Схема отопления и гидравлический расчет системы Тихельмана

Что представляет собой система и как она монтируется

Схема отопления петля Тихельмана на самом деле очень проста. В этом случае подающая труба протягивается обычным образом — то есть от котла к последнему радиатору. Обратная же монтируется к нагревательному агрегату не от последней батареи (как в обычных тупиковых системах), а от первой. При такой разводке сумма длин всех труб, подключенных к каждому радиатору, получается одинаковой. То есть до последней батареи идет длинная подача, от нее же отводится короткая обратка. От первого радиатора — соответственно, наоборот.

Мнение владельцев загородных домов о системе

Как считает большинство хозяев загородной недвижимости, схема эта действительно очень эффективная — петля Тихельмана. Отзывы такая система заслужила просто отличные. В доме при правильном ее проектировании и сборке устанавливается очень комфортный микроклимат. При этом само оборудование системы редко ломается и служит долго.

Хорошо отзываются о петле Тихельмана не только владельцы жилых домов, но и хозяева дач. Система отопления в таких зданиях в холодное время года зачастую используется нерегулярно. Если разводка выполнена по тупиковой схеме, при включении котла помещения прогреваются крайне неравномерно. С попутной системой таких проблем, конечно же, не возникает. Но обходится сборка отопления по такой схеме действительно дороже чем по тупиковой.

Преимущества и недостатки

Такая схема разводки имеет следующие плюсы:

  • отсутствие необходимости в сложной балансировке;

  • равномерность прогрева всех помещений в доме;

  • работа с максимальной отдачей.

Схема отопления и гидравлический расчет системы Тихельмана

В тупиковых двухтрубных системах расположенные рядом с котлом радиаторы всегда нагреваются сильнее смонтированных в отдаленных комнатах. Для того чтобы исправить ситуацию, в таких схемах используются балансировочные краны. С их помощью ограничивается количество теплоносителя, проходящего через расположенные ближе к котлу батареи.

Попутная схема системы отопления петля Тихельмана подобных недостатков полностью лишена. Все батареи в ней работают абсолютно в равных условиях. То есть балансировать ее не нужно.

К достоинствам относят:

  • равность длины трубопроводов подачи и обратного тока для каждого прибора отопления;
  • одинаковость гидравлических условий для батарей;
  • отсутствие работ по балансировке;
  • стабильность работы всей магистрали.

Благодаря одинаковой тепловой мощности батарей, конструкция обеспечивает равномерность подачи тепла в радиаторы при любом отдалении от прибора нагрева.

Минусы тоже есть:

  1. Необходимо просчитать количество радиаторов. Если батарей много, то придется покупать трубы с большим диаметром, а это увеличивает расходы.
  2. Для правильного выполнения разводки трубопровод выкладывается по периметру строения, а это дополнительные сложности в зонах входных проемов, окон.

Не рекомендуется применять петлю Тихельмана в домах небольшой площади, здесь удобнее обустраивать тупиковую систему отопления.

Порядок выполнения монтажных работ

Схема отопления и гидравлический расчет системы Тихельмана

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.

Предлагаем ознакомиться  Система рекуперации воздуха что это

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.

Недостатки системы

Конечно же, имеются у такой схемы разводки не только плюсы, но и некоторые минусы. В тупиковых системах диаметр магистрали обычно сужают по ходу движения теплоносителя. Делается это в основном в целях экономии. В попутных системах такая схема не применяется. В данном случае, по вполне понятным причинам, по периметру комнаты прокладываются трубы одного диаметра. То есть сэкономить на стоимости магистралей и фитингов при использовании подобной схемы разводки нельзя.

Петля Тихельмана на два этажа или более

Чаще всего такая система отопления монтируется в одноэтажных зданиях большой площади. Именно в таких домах она работает наиболее эффективно. Однако иногда такую систему собирают и в двух-трехэтажных зданиях. При выполнении разводки в таких домах следует придерживаться определенной технологии. По схеме Тихельмана в данном случае завязывается не каждый этаж по отдельности, а все здание в целом. То есть сохраняется равная сумма длин обратного и подающего трубопровода для каждого радиатора дома.

Петля Тихельмана на два этажа собирается, таким образом, по особой схеме. Также специалисты считают, что использовать только один циркуляционный насос в этом случае нецелесообразно. Если имеется такая возможность, в здании стоит установить по одному такому прибору на каждом этаже. В противном случае при поломке единственного насоса, отопление будет отключено во всем доме сразу.

Стоит ли монтировать самостоятельно

Поскольку обходится сборка попутной системы отопления дороже обычной тупиковой, использовать ее целесообразно только в больших домах со значительным количеством радиаторов. То есть там, где балансировка оказывает значительное влияние на работу циркуляционного насоса.

Также необходимость сборки такой системы оказывается под вопросом в тех случаях, когда трубы из-за особенностей планировки нельзя провести по периметру помещения. В этом случае приходится делать дорогую трехтрубную систему, пуская обратку длинной петлей. А это в финансовом плане обычно обходится дорого.

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.

Коэффициент теплопотерь в зависимости от степени утепленности здания

Степень теплоизоляции

Коэффициент

Отсутствие теплоизоляции (или минимальная)

3-4

Облицовка кирпичом

2-2.9

Средний уровень теплоизоляции

1-1.9

Качественная изоляция, использование пластиковых окон и современных входных дверей

0.6-0.9

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.

Как уже можно было понять из всего вышесказанного, отопление “Петля Тихельмана” имеет довольно-таки простую конструкцию. В любом случае собрать ее будет не сложнее чем обычную тупиковую систему. Однако при этом стоит учитывать то, что петля Тихельмана чаще всего монтируется в домах очень большой площади.

Сборка же систем отопления в таких зданиях уже сам по себе имеет массу нюансов. К тому же и расчет коммуникаций для такого объекта следует делать максимально точный. Просто взять усредненные значения (10 кВт котла на 1 м2 помещения, диаметр труб 26 и 16) в этом случае не получится. Сделать же правильные расчеты по таблицам и даже с использованием соответствующих программ самостоятельно будет довольно-таки сложно. Поэтому для проектирования и монтажа системы “Петля Тихельмана” в большом доме все же стоит нанять специалистов.

Области применения петли Тихельмана

Двухтрубная система отопления, разные схемы схема Тихельмана

Увеличенный расход материалов не всегда лучше, поэтому система Тихельмана в двухэтажном доме применяется редко. Исключение составляет магистраль с размещением радиаторов по периметру строения. Кольцевая система потребует значительных затрат на материалы, но обустройство замкнутого кольца выполняется только при отсутствии помех в виде дверных проемов, окон «в пол». 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.

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.

Получается, что применять двухтрубную проводку с попутным током воды можно лишь при общей протяженности магистрали от 70 метров, на которой устанавливается от 10 радиаторов. В противном случае попутная разводка не оправдает вложенных средств.

Предлагаем ознакомиться  Как убавить батарею отопления в комнате

Объем воды в системе

Конечно же, для того чтобы система отопления петля Тихельмана работала эффективно, перед ее монтажом следует рассчитать в том числе и необходимый расход теплоносителя. Чтобы определиться с этим параметром, следует прежде всего рассчитать теплопотери здания. Сделать это можно, воспользовавшись формулой G = S * 1 / Ро * (Тв – Тн)к.

Здесь Po — сопротивление теплопередачи, Тв и Тн — температура воздуха на улице и в доме, к — понижающий коэффициент. Первый и последний показатель определяются по таблицам в зависимости от особенностей конструкции здания. Собственно сам расход теплоносителя рассчитывается по формуле Q = G/(c*(Т1-Т2)), где:

  • с — удельная теплоемкость воды (4200),
  • Т1 — ее температура в обратке,
  • Т2 — в подающей трубе.

Последние два параметра определяются с учетом показателя нелинейности теплоотдачи радиаторов. В конечном итоге разница между их значениями должна быть равна примерно 15-20 С.

Схема отопления с петлей Тихельмана плюсы и минусы

равномерность подачи тепла

Если хозяин решил использовать схему отопления Тихельмана для двухэтажного дома, необходимо придерживаться рекомендаций профессионалов:

  • Правильно выбрать гидравлический насос – это основная деталь всей системы.
  • Для каждого этажа выкладывается своя петля. Стояк формируется общий для всех этажей.
  • Учитываются потери энергии на этажах, что требует тщательного подбора материала батарей, диаметра трубопровода. Для каждого этажа эти элементы выбираются с учетом особенностей подачи теплоносителя.
  • В контур попутки встраивается балансировочный кран. Для строений в 2 этажа краны монтируются в помещении котельной.

Обвязка котла

Как и системы любого отопления, 2-х трубные с попутным током носителя бывают открытыми и закрытыми. На выходе подающего патрубка нужно установить группу безопасности, которая включает предохранительный клапан, манометр и воздухоотводчик автоматического типа.

Если система открытого типа, то выход подающего конца магистрали представляет собой вертикальный канал – это разгонный стояк, в самой верхней точке которого устанавливается компенсационный бак (расширительный). После бака формируется подающий трубопровод, который отправляет теплоноситель в сеть отопления. Труба обратного тока дополняется циркуляционным насосом, выбирать который нужно с учетом гидравлического сопротивления всей магистрали отопления.

После насоса нужно установить тройник, посредством которого присоединяется расширительный бак, манометр для контроля уровня давления в нижней точке схемы и патрубок для слива и залива теплоносителя в магистраль.

Запорная арматура представлена шаровыми кранами с полным проходом, их устанавливают:

  • с обеих сторон от насоса;
  • на патрубке залива/слива воды;
  • на отводе расширительного бака;
  • в точках подключения котла к контуру отопления.

Если планируется монтаж закрытого клапана на байпасе, то точка врезки до насосного оборудования. Закрытый клапан на байпасе нужен для сработки при остановке циркуляции теплоносителя, чтобы защитить систему от холостого хода. В системе, где формируется несколько контуров с разной интенсивностью подачи теплоносителя, устанавливается гидрострелка. Это может быть раздача из отопительного прибора воды по магистрали с радиаторами и в контур теплого пола.

Трубопроводы

Если петля для отопления формируется в доме большой этажности, в расчет принимается общая площадь отапливаемых помещений, уровень теплопотерь – все это влияет на диаметр труб, которые будут применяться для обустройства магистрали.

При уровне теплопотерь не выше 15 кВт и площади в 150 м2 применяются трубы с показателем внутреннего сечения в 20 мм. Такие детали подходят для внутренних систем отопления, где количество батарей не превышает 8 единиц. Насос 25-40.

При условии потерь тепла в пределах 15-27 кВт и площади отопления не более 250 м2, нужно покупать трубы с сечением 25 мм (внутренний показатель). Насос 25-60. Допускается снижение параметров сечения трубопровода, но важно помнить, что для последнего радиатора диаметр подающего трубопровода не может быть менее 16 мм.

Арматура

размещение радиаторов

Чтобы обеспечить функциональность схемы, устанавливается регулировочная арматура. Для выравнивания перепадов давления рекомендуется подбирать разное количество секций в каждом радиаторе, но тут потребуются точные расчеты, произвести которые может только специалист.

Чтобы избежать ошибки в расчетах, можно установить на батареи регулировочные клапаны, на первых крайних в ряду радиаторах клапаны монтируются в обязательном порядке.

Если нет регулировочных клапанов, то применяется метод статической регулировки для балансировки петли Тихельмана. Такая система требует монтажа вставок, уменьшающих условный проход на определенную величину. Уплотнения в виде колец разного диаметра можно сделать своими руками, а ставить кольца следует в точку резьбового присоединения батареи.

  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.

Предлагаем ознакомиться  Как смонтировать водяной теплый пол в доме своими руками?

Идея изменения принципа действия “обратки” была обоснована в 1901-ом году немецким инженером Альбертом Тихельманом, в честь которого и получила своё название — “петля Тихельмана”. Второе название — “возвратная система реверсивного типа”. Так как движение теплоносителя в обоих контурах, подающем и обратном, осуществляется в одном, попутном направлении, часто используется и третье название — “схема с попутным движением тепловых носителей”.

Сущность идеи состоит в наличии одинаковой длины прямых и обратных трубных участков соединяющих все радиаторные батареи с котлом и насосом, что создаёт одинаковые гидравлические условия во всех отопительных приборах. Равные по протяжённости циркуляционные контуры, создают условия прохождения горячим теплоносителем одинакового пути к первому и последнему радиатору с получением ими одинаковой тепловой энергии.

Двухтрубные системы отопления частного дома, как правило, это тупиковые системы, что приводит к тому, что в последнем радиаторе вследствие наибольшей удаленности напор и проток теплоносителя слабее, соответственно отопительный прибор греет хуже. Эта проблема решает путем увеличения количества секций радиаторов или  добавлением регуляторов на каждый радиатор.

обвязка котла

Второе решение, которое используется при монтаже двухтрубных систем отопления частного дома, является балансирование системы.

Схема Тихельмана достаточно проста. В классической двухтрубной схеме обратная тепломагистраль начинается от последнего радиатора и заканчивается котлом, а подача начинается от котла и заканчивается последним радиатором.

Особенности петли Тихельмана заключаются в том, что «обратка» начинается с первого радиатора, доходит до последнего и возвращается к котлу, а подача, как и в классической схеме, начинается с котла и заканчивается последним радиатором.

Получается, что первый радиатор от котла первый на подаче и последний на обратке, соответственно, последний радиатор последний на подаче, но первый на обратке.

Это своего рода прямоточная система, в которой теплоноситель в подающей и обратной тепломагистралях перемещается в одном направлении.

петля для отопления

Данная схема позволяет обеспечивать равномерное сопротивление и проток в двухтрубных системах. 

Преимущества и недостатки петли Альберта Тихельмана

Двухтрубные системы отопления частного дома, монтаж которых выполнен по схеме Тихельмана, обладают преимуществами прямоточных однотрубных систем («ленинградки») и двухтрубных систем, а также рядом дополнительных превосходств.

Прежде всего, отметим сбалансированность системы и отсутствие необходимости установки различного регулировочного оборудования, которое стоит довольно дорого.

При этом проток теплоносителя по всей системе одинаков, а работа теплогенерирующего оборудования оптимальна и отличается высоким КПД.

К недостаткам схемы Тихельмана отнесем необходимость использования дополнительных труб и желательно большого диаметра, а это дополнительные расходы.

Причем не всегда архитектурные особенности частного дома позволяют произвести монтаж открытой системы отопления с тремя трубами. Например, установке системы отопления данного типа могут помешать дверные проемы, и ряд других архитектурны форм.

Поэтому организовать круговое движение промежуточного теплоносителя в двухтрубной системе отопления частного дома не всегда возможно.

Также отметим, что в большинстве случаев при монтаже возвратных отопительных систем реверсивного типа по схеме Тихельмана применяется горизонтальная разводка.

По остальным характеристикам и используемому отопительному оборудованию и теплогенераторам петля Тихельмана не отличается от двухтрубных аналогов.

Как уже упоминалось, регулировки количества проходящего через радиаторы теплоносителя попутная система отопления петля Тихельмана не требует. Но только тогда, когда в здании установлены радиаторы одинаковой мощности. Однако в больших домах такая схема сборки системы отопления используется редко. К примеру, в котельной и других хозяйственных помещениях обычно устанавливаются слабые радиаторы, а в жилых комнатах – модели помощнее.

Конечно же, для всех этих батарей понадобятся разные протоки. Если расход теплоносителя будет рассчитан по слабым радиаторам, его будет недостаточно для мощных. При обратных схемах — в маленьких батареях начнут возникать гидравлические шумы. Чтобы этого не происходило, и устанавливаются балансировочные краны.

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.

Супер отопление
Adblock detector