Если двухтрубная система с теплообменником: Двухтрубная система отопления, тупиковая система для частного дома

Содержание

Двухтрубная система отопления частного дома: сравнение схем

Обеспечение тепла в доме – важнейшая задача для его владельца. Решить ее можно различными способами, однако по статистике большинство зданий в нашей стране обогреваются при помощи водяной системы отопления.

Именно водяной вариант наиболее эффективен и практичен в наших достаточно суровых климатических условиях. Двухтрубная система отопления частного дома считается одной из ее наиболее востребованных разновидностей.

Мы предлагаем ознакомиться с вариантами и технологиями сборки отопления с подающей и отводящей теплоноситель магистралью. Информация опирается на строительные нормативы и требования. Для полноты восприятия непростой темы представленные сведения дополнены фото-подборками, наглядными схемами, видео.

Содержание статьи:

Особенности двухтрубного отопления

Любая с жидким теплоносителем включает замкнутый контур, соединяющий радиаторы, обогревающие помещение, и котел, который нагревает теплоноситель.

Все происходит следующим образом: жидкость, двигаясь по теплообменнику отопительного прибора, разогревается до высокой температуры, после чего поступает в радиаторы, число которых определяется потребностями здания.

Галерея изображений

Фото из

Принцип устройства двухтрубного отопления

Трубы для нагретого и остывшего теплоносителя

Главное практическое преимущество двухтубных схем

Отсутствие ограничений по площади и сложности

Экономические минусы использования двух труб

Коллекторные разновидности отопительных схем

Лучевая разводка труб от коллектора в конструкции пола

Эстетические приоритеты скрытой разводки отопления

Здесь жидкость отдает тепло воздуху и постепенно остывает. Затем возвращается в теплообменник отопительного прибора и цикл повторяется.

Максимально просто циркуляция протекает в однотрубной системе, где к каждой батарее подходит только одна труба. Однако в таком случае каждая следующая батарея будет получать теплоноситель, вышедший из предыдущей, а, значит, и более холодный.

Двухтрубная система отопления частного домаДвухтрубная система отопления частного дома

Отличительная черта двухтрубной системы – наличие подающей и обратной трубы, подходящих к каждому радиатору

Для устранения этого значимого недостатка была разработана более сложная двухтрубная система.

В этом варианте к подключается две трубы:

  • Первая – подающая, по которой теплоноситель попадает в батарею.
  • Вторая – отводящая или как говорят мастера «обратка», по которой остывшая жидкость уходит из устройства.

Таким образом, каждый радиатор оснащен индивидуальной регулируемой подачей теплоносителя, что дает возможность организовать отопление максимально эффективно.

Схема двухтрубного отопления в обустройства частного домаСхема двухтрубного отопления в обустройства частного дома

Так как поставка нагретого теплоносителя к приборам производится почти одновременно одной трубой, а сбор остывшей воды другой, двухтрубные системы отличаются оптимальным теплотехническим балансом – все батареи системы и подключенные к ней контуры работают с практически равной теплоотдачей

Почему выбирают такую систему?

Двухтрубное водяное отопление постепенно вытесняет традиционные , поскольку его преимущества очевидны и очень весомы:

  • Каждый из включенных в систему радиаторов получает теплоноситель с определенной температурой, причем для всех она одинакова.
  • Возможность проводить регулировки для каждой батареи. При желании владелец может поставить термостат на каждый из отопительных приборов, что позволит ему получить нужную температуру в помещении. При этом теплоотдача остальных радиаторов в здании останется прежней.
  • Относительно небольшие потери давления в системе. Это дает возможность использовать для работы в системе экономичный циркуляционный насос сравнительно малой мощности.
  • При поломке одного или даже нескольких радиаторов система может продолжать свою работу. Наличие запорной арматуры на подводящих трубах позволяет проводить ремонтные и монтажные работы без ее остановки.
  • Возможность монтажа в здании любой этажности и площади. Потребуется только подобрать оптимально подходящий тип двухтрубной системы.

К недостаткам таких систем обычно относят сложность монтажа и большую, в сравнении с однотрубными конструкциями, стоимость. Это связано с двойным количеством труб, которые приходится устанавливать.

Однако надо учитывать, что для обустройства двухтрубной системы используются трубы и комплектующие небольшого диаметра, что дает определенную экономию средств. В итоге стоимость системы получается не намного выше, чем у однотрубного аналога, а преимуществ при этом она дает намного больше.

Двухтрубная система отопления в частном домеДвухтрубная система отопления в частном доме

Одно из значимых преимуществ двухтрубной отопительной системы – возможность эффективной регулировки температуры в помещении

Виды систем с подачей и обраткой

Двухтрубная конструкция характеризуется множеством разновидностей, классифицировать которые можно по разным признакам. Рассмотрим основные из них.

Открытая отопительная разводка

Любая гидравлическая отопительная система представляет замкнутый контур, в который включен расширительный бак. Этот элемент необходим, поскольку нагревающаяся жидкость увеличивается в объеме.

Для выбирается бак, который дает возможность жидкости сообщаться с атмосферой. В этом случае ее часть неизбежно испаряется, что приводит к необходимости постоянно контролировать ее уровень.

Схема двухтрубной системы отопления открытого типаСхема двухтрубной системы отопления открытого типа

Двухтрубная схема отопления открытого типа – самый простой и дешевый вариант сооружения системы. Веский минус ее в том, что в морозный период теплоноситель, напрямую контактирующий с атмосферой, быстро остывает

Это очень важный нюанс, к которому нужно относиться очень ответственно. Недостаточный уровень жидкости в системе приводит к «закипанию» котла и выходу его из строя. Кроме того, открытая система предполагает использование в качестве теплоносителя только воды.

Более практичные в этом плане соединения гликолей или антифризы, при испарении образуют токсичные пары, поэтому используются только в закрытых конструкциях.

Галерея изображений

Фото из

Специфика устройства открытых систем отопления

Двухтрубное отопление с естественным движением

Удаление воздуха в схемах с нижней разводкой

Расположение котла в открытых системах отопления

Закрытая циркуляционная система

Отличается от открытой наличием закрытого расширительного бака. Не нуждается в постоянном контроле со стороны владельца. Конструкция предполагает монтаж , который предназначен для компенсации внезапного понижения или повышения давления в системе. Тем самым он предотвращает поломки оборудования в результате резких перегрузок.

Двухтрубная система отопления частного домаДвухтрубная система отопления частного дома

В закрытой схеме монтируется расширительный бак мембранного типа, который не сообщается с окружающей средой, поэтому теплоноситель не испаряется из системы

Мембранный бак дает возможность удерживать в системе оптимальное для насоса и котла давление. Кроме того, закрытая конструкция позволяет применять в качестве теплоносителя любую подходящую по своим параметрам жидкость.

Это дает возможность получить максимально эффективную и экономичную систему с нужными параметрами. Например, не боящуюся замораживания, если в ней используется антифриз.

По способу циркуляции жидкого теплоносителя двухтрубные отопительные системы делятся на две большие группы.

Галерея изображений

Фото из

Закрытый расширительный бачок для отопления

Расположение котла и приборов в закрытых схемах

Воздухоотводчики и балансировочные устройства радиаторов

Группа безопасности двухтрубной закрытой системы

Конструкция с естественной циркуляцией

Основной принцип функционирования системы таков: котел разогревает теплоноситель, который при увеличении температуры расширяется. Плотность жидкости при этом уменьшается.

Благодаря этому более холодная и потому плотная вода постепенно вытесняет разогретую жидкость вверх. Она поднимается до наивысшей точки системы, где начинает понемногу остывать и самотеком движется в радиаторы.

В батареях вода отдает накопленное тепло и, еще больше остывая и увеличивая свою плотность, движется к котлу. Очевидно, что теплоноситель проходит весь цикл самотеком, без использования дополнительного оборудования.

По причине того, что это происходит достаточно медленно, вытесняемый водой воздух успевает переместиться в пиковую верхнюю точку системы, что позволяет избавиться от излишнего завоздушивания.

Двухтрубная отопительная система частного домаДвухтрубная отопительная система частного дома

На рисунке представлена простая схема двухтрубной отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя. К ее характерным признакам относят трубопровод больших диаметров, благодаря которому уменьшается гидравлическое сопротивление, и обязательный уклон по ходу движения теплоносителя порядка 2 – 3 мм на погонный метр

Неоспоримым достоинством считается продолжительный срок ее службы. Отсутствие подвижных элементов и циркуляционного насоса, а также замкнутый контур системы с конечным количеством минеральных солей и взвесей существенно продляет время ее эксплуатации.

Специалисты утверждают, что срок службы конструкций с естественной циркуляцией, оснащенных полимерными трубами и биметаллическими радиаторами может составить порядка пятидесяти лет.

Недостатком таких схем считается относительно невысокий перепад давлений. Нужно учитывать еще и определенное сопротивление, которое оказывают радиаторы и трубы движению теплоносителя. Поэтому радиус действия такой системы будет ограничен. Строительными нормами рекомендуется использовать отопление с естественной циркуляцией в радиусе не более 30 м.

Помимо этого, такая система имеет достаточно высокую инерцию, поэтому с растопки котла и до момента стабилизации температуры в отапливаемом здании проходит довольно большое количество времени.

Отрицательным моментом можно считать и то, что все трубы должны быть уложены под определенным уклоном, чтобы жидкость могла двигаться в нужном направлении. Отопительная система с естественной циркуляцией способна к саморегуляции.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

Двухтрубная система с естественной циркуляцией способна к саморегуляции: чем ниже опускается температура в отапливаемом помещении, тем выше становится скорость движения теплоносителя

Чем ниже температура окружающей среды, тем выше скорость циркуляции теплоносителя. Кроме этого на продвижение жидкости по отопительному контуру влияют еще несколько факторов: сечение и материал труб разводки, радиус и количество поворотов в схеме двухтрубного отопления частного дома, а также наличием и видом установленной запорной арматуры.

Воздействуя на перечисленные факторы можно добиться наибольшей эффективности системы отопления.

Разводка с принудительной циркуляцией теплоносителя

В описанную выше схему включается , двигающий теплоноситель по замкнутому отопительному контуру. Это дает значительные преимущества. Прежде всего, увеличивается скорость движения жидкости, за счет чего здание прогревается намного быстрее.

При этом все радиаторы, подключенные к системе, получают теплоноситель примерно одинаковой температуры. Это позволяет им разогреваться максимально равномерно.

При использовании схемы с естественной циркуляцией это невозможно, поскольку температура жидкости, попадающей в радиатор, зависит от расстояния, на которое он удален от котла. Чем дальше батарея, тем холоднее теплоноситель. Принудительная циркуляция дает возможность регулировать уровень разогрева отдельных элементов сети. Кроме того, при необходимости можно перекрывать ее отдельные участки.

Использование циркуляционного насоса позволяет включить в систему мембранный расширительный бак, то есть выполнить ее в закрытом варианте. Таким образом, количество испаряемой жидкости значительно уменьшается.

Кроме того, существенно упрощается монтаж конструкции, поскольку отсутствует необходимость укладывать трубы строго под определенным углом, точно высчитывать их диаметр и высоту подъема.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

На рисунке представлена схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией. Здесь присутствует насос, двигающий жидкость по контуру

Еще одно достоинство – возможность достаточно безболезненно вносить необходимые изменения в ее схему и компоновку. Для обустройства такой конструкции используются трубы и комплектующие меньшего диаметра, что ее существенно удешевляет.

Помимо этого такие системы более экономичны благодаря тому, что разница температур жидкого теплоносителя на входе и на выходе котла намного меньше, чем у аналога с естественной циркуляцией.

Наличие в схеме насоса препятствует появлению завоздушенности отопительной магистрали. В целом разводки с использованием принудительной циркуляции считаются более эффективными, но недостатки у них тоже есть.

Наиболее значимый из них – энергозависимость. Насос не может работать без подключения к источнику питания. При отключениях электроэнергии такая система отопления останавливается. При частых отключениях желательно иметь бесперебойный источник энергии.

К числу недостатков обычно относят и финансовые затраты. Часть из них – это цена циркуляционного насоса, а так же стоимость арматуры, которая необходима для его нормального функционирования. Что в целом увеличивает цену монтажа системы. Помимо этого ежемесячно потребуется оплачивать счета за электроэнергию, которая обеспечивает работу циркуляционного насоса.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

От правильности выбора насоса во многом зависит эффективность функционирования отопительной системы с принудительной циркуляцией

Схема отопления может быть скомпонована двумя разными способами, которые определяют расположение стояков и трубопроводов в пространстве.

Горизонтальный и вертикальный тип компоновки

Предполагает подключение приборов отопления к горизонтальной магистрали. Преимущественно монтируется большой площади. Стояки в этом случае оптимально располагать в коридорах или подсобных помещениях.

Достоинством такого типа компоновки считается меньшая стоимость самой системы и ее монтажа. Основной недостаток – склонность конструкции к завоздушиванию, поэтому необходима установка кранов Маевского.

Схема горизонтальной двухтрубной разводки двухэтажного частного домаСхема горизонтальной двухтрубной разводки двухэтажного частного дома

Горизонтальная разводка отличается от вертикального варианта тем, что количество вертикальных магистралей в ней минимально. Плюс ее в том, что подающую и обратную магистраль можно проложить под полом, минус в том, что для скрытой прокладки нежелательно применять полимерные трубы и требуется обязательно устанавливать на контур циркуляционный насос

Подключение радиаторов производится к вертикально расположенным стоякам. Такой вариант особенно хорош для зданий с несколькими этажами, поскольку дает возможность подключать к отопительному стояку каждый этаж по отдельности. Основным преимуществом системы считается отсутствие воздушных пробок. При этом обустройство отопительной схемы с вертикальной компоновкой обойдется дороже, чем для горизонтального аналога.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

Вертикальная компоновка системы позволяет подключать к отоплению каждый этаж по отдельности, что очень удобно

Двухтрубная обогревательная система с верхней разводкой

Главная отличительная особенность такой конструкции – прокладывание подающего трубопровода по верхней части комнаты, обратка отводится по ее нижней  части.

Важное преимущество такой системы: высокое давление в магистрали, что обусловлено значительной разницей в уровнях обратной и подающей трубы. Благодаря этому обстоятельству их диаметр может быть одинаковым даже при обустройстве схемы с естественной циркуляцией.

Но при этом расширительный бак, который размещается в наивысшей точке схемы, чаще всего оказывается на неотапливаемом чердаке, что может вызвать проблемы. Как вариант можно рассматривать обустройство бака внутри перекрытия, когда его нижняя половина остается в отапливаемой комнате, а верхняя часть выводится на чердак и максимально утепляется.

Если владелец не особенно озабочен наличием труб под потолком комнаты, желательно располагать подающую линию выше уровня окон.

В этом случае расширительный бак можно расположить под потолком, при условии, что высота стояка будет достаточной для обеспечения нормальной скорости теплоносителя. Обратку нужно будет смонтировать максимально близко к уровню пола или даже опустить под него. Правда в последнем случае при обустройстве магистрали нельзя будет использовать соединительные элементы, чтобы исключить появление течи.

Двухтрубная отопительная система в частном доме Двухтрубная отопительная система в частном доме

На рисунке представлены схемы верхней разводки с попутным и встречным естественным движением теплоносителя. Представлены варианты двухконтурной и одноконтурной разводки

Внешний вид комнаты с проложенными под потолком трубами недостаточно эстетичен. Помимо этого часть тепла уходит вверх, что делает отопительную систему с верхней разводкой недостаточно эффективной.

Поэтому можно попробовать собрать схему с подающей магистралью, проходящей под радиаторами, но это улучшит только внешний вид системы, никак не повлияет на ее недостатки.

Подключение насоса позволяет легко добиться оптимального давления в системе даже при использовании труб минимального диаметра. Максимальный эффект от отопительной системы с разводкой верхнего типа можно получить в двухэтажном частном доме, поскольку естественная циркуляция стимулируется большой разницей в высоте установки котла, находящегося в подвале, и батарей второго этажа.

В очередной раз будет направляться в расширительный бак, который ставится на чердаке или на втором этаже. Откуда по наклонной магистрали жидкость начнет поступать в радиаторы.

В этом случае можно даже совместить отвечающую за наличие горячей воды распределительную емкость и расширительный бак. Если в доме будет установлен энергонезависимый котел, получится полностью автономная отопительная система.

Еще один очень удачный вариант для двухэтажного дома – комбинированная система, объединяющая двух и однотрубные участки. К примеру, однотрубная конструкция монтируется на втором этаже в виде водяного теплого пола, а двухтрубная устанавливается на первом. Возможность регулировать температуру во всех комнатах при этом полностью сохраняется.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой не украшает комнату. Подающую трубу приходится размещать над окном, если постройка не оборудована утепленным чердаком

Главным преимуществом двухтрубной отопительной системы с верхней разводкой считается высокая скорость продвижения теплоносителя и отсутствие завоздушивания магистрали.

Именно поэтому ее используют достаточно часто, не обращая внимание на значимые недостатки:

  • неэстетичный вид комнат;
  • большой расход труб и комплектующих;
  • отсутствие возможности обогрева помещений большой площади;
  • проблемы с размещением расширительного бака, который не всегда можно совместить с распределительным;
  • дополнительные расходы на декор, чтобы можно было замаскировать трубы.

В целом система с верхней разводкой вполне жизнеспособна, а при грамотно проведенных расчетах еще и очень эффективна.

Двухтрубная конструкция с нижней разводкой

Схема предполагает монтаж подачи и обратки снизу от батарей. В отличие от системы с разводкой верхнего типа направление движения теплоносителя здесь изменено. Он начинает движение снизу наверх, проходит через батареи и направляется по обратке в отопительный котел.

Системы с нижней разводкой могут включать в себя один или несколько контуров. Кроме того, возможно обустройство тупиковой разводки и схемы с попутным движением жидкого теплоносителя.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

На рисунке представлена отопительная система двухтрубного типа с нижней разводкой. Нижняя схема прокладки подающей магистрали выгодна тем, что не требует настолько же мощного утепления трубопровода, как при прокладке его в пределах неотапливаемого чердака. Потери тепла тоже существенно ниже

Главный недостаток конструкции – завоздушивание. Чтобы избавиться от него используются краны Маевского. Причем если система установлена в двух или более этажном доме, предполагается, что такой кран должен будет стоять на каждой батарее. Это, безусловно, не очень удобно, поэтому рекомендуется прокладка специальных воздушных линий, которые включаются в систему.

Такие воздухоотводчики собирают воздух из отопительной магистрали и направляют его в центральный стояк. Далее воздух попадает в расширительный бак, откуда и удаляется. Отопительные схемы с нижней разводкой и естественной циркуляцией используются достаточно редко, поскольку имеют ряд ограничений. Прежде всего это то, что большинство включенных в цепь батарей являются конечными.

По этой причине их приходится оснащать спускниками. Если же в системе присутствует расширительный бачок открытого типа, то спускать воздух придется придется практически ежедневно. Монтаж воздушных магистралей, закольцовывающих подающие трубы, позволяет нивелировать этот недостаток. Однако они существенно усложняют схему  и делают ее более громоздкой. Более того, «воздушка» прокладывается по верху комнаты.

Значимое преимущество нижней разводки, заключающееся в отсутствии проложенной на виду магистрали, при этом теряется. Количество используемых для монтажа труб в таком случае вполне сопоставимо с числом деталей, необходимых для верхней разводки. Поэтому для обустройства двухтрубной системы с нижней разводкой чаще всего используется вариант с принудительной циркуляцией.

Двухтрубное отопление в частном домеДвухтрубное отопление в частном доме

Внешне системы с нижней разводкой выглядят намного привлекательнее. Трубопроводы выполнены из труб небольшого диаметра, проходят под радиатором и почти незаметны

К значимым достоинствам такой системы можно отнести:

  • Компактное размещение участка управления всей системой. Чаще всего его устанавливают в подвале.
  • Снижение теплопотерь, которое дает прокладка труб по низу помещения.
  • Возможность подключения и эксплуатации отопительной системы до полного завершения строительных или же ремонтных работ. К примеру, первый этаж может отапливаться, а на втором будут проводиться необходимые работы.
  • Значительная экономия тепла благодаря возможности распределять его по отапливаемым помещениям.

К недостаткам нижней разводки относят большое количество труб и комплектующих, необходимых для монтажа и невысокое давление жидкости в подводящей магистрали. Кроме того, отрицательным моментом можно считать и необходимость монтажа на отопительные радиаторы, а также постоянное удаление воздушных пробок из системы.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Обзор и оценка достоинств и недостатков отопительных систем с естественной и с принудительной циркуляцией:

Видео #2. Подробный разбор схемы двухтрубного отопления для трехэтажного загородного дома:

Видео #3. Как самостоятельно обустроить двухтрубную систему отопления в загородном доме:

Отопительная система двухтрубного типа – это широко распространенный способ практичного и эффективного обогрева жилья. Существует множество модификаций такой схемы. Важно правильно выбрать оптимальный вариант для своего дома и произвести грамотный расчет всех параметров системы. Только тогда в доме гарантированно будет тепло и уютно.

Заинтересовала тема статьи, хотите разобраться в неясных момента? Возникли вопросы или есть желание поделиться ценным опытом? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, расположенном под текстом.

схема подключения и разводки в многоэтажных и частных домах

Название системы «двухтрубная» говорит само за себя. Для работы требуется две трубы: одна подаёт подогретый до требуемого градуса теплоноситель, а вторая – возвращает его к котлу для восполнения потерянной температуры.

Такое решение позволяет реализовать как схему с естественной циркуляцией, так и с принудительной, а для нагрева теплоносителя использовать котлы на любом топливе. Двухтрубная система отопления популярна и в индивидуальном, и в масштабном строительстве. 

подключение отоплениеподключение отоплениеПодключение радиатора к системе с двумя трубами Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Две трубы лучше, чем одна?

Основным отличием систем отопления друг от друга является то, как организовано движение теплоносителя. В случае с двумя трубами, требуется вдвое больше времени и материалов на прокладку трубопроводов. По сравнению с однотрубным вариантом это минус.

виды отоплениявиды отопленияДва варианта устройства отопления

Но если труба одна, то она должна иметь больший диаметр, и экономия получается не такой уж большой.

Зато при использовании системы с двумя трубами есть возможность обеспечить обогреваемым помещениям постоянную температуру.

При однотрубной схеме она неравномерна, а установить на радиаторы терморегулирующие головки невозможно.

Улучшить ситуацию здесь можно разве что путём установки байпаса с многоходовым краном, но это дополнительные денежные и трудовые затраты, которые съедают и без того призрачную выгоду.

Примечание: недостатком основанной на 2-х трубах системы, является необходимость полной остановки работы для осуществления ремонта.

Но и этот минус прекрасно нивелируется путём установки на входе и выходе каждой батареи шарового крана.

схема трубопроводасхема трубопроводаНа входе и выходе каждой батареи должен стоять вентиль

При наличии двух магистралей, горячая вода одной температуры поступает от котла сразу ко всем точкам потребления. При условии установки перед ними кранов, регулирующих интенсивность потока, она равномерно распределяется по всей трассе трубопровода.

В двухтрубной системе нет такого, что дом, расположенный далеко от котельной, или же квартира, максимально удалённая от первого этажа, обогреваются хуже.

разница температурыразница температурыРазница температур на подаче и обратке

Две трубы создают минимум сложностей для организации самотечного отопления, а при использовании циркуляционных насосов бывает достаточно оборудования минимальной мощности.

Есть ли различия в структуре

Двухтрубные системы могут быть исполнены в горизонтальном варианте, когда дом одноэтажный, и в вертикальном, когда этажей два и больше. Экономия тепла – их главное достоинство.

Устанавливаемые на приборах отопления термостаты автоматически отключают прибор из цепи, если датчик зафиксировал перегрев.

варианты трубопроводаварианты трубопроводаВарианты: схемы двухтрубной системы для отопления многоквартирного дома

При этом теплоноситель уходит в следующий прибор, и только когда помещения стабильно прогреты, оставшийся минимум поступает в нерегулируемые стояки. К ним обычно относятся коридоры между квартирами, холлы перед лифтами, лестничные площадки, где тоже установлены радиаторы.

Важно: термостат так же играет роль дросселя, не позволяя системе терять необходимое давление.

Чтобы это было возможно, дросселирующее отверстие в приборе имеет диаметр, сравнимый с булавочным. Из-за малого размера отверстие легко засоряется, поэтому важным этапом в двухтрубной системе является фильтрация теплоносителя.

Выбор термостатов тоже влияет на комфортную эксплуатацию контура. Важно обращать внимание на шумность при потере давления.

Принимайте во внимание и то количество настроек, которое фиксировано может обеспечить термостат – чем их больше, тем по радиаторам точнее распределяется теплоноситель.

Варианты разводки

Системы, монтируемые в вертикальном варианте, чаще проектируют с нижней разводкой, потому что разница в температурах на подаче и обратке провоцирует гравитационное давление, которое в зависимости от этажности дома может достигнуть 10 кПа.

Чем выше расположена квартира, тем больше в отопительных приборах давление.

Именно оно в такой системе используется для преодоления теплоносителем трассы уходящего вверх трубопровода. В итоге достигается наибольшая стабильность работы контура.

Однако когда спроектировать систему с нижней разводкой не представляется возможным, подающий трубопровод располагают сверху вниз. Вторую трубу (обратку) при этом разводят снизу, иначе в нижней части трубопровода из-за шлама постоянно будут возникать засоры.

схема отоплениясхема отопленияСистема с верхним расположением подающей трубы

Чтобы сбалансировать разницу давлений и обеспечить их перепад, в основании стояка предусматривают установку БК (балансировочного клапана).

Он похож на обычный вентиль, только предназначен не для перекрытия системы, а для регуляции. Хотя, бывают и модели, способные выполнять обе функции.

пример клапанапример клапанаКлапан для балансировки системы

В двухтрубной схеме регулятор гидравлически увязывает стояки, обеспечивая им постоянство эксплуатационных условий при том или ином режиме работы.

Однако ставят такой клапан не везде, а только в системах, разводка которых теряет до 20 кПа напора.

Если потери незначительны, то и особого эффекта от такого регулирования ждать не приходится. Потеря давления в 3-4 кПа практически не оказывает особого влияния на работу системы.

Чтобы получить такие небольшие потери и обходиться без дорогостоящей балансировки, часто проектируют посекционные системы тупикового типа.

Уменьшить пределы вертикальных разрегулировок давления проще всего за счёт уменьшения количества этажей. Речь идёт не о традиционных пяти- или девятиэтажках, а о высотных домах (проекты многоэтажных жилых домов смотрите по ссылке).

Чтобы упростить проектирование отопительной системы, специалисты рекомендуют ограничиться 20-ю этажами.

В высоких домах (например, 25 этажей) разница температур теплоносителя между первым и последним этажами составляет до 15 градусов. Поэтому при проектировании приходится учитывать ещё и дополнительные схемы подачи тепла наверх, что удорожает систему в целом.

Вернуться к оглавлению

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

Системы, в которых теплоноситель циркулирует по законам гравитации, по большей части ограничены частными домами (о схеме отопления частного дома с естественной циркуляцией рассказано в статье), отдельными малоэтажными зданиями, располагаемыми за пределами города — либо их проектируют там, где нет постоянного снабжения электроэнергией.

жилой домжилой домВ таких зданиях чаще предусмотрены системы с естественной циркуляцией

Главное достоинство такой системы состоит в том, что при условии централизованной подачи воды она не зависит от электричества (об электроснабжении многоквартирных жилых домов читайте в статье).

Есть и другие плюсы, но и недостатки тоже имеются:

ДостоинстваНедостатки
  1. Несложное устройство и максимальная простота в эксплуатации.
  2. Отсутствие вибрации и другого шума, так как теплоноситель движется с небольшой скоростью.
  3. Длительный срок (до 40 лет) службы без капремонта.
  1. Невысокое давление в сети ограничивает радиус циркуляции.
  2. Необходимость увеличения диаметра труб до 7% повышает себестоимость системы.
  3. Из-за большой теплоёмкости воды, циркулирующей с малым напором, система медленно включается в работу.
  4. По этой же причине в трубах, проходящих через неотапливаемое помещение, может замёрзнуть вода.

Учитывая, что в однотрубной системе происходит интенсивное ослабление напора, и движение теплоносителя замедляется, не прогревая до нужной температуры помещения невысокого здания, предусматривая естественную циркуляцию, лучше проектировать двухтрубную систему.

Обратите внимание: для многоэтажек с гравитационной циркуляцией тепла, больше подходит система однотрубная.

Вариант с подачей и обраткой (двухтрубный) применяется только когда предусмотрено принудительное движение теплоносителя, обеспечиваемое насосом.

узел распределенияузел распределенияИндивидуальный узел распределения тепла в многоэтажном доме с принудительной циркуляцией

Примечание: чтобы в двухтрубной системе с гравитационным движением теплоносителя создать нормальное давление, приходится увеличивать расстояние от теплообменника до нижних отопительных приборов. Как минимум оно должно составлять 3 м.

Рекомендуем прочесть: автономное отопление многоквартирных домов.

Особенности отопления высотных зданий

Высотными называют здания, имеющие свыше 25 этажей. Такая этажность вызывает определённые трудности как в подаче воды наверх, так и в обустройстве системы отопления.

Чтобы это вообще было возможно, такие здания зонируют на секции определённой высоты, между которыми располагаются технические этажи, как показано на фото.

схема зданиясхема зданияСтрелками показаны места нахождения технических этажей

Такое количество технических этажей требуется для того, чтобы располагать оборудование, обеспечивающее работу инженерных коммуникаций – в том числе и отопления.

В высотных зданиях зона обслуживания не может превышать определённую высоту.

Параметры технических этажей определяются, исходя из значения гидростатического давления теплоносителя в отопительных приборах нижнего уровня. Их высота должна соответствовать габаритам размещаемого в них оборудования: воздуховодов, котлов, насосов, теплообменников.

Если гидростатическое давление в отопительных приборах варьируется в пределах 0,6-1,0 Мпа, высота зон обслуживания обычно не превышает 55 метров (17-18 этажей).

В каждой из них обустроена своя система отопления, подключаемая к наружному теплопроводу, но изолированная от других систем, есть свой теплообменник, расширительный бак, подпиточный и циркуляционный насос.

В высотных зданиях обычно оборудуются индивидуальные отопительные пункты (ИТП), которые располагают в подвальных этажах, где находится основное насосное оборудование и теплообменники. Почти всегда они рассчитаны на максимальное давление в 1,6 Мпа, при котором гидравлически изолированная система имеет предел 160 метров.

разводка трубразводка трубОборудование технического этажа

В здании с такой высотой устраивают или две зоны по 80 м, или три по 55-50 м – каждую со своим контуром. Причём, водо-водяное отопление может быть только в двух первых зонах — в третьей и выше (если этажей больше) проектируется пароводяное или комбинированное.

На заметку: пар вместо воды используется потому, что он не даёт большого гидростатического давления.

Его подают на технический этаж, предшествующий верхней зоне, на котором оборудован свой ИТП с полным набором оборудования – в том числе, и регулирующего. В зданиях, высота которых превышает 250 м, могут прибегать к устройству электро-водяного отопления.

Системы отопления высотных зданий нередко разделяются по фасадам (сторонам горизонта), и в каждом отделе имеется своя автоматизированная система, регулирующая температуру теплоносителя.

Вернуться к оглавлению

Опрессовка системы

Нельзя ввести систему отопления в эксплуатацию, не произведя её опрессовку – проверку на прочность трубопроводов и узлов их присоединения к оборудованию, производимую гидравлическим или пневматическим способом.

проверка системыпроверка системыПодготовка системы к опрессовке

Кроме испытаний, которые проводятся перед сдачей здания в эксплуатацию, опрессовка осуществляется:

  1. Перед наступлением каждого отопительного сезона. Цель – выявить ослабленные или разгерметизированные участки, продавить трубы с целью освобождения от шлама, снижающего проходимость.
  2. После ремонта, в процессе которого менялись участки трубопровода, арматура, прокладки.
  3. Послемонтажную опрессовку проводят дважды: сначала выявляют наличие негерметичных соединений, а второй раз — чтобы убедиться в работоспособности системы.

Такое обслуживание помогает постоянно поддерживать контур в рабочем состоянии, что обеспечивает обогрев здания зимой.

Последовательность

Действия по испытанию греющих трубопроводов производятся только вне отопительного сезона, при полном удалении из системы теплоносителя. Так как при опрессовке задействуются повышенные нагрузки, приходится следить за давлением по приборам.

Порядок действий может варьироваться в зависимости от состояния отопительных контуров.

прибор для опрессовкиприбор для опрессовкиОборудование для опрессовки

Принимается во внимание:

  • материал труб и толщина стенок;
  • характеристики арматуры;
  • количество этажей, обслуживаемых системой;
  • вариант разводки подающего трубопровода.

Процесс состоит из нескольких этапов:

  1. Подготовки.
  2. Воздействия на контур водой или сжатым воздухом под давлением, вполовину превышающим РД (рабочее давление).
  3. Занесения данных в учётный журнал и составления акта.
  4. Предпусковой промывки.

При выявлении проблем производятся ремонтные работы, после чего контур должен подвергнуться испытанию ещё раз.

После окончания проверки давление не снижают ещё 30 минут, в течение которых становится понятно, есть ли утечки.

Видео: опрессовка системы отопления

Вернуться к оглавлению

Заключение

Проверка работоспособности систем отопления в многоквартирных домах осуществляется организацией, оказывающей населению подобные услуги либо работники ЖКУ. В зданиях производственного или административного назначения этим занимаются внутренние технические службы, работники которых должны иметь соответствующую аттестацию и специальное оборудование.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой

Существует несколько способов водяного отопления помещения. Есть двухтрубная, однотрубная схема размещения и два типа подведения труб: нижнее и верхнее. Рассмотрим конструкцию с двумя трубами и разводкой внизу.

Характеристика

Наиболее распространенной является именно двухтрубная организация отопления, несмотря на некоторые достоинства однотрубных конструкций. Какой бы сложной ни была такая магистраль с двумя трубами (отдельно для подачи воды и ее возврата) большинство предпочитает именно ее.

Система с двухтрубным отоплением

Такие системы стоят в многоэтажных и многоквартирных домах.

Устройство

Элементы двухмагистрального отопления с нижней врезкой труб следующие:

Устройство системы

  • котел и насос;
  • автовоздушник, термостатические и предохранительные клапаны, вентили;
  • батареи и расширительный бак;
  • фильтры, регулирующие устройства, датчики температуры и давления;
  • можно применять байпасы, но необязательно.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемая двухтрубная схема соединения при использовании обнаруживает много плюсов. Во-первых, равномерность распространения тепла по всей магистрали и индивидуальная подача теплоносителя в радиаторы.

Двухтрубная система отопления

Поэтому есть возможность регулировать отопительные приборы по отдельности: включать/выключать (нужно только перекрыть стояк), изменять напор.

В разных комнатах можно устанавливать разную температуру.

Во-вторых, такие системы не требуют отключения или слива всего теплоносителя при поломке одного отопительного прибора. В-третьих, систему можно устанавливать после возведения нижнего этажа и не ждать, пока будет готов весь дом. Кроме того, трубопровод имеет меньший диаметр, чем в системе с одной трубой.

Двухтрубная система

Есть и некоторые недостатки:

  • требуется больше материалов, чем для однотрубной магистрали;
  • небольшое давление в подающем стояке создает необходимость часто спускать воздух, подключив дополнительные клапаны.

Сравнение с другими типами

В нижней врезке подающая магистраль прокладывается снизу, рядом с обраткой, потому теплоноситель направляется снизу вверх по стоякам подачи. Оба вида разводок могут быть сконструированы с одним или несколькими контурами, тупиковым и попутным течением воды в подающей трубе и обратке.

Сравнение систем отопления

Системы естественной циркуляции с подводкой внизу применяются очень редко, так как они требуют большое количество стояков, а смысл такой врезки труб – свести их количество к минимуму. С учетом этого такие конструкции чаще всего имеют принудительную циркуляцию.

Крыша и этажи — значение

В верхнем подведении подающая магистраль – выше уровня радиатора. Ее монтируют на чердаке, в потолочном перекрытии. Нагретая вода поступает наверх, затем – через стояки подачи равномерно растекается по батареям. Радиаторы должны находиться выше обратки. Чтобы исключить скопление воздуха, монтируют компенсирующий бак в самой топовой точке (на чердаке). Потому она не подходит для домов с плоской крышей без чердака.

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой

Разводка снизу имеет две трубы – подающую и отводящую, – батареи отопления должны быть выше их. Она очень удобна для удаления воздушных пробок кранами Маевского. Подающая магистраль находится в подвале, в цоколе, под полом. Подающий трубопровод должен находиться выше, чем обратка. Дополнительный уклон магистрали в сторону котла сводит к минимуму воздушные пробки.

Обе разводки наиболее эффективны при вертикальной конфигурации, когда батареи смонтированы на различных этажах или уровнях.

Принцип работы

Главной характеристикой двухтрубной системы является наличие индивидуальной магистрали подачи воды в каждый радиатор. В этой схеме каждая из батарей снабжена двумя отдельными трубами: подводящей воду и отводящей. К батареям теплоноситель течет снизу вверх. Остывшая вода возвращается по обратным стоякам в обратную магистраль, а по ней в котел.

Двухтрубная система отопления

В многоэтажном помещении уместно ставить именно двухтрубную конструкцию с вертикальным расположением магистрали и нижней разводкой. В этом случае разница температур между теплоносителем в подающей трубе и обратке создает сильное давление, увеличивающееся по мере повышения этажа. Давление помогает воде продвигаться по трубопроводу.

В рассматриваемом нижнем соединении труб котел должен находиться в углублении, так как батареи и отопительные приборы должны быть выше для обеспечения равномерной доставки воды к ним.

Система отопления частного дома

Воздух, который накапливается, удаляется кранами Маевского или спускниками, они монтируются на всех отопительных приборах. Применяют также автоматические сбросники, которые фиксируются на стояках или специальных воздухоотводных линиях.

Виды

Двухтрубная система отопления может быть следующих типов:

  • горизонтальная и вертикальная;
  • прямоточная — теплоноситель течет в одном направлении по обеим трубам;
  • тупиковая — горячая и остывшая вода движется в разных направлениях;
  • с циркуляцией принудительной или естественной: для первой нужен насос, для второй – уклон труб в сторону котла.

Примеры схем

Горизонтальная схема может быть с тупиками, с попутным движением воды, с коллектором. Она подходит для одноэтажных зданий со значительной протяженностью, когда батареи целесообразно подсоединять к горизонтально расположенной магистральной трубе. Удобна такая система также для зданий без простенков, в панельно-каркасных домах, где стояки удобно размещать на лестничной клетке или коридоре.

По мнению специалистов, самой эффективной стала вертикальная схема с принудительным током воды. Для нее нужен насос, который располагают на обратке перед котлом. На ней же монтируют и расширительный бак. За счет насоса трубы могут быть меньше, чем в конструкции с естественным движением: вода с его помощью гарантировано будет двигаться по всей линии.

Вертикальная система отопления

Все отопительные приборы подсоединяются к вертикально расположенному стояку. Это оптимальный вариант для многоэтажек. Каждый этаж соединяется с трубой стояка отдельно. Преимуществом является отсутствие воздушных пробок.

Монтаж

Условно можно выделить несколько этапов работ. Сначала определяется тип отопления. Если к дому подведен газ, то самым идеальным вариантом будет установка двух котлов: один – газовый, второй – запасной, твердотопливный или на электричестве.

Монтаж системы

Далее следует согласовать установку системы отопления в проектной документации и приступить к покупке необходимых материалов, устройств, подготовке инструментов.

Этапы

Вкратце монтаж состоит из таких пунктов:

Двухтрубная система отопления

  • от котла выводится вверх труба подачи и соединяется с компенсаторным бачком;
  • из бачка выводят трубу верхней магистрали, которая идет ко всем радиаторам;
  • устанавливается байпас (если он предусмотрен) и насос;
  • проводится обратная линия параллельно подающей, ее же соединяют с радиаторами и врезают в котел.

Котел

Для двухтрубной системы первым устанавливается котел, для чего создается мини-котельная. В большинстве случаев это подвал (в идеале — отдельное помещение). Основное требование – хорошая вентиляция. Котел должен иметь свободный доступ и располагаться на некотором отдалении от стен.

Котел

Пол и стены вокруг него облицовываются огнеупорным материалом, а дымоход выводится на улицу. При необходимости устанавливается насос для циркуляции, коллектор для распределения, регулирующие, измерительные приборы около котла.

Радиаторы

Их монтируют в последнюю очередь. Они располагаются под окнами и фиксируются кронштейнами. Рекомендуемая высота от пола – 10–12 см, от стен – 2-5 см, от подоконников – 10 см. Впуск и выпуск батареи фиксируется запорными и регулирующими устройствами.

Радиаторы

Желательно установить термодатчики — с их помощью можно отслеживать показатели температуры и регулировать их.

Если котел отопления газовый, то необходимо наличие соответствующей документации и присутствие представителя газового хозяйства при первом запуске.

Советы

Расширительный бак располагается на уровне или выше самой пиковой точки магистрали. Если есть автономная водоподача, то его можно интегрировать с расходным бачком. Уклон подающей и обратной труб должен быть не больше 10 см на 20 и более погонных метров.

Если трубопровод оказался у входной двери – уместно разделить его на два колена. Тогда разводка создается от места верхней точки системы. Нижняя магистраль двухтрубной конструкции должна находиться симметрично и параллельно верхней.

Все технологические узлы нужно оснастить кранами, а подающую трубу желательно утеплить. Распределительный бак также желательно разместить в утепленном помещении. При этом не должно быть прямых углов, резких переломов, которые создадут впоследствии сопротивление и воздушные пробки. Наконец, нельзя забывать про опоры для труб — они должны быть из стали и врезаться на каждые 1,2 метра.

варианты схем, монтаж своими руками, двухтрубное отопление в частном доме,схема двухтрубного отопления.

Эффективность и надежность — требования, которым должна соответствовать двухтрубная система отопления загородного дома. Достигается это не только за счет качества всех ее элементов, но и правильного выбора конструкции. Современные материалы и оборудование позволяют монтировать самые передовые системы, но по-прежнему большинство владельцев предпочитает классическое отопление, чаще всего двухтрубное.

двухтрубная система отопления частного дома

Принцип работы двухтрубной системы

Содержание статьи

Принцип работы двухтрубной системы отопления частного дома наглядно показан на схеме.

Основные этапы:

  1. Теплоноситель (чаще всего это вода) нагревается в котле и поступает одновременно на все радиаторы отопления. Для этого служит подающая труба, мастера ее называют «подача», на рисунке она обозначена красным цветом.
  2. Проходя через батареи вода отдает им часть своего тепла и возвращается в котел по отводящей трубе, или в разговорном варианте «обратке», на схеме она синяя. При этом часть воды, при нагревании увеличившись в объеме, попадает в расширительный бак.

Следует отметить, что теплоноситель поступает на вход каждого нагревательного элемента с одинаковой температурой, или почти одинаковой, если учесть минимальные потери на самой подающей трубе. Таким образом, независимо от длины разводки, каждая батарея будет «запитана» непосредственно от самого котла, а не от предыдущего радиатора. Это ключевое преимущество системы отопления в две трубы перед однотрубной, но не единственное.

своими руками

Плюсы двухтрубного отопления

Владельцев частных домов система привлекает следующими достоинствами:

  1. Способность системы отопления работать без насоса. Связанно это с тем, что в двухтрубной системе не происходит падение давления и для эффективной работы достаточно естественной конвекции.
  2. Регулировка температуры каждого радиатора проводится с помощью кранов, термостатов. Это позволяет более оптимально распределить теплоноситель по батареям, что не только повышает эффективность, но и позволяет сэкономить на топливе.
  3. Возможность проведения ремонта без остановки всей системы. При повреждении одного из радиаторов, его можно отремонтировать или заменить, перекрыв соответствующие вентили.
  4. Разнообразие вариантов двухтрубной системы. Это позволяет использовать ее в домах различной этажности, независимо от площади и количества помещений.

Недостатки

Основных всего два:

  1. Стоимость. По сравнению с однотрубной, цена значительно выше из-за большего количества материала.
  2. Сложность и трудоемкость монтажа. Имеется ввиду не только монтаж труб, но и строительные работы: сверление отверстий, штробление стен и прочее.

Впрочем, эти недостатки можно частично компенсировать грамотным выбором варианта разводки.

двухтрубная система отопления частного дома

Цены на компоненты для двухтрубной системы отопления

двухтрубная система отопления

Типы разводки

Качественный монтаж системы отопления обеспечивает не только ее последующую эффективность. В процессе строительства требуется решить вопрос эстетичного размещения труб и батарей в комнате, их соответствие интерьеру.

Не последнее значение имеет стоимость. Здесь решающая роль отводится горизонтальному размещению труб в комнате. Возможны два варианта: с верхней или нижней подачей.

Верхняя

Эту схему можно назвать классической, и появилась она вместе с водяным отоплением. В то время еще не было циркуляционных насосов, во всяком случае бытовых. Суть разводки заключается в распределении воды из «подачи», расположенной гораздо выше радиаторов. При этом обратная труба расположена ниже батарей.

Такая разводка предполагает движение воды сверху вниз, что характерно для естественной конвекции. При этом полностью исключено размещение»подачи» ниже батареи. Более того, для большей эффективности она должна располагаться как можно выше, обычно под потолком.

Такая конструкция не всегда «вписывается» в дизайн помещения. Обилие труб визуально загружает комнату, иногда осложняет расстановку предметов мебели. Кроме того, система не будет работать без наклона «подачи» и «обратки». Это создает ощущение кривизны стен и потолка.

Вот почему верхняя разводка считается устаревшей и монтируется когда, по какой либо причине, не хочется или нет возможности использовать насос.

своими руками

Нижняя

Даже одного взгляда на фото достаточно, чтобы понять, насколько предпочтительнее во всех отношениях выглядит отопление с нижним расположением подающей трубы. В этом случае обязательно нужно предусмотреть вентили в верхней части радиатора, так как при заполнении системы водой в нем возникнет воздушный пузырь.

Трубы расположены ниже радиатора, не загромождают пространство, не привлекают внимание. При желании их даже можно спрятать в стены или пол. На эффективности отопления это никак не скажется.

Естественно, что нижняя разводка двухтрубного отопления предполагает использование циркуляционного насоса. Значит, возникает вопрос монтажа электропроводки и резервного питания, но вряд ли это можно считать серьезным недостатком.

система отопления в две трубы

Виды двухтрубных отопительных систем

На практике бывает довольно сложно выбрать отопительную систему для жилого дома. Здесь нельзя допустить ошибки, потом переделать что-либо будет очень трудно. Прежде чем проектировать отопление, нужно сначала выбрать его вид.

С естественной циркуляцией

Конструкция такого типа иногда применяется для обогрева частных домов. В двухтрубном варианте функционирование системы возможно только с верхней подачей. Отсюда вытекают всевозможные недостатки и неудобства. Такую отопительную систему нельзя назвать подходящей для домов с большой горизонтальной проекцией. Чаще всего это одноэтажные здания с большим количеством последовательно расположенных комнат.

Причин тому две:

  1. Для отопления с естественной циркуляцией необходимо соблюдать уклон подающей и обратной труб, что очень трудно сделать на большом расстоянии.
  2. Малое давление в системе не позволяет разносить котел в самый дальний радиатор более, чем на 30 м. Это максимально возможная цифра, на практике нужно рассчитывать на 25 м.

Система с естественной циркуляцией вполне подходит для домов с компактным расположением комнат, в том числе и двухэтажных.

своими руками

Плюсы и минусы

Система естественной циркуляции имеет несколько несомненных преимуществ:

  1. Долговечность. Отсутствие электрического насоса и низкое давление обеспечивают длительную, безотказную работу данной системы. По оценкам экспертов срок ее службы— до 50 лет.
  2. Энергонезависимость. Система сохраняет работоспособность даже при отсутствии электричества.
  3. Возможность установить насос в случае неэффективной работы, превратив в систему с принудительной циркуляцией.

Недостатков у пассивного отопления больше, и они значительные.

Основные минусы системы:

  1. Низкое давление, создаваемое котлом, вынуждает использовать трубы достаточно большого диаметра, что не выгодно ни с эстетической, ни с экономической точки зрения.
  2. Ограничения по расстоянию.
  3. Медленный, постепенный прогрев.
  4. Необходимость выдерживать уклон «подачи» и «обратки».
  5. Практически невозможно скрыть трубы в стенах.

Система с принудительной циркуляцией

Такое отопление является наиболее инновационным и эффективным. Движение теплоносителя по трубам происходит под воздействием давления, создаваемого электрическим насосом.

Преимущества системы:

  1. Высокая эффективность работы.
  2. Не портит общий интерьер комнаты.
  3. Обеспечивает быстрый и равномерный прогрев всех радиаторов.
  4. Постоянное давление в системе позволяет использовать современные механические устройства терморегулирования.
  5. Этажность отапливаемого здания определяется только производительностью насоса.
  6. Предоставляет более широкие возможности с точки зрения горизонтальной разводки.

Последний пункт наиболее важен при проектировании отопления. Имеется ввиду способ прокладки труб к радиаторам. Выбор оптимального варианта поможет не только более эффективно обогревать комнаты, но и существенно сэкономить.

своими руками

Тупиковые ветви

Типичный способ реализации данной разводки представлен на рисунке. В данном случае здесь показаны две тупиковые ветки, в которых объединено по 6 радиаторов. На практике их количество может быть любым. Такую разводку еще называют со встречными потоками. Объясняется это тем, что в каждой ветке потоки в «подаче» и «обратке» движутся в разных направлениях.

Тупиковую разводку можно считать наиболее распространенной. Ее популярность связана, в основном, с простотой монтажа.

Основные недостатки:

  1. При монтаже используются трубы разного диаметра. Подающая и обратная труба сужаются по мере приближения к последнему радиатору ветви.
  2. Система может потребовать тщательной балансировки. Иногда один обогреватель может зашунтировать все остальные, то есть, вся ветвь замкнется только через него. Добиться равновесия можно регулировкой потоков с помощью вентилей.
  3. Трудно отрегулировать оптимальную температуру в каждой комнате.

система отопления в две трубы

Разводка с попутным движением теплоносителя

В данном случае все радиаторы соединены по кольцу. Это стало возможно благодаря тому, что отводная труба появляется только после того, как теплоноситель проходит первый радиатор. «Подача» заканчивается в последнем радиаторе. В результате, как и положено, к котлу подходят две трубы, а система образует замкнутый контур. Специалисты называют его петлей, или кольцом Тихельмана.

Достоинства разводки:

  • используются трубы одного диаметра;
  • простая балансировка системы;
  • возможность использования термостатических приборов.

Правда, последний пункт справедлив только при периметре на более 35 м.

своими руками

Лучевая схема

Еще ее называют коллекторной, так как «питание» обогревателей осуществляется из одной области. Вся разводка разделена на несколько тупиковых ветвей, по одной батарее в каждой. Как результат — точная регулировка из одного места и возможность использования труб минимального диаметра. К сожалению, данная система пока не получила достаточного распространения.

Явные достоинства сводятся на нет двумя недостатками:

  1. Высокая стоимость. Требуется большое количество труб и строительные затраты.
  2. Сложность монтажа.

Вообще, достаточно редко можно встретить дом, в котором в чистом виде используется та или иная разводка. Чаще всего при проектировании отопления стараются создать комбинацию из нескольких схем в угоду эффективности и экономии.

двухтрубная система отопления частного дома

Видео описывает разные типы устройства двухтрубной системы отопления.

Технология сборки двухтрубного отопления

Прошли те времена, когда для того, чтобы «сварить» отопление, требовалось громоздкое оборудование, а главное — большой опыт его использования. Сегодня любой желающий может относительно недорого приобрести необходимый комплект инструментов и смонтировать систему своими руками. Конечно, потребуются некоторые навыки, но главное — желание.

При производстве работ последовательность действий должна быть следующая:

  1. Установка котла, именно от него нужно начинать все последующие манипуляции. Местом установки лучше выбрать отдельное помещение, которое должно соответствовать требованиям, предъявляемым к монтажу газового оборудования. Если отопление предполагает естественную циркуляцию, то котел необходимо поставить как можно ниже.
  2. Монтируется расширительный бак. В противовес котлу, для него выбирается самая высокая точка. При этом лучше установить его в отапливаемом помещении. При размещении на чердаках и холодных мансардах нужно позаботиться об утеплении. Желательно продумать, хотя бы примитивную, сигнализацию об уровне воды.
  3. Рядом с котлом, на отводной трубе, монтируется насос. Важно соблюдать направление стрелки. Она должна смотреть на отопительный прибор.
  4. Устанавливаются радиаторы с установленными вентилями для сброса воздуха.
  5. По заранее продуманной схеме монтируется трубопровод. При естественной циркуляции не нужно забывать про обязательный уклон.
  6. К трубопроводу присоединяются радиаторы.
  7. Подключение к водопроводу и канализации. Это нужно для заполнения системы и аварийного сброса из нее воды.
  8. Теперь можно проверить систему на отсутствие протечек.

Следует помнить, что все работы по подключению и первоначальному запуску котла в эксплуатацию должны производить специалисты газовой службы. stove ru порядовки вы можете узнать по ссылке.

Видео

Посмотрите видео, в котором показана пошаговая инструкция монтажа двухтрубной системы отопления своими руками.

Двухтрубная система отопления: схемы, типы и особенности

Система водяного отопления может быть однотрубной и двухтрубной. Двухтрубная называется так, потому что для работы необходимо две трубы – по одной от котла подается горячий теплоноситель в радиаторы, по другой от элементов отопления отводится остывший и подается снова в котел. С такой системой могут работать котлы любого типа на любом топливе. Могут быть реализованы как принудительная, так и естественная циркуляция. Устанавливаются двухтрубные системы и в одноэтажных, и в двух- или много этажных зданиях.

Достоинства и недостатки

Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х  трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.

Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему.

Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.

Классификация 2 трубных систем

Отопительные системы любого типа делятся на открытые и закрытые. В закрытых устанавливается расширительный бачок мембранного типа, который дает возможность функционировать системе при повышенном давлении. Такая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40оС) и называются еще антифризами. Для нормальной работы оборудования в системах отопления должны использоваться специальные составы, разработанные для этих целей, а не общего назначения, и тем более, не автомобильные. То же относится и к используемым присадкам и добавкам: только специализированные. Особенно жестко стоит придерживаться этого правила при использовании дорогостоящих современных котлов с автоматическим управлением – ремонт при неполадках не будет гарантийным, даже если поломка и не связана напрямую с теплоносителем.

Место установки расширительного бака зависит от его типа

Место установки расширительного бака зависит от его типа

В открытой системе в верхней точке встраивается расширительный бачок открытого типа. К нему обычно подсоединяют патрубок для отвода воздуха из системы, а также организовывают трубопровод для слива излишка воды в системе. Иногда из расширительного бака могут забирать теплую воду для хозяйственных нужд, но в этом случае нужно подпитку системы сделать автоматической, а также не использовать добавок и присадок.

С точки зрения безопасности более перспективны закрытые системы и большая часть современных котлов разрабатывается под них. Подробнее о закрытых системах отопления читайте тут.

Вертикальная и горизонтальная двухтрубная система

Есть два типа организации двухтрубной системы – вертикальная и горизонтальная. Вертикальная применяется чаще всего в многоэтажных домах. Она требует большего количества труб, зато легко реализуется возможность подключения радиаторов на каждом этаже. Главное достоинство такой системы – автоматический вывод воздуха (он стремится вверх и там выходит или через расширительный бачек или через спускной вентиль).

Двухтрубная вертикальная разводка системы отопления многоэтажного дома

Двухтрубная вертикальная разводка системы отопления многоэтажного дома

Горизонтальная двухтрубная система применяется чаще в одноэтажных или, максимум, в двухэтажных домах. Для стравливания воздуха из системы на радиаторах устанавливают краны «Маевского».

Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного частного дома

Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного частного дома (кликните по картинке чтобы увеличить масштаб)

Верхняя и нижняя разводка

По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом. Но такая система становится все менее популярной из-за эстетических соображений. Хотя, если спрятать трубы вверху под подвесной или натяжной потолок, то на виду останутся только трубы к приборам, а их, собственно, можно замонолитить в стену. Верхняя и нижняя разводка применяются и в вертикальных двухтрубных системах. Разница продемонстрирована на рисунке.

Двухтрубная система с верхней и нижней подводкой теплоносителя

Двухтрубная система с верхней и нижней подводкой теплоносителя

При нижней разводке труба подачи идет понизу, но выше, чем обратка. Тубу подачи располагать можно в подвальном или полуподвальной помещении (обратка еще ниже), между черновым и чистовым полом и т.д.  Подводить/отводить теплоноситель к радиаторам можно, пропустив трубы через отверстия в полу. При таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным. Но тут нужно подбирать расположение котла: в системах с принудительной циркуляцией его положение относительно радиаторов неважно – насос «продавит», а вот в системах с естественной циркуляцией радиаторы должны находиться выше уровня котла, для чего котел заглубляют.

Двухтрубная система разная схема подключения радиаторов

Двухтрубная система разная схема подключения радиаторов

Двухтрубная система отопления двухэтажного частного дома проиллюстрирована в видео. Она имеет два крыла, температура в каждом из которых регулируется вентилями, нижний тип разводки.  Система с принудительной циркуляцией, потому котел висит на стене.

Тупиковая и попутная двухтрубные системы

Тупиковой называется такая система, в которой движение подачи теплоносителя и обратки разнонаправленные. Есть система с попутным движением. Она называется еще петлей/схемой «Тихельмана». Последний вариант проще балансируется и настраивается, особенно при протяженных сетях. Если в системе с попутным движением теплоносителя установлены радиаторы с одинаковым количеством секций, она является автоматически сбалансированной, в то время как при тупиковой схеме понадобится на каждом радиаторе установка термостатического клапана или игольчатого вентиля.

Две схемы движения теплоносителя в двухтрубных системах: попутная и тупиковая

Две схемы движения теплоносителя в двухтрубных системах: попутная и тупиковая

Даже если с схеме «Тихельмана»  установлены разные по количеству секций радиаторы и клапаны/вентиля ставить все равно надо, то шанс сбалансировать такую схему гораздо выше, чем тупиковую, особенно, если она достаточно протяженная.

Для балансировки двухтрубной системы с разнонаправленным движением теплоносителя, вентиль на первом радиаторе требуется прикрутить очень сильно. И может возникнуть ситуация, при которой его потребуется закрыть настолько, что теплоноситель туда и поступать не будет. Получается тогда вам нужно выбирать: не будет греть первая батарея в сети, или последняя, потому как выровнять теплоотдачу в таком случае не удастся.

Системы отопления на два крыла

И все-таки чаще используют систему с тупиковой схемой. А все потому, что длиннее магистраль обратки и собирать ее сложнее. Если отопительный контур у вас не очень большой, вполне можно отрегулировать теплоотдачу на каждом радиаторе и при тупиковом подключении. Если же контур получается большой, а петлю «Тихельмана» делать не хочется, можно разделить один большой отопительный контур на два крыла меньшего размера. Есть условие — для этого должна иметься техническая возможность такого построения сети. При этом в каждом контуре после разделения нужно ставить вентили, которыми будет регулироваться интенсивность потока теплоносителя в каждом из контуров. Без таких вентилей сбалансировать систему или очень сложно, или невозможно.

Разные типы циркуляции теплоносителя продемонстрированы в видео, также в нем даны полезные советы по монтажу и подбору оборудования для систем отопления.

Подключение радиаторов отопления при двухтрубной системе

В двухтрубной системе реализуется любой из способов подключения радиаторов: диагональное (перекрестное), одностороннее и нижнее. Самый лучший вариант — диагональное подключение. В этом случае теплоотдача от отопительного прибора может быть в районе 95-98% от номинальной тепловой мощности прибора.

Схемы подключения радиаторов к двухтрубной системе

Схемы подключения радиаторов к двухтрубной системе

Несмотря на разные значения потерь тепла при каждом из типов подключения, все они используются, просто в разных ситуациях. Нижнее подключение, хотя и самое непроизводительное, чаще встречается, если трубы проложены под полом. В этом случае оно реализуется проще всего. Можно при скрытой прокладке подключать радиаторы и по другим схемам, но тогда или на виду остаются большие участки труб, или прятать их нужно будет в стену.

Боковое подключение практикуют в случае необходимости при числе секций не более 15. В таком случае потерь тепла почти нет, а вот при количестве секций радиатора больше 15 требуется уже диагональное подключение, иначе циркуляция и теплоотдача будет недостаточны.

Возможно, вам будет интересно прочитать статьи «Как выбрать диаметр труб для отопления» и «Как рассчитать количество секций радиаторов для дома и квартиры».

Итоги

Несмотря на то, что на организацию двухтрубных схем используется больше материалов, они становятся более популярными из-за более надежной схемы. Кроме того такую систему легче компенсировать.

Двухтрубная Система Отопления Схема Подключения

Котел отопления; 2. Это позволяет им разогреваться максимально равномерно.

Разводка с принудительной циркуляцией теплоносителя В описанную выше схему включается циркуляционный насос, двигающий теплоноситель по замкнутому отопительному контуру.

Но при этом забывают о падении температуры воды, в результате чего надо наращивать мощность радиаторов, то есть, добавлять секции. Особенности устройства двухтрубной системы отопления Возможен монтаж двухтрубной системы отопления, причем не только с естественной циркуляцией жидкого носителя тепла, но и с принудительным передвижением с использованием специального насоса.
Двухтрубная система отопления, разные схемы (схема Тихельмана)

Также в зданиях прокладываются смешанные системы, которые включают в себя как вертикальные, так и горизонтальные участки. А если какой-либо участок трубы попадет в резонанс, звук только усилится.

Он может быть установлен в любой удобной точке. В чем особенность двухтрубного отопления?

Двухтрубная отопительная система обеспечивает вполне приемлемые условия для нахождения в помещении. Он начинает движение снизу наверх, проходит через батареи и направляется по обратке в отопительный котел.

Недостатком таких схем считается относительно невысокий перепад давлений. Далее воздух попадает в расширительный бак, откуда и удаляется.

В этом варианте к каждому радиатору подключается две трубы: Первая — подающая, по которой теплоноситель попадает в батарею.

ЛЕНИНГРАДКА! Самая надежная система отопления

Разновидности двухконтурной разводки теплоносителя

Нужно учитывать еще и определенное сопротивление, которое оказывают радиаторы и трубы движению теплоносителя. Здесь присутствует насос, двигающий жидкость по контуру Еще одно достоинство конструкции с принудительной циркуляцией — возможность достаточно безболезненно вносить необходимые изменения в ее схему и компоновку. Однозначного ответа на вопрос, что лучше будет: однотрубная или двухтрубная система отопления, нет.

Петля Тихельмана и тупиковая схема Двухконтурная система с нижней разводкой может иметь один, два или больше контуров, а также реализовываться при помощи организации попутного или тупикового контуров.

А вот двухтрубная система отопления двухэтажного дома схема с комбинированной разводкой используется достаточно часто. Только вот вместе с уходом воздуха наблюдается испарение теплоносителя, поэтому его уровень нужно постоянно контролировать.

Нижняя разводка предполагает монтаж трубопровода чуть ниже подоконника. Его делают в направлении удаления от нагревательного котла.

Для нее нужен насос, который располагают на обратке перед котлом.

Двухтрубная система с естественной циркуляцией способна к саморегуляции: чем ниже опускается температура в отапливаемом помещении, тем выше становится скорость движения теплоносителя Чем ниже температура окружающей среды, тем выше скорость циркуляции теплоносителя. Такой вариант особенно хорош для зданий с несколькими этажами, поскольку дает возможность подключать к отопительному стояку каждый этаж по отдельности.

Горизонтальная схема разводки используется для одно-, двухэтажных зданий и частных домов. Лучевая схема разводки эффективна в одноэтажном здании.
Как подключить радиатор отопления своими руками. Двухтрубная система отопления.

Особенности двухтрубной схемы подключения

Затем переходим к следующему помещению, рассчитываем расход теплоносителя для него, суммируем с расходом для рассчитанного помещения и определяем диаметр трубы.

К примеру, однотрубная конструкция монтируется на втором этаже в виде водяного теплого пола, а двухтрубная устанавливается на первом.

Системы естественной циркуляции с подводкой внизу применяются очень редко, так как они требуют большое количество стояков, а смысл такой врезки труб — свести их количество к минимуму.

С естественной циркуляцией Схема с естественной циркуляцией Теплоноситель нагревается в котле, расширяется и становится легче, поднимается в самую верхнюю точку. Комфорт в доме и приемлемый микроклимат можно задать как с однотрубной, так и с двухтрубной разводкой, но в первом случае придется постоянно контролировать процесс самостоятельно, но с двухтрубной существует больше возможностей автоматизировать процесс. Полипропилен Полипропиленовые трубопроводы монтируются с помощью специального приспособления для пайки. При поломке одного или даже нескольких радиаторов система может продолжать свою работу.

Выбор определенного варианта зависит от потребителя, его пожеланий и финансового положения. Возможность подключения и эксплуатации отопительной системы до полного завершения строительных или же ремонтных работ. Таким образом, каждый радиатор оснащен индивидуальной регулируемой подачей теплоносителя, что дает возможность организовать отопление максимально эффективно.

Преимущества и недостатки однотрубной и двухтрубной систем отопления

Котел отопления; 2. Кроме того, подключение труб для воздушных линий — это размещение стояков от пола до потолка в каждой комнате, что нивелирует все преимущества нижнего подключения. Но при этом забывают о падении температуры воды, в результате чего надо наращивать мощность радиаторов, то есть, добавлять секции.

Далее следует согласовать установку системы отопления в проектной документации и приступить к покупке необходимых материалов, устройств, подготовке инструментов. Системы относятся к двухконтурной категории, согласно которой котел устанавливается на центральном участке сети и делит его на два примерно равных по длине контура Внешний вид комнаты с проложенными под потолком трубами недостаточно эстетичен.

Обратка укладывается с наклоном только уже от дальнего радиатора вниз к котлу, способствуя циркуляции. В этом случае можно даже совместить отвечающую за наличие горячей воды распределительную емкость и расширительный бак. Двухтрубная система отопления более сложна в монтаже, зато она обладает множеством неоспоримых достоинств — именно об этом и пойдет разговор в нашем обзоре. Далее воздух попадает в расширительный бак, откуда и удаляется. Желательно установить термодатчики — с их помощью можно отслеживать показатели температуры и регулировать их.
Как подключить котел отопления схема поключения

Отопление с разводкой по верху – разновидности

Если домовладение или здание включает в себя этажа, то на каждом этаже создается отдельный горизонтальный контур, подключаемый к вертикальным стоякам.

Он составит 0,1 м. В этой схеме каждая из батарей снабжена двумя отдельными трубами: подводящей воду и отводящей. Системы с принудительной и естественной циркуляцией Такие виды различаются тем, что, во-первых, присутствует электрический насос, который заставляет перемещаться теплоноситель, а во-вторых, циркуляция происходит сама по себе, подчиняясь физическим законам.

Только тогда в доме гарантированно будет тепло и уютно. Труба от котла поднимается к верхней точке системы, откуда начинается горизонтальный участок — он делается под уклоном. В целом система с верхней разводкой вполне жизнеспособна, а при грамотно проведенных расчетах еще и очень эффективна.

Прежде всего, увеличивается скорость движения жидкости, за счет чего здание прогревается намного быстрее. Регулировку подачи тепла в батареи осуществляют при помощи кранов и наблюдают за сохранением стабильности температуры на протяжении одного-двух дней. Вертикальная разводка с нижним подключением труб При разводке трассы отопления в многоэтажном доме по двухтрубной схеме теплоснабжения с вертикальным подключением подачи и обратки лучше будет работать нижнее подключение из-за перечисленных выше причин, а точнее: На подаче температура рабочей жидкости всегда будет выше, чем на трубе обратного хода; В трубах, подключенных по такой схеме, создается довольно высокое давление, увеличивающееся по мере увеличения этажности.

Типы двухтрубных систем

По этой причине их приходится оснащать спускниками. Возможна установка и открытого бачка, но он должен быть в самой верхней точке системы, то есть на чердаке. Благодаря этому более холодная и потому плотная вода постепенно вытесняет разогретую жидкость вверх. Однозначного ответа на вопрос, что лучше будет: однотрубная или двухтрубная система отопления, нет.

Это обеспечивает нормальную циркуляцию теплоносителя в трубопроводе, а значит, и эффективную работу такой конструкции. Вертикальная разводка используется в домах традиционной постройки, а горизонтальная нашла применение в зданиях со свободной планировкой помещений.

Надо отметить, что система отопления двухтрубная с нижней разводкой предполагает установку кранов Маевского. Обычно прокладываемые сверху магистрали размещают в чердачном пространстве, а при его отсутствии — под потолком последнего этажа. Остывший теплоноситель из радиаторов по обратке попадает в трубопровод и в котел. Радиаторы подключаются трубой с диаметром, равным входному патрубку теплообменника.

Преимуществом является отсутствие воздушных пробок. Он будет задавать скорость движения теплоносителя в контуре отопления и эффектность всего обогрева. Тем самым он предотвращает поломки оборудования в результате резких перегрузок. Установка в гараже такой системы не является необходимым, однако будет абсолютно не лишним, поскольку в зимнее время работать здесь очень сложно: двигатель не заводится, масло застывает, да и просто работать руками некомфортно. Часть из них — это цена циркуляционного насоса, а так же стоимость арматуры, которая необходима для его нормального функционирования.
ПЕТЛЯ ТИХЕЛЬМАНА — попутная ДВУХТРУБНАЯ система отопления

Схема двухтрубной системы отопления дома

Согласно статистическим данным свыше 70% всех жилых зданий обогреваются посредством водяного отопления. Одной из его разновидностей является двухтрубная система отопления – именно ей посвящена данная публикация.

Радиатор на двухтрубном контуреРадиатор на двухтрубном контуре

В статье рассмотрены преимущества и недостатки, схемы, чертежи и рекомендации по монтажу двухтрубной разводки своими руками.

Cодержание статьи

Отличия двухтрубной системы отопления от однотрубной

Любая отопительная система представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Однако в отличие от однотрубной сети, где по одной и той же трубе вода поступает ко всем радиаторам поочередно, двухтрубная система предполагает разделение разводки на две линии – подающую и обратку.

Двухтрубная система отопления частного дома, в сравнении с однотрубной конфигурацией, имеет следующие преимущества:

  1. Минимальные потери теплоносителя. В однотрубной системе выполняется поочередное подключение радиаторов к подающей линии, вследствие чего проходя сквозь батарею теплоноситель теряет температуру и в следующий радиатор поступает частично охлажденным. При двухтрубной конфигурации каждая из батарей соединена с подающей трубой отдельным отводом. Вы получаете возможность установить на каждый из радиаторов термостат, что позволит регулировать температуру в разных помещениях дома независимо друг от друга.
  2. Низкие гидравлические потери. При обустройстве системы с принудительной циркуляцией (необходимо в зданиях большой площади) двухтрубная система требует установки менее производительного циркуляцонного насоса, что позволяет хорошо сэкономить.
  3. Универсальность. Двухтрубная система отопления может быть использована в условиях многоквартирного, одно либо двухэтажного здания.
  4. Ремонтопригодность. На каждом ответвлении подающего трубопровода можно установить запорную арматуру, что дает возможность отсечь подачу теплоносителя и выполнить ремонт поврежденных труб либо радиаторов без остановки всей системы.

Двухтрубная система отопленияДвухтрубная система отопления

Среди недостатков данной конфигурации отметим двукратное увеличение длины используемых труб, однако это не грозит кардинальным ростом финансовых затрат, поскольку диаметр применяемых труб и фитингов меньше, чем при обустройстве однотрубной системы.

Классификация двухтрубного отопления

Двухтрубная система отопления частного дома, в зависимости от пространственного расположения, классифицируется на вертикальную и горизонтальную. Более распространенной является горизонтальная конфигурация, которая предполагает подключение радиаторов на этаже здания к единому стояку, тогда как в вертикальных системах к стояку подключаются радиаторы разных этажей.

Применение вертикальных систем оправдано в условиях двухэтажного здания. Несмотря на то, что обустройство такой конфигурации обходится дороже ввиду необходимости использования большего количества труб, при вертикально расположенных стояках исключается возможность образования воздушных пробок внутри радиаторов, что повышает надежность системы в целом.

Вертикальная двухтрубная системаВертикальная двухтрубная система

Также двухтрубная система отопления классифицируется по направлению движения теплоносителя, согласно которому она бывает прямоточной либо тупиковой. В тупиковых системах жидкость по трубам обратки и подачи циркулирует в разных направлениях, в прямоточных их движение совпадает.

В зависимости от способа транспортировки теплоносителя системы делятся на:

  • с естественной циркуляцией;
  • с принудительной циркуляцией.

Отопление с естественной циркуляцией может применяться в одноэтажных зданиях с площадью до 150 квадратов. В нем не предусмотрена установка дополнительных насосов – теплоноситель перемещается благодаря собственной плотности. Характерной особенностью систем с естественной циркуляцией является укладка труб под углом к горизонтальной плоскости. Их преимуществом является независимость от наличия электроснабжения, недостатком – отсутствие возможности регулировки скорости подачи воды.

В условиях двухэтажного здания двухтрубная система отопления всегда выполняется с принудительной циркуляцией.  В плане КПД такая конфигурация более эффективна, поскольку вы получаете возможность регулировать расход и скорость движения теплоносителя с помощью циркуляционного насоса, который устанавливается на выходящей из котла трубе подачи. В отоплении с принудительной циркуляцией используются трубы сравнительно малых диаметров (до 20 мм), которые укладываются без уклона.

Какую разводку отопительной сети выбрать?

В зависимости от расположения подающего трубопровода двухтрубное отопление классифицируется на две разновидности – с верхней и нижней разводкой.

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой предполагает монтаж расширительного бака и разводящей магистрали в наивысшей точке отопительного контура, над радиаторами. Такую укладку невозможно выполнить в одноэтажном здании с плоской крышей, поскольку для размещения коммуникаций потребуется утепленный чердак либо специально отведенная комнатка на втором этаже двухэтажного дома.

Система с нижней разводкойСистема с нижней разводкой

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от верхней тем, что разводящий трубопровод в ней расположен в подвальном помещении либо в подпольной нише, под радиаторами. Крайним контуром отопления является труба обратки, которая устанавливается на 20-30 см ниже, чем подающая линия.

Это более сложная конфигурация, требующая подключения верхней воздушной трубы, по которой будут выводится излишки воздуха из радиаторов. При отсутствии подвального помещения дополнительные проблемы могут возникнуть из-за необходимости установки котла ниже уровня радиаторов.

Система с верхней разводкойСистема с верхней разводкой

Как нижняя, так и верхняя схема двухтрубной системы отопления могут выполняться в горизонтальной либо вертикальной конфигурации. Однако вертикальные сети, как правило, выполняются с нижней разводкой. При таком монтаже нет необходимости устанавливать мощный насос для принудительной циркуляции, поскольку из-за разницы между температурами в трубе обратки и подачи создается сильный перепад давления, увеличивающий скорость движения теплоносителя. Если же ввиду особенностей планировки здания такую укладку сделать невозможно, обустраивается магистраль с верхней разводкой.

Делаем двухтрубную систему своими руками (видео)

Выбор диаметра труб и правила монтажа двухтрубной сети

Монтируя двухтрубное отопление крайне важно выбрать правильный диаметр труб, в противном случае вы можете получить неравномерный прогрев удаленных от котла радиаторов. У большей части котлов для бытовой эксплуатации диаметр подающего и обратного патрубка равен 25 либо 32 мм, что подходит для двухтрубной конфигурации. Если же вы имеете котел с патрубками 20 мм, лучше остановиться на однотрубной системе отопления.

Размерная сетка представленных на рынке полимерных труб состоит из диаметров 16, 20, 25 и 32 мм. Выполнять монтаж системы своими руками нужно с учетом ключевого правила: первая секция разводящей трубы должна соответствовать диаметру патрубков котла, а каждый последующий участок трубы после тройника ответвления на радиатор – на один типоразмер меньше.

Схема диаметров труб в двухконтурной системеСхема диаметров труб в двухконтурной системе

На практике это выглядит следующим образом – с котла выходит диаметр 32 мм, через тройник к нему трубой 16 мм подключен радиатор, далее после тройника диаметр подающей магистрали уменьшается до 25 мм, на следующем отводе к радиатору линии 16 мм после тройника диаметр уменьшается до 20 мм и так далее. Если же количество радиаторов больше, чем типоразмеров труб, необходимо разделять подающую магистраль на два плеча.

Выполняя монтаж системы своими руками придерживайтесь следующих рекомендаций:

  • подающая и обратная магистраль должны располагаться параллельно друг другу;
  • каждый отвод на радиатор необходимо оснастить запорным краном;
  • распределительный бак, в случае его установки в чердачном помещении при монтаже сети с верхней разводкой, необходимо утеплять;
  • крепление труб на стенах должно размещаться с шагом не более 60 см.

Обустраивая систему с принудительной циркуляцией важно правильно подобрать мощность циркуляционного насоса. Конкретный выбор делается исходя из размеров здания:

  • для домов площадью до 250 м2 достаточно насоса мощностью 3.5 м3/час и напором в 0.4 МПа;
  • 250-350 м2 – мощность от 4.5 м3/час, напор 0.6 МПа;
  • свыше 350 м2 – мощность от 11 м3/час, напор от 0.8 МПа.

Несмотря на то, что двухтрубное отопление своими руками устанавливать сложнее, чем однотрубную сеть, такая система благодаря высокой надежности и КПД полностью оправдывает себя в процессе эксплуатации.

ТЕПЛООБМЕННИКИ

Теплообменник — это устройство, используемое для передачи тепла между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и, в зависимости от типа теплообменника, могут быть разделены или находиться в прямом контакте. Устройства, использующие источники энергии, такие как стержни ядерного топлива или огневые нагреватели, обычно не считаются теплообменниками, хотя многие принципы, заложенные в их конструкции, одинаковы.

Чтобы обсудить теплообменники, необходимо дать некоторую форму категоризации.Обычно используются два подхода. Первый рассматривает конфигурацию потока в теплообменнике, а второй основан на классификации типа оборудования, прежде всего, по конструкции. Оба рассмотрены здесь.

Классификация теплообменников по конфигурации потока

Существует четыре основных конфигурации потока:

На рисунке 1 показан идеализированный противоточный теплообменник, в котором две жидкости текут параллельно друг другу, но в противоположных направлениях.Этот тип устройства потока позволяет максимально изменить температуру обеих жидкостей и, следовательно, является наиболее эффективным (где эффективность — это количество фактически переданного тепла по сравнению с теоретическим максимальным количеством тепла, которое может быть передано).

Рисунок 1. Противоток.

В теплообменниках с прямоточным потоком потоки текут параллельно друг другу и в том же направлении, как показано на рисунке 2. Это менее эффективно, чем противоток, но обеспечивает более однородную температуру стенок.

Рисунок 2. Попутный поток.

По эффективности теплообменники с перекрестным потоком занимают промежуточное положение между противоточными и параллельными теплообменниками. В этих установках потоки текут под прямым углом друг к другу, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Поперечный поток.

В промышленных теплообменниках часто встречаются гибриды вышеуказанных проточных типов. Примерами являются комбинированные теплообменники с поперечным / противотоком и многопроходные теплообменники.(См., Например, рисунок 4.)

Рис. 4. Поперечный / противоточный поток.

Классификация теплообменников по конструкции

В этом разделе теплообменники классифицируются в основном по их конструкции, Garland (1990) (см. Рисунок 5). Первый уровень классификации — разделение типов теплообменников на рекуперативные и регенеративные. Рекуперативный теплообменник имеет отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости протекают одновременно через теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока.Рекуперативный теплообменник имеет единственный путь потока, по которому попеременно проходят горячие и холодные жидкости.

Рисунок 5. Классификация теплообменников.

Рекуперативные теплообменники

В регенеративном теплообменнике путь потока обычно состоит из матрицы, которая нагревается, когда горячая жидкость проходит через нее (это известно как «горячий удар»). Это тепло затем передается холодной жидкости, когда она протекает через матрицу («холодный удар»).Регенеративные теплообменники иногда называют емкостными теплообменниками . Хороший обзор регенераторов дает Walker (1982).

Регенераторы в основном используются для рекуперации тепла газа / газа на электростанциях и в других энергоемких отраслях. Два основных типа регенераторов — статические и динамические. Оба типа регенераторов являются кратковременными в эксплуатации, и, если при их проектировании не уделить должного внимания, обычно происходит перекрестное загрязнение горячего и холодного потоков.Однако использование регенераторов, вероятно, расширится в будущем, поскольку предпринимаются попытки повысить энергоэффективность и утилизировать больше низкопотенциального тепла. Однако, поскольку регенеративные теплообменники, как правило, используются для специальных применений, рекуперативные теплообменники более распространены.

Рекуперативные теплообменники

Существует много типов рекуперативных теплообменников, которые можно в широком смысле сгруппировать в непрямой контакт, прямой контакт и специальные. В теплообменниках непрямого контакта теплоносители разделяются с помощью трубок, пластин и т. Д.. Теплообменники с прямым контактом не разделяют жидкости, обмениваясь теплом, и фактически полагаются на то, что жидкости находятся в тесном контакте.

В этом разделе кратко описаны некоторые из наиболее распространенных типов теплообменников, и они расположены в соответствии с классификацией, приведенной на рисунке 5.

В этом типе пары разделены стенкой, обычно металлической. Примерами являются трубчатые теплообменники, см. Рисунок 6, и пластинчатые теплообменники, см. Рисунок 7.

Трубчатые теплообменники очень популярны из-за гибкости, которую разработчик должен учитывать в широком диапазоне давлений и температур.Трубчатые теплообменники можно разделить на несколько категорий, из которых кожухотрубный теплообменник является наиболее распространенным.

Кожухотрубный теплообменник состоит из ряда трубок, установленных внутри цилиндрической оболочки. На рисунке 8 показан типичный блок, который можно найти на нефтехимическом заводе. Две жидкости могут обмениваться теплом, одна жидкость течет по внешней стороне трубок, а вторая жидкость течет по трубкам. Жидкости могут быть одно- или двухфазными и могут течь в параллельном или перекрестном / противотоке.Кожухотрубный теплообменник состоит из четырех основных частей:

  • Передняя часть — это место, где жидкость входит в трубную часть теплообменника.

  • Задний конец — это то место, где жидкость со стороны трубы выходит из теплообменника или где она возвращается в передний коллектор в теплообменниках с несколькими проходами со стороны трубы.

  • Пучок труб — состоит из трубок, трубных решеток, перегородок, стяжек и т. Д. Для удержания пучка вместе.

  • Кожух — содержит пучок труб.

Популярность кожухотрубных теплообменников привела к разработке стандарта для их обозначения и использования. Это стандарт ассоциации производителей трубчатых теплообменников (TEMA). Обычно кожухотрубные теплообменники изготавливаются из металла, но для специальных применений (например, с использованием сильных кислот в фармацевтических препаратах) могут использоваться другие материалы, такие как графит, пластик и стекло. Также нормально, чтобы трубки были прямыми, но в некоторых криогенных приложениях используются спиральные или змеевики Хэмпсона .Простая форма кожухотрубного теплообменника — это двухтрубный теплообменник. Этот теплообменник состоит из одной или нескольких трубок, содержащихся внутри трубы большего размера. В наиболее сложной форме многотрубный двухтрубный теплообменник мало отличается от кожухотрубного теплообменника. Однако двухтрубные теплообменники, как правило, имеют модульную конструкцию, поэтому несколько блоков могут быть соединены болтами для достижения требуемой нагрузки. Книга Э.А.Д. Сондерс [Saunders (1988)] дает хороший обзор трубчатых теплообменников.

К другим типам трубчатых теплообменников относятся:

  • Печи — технологическая жидкость проходит через печь в прямых или спирально намотанных трубах, а нагрев осуществляется горелками или электрическими нагревателями.

  • Пластинчатые трубы — в основном используются в системах рекуперации тепла и кондиционирования воздуха. Трубки обычно монтируются в какой-либо форме воздуховода, а пластины действуют как опоры и обеспечивают дополнительную площадь поверхности в виде ребер.

  • С электрическим нагревом — в этом случае жидкость обычно течет по внешней стороне электрически нагреваемых трубок (см. Джоулев нагрев).

  • Теплообменники с воздушным охлаждением состоят из пучка труб, вентиляторной системы и несущей конструкции. Трубки могут иметь ребра различного типа, чтобы обеспечить дополнительную площадь поверхности со стороны воздуха. Воздух либо всасывается через трубы вентилятором, установленным над пучком (принудительная тяга), либо продувается через трубы вентилятором, установленным под пучком (принудительная тяга). Они, как правило, используются в местах, где есть проблемы с получением достаточного количества охлаждающей воды.

  • Тепловые трубы, сосуды с мешалкой и теплообменники из графитовых блоков можно рассматривать как трубчатые или помещать в Рекуперативные «Особые предложения». Тепловая труба состоит из трубы, материала фитиля и рабочей жидкости. Рабочая жидкость поглощает тепло, испаряется и переходит на другой конец тепловой трубы, где конденсируется и выделяет тепло. Затем жидкость под действием капилляров возвращается к горячему концу тепловой трубы для повторного испарения. Сосуды с мешалкой в ​​основном используются для нагрева вязких жидкостей.Они состоят из емкости с трубками внутри и мешалки, такой как пропеллер или ленточный винтовой импеллер. Трубки несут горячую жидкость, а мешалка вводится для обеспечения равномерного нагрева холодной жидкости. Теплообменники с угольным блоком обычно используются, когда необходимо нагреть или охладить агрессивные жидкости. Они состоят из твердых блоков углерода, в которых просверлены отверстия для прохождения жидкости. Затем блоки скрепляются болтами вместе с коллекторами, образуя теплообменник.

Пластинчатые теплообменники отделяют жидкости, обменивающиеся теплом, с помощью пластин.Обычно они имеют улучшенные поверхности, такие как ребра или тиснение, и скрепляются вместе болтами, припаяны или свариваются. Пластинчатые теплообменники в основном используются в криогенной и пищевой промышленности. Однако из-за высокого отношения площади поверхности к объему, малого количества жидкостей и способности обрабатывать более двух паров они также начинают использоваться в химической промышленности.

Пластинчатые и рамные теплообменники состоят из двух прямоугольных концевых элементов, которые удерживают вместе несколько рельефных прямоугольных пластин с отверстиями на углу для прохождения жидкостей.Каждая из пластин разделена прокладкой, которая герметизирует пластины и обеспечивает поток жидкости между пластинами, см. Рис. 9. Этот тип теплообменника широко используется в пищевой промышленности, поскольку его можно легко разобрать для очистки. Если утечка в окружающую среду вызывает беспокойство, можно сварить две пластины вместе, чтобы гарантировать, что жидкость, протекающая между сваренными пластинами, не сможет протечь. Однако, поскольку некоторые прокладки все еще присутствуют, утечка все еще возможна. Паяные пластинчатые теплообменники предотвращают возможность утечки за счет пайки всех пластин вместе, а затем приваривания входных и выходных отверстий.

Рисунок 6. Классификация трубчатых теплообменников.

Рисунок 7. Классификация пластинчатого теплообменника.

Рисунок 8. Кожухотрубный теплообменник.

Рисунок 9. Пластинчато-рамный теплообменник.

Пластинчато-ребристые теплообменники состоят из ребер или прокладок, зажатых между параллельными пластинами. Ребра могут быть расположены так, чтобы допускать любую комбинацию поперечного или параллельного потока между соседними пластинами. Также возможно пропустить до 12 потоков жидкости через один теплообменник за счет тщательного расположения коллекторов.Обычно они изготавливаются из алюминия или нержавеющей стали и спаяны вместе. Их основное применение — сжижение газа из-за их способности работать с близкими температурами.

Пластинчатые теплообменники в некоторых отношениях аналогичны кожухотрубным. Прямоугольные трубы со скругленными углами уложены друг на друга, образуя пучок, который помещается внутри оболочки. Одна жидкость проходит через трубки, тогда как жидкость течет параллельно через промежутки между трубками.Они, как правило, используются в целлюлозно-бумажной промышленности, где требуются проточные каналы большего размера.

Спиральные пластинчатые теплообменники образуются путем наматывания двух плоских параллельных пластин вместе в змеевик. Затем концы уплотняются прокладками или свариваются. Они в основном используются с вязкими, сильно загрязняющими жидкостями или жидкостями, содержащими частицы или волокна.

В данной категории теплообменников не используется поверхность теплопередачи, из-за чего она часто дешевле, чем косвенные теплообменники.Однако, чтобы использовать теплообменник прямого контакта с двумя жидкостями, они должны быть несмешиваемыми, или, если будет использоваться одна жидкость, она должна претерпеть фазовый переход. (См. Прямая контактная теплопередача.)

Наиболее легко узнаваемая форма теплообменника с прямым контактом — градирня с естественной тягой, которая используется на многих электростанциях. Эти агрегаты состоят из большой приблизительно цилиндрической оболочки (обычно более 100 м в высоту) и насадки внизу для увеличения площади поверхности. Охлаждаемая вода распыляется на набивку сверху, в то время как воздух проходит через дно набивки и поднимается вверх через башню за счет естественной плавучести.Основная проблема с этим и другими типами градирен с прямым контактом — это постоянная необходимость восполнения подачи охлаждающей воды за счет испарения.

Конденсаторы прямого контакта иногда используются вместо трубчатых конденсаторов из-за их низких капитальных затрат и затрат на обслуживание. Есть много вариантов конденсатора прямого контакта. В простейшей форме охлаждающая жидкость разбрызгивается сверху емкости над паром, поступающим сбоку емкости. Затем конденсат и охлаждающая жидкость собираются внизу.Большая площадь поверхности распылителя гарантирует, что они являются достаточно эффективными теплообменниками.

Закачка пара используется для нагрева жидкости в резервуарах или в трубопроводах. Пар способствует передаче тепла за счет турбулентности, создаваемой впрыском, и передает тепло путем конденсации. Обычно попытки собрать конденсат не предпринимаются.

Прямой нагрев в основном используется в сушилках, где влажное твердое вещество сушится путем пропускания его через поток горячего воздуха. Другой вид прямого нагрева — это горение под водой.Он был разработан в основном для концентрирования и кристаллизации коррозионных растворов. Жидкость испаряется пламенем, а выхлопные газы направляются вниз в жидкость, которая находится в резервуаре.

Воздухоохладитель с мокрой поверхностью в некоторых отношениях похож на теплообменник с воздушным охлаждением. Однако в устройствах этого типа вода распыляется по трубкам, а вентилятор всасывает воздух и воду через пучок труб. Вся система закрыта, и теплый влажный воздух обычно выводится в атмосферу.

Скребковые теплообменники состоят из емкости с рубашкой, через которую проходит жидкость, и вращающегося скребка, который непрерывно удаляет отложения с внутренних стенок емкости. Эти агрегаты используются в пищевой и фармацевтической промышленности в тех случаях, когда отложения образуются на нагретых стенках сосуда с рубашкой.

Статические регенераторы или регенераторы с неподвижным слоем не имеют движущихся частей, кроме клапанов. В этом случае горячий газ проходит через матрицу в течение фиксированного периода времени, в конце которого происходит реверсирование, горячий газ отключается, а холодный газ проходит через матрицу.Основная проблема с этим типом агрегата состоит в том, что и горячий, и холодный поток прерывистый. Чтобы преодолеть это и обеспечить непрерывную работу, требуются по крайней мере два статических регенератора или можно использовать роторный регенератор.

В роторном регенераторе насадка цилиндрической формы вращается вокруг оси цилиндра между парой газовых уплотнений. Горячий и холодный газ протекает одновременно по каналам с обеих сторон газовых уплотнений и через вращающуюся насадку. (См. Рекуперативные теплообменники.)

Термический анализ любого теплообменника включает решение основного уравнения теплопередачи.

(1)

Это уравнение вычисляет количество тепла, передаваемого через область dA, где T h и T c — локальные температуры горячей и холодной жидкости, α — местный коэффициент теплопередачи, а dA — локальная дополнительная площадь, на которой α основывается. Для плоской стены

(2)

где δ w — толщина стенки, а λ w — ее теплопроводность.

Для однофазного обтекания стенки α для каждого из потоков является функцией Re и Pr. Когда происходит конденсация или кипение, α также может зависеть от разницы температур. Как только коэффициент теплопередачи для каждого потока и стены известен, общий коэффициент теплопередачи U определяется как

(3)

где сопротивление стенки r w равно 1 / α w . Общая скорость теплопередачи между горячей и холодной текучими средами тогда определяется выражением

(4)

Это уравнение предназначено для постоянных температур и коэффициентов теплопередачи.В большинстве теплообменников это не так, поэтому используется другая форма уравнения

(5)

где — общая тепловая нагрузка, U — средний общий коэффициент теплопередачи, а ΔT M — средняя разница температур. Расчет ΔT M и отказ от предположения о постоянном коэффициенте теплопередачи описаны в разделе «Средняя разница температур».

Расчет U и ΔT M требует информации о типе теплообменника, геометрии (например,g., размер проходов в пластине или диаметр трубы), ориентация потока, чистый противоток или поперечный поток и т. д. Затем можно рассчитать общую нагрузку с использованием предполагаемого значения AT и сравнить с требуемой нагрузкой. Затем можно внести изменения в предполагаемую геометрию и U, ΔT M и пересчитать, чтобы в конечном итоге перейти к решению, которое равно требуемой нагрузке. Однако при выполнении термического анализа на каждой итерации также следует проверять, не превышен ли допустимый перепад давления.Компьютерные программы, такие как TASC от HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service), автоматически выполняют эти вычисления и оптимизируют конструкцию.

Механические аспекты

Все типы теплообменников должны подвергаться механической конструкции в той или иной форме. Любой теплообменник, работающий при давлении выше атмосферного, должен быть спроектирован в соответствии с местным кодом конструкции сосуда под давлением , таким как ASME VIII (Американское общество инженеров-механиков) или BS 5500 (Британский стандарт).Эти нормы определяют требования к сосудам высокого давления, но не касаются каких-либо специфических особенностей конкретного типа теплообменника. В некоторых случаях для определенных типов теплообменников существуют специальные стандарты. Два из них перечислены ниже, но в целом отдельные производители определяют свои собственные стандарты.

ССЫЛКИ

Гарланд, У. Дж. (1990) Частное сообщение.

Уокер, Г. (1982) Industrial Heat Exchangers-A Basic Guide , Hemisphere Publishing Corporation.

Rohsenow, W. M. и Hartnett, J. P. (1973) Handbook of Heat Transfer , New York: McGraw-Hill Book Company. DOI: 10.1016 / 0017-9310 (75)

-9

Сондерс, Э. А. Д. (1988) Теплообменники — выбор, проектирование и строительство, Longman Scientific and Technical. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (89)

-5

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, (1988) (TEMA), седьмое издание. Кожухотрубные теплообменники .

Американский институт нефти (API) 661: Теплообменники с воздушным охлаждением для нефтяной промышленности .

.

Двухтрубный теплообменник

Типы двухтрубных теплообменников:

1. Противоточный
2. Теплообменник с параллельным потоком

1. Противоток:
Основным преимуществом шпилечного или двухтрубного теплообменника является то, что он может работать в режиме истинного противотока. Для повышения эффективности в среднем он будет давать наибольшее общее тепло. коэффициент передачи для двухтрубной конструкции теплообменника.

2. Параллельный поток:
Двухтрубные теплообменники с параллельным потоком предназначены для работы в условиях высоких давлений и температур.Также, используя это, мы можем достичь высокой логарифмической средней температуры.

Двухтрубный теплообменник:
Определение площади поверхности теплообмена, необходимой для конструкции двухтрубного теплообменника, может быть выполнено с использованием основного уравнения теплообменника: Q = UA ΔTlm, где:
Q — скорость теплопередачи между двух текучих сред в теплообменнике в британских тепловых единицах / час,
U — общий коэффициент теплопередачи в BTU / час-фут2-oF,
A — площадь поверхности теплопередачи в фут2, а
ΔTlm — это средняя логарифмическая разница температур в oF, рассчитывается по температурам на входе и выходе обеих жидкостей.

Обсуждаются эти параметры в основном уравнении теплообменника. in После определения требуемой площади поверхности теплопередачи можно выбрать диаметр и длину внутренней трубы, а затем диаметр внешней трубы. Наконец, можно выбрать длину прямых участков и количество изгибов.

Преимущества:

Основным преимуществом шпилечного или двухтрубного теплообменника является то, что он может работать в режиме истинного противотока, который является наиболее эффективным режимом потока.То есть он даст самый высокий общий коэффициент теплопередачи для двухтрубного теплообменника. Кроме того, шпильки и двухтрубные теплообменники хорошо справляются с высокими давлениями и температурами. Когда они работают в истинном противотоке, они могут работать с перекрестной температурой, то есть когда температура на выходе холодной стороны выше температуры на выходе горячей стороны.

.

Теплообменник и его виды

Теплообменник

Теплообменник — это устройство, используемое для передачи тепла между твердым предметом и жидкостью, или между двумя или более жидкостями. Жидкости могут быть разделены сплошной стенкой для предотвращения смешивания или могут находиться в прямом контакте. Они широко используются в системах отопления, охлаждения, кондиционирования воздуха, электростанциях, химических заводах, нефтехимических заводах, нефтеперерабатывающих заводах, переработке природного газа и очистке сточных вод.Классический пример теплообменника находится в двигателе внутреннего сгорания, в котором циркулирующая жидкость, известная как охлаждающая жидкость двигателя, проходит через змеевики радиатора, а воздух проходит мимо змеевиков, что охлаждает охлаждающую жидкость и нагревает поступающий воздух. Другим примером является теплоотвод, который представляет собой пассивный теплообменник, который передает тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в текучую среду, часто воздух или жидкий хладагент.

Схема потока

Существует три основных классификации теплообменников в зависимости от их проточной схемы.
В теплообменниках с параллельным потоком две жидкости входят в теплообменник с одного и того же конца и проходят параллельно друг другу на другую сторону.
В противоточных теплообменниках жидкости поступают в теплообменник с противоположных концов. Противоточная конструкция является наиболее эффективной, поскольку она может передавать наибольшее количество тепла от теплоносителя (теплоносителя) на единицу массы из-за того, что средняя разница температур на любой единице длины выше.
В теплообменнике с перекрестным потоком жидкости проходят через теплообменник примерно перпендикулярно друг другу.

Для повышения эффективности теплообменники сконструированы таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности стенки между двумя жидкостями при минимальном сопротивлении потоку жидкости через теплообменник. На характеристики теплообменника также может влиять добавление ребер или гофр в одном или обоих направлениях, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность.

Типы

Двухтрубные теплообменники — это простейшие теплообменники, используемые в промышленности.С одной стороны, эти теплообменники дешевы как с точки зрения проектирования, так и с точки зрения обслуживания, что делает их хорошим выбором для небольших производств. С другой стороны, их низкая эффективность в сочетании с большим пространством, занимаемым в крупных масштабах, побудили современные отрасли промышленности использовать более эффективные теплообменники, такие как кожухотрубные или пластинчатые. Однако, поскольку двухтрубные теплообменники просты, они используются для обучения студентов основам проектирования теплообменников, поскольку основные правила для всех теплообменников одинаковы.

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубные теплообменники состоят из серии трубок.Один набор этих трубок содержит жидкость, которую необходимо нагревать или охлаждать. Вторая жидкость течет по трубкам, которые нагреваются или охлаждаются, так что она может либо обеспечивать тепло, либо поглощать необходимое тепло. Набор трубок называется пучком труб и может состоять из нескольких типов труб: гладких, с продольным оребрением и т. Д. Кожухотрубные теплообменники обычно используются для приложений с высоким давлением (с давлением более 30 бар и температурой выше чем 260 ° C). Это связано с тем, что кожухотрубные теплообменники отличаются прочностью благодаря своей форме.

При проектировании труб в кожухотрубных теплообменниках необходимо учитывать несколько конструктивных особенностей теплообменника: Может быть много вариантов конструкции кожухотрубных теплообменников. Как правило, концы каждой трубы соединяются с воздухозаборниками (иногда называемыми водяными камерами) через отверстия в трубных решетках. Трубки могут быть прямыми или изогнутыми в форме U, называемыми U-образными трубками.

Пластинчатые теплообменники

Другой тип теплообменника — пластинчатый теплообменник.Эти теплообменники состоят из множества тонких, слегка отделенных друг от друга пластин, которые имеют очень большую площадь поверхности и небольшие проходы для потока жидкости для передачи тепла. Достижения в технологии прокладок и пайки сделали пластинчатый теплообменник все более практичным. В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха большие теплообменники этого типа называются пластинчато-рамными; при использовании в открытом контуре эти теплообменники обычно имеют прокладочный тип, что позволяет проводить периодическую разборку, очистку и осмотр. Существует много типов пластинчатых теплообменников с постоянным соединением, например, паяные погружением, вакуумной пайки и сварные пластинчатые теплообменники, и они часто используются для применений с замкнутым контуром, таких как охлаждение.Пластинчатые теплообменники также различаются типами используемых пластин и конфигурацией этих пластин. На некоторых пластинах могут быть нанесены «шевроны», углубления или другие узоры, тогда как на других могут быть обработаны ребра и / или канавки.

Пластинчатый теплообменник

Третий тип теплообменника — это пластинчатый теплообменник, в котором пластинчатый теплообменник сочетается с технологиями кожухотрубного теплообменника. Сердце теплообменника состоит из полностью сварного пакета круглых пластин, изготовленного путем прессования и резки круглых пластин и их сварки.Форсунки переносят поток внутрь и наружу пакета пластин. Полностью сварной пакет пластин собирается во внешнюю оболочку, которая создает второй путь потока («сторона оболочки»). Технология пластин и кожухов обеспечивает высокую теплопередачу, высокое давление, высокую рабочую температуру и близкую температуру. В частности, он полностью обходится без прокладок, что обеспечивает защиту от протечек при высоких давлениях и температурах.

Теплообменник адиабатического колеса

В теплообменнике четвертого типа используется промежуточный накопитель жидкости или твердого вещества для удержания тепла, которое затем перемещается на другую сторону теплообменника для высвобождения.Двумя примерами этого являются адиабатические колеса, которые состоят из большого колеса с мелкой резьбой, вращающейся через горячие и холодные жидкости, и жидкостных теплообменников.

Пластинчато-ребристый теплообменник

В теплообменнике этого типа используются «зажатые» проходы с ребрами для повышения эффективности агрегата. Конструкции включают поперечный поток и противоток в сочетании с различными конфигурациями ребер, такими как прямые ребра, смещенные ребра и волнистые ребра.
Пластинчато-ребристые теплообменники обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов, которые обеспечивают высокую эффективность теплопередачи.Материал позволяет системе работать при более низком перепаде температур и уменьшать вес оборудования. Пластинчатые и ребристые теплообменники в основном используются для низкотемпературных систем, таких как заводы по сжижению природного газа, гелия и кислорода, воздухоразделительные установки и транспортные отрасли, такие как двигатели и авиационные двигатели.

Преимущества пластинчато-ребристых теплообменников:
• Высокая эффективность теплопередачи, особенно при обработке газа.
• Большая площадь теплопередачи.
• Вес примерно в 5 раз меньше веса кожухотрубного теплообменника.
• Выдерживает высокое давление

Недостатки пластинчатых и ребристых теплообменников:
• Могут вызвать засорение, так как каналы очень узкие.
• Трудно очистить каналы.
• Алюминиевые сплавы подвержены охрупчиванию ртутью.

Подушка пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник с подушками обычно используется в молочной промышленности для охлаждения молока в больших емкостях прямого расширения из нержавеющей стали.Подушка обеспечивает охлаждение почти по всей поверхности резервуара без зазоров, которые могут возникнуть между трубами, приваренными к внешней стороне резервуара.
Опорная плита изготовлена ​​из тонкого листа металла, приваренного точечной сваркой к поверхности другого более толстого листа металла. Тонкая пластина приваривается в виде правильного рисунка точек или извилистого рисунка сварных линий. После сварки в замкнутом пространстве создается давление, достаточное для того, чтобы тонкий металл выпирал вокруг сварных швов, создавая пространство для протекания жидкостей теплообменника и создавая характерный вид набухшей подушки, сформированной из металла.

Теплообменники жидкостные

Это теплообменник, в котором газ проходит вверх через поток жидкости (часто воды), а затем жидкость забирается в другое место перед охлаждением. Это обычно используется для охлаждения газов, а также для удаления некоторых примесей, таким образом решая сразу две проблемы. Он широко используется в кофемашинах эспрессо в качестве энергосберегающего метода охлаждения перегретой воды для использования при экстракции эспрессо.

Установки рекуперации тепла

Блок рекуперации отходящего тепла (WHRU) — это теплообменник, который утилизирует тепло из потока горячего газа, передавая его рабочей среде, обычно воде или маслам.Поток горячего газа может быть отработавшим газом газовой турбины или дизельного двигателя или отработанным газом промышленности или нефтеперерабатывающего завода.
Большие системы с большими объемными и температурными потоками газа, типичными для промышленности, могут извлечь выгоду из парового цикла Ренкина (SRC) в установке утилизации отходящего тепла, но эти циклы слишком дороги для небольших систем. Для рекуперации тепла из низкотемпературных систем требуются рабочие жидкости, отличные от пара.
Установка рекуперации отходящего тепла с органическим циклом Ренкина (ORC) может быть более эффективной в диапазоне низких температур с использованием хладагентов, которые кипят при более низких температурах, чем вода.Типичными органическими хладагентами являются аммиак, пентафторпропан (R-245fa и R-245ca) и толуол.
Хладагент кипятится источником тепла в испарителе с образованием перегретого пара. Эта жидкость расширяется в турбине для преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию, которая преобразуется в электричество в электрическом генераторе. Этот процесс передачи энергии снижает температуру хладагента, который, в свою очередь, конденсируется. Цикл замыкается и завершается с помощью насоса, чтобы отправить жидкость обратно в испаритель.

Скребковый теплообменник с динамической поверхностью

Другой тип теплообменника называется «(динамический) скребковый теплообменник». Это в основном используется для нагрева или охлаждения продуктов с высокой вязкостью, процессов кристаллизации, испарения и приложений с высоким уровнем загрязнения. Длительное время работы достигается за счет постоянного соскабливания поверхности, что позволяет избежать загрязнения и обеспечить стабильную скорость теплопередачи во время процесса.

Теплообменники с фазовым переходом

В дополнение к нагреву или охлаждению жидкостей только в одной фазе, теплообменники могут использоваться либо для нагрева жидкости с целью ее испарения (или кипения), либо в качестве конденсаторов для охлаждения пара и его конденсации в жидкость.На химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах ребойлеры, используемые для нагрева входящего сырья для дистилляционных колонн, часто являются теплообменниками. В установках для дистилляции обычно используются конденсаторы для конденсации паров дистиллята обратно в жидкость.

Электростанции, использующие паровые турбины, обычно используют теплообменники для превращения воды в пар. Теплообменники или аналогичные устройства для производства пара из воды часто называют котлами или парогенераторами.
На атомных электростанциях, называемых реакторами с водой под давлением, специальные большие теплообменники передают тепло из первичной системы (реакторная установка) во вторичную систему (паровая установка), производя при этом пар из воды.Их называют парогенераторами. Все электростанции, работающие на ископаемом топливе, и атомные электростанции, использующие паровые турбины, имеют поверхностные конденсаторы для преобразования отработавшего пара от турбин в конденсат (воду) для повторного использования.

Для сохранения энергии и охлаждающей способности на химических и других предприятиях регенеративные теплообменники могут передавать тепло от потока, который необходимо охлаждать, к другому потоку, который необходимо нагреть, например, для охлаждения дистиллята и предварительного нагрева сырья ребойлера.

Теплообменники прямого контакта

Теплообменники с прямым контактом предусматривают передачу тепла между горячим и холодным потоками двух фаз при отсутствии разделительной стенки.Таким образом, такие теплообменники можно классифицировать как:
• Газ — жидкость
• Несмешивающаяся жидкость — жидкость
• Твердое жидкое или твердое тело — газ

Большинство теплообменников прямого контакта подпадают под категорию газ — жидкость, где тепло передается между газом и жидкостью в виде капель, пленок или брызг. Такие типы теплообменников используются преимущественно в установках кондиционирования, увлажнения, промышленного водяного отопления, водяного охлаждения и конденсационных установках.

Микроканальные теплообменники

Микро-теплообменники, Микро-теплообменники или микроструктурированные теплообменники — это теплообменники, в которых (по крайней мере, одна) жидкость течет в боковых ограничениях с типичными размерами менее 1 мм.Наиболее типичными являются микроканалы — каналы с гидравлическим диаметром менее 1 мм. Микроканальные теплообменники могут быть изготовлены из металла, керамики и даже недорогого пластика. Микроканальные теплообменники могут использоваться во многих областях, включая:
• высокоэффективные авиационные газотурбинные двигатели
• тепловые насосы
• кондиционирование воздуха
• вентиляторы с рекуперацией тепла

Номер ссылки

https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_exchanger

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

  • Образование
  • Исследование
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓

    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT

Меню ↓

Поиск

Меню

Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще!

Что вы ищете?

Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *