Система отопления петля Тихельмана: монтаж и расчет

Система отопления Тихельмана — схема подключения, достоинства и недостатки, последовательность процесса установки, монтаж своими руками, гидравлический расчет.

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.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт1 — Двухтрубная схема подключения радиаторов со встречным током теплоносителя в подаче и обратке; 2 — схема подключения Петля Тихельмана с попутным подключением

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.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчётПетля Тихельмана с размещением радиаторов по периметру здания. От каждого радиатора общая длина труб подачи и обратки примерно одинакова. 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности; 3 — радиаторы отопления; 4 — труба подачи; 5 — труба обратки; 6 — циркуляционный насос; 7 — расширительный бак 

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.

1

Традиционные схемы отопления

Обычно для обогрева своего жилья используют жидкий теплоноситель. Такие системы отличаются простотой и высокой надёжностью. К основному оборудованию можно отнести такие элементы:

  1. 1. Теплогенератор (котёл какого-либо типа).
  2. 2. Расширительный бак.
  3. 3. Трубы.
  4. 4. Радиаторы.
  5. 5. Различная арматура.

Схема попутной системы отопленияРазличают однотрубную и двухтрубную системы. В первой теплоноситель циркулирует по одной трубе. Для неё не нужно применять циркуляционные насосы. Все радиаторы последовательно подключены к магистрали. После последней батареи жидкость возвращается к котлу по обратке. Однотрубная система является очень простой в монтаже, а также на неё потребуется меньше материала.

Но в такой схеме вода постепенно остывает от радиатора к радиатору. К последней батарее она приходит уже в охлаждённом виде.

Как провести систему отопления

Приходится с каждым последующим тепловым устройством увеличивать количество секций для полноценного обогрева помещения. Также желательно применять регулирующую арматуру на каждом приборе, отдающем тепло. Это приемлемый вариант для одноэтажного дома.

Двухтрубная является более трудной схемой. Систему отопления с попутным движением теплоносителя можно выполнить только в таком виде. Каждый радиатор подключается сразу к двум трубам. По одной идёт горячий теплоноситель, а по другой остывший возвращается в котёл.

Батарея, находящаяся в системе ближе к теплогенератору, получает самую горячую воду. Она первой передаёт жидкость в обратную трубу. Последние радиаторы получают теплоноситель с более низкой температурой. Также следует помнить, что двухтрубная система гораздо дороже, если сравнивать с однотрубной.

Обе схемы хороши на маленьких или средних площадях, но малоэффективны на больших. Усовершенствованием двухтрубной сети является система Тихельмана. В двухэтажном доме такой тип отопления считается лучшим. Но важным фактором во время выбора схемы остаётся наличие финансовой возможности.

Устройство и схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой

Устройство и схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой

Минус петли Тихельмана.

Минус Петли Тихельмана – больший расход труб, чем при применении 2-х веток тупиковых. Но не приходится увеличивать размеры “последних” радиаторов. Да и регулировка, как правило, не требуется.Если Вам интересно, почитайте другие статьи на тему разводки:Разводка отопления. Какая лучше?Лучевая разводка отопленияОднотрубная система отопления.Тупиковая схема отопления

Не менее важно правильно установить и подключить радиаторы:

Правила установки и подключения радиаторов

И немного про регулирующую арматуру:

Терморегулятор для радиатора

Комнатный термостат.

GSM-управление котлом

своими руками

В этой статье рассмотрим проектирование системы отопления, если в качестве обвязки радиаторов выбрана схема Тихельмана (попутно-перехлёстывающая), о которой уже упоминалось в одной из предыдущих статей. Отдельная статья этой схеме посвящена из-за её (схемы, а не статьи) достоинств.

Область применения

Тем не менее, соблазн избежать гидравлической настройки системы не должен приводить к поспешным необдуманным решениям. Двухтрубная попутная система характеризуется высокой материалоёмкостью, потому её монтаж оправдан далеко не во всех случаях.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Рассмотрим такое понятие как степень «прижатия» нагревательного прибора при балансировке двухтрубной обратной системы. Занижая условный проход в месте подключения нескольких первых радиаторов можно сократить расход теплоносителя в них, тем самым снизив перепад давления, чтобы на последующих участках сети сохранялся достаточный напор. Если радиаторная сеть состоит из большого числа нагревательных приборов, расположенных на большом удалении друг от друга, ограничивать проток на начальных радиаторах придётся до такой степени, что протока в них будет недостаточно для нормального выделения тепла. Это вынуждает использовать насосы с более высокой производительностью, из-за чего при течении теплоносителя в отдельных узлах образуется ощутимый шум. В целом можно сказать, что устройство двухтрубной попутной системы оправдано только при количестве радиаторов более 8–10 при общей длине трубопроводного става свыше 70 м.

Материалоёмкость системы Тихельмана существенно увеличивается при невозможности завернуть радиаторную сеть в кольцо, то есть расположить отопительный трубопровод строго по периметру здания. Этому обычно мешают дверные проемы и фронты остекления в пол. В таких случаях приходится монтировать дополнительную трубу, по которой теплоноситель будет возвращаться в котельную, а поскольку общая длина произвольно взятой петли увеличивается как минимум на половину — увеличивать условный проход магистрали или производительность насоса. Избежать дополнительных затрат в принципе можно за счёт устройства коллекторной (лучевой) системы, однако лучше предварительно выполнить сравнительный расчёт материалоёмкости.

Как обойти дверь при устройстве системы отопления по схеме Тихельмана?

Как поступать, если при монтаже по схеме Тихельмана встречается какое-нибудь препятствие? К примеру, дверь:

Схема тихельмана на два этажа

И не только при монтаже трубопровода по схеме Тихельмана, но и по любой другой схеме.

Есть несколько вариантов.

Схема тихельмана на два этажа

Здесь дверь обходится трубой сверху.

Важно! На участке над дверью нужно ставить обязательно автоматический воздухоотводчик, чтобы не накапливался воздух.

Минус: внешний вид помещения будет ещё тот; особенно если это жилая комната, а не прихожая. Да, автоматический воздухоотводчик имеет свойство время от времени подтекать, что тоже не приятно.

Схема тихельмана на два этажа

Проходим под дверью. То есть труба идёт ниже уровня пола. А есть ли такая возможность? Не всегда: может быть, пол уже сделан, а может, там такая стяжка, что не продолбишь…

«Нормальные герои всегда идут в обход…». Вот и нам можно обойти комнату в обратном направлении:

Схема тихельмана на два этажа

А почему бы и нет?

Самотечный вариант

Самотечная схема отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Он является наиболее простым и примитивным. Следовательно, такая система дешева и не слишком сложна в реализации, так как осуществляется в зависимости от планировки жилья. Но в этом и кроются ее недостатки.Она представляет собой большую металлическую трубу, подсоединенную к котлу и проходящую по всему дому (это обязательное условие), по которой течет теплоноситель.

Минусом такой схемы является необходимость в массивных трубах с большим сечением в диаметре, так как монтаж более тонких или добавление в систему батарей приводит к падению эффективности отопления по причине снижения скорости потока воды. В целях повышения КПД данной отопительной системы в доме монтируется не одна, а две трубы, что причиняет жильцам еще большие неудобства.

Данные по гидравлике

Работа системы, устроенной по принципу петли Тихельмана, отличается высокой стабильностью. Сей факт наглядно демонстрируется данными гидравлического расчёта, однако для этого требуется соблюдение ряда монтажных правил.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Основным функциональным элементом такой системы остаётся гидравлический насос. Он создает давление на выходе, то есть на подаче, и разрежение на входе — обратке. Численно величина обоих значений снижается по мере удаления от насоса, причём падение напора происходит не линейно, оно описывается квадратичной величиной динамического напора. Эта закономерность прослеживается и для подающей ветки, и для возвратной, условно падение можно описать на примере трубопровода длиной 100 м:

Удаление от насоса в сторону движения теплоносителя (м) Давление в подаче (% от номинального) Разрежение в обратке (% от номинального) Падение давления на радиаторе
10 90 % 5 % 95 %
20 75 % 20 % 95 %
30 55 % 35 % 90 %
50 45 % 40 % 85%
60 40 % 45 % 85 %
70 35 % 55 % 90 %
80 20 % 75 % 95 %
90 5 % 90 % 95 %

Это усреднённые данные, но даже по ним видно, что при кажущейся равномерности потери напора в середине радиаторной сети немного выше, нежели по краям. Действительно, за счёт пропорционального изменения давления и разрежения в каждом радиаторе поддерживается практически одинаковый перепад давлений в каждом нагревательном приборе, однако для корректной и стабильной работы петли Тихельмана следует соблюдать ряд правил, о которых речь пойдет дальше.

3

Достоинства и недостатки

Как и любая система, схема Тихельмана имеет свои преимущества и недостатки. Её достоинства ярко выражены в помещениях различного типа, размера и назначения. Основные преимущества:

  1. 1. Преимущества попутной системы отопленияРавномерный прогрев всей отопительной сети.
  2. 2. Не требуется сложная балансировка, а также монтаж дорогого оборудования.
  3. 3. Возможность регулирования количества отдаваемого тепла батареей.
  4. 4. Монтажные работы не требуют какой-либо специальной квалификации.
  5. 5. Имеет длительный срок эксплуатации.
  6. 6. Редко бывают поломки в системе отопления. Схема попутки очень надёжная.

Данный тип обустройства отопления для частного дома имеет и свои недостатки. К наиболее значимому можно отнести высокую стоимость, которая обуславливается увеличением затрат на трубопровод. Также петлю Тихельмана не всегда можно применить из-за архитектурных особенностей постройки.

Циркуляционные насосы высокой мощности сделали попутную схему наиболее востребованной для частных домов. Такая разводка является саморегулирующейся. При правильном монтаже она не требует никаких дополнительных настроек.

Схема и особенности подключения газового котла своими руками

Схема и особенности подключения газового котла своими руками

Обвязка котельной

Двухтрубная система с попутным движением теплоносителя может быть как открытой, так и закрытой. Как мы уже говорили, основным функционирующим элементом служит насос, поэтому его установки не избежать. На естественную циркуляцию не стоит рассчитывать даже при правильно организованной верхней разводке труб. Как мы уже говорили, типичная петля Тихельмана содержит 10 и более радиаторов, продавить такое плечо только гравитационным перемещением маловероятно.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

На выходе подачи котла устанавливается традиционная «тройка» безопасности: автоматический воздухоотводчик, стравливающий клапан и манометр. Для открытых систем выход подачи должен быть организован вертикальным каналом до высоты образования уклона, в самой верхней точке устанавливается открытый расширительный бак. Далее труба подачи направляется непосредственно в разводящую сеть.

На обратке котла устанавливается один циркуляционный насос, производительность которого определяется гидравлическим сопротивлением всей системы. Непосредственно перед насосом располагается сетчатый фильтр, а сразу после насоса — тройник для подключения расширительного бака и манометр нижней точки. Также в этом месте выводится заправочный патрубок.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Запорная арматура котельной представлена полнопроходными шаровыми кранами, которые устанавливаются:

  • по обе стороны от насоса
  • на отводе расширительного бака
  • на заправочном патрубке
  • в точках подключения котла к магистрали

Дополнительно в котельной может быть установлена связывающая байпасная трубка, в разрыв которой монтируется электрический нормально закрытый клапан, срабатывающий при остановке циркуляции. Врезка байпаса должна осуществляться до циркуляционного насоса: байпас предназначен для защиты от температурного шока и шунтирует он теплообменник котла от магистрали, а не наоборот.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Система Тихельмана хороша также и тем, что при относительно высокой мощности радиаторной сети возможна работа от котла со встроенным комплексом гидротехнического оборудования. Однако при необходимости согласовать работу радиаторной сети и теплого пола каждое плечо системы оснащается собственным циркуляционным насосом. Если производительность в плечах существенно отличается, необходима установка гидрострелки.

Расчет системы: диаметр труб

Конечно же, составление подробного проекта — это то, чего в первую очередь требует монтаж отопления петля Тихельмана. Расчет системы в данном случае производится в обычном порядке. Для того чтобы определить необходимый диаметр труб, нужно сначала вычислить нужную тепловую мощность системы. Сделать это можно по формуле Q = (V * Δt * K), где V — объем дома, Δt — разница температур в помещении и на улице, K — коэффициент теплопотерь. Последний параметр зависит от степени утепленности задания.

Отсутствие теплоизоляции (или минимальная)

Средний уровень теплоизоляции

Качественная изоляция, использование пластиковых окон и современных входных дверей

Далее нужно определиться со скоростью движения теплоносителя в магистралях. Диапазон значений оптимального показателя в данном случае находится между 0,36 и 0,7 м/с. Все полученные данные в конечном итоге следует подставить в специальную таблицу размеров труб. Чаще всего для обратной и подающей магистрали в таких системах приобретают металлопластик диаметром 26 мм. Радиаторы же подключают отрезками на 16 мм.

Специальные программы

Конечно же, можно сделать расчет системы отопления петля Тихельмана и вручную. Но лучше все же воспользоваться специальной программой. Все, что нужно будет сделать в данном случае — это ввести в форму запрашиваемые ПО данные. В большинстве случаев такой софт, к сожалению, продается за деньги. Однако некоторые разработчики предоставляют его демоверсии или же предлагают бесплатные его варианты с ограниченным функционалом, которого для расчета системы отопления обычного загородного дома вполне может хватить.

Нюансы трехтрубной системы отопления

Спроектировать правильную систему отопления очень важно, так как это этого зависит тепло и комфорт в доме в течение всего холодного периода, который в нашей стране отличается суровостью. Систему отопления с теплоносителем в виде воды может быть однотрубной, двухтрубной, трехтрубной и даже четырехтрубной

Систему Тихельмана часто называют трехтрубной.

Трехтрубная система качественно отличается от двухтрубной, но не дотягивает до четырехтрубной. Такую систему можно назвать компромиссной: ее отличительной чертой является гибкость и доступная стоимость, если сравнивать с затратами на установку четырехтрубной системы. Установка трехтрубной системы – самый оптимальный и экономичный вариант.

  • Простота в эксплуатации. Система работает очень просто, если предварительно разобраться в принципе ее работы.
  • Процесс автоматического регулирования способствует тому, что теплоноситель и его расход остаются постоянными для каждого потребителя.
  • Систему можно использовать для обустройства зданий любого типа.
  • Для работы системе не нудна установка и применение обратных клапанов: она работает благодаря циркулирующему насосу.

Трехтрубные системы отопления могут быть открытыми и закрытыми. Закрытые системы предполагают беспрерывное функционирование и циркуляцию теплоносителя к источнику тепла и к источнику нагрева. Открытые системы характеризуются неравенством. После того как сетевую воду выливают, происходит соприкосновение воды с атмосферой. Открытую систему можно пополнять в любом месте.

Арматура радиаторов

Часто можно встретить мнение, что двухтрубная система отопления с попутным движением теплоносителя не нуждается в комплектации радиаторов регулировочной арматурой. Считается, что якобы этот факт нивелирует дополнительные затраты на дополнительные трубы и фитинги для них. Однако корректная работа радиаторов в таком случае вряд ли возможна.

Термостатические головки для радиаторов в системе Тихельмана должны быть установлены обязательно. Без них никак не выполнить индивидуальную настройку радиаторов в разных комнатах, что не очень комфортно при изменяющихся климатических условиях. Что до балансировочных клапанов (дросселей), то на этот счёт споры особенно жаркие. Как упоминалось выше, даже при попутном движении теплоносителя отмечается перепад давления на радиаторах. При грамотном расчёте системы это явление можно компенсировать, варьируя число секций в радиаторах разных зон. Тем не менее, если существует даже минимальный риск ошибки, лучше установить регулировочные клапаны хотя бы на нескольких первых радиаторах с каждого края.

Система отопления Петля Тихельмана: схема и расчёт

Петля Тихельмана также может балансироваться статическими методами регулировки. Речь идёт о так называемом «шайбовании». Если гидравлическим расчётом заранее определены коэффициенты местных сопротивлений, регулировочные клапаны могут быть заменены вставками, занижающими условный проход на определённую величину. Из простейших вариантов можно предложить самостоятельно изготовленные кольцевые уплотнения с разным внутренним диаметром, которые устанавливаются в местах резьбового подключения радиаторов.

рмнт.ру

13.02.18

Каковы преимущества данного варианта?

Выбирая между аналогами, которые современные специалисты разработали для частных домов, необходимо разобраться с тем, каковы их отличительные достоинства. В случае «попутки» справедливо будет упомянуть о таких характеристиках:

  • Несмотря на то, что мероприятия по балансировке все же необходимо осуществлять, их масштабы будут минимальными, в отличие от аналогичных видов работ с другими отопительными конструкциями.
  • Благодаря особенностям конструкции данного типа прогрев помещений осуществляется равномерно, а тепло при этом еще очень долго не покидает дом.
  • В заключении хотелось бы сказать, что попутная схема современной системы отопления, которая более известна под названием петля Тихельмана, функционирует с максимальной отдачей.

В рамках тупиковых конструкций двухтрубного типа радиаторы, которые расположены в наибольшей близости к нагревательному оборудованию, в отличие от отдаленных, как правило, нагреваются до высоких температур. Естественно, такая ситуация требует поиска эффективных решений. В данном случае специалисты рекомендуют проводить монтаж балансировочных кранов, при помощи которых количество теплоносителя, протекающего через трубы около нагревательного агрегата, существенно сокращается.“Петля” подойдет для помещений с простой планировкой

К сожалению, даже дорогостоящая балансировка не способна позволить пользователю запустить радиаторы на мощность, предусмотренную производителем. Помимо этого, дополнительной денежной затратой в деле организации такой конструкции, является обязательная покупка весьма недешевого насоса, мощностные параметры которого обеспечат эффективное движение теплоносителя.

Одновременно с этим, так называемая петля Тихельмана известна практически полным отсутствием подобных минусов. Так, батареи, которые задействованы в ее конструкции, функционируют в усредненных и равных условиях.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...