Схема отопительной системы для дома петли Тихельмана

Варианты схемы Тихельмана

При правильном построении схемы Тихельмана система отопления предполагает создание одинаковых условий для работы радиатора. Это касается перепадов давления, при том, что радиаторы имеют равные площади поверхностей, а, следовательно, и равный уровень теплоотдачи. Чтобы рисовать схемы правильно, необходимо некоторое время потренироваться.

Основные достоинства схемы Тихельмана: универсальность, хорошая регулируемость

Дверь можно обойти несколькими способами: трубу можно проложить сверху. При выборе этого варианта следует учесть, что участок над дверью должен быть оснащен автоматическим воздухоотводчиком: это не позволит воздуху накапливаться. Внешний вид помещения при этом страдает. Также воздухоотводчик может время от времени подтекать, что довольно непрактично.

Варианты схемы Тихельмана:

• Вариант в одноэтажном доме. Трубу можно проложить ниже напольного уровня. Но это может быть неудобно, если тяжка пола уже выполнена.
• Схема для двух этажей. По схеме завязывается вся система, а не этажи по-отдельности. Выполняется подача и обратка основных труб, имеющих диаметр в 20 мм. А уже к ним подключают радиаторы с использованием тубы в 16 мм.
• Обвязка для трех этажей. Выполняется одна обвязка для всех этажей. Стояки имеют диаметр в 25 мм, подача и обратка в 20 мм, труба для отвода к радиаторам в 16 мм.

По возможности лучше выполнять подключение каждого этажа по-отдельности, при этом ля каждого подключая индивидуальный насос. Следует учесть, что использование одного насоса при его поломке может привести к тому, из строя выйдет сразу вся система отопления. Схему Тихельмана можно использовать для прокладки отопления во всех типах помещений. Она предполагает равномерный прогрев радиаторов, а монтировать ее довольно легко, если схема составлена правильно.

Петля Тихельмана своими руками

Обвязка для петли Тихельмана в системе отопления

При самостоятельном монтаже такой конструкции нужно обращать внимание на следующие моменты: тип и размеры используемых труб, подбор мощностей задействованных компонентов и их обвязку. Также надо учитывать, что конфигурация с перепадами высоты (с прокладкой труб над дверным проемом) требует отвода воздуха и обеспечения слива. Иногда вместо обустройства такой установки делают выбор в пользу тупиковой схемы, отличающейся большей длиной путей

Иногда вместо обустройства такой установки делают выбор в пользу тупиковой схемы, отличающейся большей длиной путей.

На подаче размещаются компоненты, отвечающие за безопасность системы. Они включают в себя манометр, клапан для стравливания и устройство автоматического сброса воздушных масс. Открытая конфигурация предполагает вертикальную проводку пути до начала уклонения, при этом в высшей точке помещают расширитель. После этого магистраль ведется к оставшимся компонентам сети.

На обратном пути устанавливают насос, мощности которого должно хватать для нейтрализации сопротивления гидравлики. В обвязочную систему для котла входят запорные арматурные элементы, монтируемые рядом с ним на обе трубы и поблизости от расширительного бака. Также их крепят по бокам насоса и на находящийся возле него подпиточный патрубок.

Возвратная попутная отопительная система

Высокую популярность эта система приобрела за счет неоспоримых преимуществ и уникальных качеств, к их числу относятся:

1. 1. Грамотная сбалансированность схемы, позволяющая интенсивно работать и без установки дорогостоящего регулировочного оборудования;

1. 1. Равный проток теплоносителя по всей системе, что в результате дает высокий КПД;

1. 1. Радиаторы в такой системе прогреваются равномерно, и разбалансировать полученную схему очень сложно;

1. Система Тихельмана может использоваться как для отопления, так и для кондиционирования воздуха.

Конечно, есть  у этой схемы и свои недостатки, а именно – использование труб отменного качества и большого диаметра, что предполагает дополнительные расходы, и не всегда возможно использование этой системы в частных домах, поскольку мешают дверные проемы и иные архитектурные формы. Установка такой петли наиболее удачна будет в многоэтажках современного типа, а для коттеджей существуют и другие отопительные системы.

Система Тихельмана

Конструкционные особенности у системы Тихельмана весьма простые. В двухтрубной схеме, которую принято считать классической, обратная тепло магистраль начинается от завершающего радиатора и заканчивается котлом, а подача идет строго наоборот. Основной особенностью этой петли является то, что обкатка начинается от первого радиатора, доходит до последнего, и затем возвращается к котлу.

Суть заключается  в том, что первый радиатор является первым на подаче и последним на обратке, а последний будет первым на обратке и замыкающим при подаче.

Получается своего рода прямая система, где теплоноситель перемещается в одном направлении и в тепломагистрали, подающей тепло, и в той, которая ведет его обратно.

Характерной особенностью схемы является одинаковое сопротивление и проток в системах, состоящих из двух труб. Именно эту модель спроектировал известный  инженер в сфере водного оборудования- Альберт Тихельман, впоследствии распространивший схему, после чего она  получила название в честь своего разработчика.

Также следует иметь в виду, что при выборе этой схемы отопления необходимо проследить, чтобы все циркуляционные кольца были равного диаметра. Потому что вся система Тихельмана работает очень слаженно, что  обеспечивает теплом высотные многоэтажки, и вследствие чего растет показатель КПД.

Также стоит отметить, что те радиаторы, имеющие короткую подающую трубу, измеряемую от насоса ,соответственно скреплены с длинной обратной трубой. Отсюда и исчисляется длина труб – чем дальше находится радиатор, тем короче его подающая труба, и соответственно длиннее обратная, именно такое положение гарантирует одинаковое сопротивление и обеспечивает равномерный расход воды в обогревателях. Это очень удобно, поскольку нет необходимости самостоятельно регулировать вентили на радиаторах во время пусконаладочных работ.

Преимуществом системы Тихельмана

Очень удобным  является то, что ее можно использовать как для всем привычного отопления воздуха в квартире, так и для его кондиционирования. Кроме того, эта система очень мощная и может быть использована в целях отопления больших помещений – магазинов, офисов, гостиниц и даже в квартирах с автономной системой отопления.

Алгоритм выполнения монтажных работ

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

Расчет диаметра трубопровода

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

G=3600×Q/(c×Δt), (1)

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

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

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

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

Далее вычисляют сечение труб по формуле:

S=GV/(3600×v), (2)

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

GV − объемный расход воды (м3/ч);

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

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

Такой расчет ведут по всем радиаторам до котла.

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

Таблица зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки

Можно учитывать следующие ориентиры:

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.

Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже

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

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

Трубы и насосы для попутной схемы

Армированный полипропилен диаметром 2 см для отопления площади свыше 150 кв. м

Поскольку постройки в частном секторе отличаются компактностью компоновки и отсутствием длинных магистральных путей к отоплению, высокое гидравлическое сопротивление для таких систем нехарактерно. Чтобы определить, какой диаметр должен быть у трубопроводов, можно использовать таблицу, описывающую связь этого параметра с требуемой энергией.

Двухтрубная система

В небольших по площади помещениях (150 м2 и меньше) потери тепла не превышают 15 кВт. В таком случае рекомендуется выбирать изделия с внутренним диаметром 2 см и подключать насос 25-40. В конструкциях, обогревающих большие площади, где затрачивается 15-30 кВт, в магистральных путях используют показатель 25 мм. У петельных конфигураций и ответвлений его немного уменьшают. Для подсоединения радиаторных элементов и подачи на последний из них применяют минимальное значение параметра – 16 мм. Для такой установки подойдет насос 25-60.

Основные виды отопления

Однотрубная система отопления доставляет теплоноситель от котла к первому радиатору, из которого несколько остывший теплоноситель попадает в следующий и так далее по цепочке. Снижая температуру от радиатора к радиатору, теплоноситель возвращается обратно в котел. В результате первые в цепочке радиаторы имеют самую высокую температуру, а последние, соответственно, самые холодные. Эту проблему пытаются решать установкой на радиаторы дополнительной регулирующей арматуры и изменять диаметр труб, оборудовать байпасы и увеличивать размеры батарей в конце, чтобы увеличить теплоотдачу. Однотрубная система экономна при приобретении и монтаже, так как требуется не много труб и других расходных материалов, а значит и цена монтажа также будет ниже. Однако в больших зданиях, где требуется установка большого числа радиаторов, эта схема нивелирует КПД самых лучших и экономичных котлов, заставляя их работать на максимуме, и при этом все равно получать в «обратке» драматически остывший теплоноситель и холодные батареи в части отапливаемых помещений.

Двухтрубная система же предусматривает одновременную подачу горячего теплоносителя от котла через общую «горячую» трубу (коллектор) индивидуально к каждому из радиаторов. При этом каждый радиатор своим индивидуальным «выходом» подключается не к следующему радиатору, а в другую трубу – «обратку», к которой подключены «выходы» всех остальных радиаторов. Таким образом, происходит одновременный «сбор» остывшего теплоносителя из каждого из этих радиаторов в общий контур, возвращающий теплоноситель обратно в котел на подогрев. Теоретически это позволяет каждому радиатору получить теплоноситель одинаково высокой температуры, и вместо передачи его уже чуть остывшим следующему радиатору, сразу отдавать в «обратку».

Однако при практической реализации этой схемы возник ряд проблем. Прежде всего, в классической двухтрубной системе первый радиатор на получении теплоносителя являлся первым же и «отдавателем» в «обратку», а последний радиатор, получавший теплоноситель, становился также последним и на «обратке» тоже. Схема фактически оказалась тупиковой, и наилучшая циркуляция теплоносителя происходила на первом радиаторе, а наихудшая, прогнозируемо, на последнем – в «тупике». В борьбе с этим недостатком комбинировали различные диаметры труб, устанавливли ограничители давления, увеличивали размеры «тупиковых» радиаторов, однако слишком значительным уличшением результатов похвалиться не могли. Кроме того, двухтрубная система является заметно дороже и сложнее в монтаже, чем однотрубная, и по количеству необходимых труб, и по их разному диаметру, и по необходимости приобретать различного рода регулирующую арматуру.

Плюсы

• Вы сможете по своему желанию устанавливать и регулировать тепловой режим в каждой комнате своего дома.
• Исчезнет проблема с тем, что одни батареи слишком горячие, а другие слишком холодные.
• Для обслуживания отдельных узлов системы отопления не нужно прекращать отопления всего дома в холод, достаточно будет перекрыть один контур. Например, вы в спокойной обстановке производите ремонт радиаторов отопления в какой-то комнате, а в это время система без перебоев обогревает весь остальной дом.
• Также вы получаете возможность применения в доме набирающей всё большую популярность системы «теплый по», а также совмещать несколько вариантов систем отопления одновременно.
• Экономия энергоресурсов.

Остановимся чуть подробнее на указанных преимуществах.

Прокладку отопительных труб лучше поручить специалистам, чтобы результат радовал,  а не огорчал

  Итак, регулировка теплового режима в каждой комнате осуществляется отдельно. Условно варианты установки гребенок в системе отопления делятся на простые и сложные. Простые — равномерно распределяют теплоноситель по контурам, поддерживая одинаковую температуру в каждом из контуров, что уже хорошо. Если вы установите простую гребенку, то регулировать температуру в каждом контуре (отдельно взятом помещении) вы сможете только в ручном режиме (перекрывая или открывая кран на каждом контуре отдельно). Это конечно хорошо, но, прямо скажем, не слишком удобно. Чтобы отрегулировать температуру придется слегка помучиться, повертев краник подачи теплоносителя на каждый контур.

Чтобы обойти мучительный процесс ручной настройки, на каждом контуре устанавливают термодатчики (сложные гребенки), которые автоматически, но по вашему желанию контролируют подачу воды в каждый контур. Теплоноситель поступает в контур и идет на обогрев комнаты, отдав свое тепло, и охлажденным возвращается назад через гребенку в котел, чтобы снова нагреться и так до того момента, пока комната не обогреется до определенной температуры. Согрев комнату, теплоноситель не будет эффективно отдавать тепло в пространство и возвратится в гребенку неохлажденным. Вот тут сработает термодатчик и перекроет весь контур, сохраняя необходимую температуру. Если температура снизится, то термодатчик снова откроет контур. Благодаря такой системе вы сможете регулировать температуру в каждой комнате отдельно, исходя из своих приоритетов. Или, к примеру,  если в гости нагрянула теща, то в комнате, которую ей выделили, можно создать такие условия, что визит будет приятным и кратковременным (Шутка. — прим. Автора). Второе преимущество тесно переплетается с первым. В привычных для нас системах отопления, как бы мы ни хотели, не получится создать одинаковые условия для подачи теплоносителя к батареям. И самая близкая к котлу батарея дышала жаром, а самая дальняя могла быть еле теплой. В коллекторной системе это недостаток полностью отсутствует. К каждой батарее или комнате подходит свой индивидуальный коллектор. И в вашей власти контролировать температуру в каждом контуре. Это скорее не преимущество, а недостаток, от которого удалось избавиться. Комфорт для пользователя при  эксплуатации коллекторной системы намного выше, чем с обычных  систем.  Посудите сами.

Ремонт и обслуживание каждого отдельного узла проходит без выключения всей системы отопления. Достаточно перекрыть необходимый контур и свободно проводить любые работы на его узлах. Также на гребенке коллектора оставляют несколько свободных секций. Что позволит установить дополнительные обогревательные узлы, без нарушения существующей системы отопления. Просто подключив новый узел к гребенке. Представьте себе (на секундочку) , сколько проблем будет, если вы решите установить дополнительную батарею в обыкновенную систему… А теплый пол и вовсе можно установить только при коллекторной системе отопления. Также ее наличие позволит вам использовать одновременно и отопление с помощью батарей и систему теплый пол. А это опять-таки экономия, комфорт и удобство. Отмечу, все эти положительные моменты коллекторных систем, помимо очевидного комфорта и удобства пользования,  приведут еще и к значительной экономии на энергоресурсах. Так, в комплексе с эффективными мероприятиями по утеплению дома можно достичь до 50% экономии. Заманчиво, не так ли?

Теплые полы устанавливаются только вкупе с коллекторной системой

Схема подключения лучевой разводки

Выбирая отопительную схему, в большинстве случаев останавливаются на лучевой поэтажной разводке трубопровода. Все трубы скрываются от глаз в толще пола. Коллектор – главный распределительный орган устанавливается в нише стенового ограждения, часто в специальный шкаф, расположенный в центре дома/квартиры.

В подавляющем большинстве случаев реализации лучевой разводки требуется наличие циркуляционного насоса, а иногда нескольких, установленных на каждое кольцо или ветку. Его необходимость описана выше. Лучевую разводку сборки системы отопления чаще всего выполняют на базе одно- и двухтрубного монтажа, практически полностью вытесняя тройниковый тип подключения.

Это упрощенная схема лучевой разводки, в которой каждый радиатор подключается к разъему коллектора для прямой и обратной подачи теплоносителя

На каждом этаже возле стояка двухтрубной системы монтируются подающий и обратный коллекторы. Под полом трубы от обоих коллекторов проходят в стене или под полом и подключаются к каждому радиатору в рамках этажа.

Каждый из контуров должен иметь приблизительно одинаковую протяженность. Если этого не получается достичь, то каждое кольцо необходимо оснастить собственным циркуляционным насосом и автоматикой для регулировки температуры.

При этом изменение температурного режима будет полностью независимым на каждом контуре и не будет влиять друг на друга. Т.к. трубопровод будет находиться под стяжкой, каждый радиатор нужно оборудовать воздушным краном. Воздухоотводчик можно разместить также и на коллекторе.

Предварительный этап

До начала работ задача хозяина заключается в правильном подборе всех комплектующих и мест расположения оборудования, а именно:

• определить места расположения радиаторов;
• выбрать тип радиаторов, исходя из показателей давления и типа теплоносителя, а также определить количество секций или площадь панелей (сделать расчет тепловых потерь и подсчитать тепловую мощность, необходимую для качественного обогрева каждой комнаты);
• изобразить схематично расположение радиаторов и маршруты прохождения трубопровода, не забыв про остальные элементы системы отопления (котел, коллекторы, насос и т.д.);
• составить бумажный список всех элементов и сделать покупки. Чтобы не ошибиться в расчета, можно пригласить специалиста.

Итак, чтобы приступить к следующему этапу, необходимо учесть правила монтажа лучевой системы

Правила установки лучевой разводки

Если вы выбрали укладку труб под пол, следуйте нескольким правилам, которые помогут избежать теплопотерь и замерзания теплоносителя. Между черновым и чистовым полом должно быть достаточно пространства (об этом далее в описании).

При монтаже труб в пол важно учесть несколько требований, одним из которых является наличие достаточного пространства между чистовым и черновым полами

В качестве чернового пола может быть бетонная фундаментная плита. По ней сначала укладывают слой утеплителя, затем устраивают трубопровод. Если проложить трубы без теплоизолирующей подложки, то вода на данных участках может замерзнуть, теряя много тепла.

Что касается труб, то лучше остановить свой выбор на полиэтиленовых или металлопластиковых моделях, которые обладают высокой гибкостью. Трубопровод из полипропилена плохо гнется, поэтому не подходит для лучевой разводки.

Трубопровод необходимо прикрепить к основанию, чтобы он не всплыл во время заливки чистовым слоем стяжки. Закрепить можно с помощью монтажной ленты, пластиковых хомутов или другими доступными методами.

Трубу под стяжкой нужно обязательно утеплить, чтобы снизить теплопотери доя минимума, а на первом этаже обязательно необходимо уложить слой теплоизоляции

Затем вокруг трубопровода укладываем утеплитель слоем в 50 мм из пеноплекса или пенопласта. Изоляцию также крепим к основанию пола с помощью дюбелей-гвоздей. Финальным этапом является заливка раствором слоем 5-7 см, который будет служить основанием чистового пола. На эту поверхность можно уже укладывать любое напольное покрытие.

Если укладка труб производится на втором этаже и выше, то монтаж слоя теплоизоляции является опциональным

Запомните одно важное правило, на участках трубопровода, находящегося под полом, не должно быть никаких соединений

При наличии циркуляционного насоса достаточной мощности и производительности коллектор иногда размещают на этаж ниже относительно уровня расположения радиаторов.

Если коллектор размещается на нижнем уровне (подвале), то нужно учесть несколько правил правильной подводки труб от гребенки к радиаторам, которые находятся на следующем уровне