Система двухконтурного отопления частного дома

Наиболее популярным способом поддержания тепла в комнатах частного дома является отопление, связанное с перемещениями воды по трубам. Существует много видов конструкций, позволяющих провести и установить отопление в доме. Практичные владельцы выбирают двухконтурную систему отопления частного дома. Оно полностью окупает затраченные на него финансы и эффективно обогревает помещения.

В нашей статье мы подробно разберём, что такое двухтрубное отопление, почему люди устанавливают себе эту систему, какие схемы установки отопления существуют. Так же затронем тему установления двухконтурного котла, работающего на газе.

Что такое двухконтурное отопление?

Двухконтурное отопление (двухтрубное) – наиболее популярная разводка труб для обогрева дома. Двухконтурная система обогрева лучше, чем одноконтурная по причине рационального и эффективного распределения теплоносителя.

Две трубы, подсоединённые к радиатору, выполняют разные функции. По одной трубе течёт разогретая котлом до нужной температуры вода. По другой выводится остывший теплоноситель. Далее он попадает обратно в котёл для дальнейшего подогрева, но не перетекает в следующий радиатор. Вода в обеих трубах зачастую движется в одном направлении, хотя при определённой схеме установки она может двигаться во встречных направлениях.

Для двухконтурной системы отопления затрачивается большее количество труб, чем в одноконтурной, но она эффективней и гораздо практичней.

Благодаря двухтрубной системе можно поддерживать комфортную температуру в конкретной комнате, а не сразу во всём доме. Она и экономнее. Двухконтурную систему можно автоматизировать так, что она способна нагреть помещение до определённой температуры, самостоятельно отключиться, а потом, когда градус упадёт до определённой отметки, снова включиться. Это не единственные плюсы такого отопления.

Почему люди выбирают двухконтурную систему?

У подобной разводки есть плюсы, о которых необходимо упомянуть, чтобы понять, почему владельцы домов останавливают свой выбор именно на ней. В их число входит:

1. Параллельное подсоединение радиаторов. Это позволяет в отдельно взятой комнате поддерживать разные температуры. Это позволяет использовать систему в многоэтажных домах. Плюс ко всему при поломке одного или нескольких радиаторов, система продолжит функционировать. При одноконтурной системе такое невозможно.
2. Возможность подключения большого количества радиаторов. Температура воды, поступающий в каждый радиатор, будет одинаковой, вне зависимости, насколько далеко он расположен от котла.
3. Возможность установления терморегулятора. Система отслеживает температуру сама и автоматически включается, когда это необходимо. Владельцу необходимо только установить диапазон температур.
4. Малые теплопотери. Практически всё вырабатываемое тепло не теряется, а уходит на обогрев помещения. В одноконтурных системах оно расходуется понапрасну.

Из минусов: многие отмечают большую протяжённость труб и дороговизну установки двухконтурного отопления в частном доме. На самом деле двухконтурная система не дороже своего однотрубного аналога из-за небольшого диаметра самих труб. А пользы от неё намного больше.

Схемы двухконтурного отопления

Пример схемы двухтрубного отопления дома

Двухконтурную систему отопления можно проложить разными способами. Выбор полностью зависит от решения владельца дома. Чтобы не прогадать и понять, какая из них необходима в данной ситуации остановимся на них подробнее. Самыми распространёнными из них будут:

1. Открытая разводка.
2. Закрытая разводка.
3. Верхняя разводка.
4. Нижняя разводка
5. Тупиковая.

Итак, начнём по порядку.

Открытая разводка

Подразумевает под собой наличие расширительного бака, который негерметичен. Он имеет крышку, но она закрывает бачок неплотно, что позволяет находящейся в нём жидкости сообщаться с атмосферой.

Устанавливают его в самой высокой точке системы. Его располагают на чердаках или прямо под потолком здания. В первом случае необходимо поддерживать тепло на чердаке, иначе теплоноситель может замёрзнуть, а во втором – такая конструкция смотрится неопрятно. Установка в этой точке дома необходимо для того, чтобы вода не выливалась из него.

Бачок можно наполнять только водой. Другие жидкие теплоносители не подойдут. Система сообщается с атмосферой и часть воды регулярно испаряется. Владельцы таких систем отопления должны следить за уровнем воды в открытой разводке. При недостаточном количестве теплоносителя вся система отопления выйдет из строя.

Система наиболее проста в установке, не представляет особых угроз человеку и не требует дополнительных узлов.

Закрытая разводка

В основе системы лежит расширительный бак. Внутри разделён поперёк на две части упругой перегородкой, которую называют мембраной. В верхней части поддерживается необходимое давление, а в нижней – объём воды. Нижняя часть посредством патрубка соединяется с отопительной системой.

Для наполнения закрытой двухконтурной системы подойдет вода и любая жидкость на основе этиленгликоля. Плюс последней в том, что она не замерзает даже при достаточно низких температурах. Минус – неэгологична, требует утилизации. А с этим в странах СНГ обстоят проблемы.

Расширительный бак с мембраной можно установить в любом месте вашего дома, необязательно в самой высокой точке.

Герметичный бак опаснее негерметичного. Давление может сильно вырастать, а газы, не имея выхода, накапливаться. Поэтому закрытую систему необходимо тщательно отслеживать и устанавливать воздухоотводчики.

Верхняя разводка

Трубы, подающие теплоноситель, устанавливают вверху помещения. Чаще ближе к потолку, выше окон. Это способствует появлению в них высокого давления. Трубы, подающие теплоноситель обратно в котёл, проходят по низу помещения, максимально близко к полу.

Двухтрубная система отопления частного дома с верхней разводкой требует наличия расширительного бачка. Герметичного или нет – это на выбор владельца.

Минусом верхней разводки является то, что часть тепла уходит вверх. Она не предназначена для обогрева помещений с большой площадью. Зато теплоноситель переносится с высокой скоростью.

Нижняя разводка

Тут проводящую теплоноситель трубу устанавливают прямо под подоконником, а обратную – около пола.

Давления в трубах не очень высокое, поэтому приходится использовать насосы. Не исключено завоздушивание. Чтобы избежать этого недостатка, следует установить краны Маевского на этаже. Если дом многоэтажный, то этот кран должен находиться на каждом из этажей.

Разводку можно прокладывать только до дверного проёма или установить две независимые друг от друга системы отопления в обе стороны от двери.

Расширительный бачок легко установить в любом месте. Если он закрытый, то его можно расположить в комнатах, а не на чердаке, что является удобным. Нижняя разводка не бросается в глаза. Это важно, если вы заботитесь о том, чтобы разводка приемлемо вписывалась в декор вашей комнате.

Тупиковая разводка

Состоит из двух труб. По одной из них в радиаторы поступает горячая вода, по другой – выводится и возвращается в котёл уже в другом направлении. Недостатком системы является то, что по всей протяжённости трубопровода вода добирается за разные промежутки времени. Чем дальше радиатор находится от котла, тем дольше до него добирается вода.

Итог

Как видим, многие способы установления двухконтурных систем отопления бросаются в глаза и могут не вписываться в интерьеры частного дома. Однако, есть и те варианты, когда можно осуществлять скрытый монтаж труб. В любом случае данный вид разводки считается весьма эффективным.

Отопление дома двухконтурным газовым котлом

Если вы ищете универсальный способ обеспечивать своё жильё теплом, то стоит задуматься о приобретении двухконтурного газового котла. Он может не только обогреть комнату, но и подогреть воду для бытовых нужд.

Стоит иметь в виду, что котлы не совсем подходят для больших домов. Производительность нагрева горячей воды в двухконтурных котлах позволяет обслуживать только одну точку. Если у вас планируется несколько санузлов, то мощности не хватит. В таких случаях следует прибегать к бойлерам косвенного нагрева или же к обычным тэновым бакам.

Двухконтурное отопление в купе с теплым полом

Закрытые варианты двухконтурного отопления частного дома без труда можно комбинировать с системой водяного теплого пола. Важно учитывать, что теплый пол – это низкотемпературная система, а радиаторы – высокотемпературная. Поэтому необходимо обеспечить подмес теплого пола, чтобы температура с 60-80 градусов опустилась до более комфортной 45-50.

Если вы хотите обогреть все одну комнату водяным полом, то вам будет полезен вот такой модуль:

В модуле есть термоголовка, которая в зависимости от температуры открывает или закрывает подачу теплоносителя в систему. Модуль подключают к обратке двухконтурной системы.

Если же хотите реализовать решение один этаж полы, другой радиаторы, тогда уже стоит делать распределение теплоносителя в котельной.

Двухконтурное отопление конвекторами

Помимо привычных радиаторов отопления, существуют водяные конвекторы. Бывают двух видов: стальные и медно-алюминиевые. Отличаются по степени конвекции.

Для них действуют те же правила, что и для обычных радиаторов. Поэтому вы можете применять рекомендации, описанные выше.

Двухконтурное теплоснабжение

Шлапаков В.И., Начальник регионального управления ВНИПИэнергопром, г. Санкт-Петербург

Журнал «Новости теплоснабжения» №3 (91), 2008, www.ntsn.ru

В практике существует три общеизвестных основных систем теплоснабжения: 1. Открытая, 2. Закрытая, 3. Трёхтрубная.

Каждая из них имеет недостатки и преимущества относительно друг друга. Причиной всех недостатков является совмещение горячего водоснабжения с отоплением.

Авторским свидетельством на изобретение (Л. 1) предлагается ещё один вариант теплоснабжения.

В предлагаемой системе заложен принцип выделение части отопительной нагрузки без горячего водоснабжения в отдельный контур. Горячее водоснабжение обеспечивается по другому контуру, который работает по совмещённому температурному графику с отопительной нагрузкой равной

Q=W*(tп-tг)*с_р (ф-1), W-среднечасовой расход горячего водоснабжения, tп — температура прямой сетевой воды, tг — температура воды на ГВС.

В зависимости от расчётной температуры наружного воздуха, отопительная нагрузка, передаваемая в контуре с горячем водоснабжением колеблется от (20 до 30)%.

Описание контуров (Рис 1):

Первый — абсолютно закрытый без нагрузки г.в.с. с уменьшенным отоплением на величину нагрузки по (ф-1).

По замкнутому контуру (12-4-13-1) циркулирует сетевая вода, нагреваясь в основных подогревателях(2) и водогрейных котлах(3). Пройдя элеваторный узел и 70% поверхностей отопительных приборов (4) сетевая вода снова поступает на насосы (1). Выделение 70% нагрузки достигается подключением стояков в одной из комнат, каждой квартиры.

Второй — с расходом сетевой воды, равный среднему горячему водоразбору и частичной нагрузкой отопления.

По трубопроводу (16) подогретая вода в основном (2*) и пиковом (3*) подогревателях, в соответствии температурным графиком отопления, в количестве, равном среднечасовому расходу горячего водоснабжения подаётся на ЦТП или ИТП. На этих пунктах смешивается вода из прямого и обратного трубопровода для подачи на горячий водоразбор и отопление аналогично открытой системе теплоснабжения. Для снятия 30% отопительной нагрузки к этим узлам подключается стояки каждой квартиры с наименьшей поверхностью нагрева.

В период водопотребления ниже среднего вода не использована на горячее водоснабжение по трубопроводу (19) сбрасывается в аккумуляторный бак (11), установленный в центре тепловых нагрузок жилых районов.

В период водопотребления выше среднего из аккумуляторного бака насосом (10) горячая вода подаётся по трубопроводу (19) к потребителям .

Преимущества перед существующими системами:

1. В сравнении с открытой системой:

1.1. В случае прекращения подачи хозпитьевой воды на источник циркуляция воды для 70% отопления сохраняется.

1.2 Подпитка закрытого контура определяется только трудно выявляемыми утечками в трубопроводе (без перетоков в подогревателях), по этому составляет незначительную величину. Вода для восполнения этих потерь, в связи с незначительным количеством, может быть обессоленной и с кислородом ниже 10 мкг/л, тем самым обеспечивается безнакипный режим водогрейных котлов и внутренних систем отопления. Происходит снижение в разы коррозионные процессы внутренних поверхностей нагрева и теплотрасс.

1.3. В открытом контуре, в связи с отсутствием водогрейных котлов, требование к качеству воды существенно снижаются и ограничиваются только вводом ИОМСа.

1.4. Исключаются «перетопы» в осеннее-весенние периоды, когда температура в отоплении должна быть ниже 60 С.

1.5. Для потребителей закрытого контура не требуется автоматика при этом,

будет абсолютная гидравлическая стабильность.

1.6. Исключается прекращения горячего водоснабжения для обеспечения ремонта в летний период.

2.В сравнении с закрытой системой.

2.1. Отсутствуют подогреватели на ЦТП или ИТП.

2.2. Не требуется деаэрация на ЦТП или ИТП, при этом срок службы квартальных и домовых сетей остаётся на уровне расчётного. Исключается необходимость применения дорогих сталей для трубопроводов горячей воды.

2.3. Гидравлическая стабильность во много раз выше.

2.4. Исключается недовыработка электроэнергии на тепловом потреблении, за счёт отсутствия необходимости поддержания температурного перепада в теплообменниках

2.5. Обеспечивается резервирование потребителей в случае прекращения циркуляции по любому из контуров, соответственно (25-30)% или (75 70)%.

2.6. Исключается поподание сырой воды в сетевую воду через неплотности в теплообменниках.

3. В сравнении с трёхтрубной системой.

3.1 Общие капвложения значительно ниже, удорожание при монтаже третьей трубы, относительно двухтрубных, в целом системы не происходит из-за адекватного уменьшения диаметров труб в закрытом контуре.

3.2 Третья труба является ( 25-30)% резервом для отопления.

Все вышесказанные преимущества и недостатки сведены в (Таблицу-1). отражающую сравнения по всем основным функцианальным узлам систем.

Таблица-1. Рейтинговая таблица двухконтурной и двухтрубной системы

1. Цифры в таблице определяют рейтинг.

2. 1- обозначает наивысшее рейтинговое место.

3. Последующие цифры расставляют приоритеты по нисходящим.

4. Итоговые цифры определяют место среди рассматриваемых систем, (чем меньше число, тем лучше).

Расчёт соотношения затрат магистральных и квартальных трубопроводов.

Казалось бы, чего тут не ясного надо срочно внедрять, но сомнения об удорожании всё-таки остаются. Что бы их снять предлагается

относительное сравнение затрат новой системы с существующими. В основе расчёта, заложено следующее:

1. Сравнение ведётся по соотношению сечений стенок систем трубопроводов, так как материальные характеристики и затраты, прямо пропорциональны расчётным сечениям. Возможные отклонения пропорциональности не могут являться определяющими из-за малости относительных величин.

2. Диапазон расхода воды для расчёта диаметров закрытого контура, выбран на (20-30-50)% меньше требуемого, чтобы сравнить с вариантами выбора диаметров в существующих системах, когда они выбираются для регулирования по отопительному или по совмещённому графику. В этом же диапазоне учтено снятие расхода на отопление передаваемого на второй контур.

3. Температурный график третьего трубопровода рассчитывается на регулирование по совмещённой нагрузке, что в целом не усугубляет влияния системы регулирования на гидравлическую стабильность отопительной нагрузки в сравнении с гидравлической стабильностью работы по этому графику существующих систем.

Выбор диаметров трубопроводов всех систем определяется по формуле (Л2).

d=A*W 0,38 /R 0,19 (ф-15.6)

d-внутренний диаметр, A- коэффициент по табл.=0,117, W- расход воды в кг/с, R –уделное падение давление в П/м.

Расчёт толщины стенки определяется по формуле: (Л.3)

S=(P*D/230*b +P)+С ф-10.1

D=(d+7)-наружный диаметр выраженный через внутренний, b-допускаемое напряжение в (кгс/мм 2 ), С-прибавка к расчётной толщине на коррозионный износ=4мм

На основании приведённых формул произведён сравнительный расчёт сечений для двухконтурной и для двухтрубной системы. Результаты сведены в табл. 2.

Таблица 2. Сравнение площади сечений двухконтурной и двухтрубной системыпри разных процентах расхода воды на ГВС.

Результаты показывают, что при самом малом соотношении разница в капвложениях всего 4,7%, при этом затраты на адекватное резервирование в двух трубных системах не учтены. При наличии ЦТП затраты на квартальные теплосети сравниваемых систем соизмеримы по абсолютной величине.

Система домовых разводок должна корректироваться индивидуально под каждую серию домов, при этом дополнительных капвложений для вновь строящихся не требуется, а для существующих только для переврезки стояков.

Очевидно, что в случае сравнения затрат по всем остальным функциональным узлам систем, эффект будет в пользу двухконтурной системы.

Вывод

При реконструкции или новом строительстве систем теплоснабжения, целесообразно в число рассматриваемых вариантов, включать вариант теплоснабжения по двухконтурной схеме.

Список литературы

Л. 1 — Авторское свидетельство SU №1767299 А1 «Способ теплоснабжения».

Л.2 — Соколов Е.Я, «Теплофикация и тепловые сети».

Л.3 — Николаев А.А. «Справочник проектировщика»