Двухтрубная система отопления схема тихельмана: особенности обустройства, плюсы и минусы

Содержание

Попутная система отопления — петля Тихельмана: tvin270584 — LiveJournal

Для отопления частных домов и дачных построек широко применяются установки автономного обогрева. Распространенным является вариант с двумя трубами и маленьким генератором, который может работать на разных типах топлива. Существуют разные схемы двухтрубной системы отопления. Одна из распространенных – схема Тихельмана. Она характеризуется стабильностью работы и равномерным прогревом радиаторных элементов. В статье мастер сантехник расскажет, о её устройстве, плюсах и минусах.

Решение Альберта Тихельмана

Немецкий инженер Альберт Тихельман в 1901 году предложил применить так называемую «возвратную систему реверсивного типа», изменив принцип работы «обратки». Что в последствии и получило название отопление петлей Тихельмана (попутная схема). Согласно его идее первый радиатор на получение горячего теплоносителя становился последним в «обратке», а первый в «обратке» (самый близкий к котлу) получал точно такой же горячий теплоноситель последним.

В итоге улучшилась циркуляция теплоносителя во всей схеме, и был обеспечен одинаковый прогрев всех радиаторов, отпала необходимость в дополнительной регулирующей арматуре и приобретении радиаторов разных размеров, теплоноситель получил условия легкой проточности, а отопительные котлы смогли, наконец, проявить свою настоящую эффективность.
Проблема лишь была в том, что в 1901 году эта система могла функционировать лишь в одноэтажных зданиях, то есть строго горизонтально. Однако с появлением циркуляционных насосов, принудительно прокачивающих теплоноситель по системе, двухтрубная система отопления проявила себя во всей красе.
Современные распределительные коллекторы раскрывают все новые преимущества этой схемы, позволяя объединять в ней для одного дома и привычные всем радиаторы, и систему водяного теплого пола.
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.

Минусы схемы:

  • Отопление по схеме Тихельмана – удовольствие недешевое, для системы требуется довольно продолжительная длина трубопроводов, поэтому ради удобства придется выложить некоторую сумму. Это самый существенный минус;
  • Прокладка системы отопления по такой схеме вызывает много проблем из-за мешающих архитектурных особенностей помещений (дверных проемов, например). Именно из-за этого момента петлю Тихельмана бывает невозможно проложить;
  • Данная схема проводится горизонтально. Прокладывая систему отопления вертикально, придется использовать другие схемы.

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: 1 — 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.

Петля 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.
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.
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.
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.
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:

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.


Процесс установки системы
Работы по монтажу отопления Тихельмана начинаются с установки котла, размещать который полагается в помещении не ниже 250 см. Мощность устройства зависит от обогреваемой площади: на 10 м2 площади потребуется 1000 Вт.
После этого нужно выполнить следующие действия:

  • Навесить секции радиаторов. Определив нужное число элементов, разметить их будущую локализацию – обычно их помещают под окнами. Укрепить радиаторы кронштейнами.
  • Протянуть трубы из металлопластика, по которым будут идти подача и обратка. Такой материал рекомендуется благодаря простоте установки и устойчивости к высоким температурам. Диаметры должны быть 20-25 мм (у магистральных труб) и 16 мм (подключение батарей).
  • Смонтировать циркуляционный насос на обратке рядом с котлом. Перед ним нужно поместить устройство фильтрации. Врезают насос через байпас с тремя кранами.
  • Установить расширительный бачок и предохранительные детали, отвечающие за безопасность системы.

Самый простой и недорогой метод подготовки воды – использование в петле Тихельмана косвенного бойлера. Автоматизированные котлы обычно легко коммутируются с устройством нагрева и осуществляют управление им. В ином случае для включения бойлера потребуется создание обвязки.
В подсобных и хозяйственных постройках считается допустимым размещать обводной трубопровод непосредственно над дверьми. В этом случае в высшей точке конфигурации нужно поместить устройство отвода воздуха, а в нижней обустроить сливной механизм.
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.
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.
Видео
В сюжете — Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)

В сюжете — Достоинства и недостатки попутной системы отопления, петля Тихельмана

В сюжете — Причины неправильной работы попутной схемы отопления

В сюжете — Подробный разбор на реальном примере причин плохой работы попутной схемы

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Погодозависимое регулирование системы отопления — стоит ли его устанавливать

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2020/12/Poputnaya-sistema-otopleniya-petlya-Tikhelmana.html

Системы с попутным движением теплоносителя

При монтаже систем отопления в частных домах наиболее широкое применение получила двухтрубная разводка. Для ее реализации чаще всего применяются две основные принципиально разные схемы — попутная и тупиковая. Рассмотрим, чем отличается попутная система отопления, какими достоинствами и недостатками она обладает.

Принцип действия попутной системы

Система отопления с попутным движением теплоносителя, которую также называют петля Тихельмана, получает сегодня все более широкое применение.

Особенно высокую эффективность данная схема демонстрирует при монтаже протяженных систем отопительных трубопроводов, например, если необходимо обеспечить эффективный обогрев большого двухэтажного дома.

Петля Тихельмана принципиально отличается от классической тупиковой (встречной) схемы. При встречной системе трубопровода подающая магистраль начинается от котла и заканчивается последним радиатором, а «обратка» начинается от последнего радиатора и заканчивается котлом. При этом теплоноситель в магистралях движется в противоположных направлениях. В системе с попутным движением теплоносителя подача проходит таким же образом, а вот обратная магистраль начинается с первого радиатора, после чего доходит до последнего радиатора и возвращается к котлу. Таким образом, по подающей и обратной магистралям теплоноситель движется в одном направлении.

Создание такой схемы объясняется необходимостью балансировки сети отопления. Если в одном из циркуляционных колец системы потери давления будут меньше, чем в остальных, то поток теплоносителя будет стремиться именно в эту ветку. Соответственно, напор на других радиаторах будет меньше, что приведет к снижению эффективности отопления в соответствующих помещениях. Балансировка предусматривает создание условий, при которых потери давления во всех ветках минимальны. В тупиковых системах для этого приходится устанавливать игольчатые вентили или специальные термостатические клапаны.

При использовании попутной системы задача балансировки решается намного проще.

Если система укомплектована радиаторами с одинаковым числом секций и одинакового типоразмера, то она является автоматически сбалансированной без необходимости применения дополнительной арматуры.

Если же используются разные радиаторы, то ставить арматуру придется. Однако и в этом случае сбалансировать попутную систему будет намного проще, чем тупиковую. Особенно это актуально при значительной протяженности трубопроводов.

Системы отопления с попутным движением теплоносителя, как правило, реализуются с нижней разводкой труб по горизонтальной схеме. При этом прокладывается три трубы:

  • подающая магистраль;
  • обратная магистраль;
  • труба для возврата «обратки» к котлу.

Преимущества и недостатки петли Тихельмана

Как уже было сказано, основным достоинством петли Тихельмана является сбалансированность системы отопления. Она не требует установки дополнительной арматуры для регулировки потока, которая стоит достаточно дорого и к тому же может требовать обслуживания и выходить из строя.

Благодаря сбалансированности системы отопления попутного типа и одинаковой длины циркуляционных колец во всех радиаторах поддерживается практически одинаковый поток теплоносителя, а значит и греют они одинаково. В результате котел и циркуляционный насос работают в оптимальном режиме, и в целом обеспечивается оптимальное значение КПД системы.  Соответственно вы получаете качественный обогрев помещений при снижении расхода энергоносителя и финансовых затрат на эксплуатацию системы.

Петля Тихельмана демонстрирует особую эффективность при создании достаточно крупных систем отопления со значительной протяженностью трубопроводов. В таких условиях спроектировать сбалансированную и хорошо работающую тупиковую систему бывает довольно проблематично. При использовании же попутной схемы особых сложностей с гидравлическим расчетом не возникает.

Схема с попутным движением теплоносителя, как правило, работает с принудительной циркуляцией. Однако может она применяться и в самотечных системах. Более того, в системе с естественной циркуляции теплоносителя петля Тихельмана представляет собой оптимальное решение именно за счет своей сбалансированности и отсутствия необходимости в регулирующей арматуре.

Преимущества системы с попутным движением теплоносителя оптимальным образом раскрываются при ее комплектации высококачественными отопительными приборами. Радиаторы Ogint сочетают в себе высокую тепловую эффективность и отличные гидравлические характеристики. Благодаря этому они позволяют добиться наилучшего режима работы отопления.

Помимо преимуществ петля Тихельмана имеет и ряд недостатков, которые ограничивают ее применение. К основным минусам относятся:

  • более сложный монтаж за счет применения труб разного диаметра;
  • увеличенная протяженность трубопровода, что приводит к удорожанию системы;
  • наличие трех магистральных труб, что может ухудшать эстетические характеристики при открытой прокладке.

В связи с перечисленными недостатками системы с попутным движением теплоносителя имеют меньшее распространение, по сравнению с более простыми тупиковыми системами. Однако в ряде случаев именно такая схема является практически единственным решением для реализации действительно эффективного и экономичного отопления.

Радиаторы для систем с попутным движением теплоносителя:

схема устройства системы отопления в частных двухэтажных и одноэтажных домах, плюсы и минусы, диаметр труб

В последнее время большой популярностью пользуются петли Тихельмана. Они представляют собой отопительную систему, где теплоноситель транспортируется по двухтрубной схеме. Подобный вариант характеризуется эффективностью и стабильной работой, а также долговечностью, что имеет важное значение при обустройстве отопительной системы.

Что это такое

Для того чтобы разобраться в особенностях данной петли и понять принцип ее работы, необходимо вначале представить саму отопительную систему, которая отличается попутным движением носителя тепла. Другими словами, батареи в подобной системе подключаются последовательно по заранее определенной схеме. Именно поэтому полностью исключается возникновение каких-либо сбоев и проблем в работе устройства.

От данного узла отходит несколько трубопроводов, которые нужны не только для передвижения теплоносителя, но и для оттока воды. В контуре имеется несколько устройств, каждый из которых является шунтом, играющим важную роль в процессе возрастания гидравлического давления в системе.

Уникальные конструктивные особенности делают данный вариант отличным решением для частного дома, так как полученная в результате система может похвастаться устойчивой работой и равномерным прогревом каждого радиатора.

Следует отметить, что подобную систему можно реализовать не только при классическом, но и при линейном расположении радиатора. Однако при этом нужно будет продумать двухтрубную разводку, которая необходима для стабильного функционирования системы.

Плюсы и минусы

Огромная популярность и востребованность петли Тихельмана вызвана целым рядом преимуществ, которые выгодно выделяют ее на фоне конкурентов. Среди основных достоинств можно выделить следующие:

  • равная длина трубопровода и обратного тока для любого радиатора;
  • для каждого радиатора предоставляются одинаковые гидравлические условия;
  • нет необходимости проводить какие-либо работы по балансировке, что в значительной степени упрощает процесс установки и эксплуатации;
  • стабильная работа магистрали, вне зависимости от внешних условий.

Отличительной особенностью подобной системы является наличие одинаковой мощности радиаторов, благодаря чему удается обеспечить равномерное распределение тепла во всех помещениях.

Разумеется, недостатки у такой системы тоже есть. Прежде всего, нужно будет пристальное внимание уделить просчету числа радиаторов, которые будут находиться в системе. Если их слишком много, то необходимо будет покупать трубы, отличающиеся большим диаметров, а это существенно увеличит расходы на организацию подобной системы. Кроме того, чтобы система могла стабильно работать, нужно будет осуществлять разводку труб по периметру строения, что вызовет сложности при работе около входных проемов.

Подобные системы не нужно пытаться реализовать в небольших домах, так как это неэффективно. Более предпочтительным вариантом считается не петля Тихельмана, а тупиковая система.

Сфера применения

Слишком большое использование материалов не всегда является оптимальным решением, поэтому для создания отопительной системы в многоэтажном доме подобная петля обычно не используется. Сделать это можно только в том случае, если имеется магистраль, которая отличается расположением радиаторов по периметру строения. А вот при кольцевой системе дела обстоят намного сложнее, ведь придется произвести серьезные траты на материалы, а также на создание замкнутого кольца. Последний вариант можно создать только при отсутствии каких-либо дополнительных преград в виде дверей или окон. В результате нужно будет уложить еще одну магистраль, чтобы теплоноситель мог возвращаться. Это будет крайне неэффективно и дорого, поэтому лучше всего отдать предпочтение другим вариантам отопительной системы.

Такая система в загородном доме будет крайне эффективной, однако нужно убедиться в том, что ничто не мешает ее работе на полную силу. Например, если петля удлиняется или увеличивается сечение труб, то это негативно скажется на работоспособности всей системы.

Если нужно уменьшить потребление теплоносителя в области подключения первой батареи, то диаметр трубы также нужно будет уменьшить. Благодаря этому удастся сохранить напор воды на других участках.

Кроме того, данный способ считается более рациональным и позволяет контролировать напор воды на любом участке.

Если появилась необходимость в том, чтобы уменьшить диаметры, нужно обязательно провести предварительные расчеты.

В противном случае радиаторы, которые находятся на большом расстояние от отопительного прибора, не смогут получить теплоноситель в нужном количестве.

Следует отметить, что при наличии специального насоса для увеличения производительности также нужно провести работы по устранению шума в процессе работы. Таким образом, использовать подобную систему можно только в тех сферах, где общая длина магистрали составляет не более 70 метров. Кроме того, допускается установка не более 10 радиаторов одновременно. Иначе не будет никакой эффективности, а разводка не позволит оправдать вложенных денег.

Схема устройства

Наиболее важным отопительным элементом, который обеспечивает стабильную работу всей системы, является гидравлический насос. При его помощи нужно будет оборудовать общий стояк, однако при этом на каждом этаже дополнительно укладывается отдельная петля. Отличительная особенность подобной системы в том, что сопротивление внутри трубы одинаковое. При этом для создания подобной системы нужно будет тщательно просчитать протяженность трубопровода как для всей системы, так и для каждой отдельно взятой трубы.

Следует отметить, у каждого частного дома, в зависимости от его проектных и конструктивных особенностей, имеются определенные теплопотери, поэтому и нужно данный параметр считать отдельно для каждой части системы.

Отличительная особенность системы разделения в том, что она позволяет производить балансировку, тем самым делая процесс настройки петли максимально простым.

При желании обустроить подобную систему в частном доме необходимо придерживаться определенных рекомендаций:

  1. Правильно выбрать тип гидравлического насоса, так как именно данная деталь играет самую важную роль в процессе работы всей системы.
  2. Для каждого этажа нужно будет выложить свою петлю.
  3. Перед выбором наиболее оптимальных материалов следует также провести тщательные просчеты потери тепла и энергии. Кроме того, выбирать определенный материал нужно с учетом всех особенностей подачи теплоносителя на этаж.
  4. В попутку обязательно нужно встроить балансировочный кран. Если же в доме несколько этажей, то такой кран нужно будет поставить в котельной.

Обвязка котла

Как и любая другая отопительная система, петля Тихельмана может быть открытой или закрытой. На выходе обязательно следует смонтировать группу безопасности, которая при необходимости включит предохранитель, манометр и начнет отводить воздух из помещения.

Если же система открытого типа, то здесь не получится обойтись без разгонного стояка. На самой верхней его части дополнительно устанавливается расширительный бак, после которого создается трубопровод для отправления теплоносителя. При необходимости труба обратного тока дополняется при помощи специального насоса, выбрать который можно с учетом сопротивления внутри системы.

Перед началом обвязки котла обязательно стоит убедиться в том, что насосы работают без сбоев, а также следует установить фильтры для очистки воды. Это поможет гарантировать стабильную работу отопительной системы в будущем, а также избавит владельца от необходимости проводить очистительные работы.

После того как все работы проведены, необходимо будет установить тройник, который включает в себя расширительный бак, манометр и систему контроля уровня давления в магистрали. Пристальное внимание нужно уделить выбору запорной арматуры, которая может быть выполнена в виде шаровых кранов. Они должны устанавливаться не только со всех сторон от насоса, но и на отводе расширительного бачка.

Если организуется отопительная система, где находятся контуры с различной скоростью подачи теплоносителя, то нужно будет смонтировать гидрострелку.

Трубопроводы

Двухтрубная система создается легко, а вот трехтрубную создать не очень просто. Отопительная система подключается через трубы, сечение которых нужно будет дополнительно высчитать. Для этого используются два наиболее важных параметра – площадь помещения, а также уровень теплопотери. Последний показатель понять достаточно легко. Если комната не превышает 150 метров кв., то теплопотери составляют не более 15 кВт. Здесь все зависит от того, какие материалы использовались при строительстве объекта, а также утеплен ли он при помощи специальных средств. Нужно будет проложить линии, диаметр которых не более 2 см, а также насосное оборудование на 25-40 кВт.

Если потери тепла варьируются в диапазоне 15-27 кВт, то нужно будет приобрести трубы, диапазон которых составляет 25 мм. При необходимости можно использовать трубы с меньшим сечением, однако стоит быть предельно внимательным с расчетами, так как это может негативно сказаться на эффективности всей системы.

Арматура

Некоторые не уделяют должного внимания выбору арматуры, считая ее неважным элементом петли Тихельмана. Однако без качественной регулировочной арматуры невозможно гарантировать функциональность схемы. Для того чтобы добиться оптимального давления внутри системы, нужно правильно подобрать количество секций в радиаторе, однако тут придется проводить точные расчеты, с которыми может справиться только опытный специалист.

Чтобы обезопасить себя от возможных ошибок, можно установить на каждом радиаторе специальный клапан. Если же нет возможности смонтировать его, то нужно применять метод статической регулировки, которая поможет обеспечить балансировку петли Тихельмана. Подобная система нуждается в установке вставок, которые помогут снизить проход теплоносителя на нужную величину.

Итак, петля Тихельмана является одной из наиболее популярных и востребованных при создании отопительной системы. Ее основное преимущество заключается в стабильности работы и равномерности прогрева всех элементов. Подобная система монтажа отопления подойдет как для одноэтажного, так и для двухэтажного домов. В отличие от двухконтурного теплого пола с напольным покрытием такая система обеспечивает естественную циркуляцию.

Подробный обзор отопительной системы «Петля Тихельмана» представлен в следующем видео.

Попутная система отопления — петля Тихельмана | Мастер …

Для отопления частных домов и дачных построек широко применяются установки автономного обогрева. Распространенным является вариант с двумя трубами и маленьким генератором, который может работать на разных типах топлива. Существуют разные схемы двухтрубной системы отопления. Одна из распространенных – схема Тихельмана. Она характеризуется стабильностью работы и равномерным прогревом радиаторных элементов. В статье мастер сантехник расскажет, о её устройстве, плюсах и минусах.

Решение Альберта Тихельмана

Немецкий инженер Альберт Тихельман в 1901 году предложил применить так называемую «возвратную систему реверсивного типа», изменив принцип работы «обратки». Что в последствии и получило название отопление петлей Тихельмана (попутная схема). Согласно его идее первый радиатор на получение горячего теплоносителя становился последним в «обратке», а первый в «обратке» (самый близкий к котлу) получал точно такой же горячий теплоноситель последним. В итоге улучшилась циркуляция теплоносителя во всей схеме, и был обеспечен одинаковый прогрев всех радиаторов, отпала необходимость в дополнительной регулирующей арматуре и приобретении радиаторов разных размеров, теплоноситель получил условия легкой проточности, а отопительные котлы смогли, наконец, проявить свою настоящую эффективность.

Проблема лишь была в том, что в 1901 году эта система могла функционировать лишь в одноэтажных зданиях, то есть строго горизонтально. Однако с появлением циркуляционных насосов, принудительно прокачивающих теплоноситель по системе, двухтрубная система отопления проявила себя во всей красе.

Современные распределительные коллекторы раскрывают все новые преимущества этой схемы, позволяя объединять в ней для одного дома и привычные всем радиаторы, и систему водяного теплого пола.

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.

Минусы схемы:

  • Отопление по схеме Тихельмана – удовольствие недешевое, для системы требуется довольно продолжительная длина трубопроводов, поэтому ради удобства придется выложить некоторую сумму. Это самый существенный минус;
  • Прокладка системы отопления по такой схеме вызывает много проблем из-за мешающих архитектурных особенностей помещений (дверных проемов, например). Именно из-за этого момента петлю Тихельмана бывает невозможно проложить;
  • Данная схема проводится горизонтально. Прокладывая систему отопления вертикально, придется использовать другие схемы.

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

Система отопления: 1 — 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.

Петля 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

Петля 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.

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.

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.

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.

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:

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.

Процесс установки системы

Работы по монтажу отопления Тихельмана начинаются с установки котла, размещать который полагается в помещении не ниже 250 см. Мощность устройства зависит от обогреваемой площади: на 10 м2 площади потребуется 1000 Вт.

После этого нужно выполнить следующие действия:

  • Навесить секции радиаторов. Определив нужное число элементов, разметить их будущую локализацию – обычно их помещают под окнами. Укрепить радиаторы кронштейнами.
  • Протянуть трубы из металлопластика, по которым будут идти подача и обратка. Такой материал рекомендуется благодаря простоте установки и устойчивости к высоким температурам. Диаметры должны быть 20-25 мм (у магистральных труб) и 16 мм (подключение батарей).
  • Смонтировать циркуляционный насос на обратке рядом с котлом. Перед ним нужно поместить устройство фильтрации. Врезают насос через байпас с тремя кранами.
  • Установить расширительный бачок и предохранительные детали, отвечающие за безопасность системы.

Самый простой и недорогой метод подготовки воды – использование в петле Тихельмана косвенного бойлера. Автоматизированные котлы обычно легко коммутируются с устройством нагрева и осуществляют управление им. В ином случае для включения бойлера потребуется создание обвязки.

В подсобных и хозяйственных постройках считается допустимым размещать обводной трубопровод непосредственно над дверьми. В этом случае в высшей точке конфигурации нужно поместить устройство отвода воздуха, а в нижней обустроить сливной механизм.

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.

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.

Видео

В сюжете — Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)

В сюжете — Достоинства и недостатки попутной системы отопления, петля Тихельмана

В сюжете — Причины неправильной работы попутной схемы отопления

В сюжете — Подробный разбор на реальном примере причин плохой работы попутной схемы

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Погодозависимое регулирование системы отопления — стоит ли его устанавливать

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2020/12/Poputnaya-sistema-otopleniya-petlya-Tikhelmana.html

Система отопления в частном доме. Какую выбрать схему?

Системы отопления делятся на две большие группы – однотрубные и двухтрубные. Разница заключается в присоединении отопительных приборов. В однотрубной системе радиаторы подключаются последовательно, отсюда основной минус такой системы. По мере движения теплоносителя в отопительных приборах температура постепенно уменьшается, поэтому ближайшие к котлу радиаторы всегда более нагретые, чем отдалённые.

В двухтрубных системах батареи подключаются параллельно, поэтому все приборы нагреваются одинаково. Но такие системы более сложные при монтаже и требуют больше затрат на материалы. Давайте более подробно разберём каждую систему. Пойдём от простого к сложному.

Простейшая однотрубная система – самый дешёвый вариант.

Посмотрите на рисунок, система проще некуда. Теплоноситель, проходя последовательно через несколько радиаторов, возвращается в котёл, где опять нагревается.

В такой системе нельзя отключить или уменьшить мощность одного радиатора, так как закрыв его циркуляция в системе полностью прекратится. Вы спросите: «Зачем нужна такая система, где невозможно отключить радиатор, если стало жарко»?

Вы абсолютно правы!

Но в некоторых случаях такую систему стоит монтировать. Например, Вы имеете дачный домик с одной комнатой, где система состоит из трёх радиаторов и электрического котла. В этом случае, нет необходимости отключать радиаторы, а если стало жарко, можно просто уменьшить температуру на котле. Такую систему можно охарактеризовать так – просто, дешево и без заморочек.

Однотрубная система – «ленинградка»

Схема выглядит таким образом: понизу идёт труба розлива в которую с помощью тройников врезаются батареи отопления.

Эту систему делают очень часто. Люди рассуждают так: одна труба розлива всегда проще и дешевле, чем две. Но экономия на трубе при монтаже «ленинградки» имеет место только тогда, когда есть возможность сделать полный круг, то есть обойти кругом всё помещение. Если же полностью закольцевать розлив не получается, то приходится возвращать холостую трубу и вся экономия сходит на нет. Очень часто при монтаже «ленинградки» допускаются непоправимые ошибки, которые приводят к тому, что система совсем или частично не работает. Как известно, теплоноситель всегда циркулирует по пути наименьшего сопротивления, поэтому большая его часть идёт по нижней трубе помимо радиатора. А в батареи циркуляция очень слабая и чтобы её увеличить монтируется так называемая редукция. Делают её двумя способами — заужением участка трубопровода под радиатором или установкой на нём запорной арматуры.

Гравитационная система — она работает без насоса

По-другому такую систему отопления называют самотечной. В чем ее смысл? Из курса физики известно, что горячая жидкость, а в данном случае, нагретый теплоноситель имеет меньшую плотность, чем остывший. Поэтому, выходя из котла жидкость как бы всплывает, поднимаясь наверх, затем охлаждается в отопительных приборах и падает вниз, далее проходя по обратному трубопроводу поступает обратно в отопительный котел.

Процесс этот называют естественной циркуляцией. Таким образом, для работы такой системы отопления не нужен циркуляционный насос, все и так вертится под действием силы тяжести. Но движение теплоносителя при естественной циркуляции происходит медленно, поэтому циркуляционный насос на такую систему обычно всё равно ставят. Монтируется он на обводной линии, а на основную трубу устанавливается шаровой полнопроходной кран, который открывают при отключении электроэнергии. Гравитационная система монтируется из стальных труб достаточно большого диаметра. Горизонтальные участки розлива выполняются с уклоном — подача от котла, обратка к котлу. Величина уклона должна составлять не менее 5 мм на погонный метр трубы. Верхнюю трубу сделать с уклоном, как правило, не составляет труда, а с нижней возникают проблемы. Приходится устанавливать котел как можно ниже или поднимать обратный трубопровод вместе с радиаторами. Гравитационная система получается дорогой, громоздкой и некрасивой. Чтобы исключить закипание котла при отключении электричества можно пойти по другому пути — это установка источника бесперебойного питания на циркуляционный насос.

Коллекторная — система на любителя

Еще эту систему называют лучевой. Суть схемы такова. В отапливаемом помещении, обычно ближе к центру, располагается коллектор, от которого к каждому радиатору идут две трубы – подающая и обратная.

Трубы в ней, как правило, используются из металлопластика или сшитого полиэтилена. Прокладываются они чаще всего в конструкции пола (в стяжке), реже по потолку нижнего этажа. Лучи, подходящие к радиаторам, имеют разную длину, поэтому для правильной работы необходима тщательная балансировка. Преимуществами такой системы является отсутствие соединений труб, находящихся в стяжке, так как лучи делаются из цельных кусков и быстрота монтажа. При чём второе преимущество достаточно спорное. Самым главным минусом такой системы является дороговизна – большое количество трубы, коллекторы стоят денег.

Попутная система — «Петля Тихельмана»

В этой системе теплоноситель движется по кругу в одном направлении. Подача в ней большим диаметром начинается на первом радиаторе, далее уменьшаясь заканчивается на последнем. Розлив же обратного трубопровода начинается наоборот – большим диаметром на последнем радиаторе и меньшим на первом.

Таким образом, сумма труб подачи и обратки каждого отопительного прибора одинакова. На первом радиаторе — короткая подача, длинная обратка, на последнем наоборот — большая подача, маленькая обратка. Что это даёт? Все радиаторы в такой системе имеют одинаковое гидравлическое сопротивление, то есть находятся в одинаковых условиях. Сделали попутку, запустили, всё сразу работает – хлопаем в ладоши! Не нужно никакой регулировки! На самом деле, балансировочные вентиля в попутной системе ставить рекомендуется, так как ещё есть человеческий фактор. При монтаже, сварке или пайке возможны дефекты (заужение труб), поэтому минимальная балансировка всё же может потребоваться.

Тупиковая двухтрубная система

Петля Тихермана — это очень хорошо. Но не всегда есть возможность закольцевать систему. Входные двери, лестничные марши мешают прохождению труб отопления. В таких случаях монтируется двухтрубная тупиковая система.

Розлив в ней состоит из двух труб — прямой и обратной. Уменьшение диметра трубы происходит от первого радиатора к последнему. Приборы отопления присоединяются параллельно. Система прекрасно работает, когда количество радиаторов на каждой ветке розлива не очень большое, так как чем больше приборов находится на каждом контуре, тем сложнее сбалансировать систему. Для регулировки системы необходимо прикрывать балансировочные клапаны на ближних радиаторах.

Какую схему выбрать?

Выводы: