значительно охлаждённым. Этот эффект возрастает при увеличении числа радиаторных секций. Поэтому в комнатах, расположенных вблизи котла, будет чрезмерно жарко, а в удалённых холодно. Для увеличения теплоотдачи увеличивают количество секций в батареях, устанавливают разные диаметры труб, дополнительную регулирующую арматуру, выполняют обустройство каждого радиатора байпасами.
  2. Двухтрубная. Каждая радиаторная батарея подключается параллельно к трубам прямой подаче горячего теплоносителя и “обратке”. То есть каждый прибор снабжается индивидуальным выходом в “обратку”. При одновременном сбросе остывшей воды в общий контур, теплоноситель возвращается на подогрев в котёл. Но при этом также нагрев отопительных приборов постепенно уменьшается по мере их удаления от источников подачи тепла. Радиатор, расположенный в сети первым, получает наиболее горячую воду и первым отдаёт носитель в “обратку”, а расположенный в конце получает теплоноситель последним с пониженной температурой нагрева и также последним отдаёт воду в обратный контур. На практике в первом приборе циркуляция горячей воды получается наилучшей, а в последнем наихудшей. Стоит отметить и возросшую цену таких систем по сравнению с однотрубными.

Обе схемы оправданы для небольших площадей, но неэффективны при протяжённых сетях.

Усовершенствованной двухтрубной является схема отопления Тихельмана. При выборе конкретной системы определяющим является наличие финансовых возможностей и способность обеспечения отопительной системы оборудованием, обладающим оптимальными требуемыми характеристиками.

Особенность отопления Тихельмана

Идея изменения принципа действия “обратки” была обоснована в 1901-ом году немецким инженером Альбертом Тихельманом, в честь которого и получила своё название — “петля Тихельмана”.

Второе название — “возвратная система реверсивного типа”.

Так как движение теплоносителя в обоих контурах, подающем и обратном, осуществляется в одном, попутном направлении, часто используется и третье название — “схема с попутным движением тепловых носителей”.

Сущность идеи состоит в наличии одинаковой длины прямых и обратных трубных участков соединяющих все радиаторные батареи с котлом и насосом, что создаёт одинаковые гидравлические условия во всех отопительных приборах. Равные по протяжённости циркуляционные контуры, создают условия прохождения горячим теплоносителем одинакового пути к первому и последнему радиатору с получением ими одинаковой тепловой энергии.

Схема петли Тихельмана:

Порядок выполнения монтажных работ

Работы состоят из следующих операций:

  1. Установка котла. Необходимая минимальная высота комнаты для его размещения 2,5 м, допустимый объём помещения равен 8-ми куб. м. Требуемая мощность оборудования определяется расчётом (примеры приведены в специальных справочных изданиях). Ориентировочно для обогрева 10-ти кв. м необходима мощность в 1кВт.
  2. Навеска радиаторных секций. Рекомендуется использование в частных домах биометрических изделий. После подбора необходимого количества радиаторов, выполняется разметка их расположения (как правило, под оконными проёмами) и крепление с помощью специальных кронштейнов.
  3. Протягивание магистрали попутной системы отопления. Оптимально применение металлопластиковых труб, успешно выдерживающих высокие температурные режимы, отличающиеся долговечностью и лёгкостью монтажа. Основные трубопроводы (подача и “обратка”) от 20-ти до 26-ти мм и 16-ти мм для подсоединения радиаторов.
  4. Установка циркуляционного насоса. Монтируется на обратной трубе вблизи котла. Врезка выполняется через байпас с 3-мя кранами. Перед насосом обязательна установка специального фильтра, что послужит значительному увеличению сроков эксплуатации прибора.
  5. Монтаж расширительного бака и элементов обеспечивающих безопасность работы оборудования. Для системы отопления с попутным движением теплоносителя выбираются только мембранные расширительные бачки. Элементы группы безопасности поставляются в комплекте с котлом.

Для обводки магистралью дверных проёмов в подсобках и помещениях хозяйственного назначения допускается монтировать трубы прямо над дверью. В этом месте, для исключения накапливания воздуха, обязательно устанавливаются автоматические воздухоотводчики. В жилых помещениях трубы могут прокладываться под дверью в теле пола или обходом препятствия с использованием третьей трубы.

Схема Тихельмана для двухэтажных домов предусматривает определённую технологию. Трубная разводка выполняется с завязыванием всего здания целиком, а не каждого этажа по отдельности.

Рекомендуется на каждом этаже устанавливать по одному циркуляционному насосу с сохранением равных длин обратных и подающих трубопроводов для каждого радиатора в отдельности в соответствии с основным условиям попутной двухтрубной системы отопления.

Если установить один насос, что вполне допустимо, то при его выходе из строя произойдёт отключение отопительной системы во всём здании.

Многие специалисты считают целесообразным устройство общего стояка на два этажа с отдельной трубной разводкой на каждом этаже. Это позволит учесть различие потерь тепла на каждом этаже с подбором диаметров труб и количества необходимых секций в радиаторных батареях.

Раздельная попутная схема отопления на этажах значительно упростит настройку системы и позволит осуществить оптимальную балансировку нагрева всего здания. Но для получения должного эффекта обязательно необходима врезка в контур попутки балансировочного крана для каждого из двух этажей. Краны можно расположить рядом непосредственно вблизи котла.

Достоинства и недостатки системы Тихельмана

  • универсальность для монтажа в помещениях различного назначения, планировки и размера. Возможность установки большого числа приборов. Оптимальность отопления дачных построек с равномерным прогревом при кратковременных ночёвках в зимнее время;
  • отсутствует необходимость в сложной балансировке с установкой дорогостоящего регулировочного оборудования;
  • равномерный прогрев всех помещений в здании с возможностью регулировки отдачи тепла каждым радиатором;
  • простота выполнения монтажных работ и обслуживания системы;
  • долговечность эксплуатации и редко возникающие поломки.
  • дороговизна, вызванная повышенной длиной трубопроводов и невозможностью использования малых диаметров;
  • прокладку петли не всегда возможно выполнить по периметру дома из-за мешающих особенностей архитектуры (высокие оконные и дверные проёмы, лестничные пролёты и другие препятствия).
Читайте также:  Запорная арматура для биметаллических радиаторов отопления

Появление современных циркуляционных насосов со способностью эффективного прокачивания теплоносителей сделало попутную систему отопления одной из самых востребованных.

Попутная схема разводки отопительного трубопровода отличается тем, что является саморегулирующейся. Если она собрана правильно, то после монтажа ее настраивать не нужно. На каждом радиаторе в этой системе должна возникнуть одинаковая разница давлений между подачей и обраткой. Каждый отопительный прибор в попутной схеме работает в одинаковых гидравлических условиях.

Как устроена попутка

Одинаковая разница давлений на радиаторах возникает потому, что сумма длин подачи и обратки для каждого одинаковая. Это можно наглядно увидеть на схеме. Возьмите любую батарею из системы, и оцените суммарную длину подающего и отводящего трубопровода до котла.

Т.е. все отопительные приборы находятся в одинаковых условиях автоматически, а это именно то, что на других схемах добиваются тонкой настройкой и добиться иногда не могут.

Например, сложная настройка у лучевой схемы, где каждая батарея подключена длинной парой трубопроводов к одному коллектору.

Длины этих трубопроводов разные, радиаторы взаимно влияют друг на друга, поэтому систему приходится тщательно регулировать.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Диаметры трубопроводов

Желательно, чтобы диаметр магистрального трубопровода (и подачи и обратки) был бы одинаков на протяжении всего кольца, за исключением подключения последнего радиатора.

Где с точки разветвления на предпоследний, можно использовать меньший диаметр, ведь это будет уже не магистраль, а отвод на последний в схеме отопительный прибор. Т.е.

конечный отрезок и подачи и обратки может быть с меньшим диаметром.

Выдержка одного значительного диаметра магистралей необходима, чтобы обеспечить одинаковые условия для радиаторов. Т.е. чтобы эта «попутка» была бы сбалансированной системой, где все батареи работают стабильно в одних условиях.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Но это лишь пример для небольшой системы, а если дом большой, то и диаметр магистралей возможно нужен побольше, чтобы на конечных участках трубопровод не шумел, чтобы скорость в нем не превысила 0,7 м/с. Определить необходимый диаметр можно несложным подбором по подключенной мощности, пример расчета можно обнаружить и на данном ресурсе.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

Всегда ли нужна попутка

Попутная система отопления подороже по сравнению с тупиковой, процентов на 20. Денежный перерасход связан с применением труб большого диаметра, и в особенности их фитингов – тройников на ответвлениях радиаторов и переходников на меньший диаметр, которым подключены радиаторы.

В тупиковой же схеме диаметры труб будут меньшими, так как вся мощность разделяется на 2 и более плечей, по выходу из котла.

Особенно громоздкой становится попутка, когда нет возможности провести трубы по кольцу по периметру дома – от выхода котла к его входу. Тогда обратку приходится возвращать тем же путем, где и уложена подача.

Получается сложная петля уже из трех магистральных трубопроводов большой толщины. Этого нужно избегать и преобразовать попутку в более простую тупиковую схему по конкретным обстоятельствам.

Обычный же переход на тупиковую систему происходит при снижении количества радиаторов до 10 и менее. Тогда появляется возможность сбалансировать радиаторы в тупиках и сами плечи без особого наращивания мощности насоса.

Попутная схема системы отопления диаметры труб

При наличии 3, 4 и даже 5 радиаторов в плече нет проблемы с балансировкой всех радиаторов и плечей в тупиковой схеме отопления.

А если те же десять радиаторов приходится делить по плечам как 6 и 4, — то лучше делать самонастраивающуюся попутку, так как при 6 отопительных приборах и неравнозначных тупиках придется излишне увеличивать мощность насоса и слишком «зажимать» ближе расположенные к нему батареи.

Осложнения при создании попутной системы отопления и ее настройка

Если, как рекомендовалось, диаметр магистрали трубопроводов будет одинаковым, а радиаторы будут расположены на одном высотном уровне, а также, если не будет слишком большой разницы в мощностях радиаторов, то и проблем с работой системы быть не может.

Точнее, любые проблемы типа «не греет 3-й радиатор» возникают только лишь из-за нарушений монтажа. Например, выполнена пайки полипропилена с наплывами и перекрытием внутреннего диаметра.

Но если, негативные для работы системы факторы, которые указаны выше, присутствуют, то и различия в работе радиаторов могут возникать.

  • Расположенный выше заберет больше теплоносителя.
  • Слишком мощный не сможет ее развить на максимум, а при увеличении расхода насосом, самые маленькие батареи начнут шуметь из-за большой скорости.
  • Подключенные уменьшенным диаметром трубопровода (последний не в счет), вероятней всего, не разовьют мощности, так как давление на них будет меньше.
  • Попутная схема системы отопления диаметры труб

    В общем, попутка стабильная схема, но «нежная», — не стоит нарушать правил ее создания, и все будет работать как положено.

    Остается лишь вопрос совмещения весьма мощных радиаторов с другими, ведь если его не решить, то система будет … не применимой вообще.

    Возможно, что в оранжерее нам понадобится один отопительный прибор на 5 кВт, а в туалете – 0,5 кВт. Настраивая насос и трубопроводы под 5-киловатник, мы подадим на батарею в туалете повышенное для него давление и слишком увеличим через него скорость.

    А решение конфликта мощностей все тоже, что и в плечевой схеме – балансировочные краны. Они должны стоять, по крайней мере, на самых маломощных радиаторах в попутке, защищая их от большого давления.

    Но если радиаторы управляются местными термоголовками, то возможна ситуация, когда часть отключится, а какой-либо оставшийся в работе, начнет шуметь из-за увеличившегося потока. Поэтому балансировочные краны лучше ставить сразу на все приборы отопления при создании попутной схемы отопления для дома.

    Остается один из главных вопросов, — а можно ли собрать попутную систему отопления дома своими руками? Конечно можно. Но нужно уделить внимание освоению также и следующих вопросов.

    Выбор вида труб и их диаметра, подбор радиаторов по мощности, обвязка котла, обвязка радиатора, правильный подбор фитингов, способы монтажа, приемы и проблемы с выбранным трубопроводом, тренировка выполнения монтажа. В принципе, даже новички в слесарном деле, собирали отличные работоспособные системы отопления из современных материалов. Вероятно, что так будет и далее.

    Что такое попутная система отопления?

    Попутная система отопления используется при обогреве частных домовладений. Систему можно смонтировать своими руками, если у владельца есть инженерные навыки. Применяется в одноэтажных и двухэтажных строениях большой площади.

    Характеристика и особенности системы

    Система отопления с попутным движением теплоносителя спроектирована в 1901 году инженером Тихельманом. В такой системе жидкость перемещается в попутном направлении по обоим контурам: подаче и обратке. Длина труб по контурам одинакова, гидравлические условия схожи.

    Поэтому последний отопительный прибор нагревается также хорошо, как и первый. Такая система позволяет равномерно обогревать все помещения, экономить топливо. Попутная система отопления имеет альтернативное название – «петля Тихельмана», в честь ее создателя.

    Установка такой системы рекомендуется для обогрева больших помещений с 10 или более радиаторами. В небольших домах применение такой системы нацелесообразно.

    Для установки попутной системы обычно нужен циркуляционный насос. Самотечная система возможна при сравнительно небольшом числе отопительных приборов (не более 10) и одноэтажной разводке.

    Преимущества и недостатки

    Попутная система имеет больше плюсов, чем минусов.

    Преимущества системы с попутным движением воды:

    1. Вся система отопления прогревается равномерно, от начального до последнего радиатора. В каждом помещении будет одинаково тепло.
    2. Не нужно применять дорогое оборудование и сложную балансировку.
    3. Возможность установки регуляторов тепла.
    4. Монтаж попутной системы отопления возможен своими руками, особые навыки не требуются.
    5. Система имеет долгий срок эксплуатации.
    6. Высокая надежность и редкость поломок.
    7. Систему можно прокладывать под полом.
    8. Схема применима для двухэтажных домов.
    9. Система может работать самотеком.

    Недостатки системы:

    1. Повышенный расход труб. Их длина больше, чем в традиционных системах. К трубам требуется большое количество единиц запорной арматуры.
    2. Трубы имеют большее сечение по сравнению с обычными схемами, а значит, обойдутся дороже.
    3. При сложной конфигурации помещений применение схемы становится невозможным ввиду ограничений по обводам (нельзя применять прямые углы, разную высоту труб).
    4. При большой площади дома и нескольких этажах такая система обойдется в значительную сумму.

    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.

    Попутная схема системы отопления диаметры трубИспользуемые 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.

    Попутная схема системы отопления диаметры трубТупиковая 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.

    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.

    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.
    Читайте также:  Как закрыть канализационную трубу в ванной гипсокартоном под плитку

    Попутная схема системы отопления диаметры трубТаблица зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки

    Можно учитывать следующие ориентиры:

    1. При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подойдут трубы диаметров 20 мм.
    2. 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.

    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:

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

    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.

    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.

    Попутная схема системы отопления диаметры трубЦиркуляционный 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.

    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.

    Гидравлический расчет системы отопления с попутным движением теплоносителя

    Статья предназначена для специалистов, работающих в сфере ТГВ (теплогазоснабжение).

    1 часть

    Вместо предисловия.

    При общении с одним из своих подписчиков, услышал такую реплику, что какой-то деятель (блогер ) сказал что систему с попутным движением рассчитать невозможно, только можно грубо прикинуть напор насоса.

    Данному блогеру хочу сказать, что попутная система также рассчитывается, как и любая другая. Просто у нас некоторые монтажники и те же блогеры окутывают свою работу ложной магией и псевдомастерством.

    Причем, к любой моей статье про ТГВ, такие лжемонтажники – евроремонтники обычно пишут кучу гневных комментариев, и бесполезно им объяснять, что есть нормы, есть законы физики и химии.

    Да, как обычно, напоминаю, я никого ничему не учу, я описываю то, что я делаю и что из этого получилось, а дальше каждый в меру своего разумения.

    И переубеждать кого-то, а тем более переучивать нет ни желания, ни времени.

    Целью гидравлического расчета является подбор диаметров, расчет расхода и напора. Расход и напор необходимы для подбора насоса. Понятно, что сейчас куча программ, которые чуть ли не сами чертят, сами считают (если что это сарказм).

    Просто, некоторые любят козырнуть, а вот я считаю в такой-то «проге». Это все понятно, но прежде чем считать в проге, нужно понимать, как и чего считается.

    Для примера использую свой ранее выполненный проект отопления одноэтажного коттеджа с подвалом. Система смонтирована два года назад и работает в штатном режиме.

    • Итак, после того как определись какая будет трассировка и выбраны радиаторы, в данном случае применены радиаторы алюминиевые секционные CALIDOR Super 500 с теплоотдачей одной секции, при теплоносителе 110/70 градусов, 199 Вт.
    • При пересчете на 80/65 теплоотдача 1 секции будет 135 Вт.
    • Про пересчет теплоотдачи разных радиаторов уже написаны статьи раньше, а именно:
    • Расчет необходимого количества секций радиаторов RADENA BIMETALL.
    • Фактическая теплоотдача 1 секции радиатора на примере Calidor S5, Calidor Super 500/100, Calidor Super 350/100.
    • В проекте применяется полипропиленовые трубы
    • Dвн=26,6мм (∅40х6,7)
    • Dвн=21,2мм (∅32х5,4)
    • Dвн=13,2мм (∅20х3,4)
    • Скорости на магистралях не превышают 0,7 м/с.

    Если бы применялись металлопластиковые трубы, то все магистрали ЭТОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ выполнялись бы одним диаметров Ф32х3 (Dвн=26мм) и только на последнем приборе осуществлялся переход на Ду15.

    Если что, то уже на многих объектах смонтирована такая схема. Будет если потребность, возможно, напишу про это статью.

    Скрин такой системы ниже, она также смонтирована уже 5 лет назад, и работает в одном известном здании в г. Новый Уренгой.

    1. Представленное оформление расчетной схемы и самого расчета, ни в коем случае, не является догмой, просто для меня оно является оптимальным обкатанным уже в течение многих лет.
    2. Итак, начинаем.
    3. Схему, тем, кто хочет разобраться, лучше скачать у меня в группе в ВК в формате ПДФ, и распечатать, чтобы параллельно смотреть ее и читать статью.

    Для расчета, я пользуюсь своим екселем, который постоянно дополняю и изменяю. Кто хочет, может выполнить аналогичный ексель САМ. Ну а кому нужен этот файл, то за символическую плату в 300 рублей я его вам отправлю, заявки отправляйте на 77gaz@mail.ru (оплата через сбербанк или яндекс деньги или киви).

    Последовательность действий такая:

    1. Необходимо пронумеровать все участки. Правил нумерации особых нет, главное чтобы было вам понятно, и не было путаницы. Нумерация начинается от источника теплоснабжения по подающей магистрали с 0 и далее 1, 2, 3. Тоже самое по обратной магистрали, только со звездочкой 0*, 1*, 2* и т.д.

    2. Далее считаем, сколько Вт тепла будет транспортировать каждый участок. Для наглядности, при необходимости, стрелками указываем направления потока. Попутная система на первый взгляд кажется сложной. Но если представить, как двигаются потоки в обратной и подающей магистралях, то все встанет на свои места. Для начала рассмотрим простую схему.

    • Распределение потоков по подающей магистрали следующее:
    • Уч. 0-1 по нему идет весь поток с расходом, обеспечивающим тепловую нагрузку 3100 Вт
    • Уч. 1-2 от потока 3100 Вт ушло 1300 Вт на первый радиатор, следовательно,
    • 3100-1300=1800Вт тепловая нагрузка этого участка.
    • Участок 2-3от потока 1800 Вт ушло 300 Вт на второй радиатор, следовательно, 1800-300=1500 Вт тепловая нагрузка этого участка.
    • Участок 3-1*от потока 1500 Вт ушло 500 Вт на третий радиатор, следовательно, 1500-500=1000 Вт тепловая нагрузка, идущая на четвертый радиатор.
    • То же самое по обратной магистрали.

    3. Подписываем каждый участок, надписи соответствующие Т1 красным цветом, а соответствующие Т2 синим, это для понятности.

    На участке пишем мощность в Вт, диаметр наружный и диаметр внутренний, длину участка в м, и КМС (все кмс на участках).

    4. Заполняем таблицу гидравлического расчета. Все ячейки желтого цвета заполняются вручную, а именно:

    1. Шероховатость (информация представлена в примечании к екселевской ячейке), а именно:
    2. Kэкв=0,00002-0,00005 м для новых стальных бесшовных труб;
    3. Кэкв=0,00015-0,0003 м для бывших в эксплуатации стальных бесшовных труб;
    4. Кэкв=0,00004-0,0001 м для новых сварных труб;
    5. Кэкв=0,00025-0,001 м для чугунных новых труб.

    Понятно, что в ходе эксплуатации шероховатость любой трубы со временем увеличивается. Поэтому в расчете используется значение 0,0003. Я не меняю это число.

    Температура подающей воды, и температура обратной воды – здесь указываются температуры теплоносителя в Т1 и Т2 при расчетной наружной температуре воздуха в зимний период (для Тюмени минус 35, для Тобольска минус 39 градусов).

    5. Далее заполняем столбец «А» где указываем номера участков.

    6. Далее заполняем столбец «B» где указываем тепловую нагрузку Q, Вт.

    Продолжение следует.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector