Петля 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.

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.

Традиционно используемые схемы отопления

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.

Что такое петля Тихельмана

Петля Тихельмана (еще называют «попутной схемой») — это схема разводки труб системы отопления. Такая схема сочетает в себе одновременно достоинства двух распространенных схем: ленинградской и двухтрубной, при этом обладая дополнительными преимуществами.

Если сравнивать с двухтрубной схемой, то при применении петли Тихельмана нет необходимости устанавливать дорогостоящие регулировочные системы. Отопительные приборы работают как один большой радиатор. Проток теплоносителя одинаков по всему контуру отопления. Отсутствуют сужения труб и тупиковые радиаторы, в которых проток хуже всего. Недостаток в сравнении с двухтрубной схемой отопления — необходимо всю ветку делать трубой большого диаметра, что может сильно сказаться на стоимости всей системы в целом.

Если сравнить с ленинградской (однотрубной) схемой — преимущество в том, что теплоноситель не пройдет по трубе мимо радиатора. Ленинградская схема очень требовательна к проекту схемы и монтажу. При невысокой квалификации выполнения либо первого либо второго, будет невозможно заставить воду проходить через отопительный прибор, она пройдет по трубе мимо. Радиатор же останется чуть теплым. К тому же, в ленинградской схеме первые по току воды радиаторы будут горячее, чем последуюцие. Так как вода дойдет до них уже охлажденная. Недостаток петли Тихельмана по сравнению с «ленинградкой» — увеличение расхода трубы почти в 2 раза.

Из общих достоинств хочется отметить, что такую схему трудно разбалансировать. Условия для движения теплоносителя почти идеальные, что, к тому же положительно отражается работе теплогенератора (будь то котел, солнечные системы или что-то еще).

Основной недостаток попутной схемы отоплния — определенные требования к помещению. На практике не всегда удается организовать круговое движение теплоносителя. Могут помешать дверные проемы, архитектурные особенности и т.п. К тому же возможно ее примененние только при горизонтальной разводке, при вертикальной петля Тихельмана не применима.

Описание системы

В профессиональных кругах петля Тихельмана именуется двухтрубной системой отопления с попутным движением теплоносителя. Такое название полностью отражает суть и принцип работы, отличительные черты лучше всего видны на фоне двухтрубной системы с обратным движением теплоносителя, которая знакома практически всем.

Представим радиаторную сеть, развёрнутую в прямой ряд. При классической схеме тепловой узел расположен в начале этого ряда, от него вдоль всей сети следует две трубы для подачи горячего и возврата холодного теплоносителя соответственно. При этом каждый радиатор представляет собой своего рода шунт, поэтому, чем больше удаление нагревательного прибора от теплового узла, тем выше гидравлическое сопротивление в петле его подключения.

Если же мы ряд радиаторов свернём в кольцо, то оба его края будут примыкать к тепловому узлу. В этом случае гораздо выгоднее сделать так, чтобы возвратный трубопровод направлял теплоноситель не обратно в котельную, а продолжал следовать далее по цепочке, то есть попутно подаче. Иными словами труба подачи следует от теплового узла и заканчивается на крайнем радиаторе, в свою очередь возвратный трубопровод берет свое начало от первого радиатора и направляется в котельную. Этот же принцип может быть реализован, даже если радиаторы расположены в пространстве линейно, просто от места врезки крайнего радиатора в обратку труба разворачивается чтобы вернуть охлажденный теплоноситель. При этом на определенном участке система отопления будет трёхтрубной, так петлю Тихельмана тоже иногда называют.

Но зачем нужны такие сложности? Если внимательно изучить схему, то окажется, что сумма длин питающего и возвратного трубопровода для каждого радиатора одинакова. Отсюда вывод: гидравлическое сопротивление каждой отдельно взятой петли подключения эквивалентно остальным участкам, то есть система попросту не нуждается в балансировке.

Петля Тихельмана — надежное отопление для больших домов, как сделать

Если такой контур формируется как замкнутое кольцо, то оба края становятся максимально приближенными к прибору нагрева и трубопровод обратного тока направлен не в котельный отсек, а продолжается дальше, по цепочке. В этом случае схема отопления Тихельмана требует продления подающего трубопровода от прибора нагрева до последнего радиатора, обратка же идет по магистрали от первой батареи и заканчивается в котельном отсеке.

Реализуется схема и в случае линейного расположения радиаторов отопления. При таком раскладе трубу обратного тока нужно развернуть в зоне врезки последней батареи и охлажденный теплоноситель будет возвращаться к прибору нагрева. Получается, что на определенном участке магистрали система превращается в двухтрубную, поэтому петлю Тихельмана еще называют 2-х трубной разводкой.

На заметку! По сумме длины подающий и обратный трубопровод для каждого радиатора равноценны, поэтому балансировка системы отопления при выкладке схемы Тихельмана не требуется. Благодаря одинаковой тепловой мощности батарей, конструкция обеспечивает равномерность подачи тепла в радиаторы при любом отдалении от прибора нагрева. Не рекомендуется применять петлю Тихельмана в домах небольшой площади, здесь удобнее обустраивать тупиковую систему отопления. Увеличенный расход материалов не всегда лучше, поэтому система Тихельмана в двухэтажном доме применяется редко.

Исключение составляет магистраль с размещением радиаторов по периметру строения. Придется укладывать еще одну магистраль для возврата теплоносителя в прибор нагрева. Если петля удлиняется, удаляется от нагревателя, повышается сечение труб или подбирается мощный циркуляционный насос, в противном случае система не сможет работать в полную силу.

Естественно, в процессе проектирования схемы отопительной системы в конкретном архитектурном объекте необходимо определиться с тем, каковым должен быть диаметр труб в конструкции. В данном случае предполагается вычисление общих тепло-мощностных показателей. Это необходимо сделать в первую очередь, так как в противном случае монтаж отопления будет затруднен. Итак, в процессе определения диаметра труб мы высчитываем мощность конструкции.

Для снижения расходов теплоносителя в зоне подключения первых батарей диаметр трубопровода следует уменьшить, это поможет сохранить напор воды на последующих участках. Уменьшение диаметра производится только по предварительным расчетам, иначе радиаторы, удаленные от прибора нагрева на значительное расстояние, не получат теплоноситель в достаточном объеме.

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.

Плюсы схемы

Все больше владельцев частных домов решают устанавливать системы отопления по попутной схеме Тихельмана. Это неудивительно, она обладает довольно большим рядом плюсов:

Наверное, самым главным достоинством этого метода является то, что такая система отопления позволяет всем приборам отопления работать максимально эффективно.
Например, подающая и обратная магистрали подключаются вместе, идя в одном направлении цепи радиаторов, отдача тепла каждого последующего радиатора уменьшается, последний может вообще остаться холодным;
Трубы идут по двум отдельным цепям в одном направлении, КПД радиаторов становится заметно выше, продолжая уменьшаться;
Благодаря петле Тихельмана радиаторы способны работать на 100%;
Система имеет адаптивный характер, для установки подойдут маленькие и большие помещения бытового или промышленного назначения;
Каждый радиатор дает одинаковое количество тепла, поэтому помещение прогреется равномерно;
Способ прост в исполнении, не имеет сложных этапов, важно лишь следовать технологии;
Присутствует возможность установки дополнительных устройств отопления;
Так как радиаторы уже сбалансированы, не требуется тратить время на их балансировку ради равномерного прогрева, установка системы не требует покупки каких-либо дополнительных элементов;
Отопление, установленное по схеме Тихельмана, прослужит очень долго.

Принципиальная схема отопления Тихельмана

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.

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.

Отопительная двухтрубная поэтажная система: особенности обустройства частного дома

Как понятно из названия, двухтрубная отопительная система двухэтажного дома являет собой подвод к батареям и прочим обогревателям от котла двух магистральных трубопроводов.

В одном трубопроводе содержится горячая вода, которая нагревает батареи, ну а во втором — холодная вода из радиаторов, которая поступает в газовый котел обратно для отопления частного дома.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома настолько же эффективна, как и двухтрубная.

Можно привести несколько примеров, чтобы понять, насколько применение магистрали с горячей водой без обратки является эффективным:

1. Скорость нагрева и высокая эффективность теплоносителя.
2. Экономичность. При использовании двухтрубной системы отопления возможно без проблем контролировать температуру воздуха в здании, достигая необходимого уровня комфорта.
3. Возможность выбора самой оптимальной схемы устройства отопления.

Схемы устройства двухтрубной системы отопления двухэтажного дома

Схема горизонтальной двухтрубной коллекторной системы отопления.

Однотрубная отопительная система двухэтажного дома, как и двухтрубная, предусматривает установку радиаторов и трубопроводов по нескольким главным схемам.

Каждая из таких схем, естественно, имеет свои преимущества и особенности, которые рассмотреть будет не лишним:

1. Лучевая схема с распределителем. Данная схема двухтрубной отопительной системы двухэтажного дома широко распространена, и ее популярность заключается в личном монтаже отвода и подвода теплоносителя. Монтаж труб зачастую производится прямо в пол.
2. Среди достоинств данной схемы: сохранение композиции стиля интерьера, наиболее эффективный контроль отопления, регулировка подачи теплоносителя.
3. Последовательная схема с целью подачи теплового носителя имеет большую популярность у хозяев маленьких загородных двухэтажных домов благодаря низкому показателю материалоемкости.
4. Такая схема подразумевает последовательное подведение к каждой отопительной батарее труб обратной и подающей магистрали (на нее очень похожа обычная однотрубная отопительная схема двухэтажного дома).
5. Благодаря использованию последовательной схемы двухтрубного отопления уменьшается цена устройства, появляется возможность установки индивидуального теплового регулятора на каждый радиатор.

Двухтрубные отопительные системы двухэтажного частного дома: модернизация разводки

Схема отопления двухэтажного дома.

1. В силу особенностей каждого отдельного двухэтажного дома зачастую хозяева недвижимости самостоятельно дорабатывают установленное отопление.
2. Это очень практично и удобно, так как инструкция по установке не всегда стандартизирована, порой не дает возможности достичь высокой эффективности работы оборудования отопления.
3. Следует заметить, что многие видео и фото в сети интернет рассказывают о том, что самым большим спросом у собственников загородного жилья пользуется установка насоса и расширительного бака в двухтрубную систему отопления.

Схема двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией.

Благодаря таким модернизациям можно увеличить производительность работы, эффективность, а также уменьшить затраты на нагрев теплоносителя:

1. Установка расширительного бачка. Данное устройство помещать необходимо почти в самой высокой точке дома — к примеру, на чердаке коттеджей.
2. Благодаря такому бачку теплоноситель будет циркулировать свободно в тепловой магистрали, не создавая лишнего давления;
3. Рекомендация: желательно монтировать бачок большого объема «с запасом», так как это поможет снабдить постоянную циркуляцию необходимого объема теплоносителя.
4. Монтаж насоса. Отопление для современного трех- или двухэтажного загородного дома с естественной природной циркуляцией (отопление самотоком) — довольно устаревший вариант.
5. На сегодняшний день увеличить производительность помогает установка специального насоса.

Врезка обратки в трубопровод непосредственно специального насоса дает возможность ускорить существенно нагрев до оптимальной температуры, сэкономить деньги на покупке топлива.

Теплоноситель, к тому же, циркулирует гораздо быстрее с насосом, соответственно, благодаря этому всегда в доме будет оптимальная температура, в том числе на втором этаже.

Система трубопроводов

Как верхнюю, так и нижнюю разводку петли Тихельмана принято выполнять трубами PPR. Если требуется скрытая прокладка труб, рекомендуется использовать систему PEX с надвижными фитингами. Если прокладка труб выполняется в плотных основаниях, следует использовать теплоизоляционную оболочку.

Система отопления Тихельмана для одноэтажного дома выполняется крайне просто. Трубопровод подачи теплоносителя пролегает от теплового узла вдоль всей радиаторной сети. Номинальный условный проход трубы сохраняется вплоть до предпоследнего радиатора в ряду, после чего выполняется переход на диаметр подключения радиаторов, обычно это 20 мм полипропилен или 16 мм PEX. Трубопровод возвратного тока прокладывается в том же порядке, но навстречу подаче, то есть первый радиатор по направлению тока горячего теплоносителя подключается заниженным диаметром.

Если система Тихельмана устраивается на нескольких этажах, требуется монтаж вертикального стояка. Магистральная труба подачи следует до самой высокой точки, откуда выполняется ответвление для запитки верхнего этажа. После этого магистраль разворачивается вниз, на этом участке осуществляется врезка подачи для всех нижних этажей. Общий трубопровод возвратного тока выполняется по аналогии с двухтрубной системой со встречным движением теплоносителя, то есть попросту выполняет роль сборной магистрали.

Диаметр труб для петли Тихельмана рассчитывается по общим методикам теплотехнического расчёта, основанных на выборе оптимального значения Kvs магистральных труб. При этом желательно, чтобы по ходу движения теплоносителя не происходило ступенчатого занижения условного прохода, иначе естественная балансировка системы будет не столь качественной. В системах с протяженностью разводящих трубопроводов до 120 м оптимальным считается условный проход магистральных труб не менее 270 мм2, а для труб подключения радиаторов — порядка 130 мм2.