Петля Тихельмана — надежное отопление для больших домов, как сделать

Прошли уже те времена, когда монтировались самотечные и однотрубные системы, с использованием стальных труб большого диаметра. Сейчас такие варианты оказалась бы слишком дорогие, по сравнению с современными двухтрубными, а также менее эффективными и стабильными.

Петля Тихельмана — одна из самых широко применяемых в частных домах схем отопления.
Ей свойственны устойчивость работы и равномерный прогрев всех радиаторов, — обеспечиваются главные требования, предъявляемые к системам отопления в частных домах.

Схема петля Тихельмана

Эту схему подключения отопительных приборов называют еще попутной. В ней обеспечивается следующее:

• Для каждого радиатора сумма длин подачи и обрати одинаковая.
• Гидравлические условия для каждого радиатора в системе одинаковые.

Если гидравлические сопротивления радиаторов равны, то через них пройдет равное количество теплоносителя с одинаковой температурой, соответственно, их тепловая мощность будет примерно равна.

Режимы работы не одинаковых радиаторов, или установленных в отдалении от магистрали, или установленных выше/ниже, в нишах…можно отрегулировать с помощью балансировочных кранов на отводах.

Подача заканчивается на последнем радиаторе, обратка начинается от первого радиатора.

Где применяется

Еще одна широко распространенная схеме отопления – тупиковая. В ней ближний к котлу радиатор будет прогреваться сильнее, а последний радиатор в тупике получит теплоносителя меньше других.
Тупиковая схема приведена на рисунке.

Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено.

Петля Тихельмана может включать в себя значительно большее количество радиаторов, чем плечо (или два плеча) тупиковой схемы. И применяться для отопления больших площадей.

Фактически петлю Тихельмана возможно применить и для отопления наибольшей площади одного этажа частного дома.

Как известно тупиковая схема без особых проблем балансируется, и работает удовлетворительно (разница мощностей радиаторов без балансировки не превышает 10%) если количество радиаторов в плече не превышает 5 шт. Соответственно на 2 плеча — до 10 шт. Свыше этого количества — область применения попутной схемы.

Можно ли петлю Тихельмана применить в небольших домах?
Можно применить даже для одного радиатора. Но скорее всего это будет сделать проблематично и (или) не экономично. У этой схемы свои недостатки.

Недостатки

Включение большого количества радиаторов в кольцо Петли Тихельмана влечет увеличение диаметра трубопроводов.

Прокладка большого диаметра по кольцу влечет увеличение денежных затрат. Попытка уменьшать диамметры (только на конечных участках кольца требуется максимальный расход) в целом не благодарное занятие. Так как гидравлические условия подключения радиаторов станут разными, систему будет сложно настроить. Как правило по кольцу применяются одинаковый большой диаметр и на подаче и на обратке. Но в принципе уменьшение диаметров труб к середине возможна, при условии если длина участки с одинаковым диаметром и подачи и обратки будет примерно равна.

Тупиковая схема, у которой подача и обратка на последний радиатор могут быть минимального диаметра, – выгодней.

Второй главный недостаток связан с необходимостью обходить трубами здание по периметру вдоль наружных стен и возвращаться к котлу. Почти везде это сделать не просто — мешают двери, высокие окна, лестничные хода и другое.

Возвращать же обратку большим диаметром по направлению назад, т.е. фактически прокладывать три трубы – не выгодно.

В больших по площадях домах, где не был выполнен должны образом проект отопления, приходится заниматься «конструированием», совмещением различных схем, обратной протяжкой трубопроводов, чтобы обеспечить качественным радиаторным обогревом все закутки.

В небольших домах в основном проще, выгодней проложить трубопроводы по стенам по тупиковой схеме.
Современные проекты предусматривают особенные решения…

Петля Тихельмана в современных больших домах

В современном дизайне частных домов не редко встречаются дополнительные двери на террасу, в сад, в неотапливаемые помещения, а также высокие окна до самого пола. Навеска труб на стены считается неприемлемой, элементом интерьера не соответствующим современным представлениям.

В основном предусматривается прокладка отопительного трубопровода под напольным покрытием в тоннелях, одетым в теплоизоляционные оболочки, чтобы не разрушать конструкции перегревом.

Полы делаются либо на лагах, либо укладывается толстая стяжка (теплый пол). Применяется в основном гибкий трубопровод, уголковые фитинги не используются.

В современных домах петля Тихельмана лишается своего главного недостатка — сложности прокладки замкнутого круга на распределитель. Может легко использоваться в небольших и больших площадях, при прокладке под полом.

В последнее время все чаще используются внутрипольные конвектора под высокими окнами. Петля Тихельмана окажется подходящей схемой для подключения конвекторов, более экономичной и устойчивой по сравнению с лучевой схемой при большом количестве (более 4 шт.) отопительных приборов.

Трубы, насосы для попутной схемы

Частные дома всегда сжатой компоновки, длинные магистрали к отопительным приборам отсутствуют, — повышенное гидравлическое сопротивление в схемах не встречается.

Рекомендации делать расчеты системы отопления излишни, так как точные теплопотери здания самостоятельно установить не удастся, а применяемое оборудование стандартно, остается лишь выбрать из пары-тройки образцов подходящее.

Для определения диаметра труб для петли Тихельмана можно воспользоваться табличными данными, зависимости диаметра от необходимой энергии.

При теплопотерях до 15 кВт (150 м кв.) площади подходящими окажутся трубы с внутренним диаметром 20 мм. Они же и используются для основных магистралей в большинстве случаев, — примерно до 8 радиаторов в кольце.

При теплопотерях от 15 до 27 кВт (до 250 м кв. площади) – нужно на магистралях применить трубы 25 мм, чтобы в дальнейшем экономичней оказалась работа насоса.

Диаметр трубопровода в петле можно уменьшить в соответствии с расчетом. И с условием указанным выше. Во всяком случае, к последнему радиатору по подаче прокладывается минимальный диаметр – 16 мм.

Все радиаторы подключаются отводками с внутренним диаметром 16мм.

Для отапливаемой площади до 180 м кв. можно применять насос 25- 40, до площади 250 м кв. — насос 25-60.

Отлично для петли Тихельмана подходят новые современные циркуляционные насосы типа Альфа, о которых можно прочитать ЗДЕСЬ

Для двухэтажного дома

Целесообразно делать общий стояк и прокладывать отдельное кольцо петли Тихельмана для каждого этажа. Важно учитывать, что энергопотери для каждого этажа будут значительно отличаться, в соответствии с этим и производится подбор радиаторов, а также диаметра труб.

Раздельные схемы в этажах позволят балансировать один этаж относительно другого и значительно упростят настройку системы. Важно лишь не забыть включить в контур попутки для каждого этажа балансировочный кран. Если этажей 2, то эти краны могут находиться рядом в котельной.

Как подключается теплый пол к Петле Тихельмана

Теплый пол подключается параллельно к попутной схеме, в пределах каждого этажа. При этом балансировочные краны радиаторной схемы на каждом этаж не должны влиять на работу теплого пола. Т.е. по схеме краны должны находиться дальше от котла, чем включение теплого пола.

Контур теплого пола со смесительным узлом обязательно снабжается своим циркуляционным насосом. Короткие контура с регулировкой ограничителями потока подключаются без дополнительного насоса, но учитываться в расчетах общей гидравлической схемы. Так как, скорее всего, понадобиться более мощный насос из-за увеличения общего расхода.

Петля Тихельмана своими руками

При монтаже системы отопления нужно не забыть вопросы слива жидкости и возможности завоздушивания.
Поэтому делать обход трубопроводом дверного проема в принципе можно, но нужно не забыть поставить воздухоотводчик в высшей точке и обеспечить слив с нижней.

В целом же не редкость, когда делают более длинные тупиковые схемы, чтобы не связываться с перепадами высоты на которые вынуждает Петля Тихельмана.

Также стоит усомниться в качестве полипропиленовой пайки, и возможно взяться за металлопласстик, как делается качественное соединение металлопластиком читайте ЗДЕСЬ

При монтаже нужно не забыть главные правила:

• защиту твердотопливого котла от холодной обратке – как сделать
• установку гидроаккумулятора в систему отопления, который предстоит выбрать

А также многое другое.

Нужно не забыть, что петля Тихельмана – в общем-то «нежная» схема по неравенству гидравлических сопротивлений радиаторов, поэтому все радиаторы снабжаются на обратке настроечными кранами. Подробней о подключении радиаторов можно узнать, как делается

Отопление петля тихельмана для трех радиаторов

Петля Тихельмана диаметр труб

Диаметры в петле Тихельмана выбираются так же, как и в двухтрубной тупиковой системе отопления. Там где расход больше, там и больше диаметр. Чем дальше от котла, тем меньше расход может получиться.

Если выбрать не правильные диаметры, то средние радиаторы будут плохо греть.

Если в напорной системе отопления не создать искусственное гидравлическое сопротивление радиаторным веткам, то тоже не будут плохо греть средние радиаторы.

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

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:

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.

Для того, чтобы улучшить разделение расходов на 5 радиаторов с применением регулирующих клапанов с большей пропускной способностью необходимо использовать трубы ПП32, ПП25 и ПП20.

Хорошие цепи петли Тихельмана

Критерии выбора диаметров:

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.

7 радиаторов металлопластиковая труба, Kvs = 0,5.

Тесты по выбору диаметров проводились в программе симуляторе системы отопления.

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.