Двухтрубные системы отопления частных домов: схемы и преимущества

Гарантирование тепла в жилище – это ключевая задача для любого хозяина. Существует множество способов ее реализации, однако согласно статистике, подавляющее большинство объектов недвижимости в России обогреваются при помощи водяных систем отопления.

Водяные отопительные системы зарекомендовали себя как наиболее эффективные и удобные для использования в суровых климатических условиях наших широт. Двухтрубная система отопления является одной из самых популярных её модификаций.

Мы предлагаем вам ознакомиться с различными вариантами и методами организовать отопление, используя подающую и отводящую магистрали для теплоносителя. Вся информация основана на строительных нормах и стандартах. Чтобы упростить восприятие данного вопроса, мы снабдили текст иллюстрациями, схемами и видеоматериалами.

Характеристики двухтрубного отопления

Любая система отопления с жидким теплоносителем представляет собой замкнутый контур, соединяющий радиаторы, обогревающие пространство, и котел, осуществляющий нагрев теплоносителя.

Процесс функционирования системы выглядит следующим образом: жидкость, проходя через теплообменник отопительного устройства, нагревается до высокой температуры, после чего поступает в радиаторы, количество которых зависит от потребностей помещения.

Основной особенностью двухтрубной системы отопления является наличие двух труб для подключения каждого прибора.

Нагретый теплоноситель движется от котла через магистраль, именуемую подачей, а остывшая жидкость возвращается по трубе, известной как обратка.

Данная конфигурация отопления позволяет поддерживать приблизительно одинаковую температуру нагретаго теплоносителя для всех приборов.

Для двухтрубных систем не существует ограничений по площади, этажности зданий и сложности конструкции.

Недостатком двухтрубной системы является то, что расходы на материалы практически в два раза превышают затраты на однотрубные аналоги.

Тем не менее, большинство радиаторных систем, собранных по коллекторной схеме, выполняются именно с помощью двухтрубной технологии, хотя встречаются и однотрубные варианты.

Коллекторные схемы отопления позволяют скрыть множество труб под стяжкой пола.

Так же возможно аккуратно спрятать в конструкции не только трубы коллекторной схемы, но и элементы тройниковой разводки, выполненной из полимерных материалов.

Здесь жидкость отдает тепло воздуху и постепенно остывает. После этого она возвращается в теплообменник и цикл повторяется.

Циркуляция в однотрубной системе проще, так как к каждой батарее подводится лишь одна труба. Однако в таком случае каждая следующая батарея будет нагреваться теплоносителем, который уже отошел от предыдущей, что ведет к снижению температуры.

Отличительной чертой двухтрубной системы является наличие подающей и обратной трубы для каждого радиатора.

Для решения этой проблемы была разработана более сложная двухтрубная схема.

В этом варианте к каждому радиатору подключаются две трубы:

• Первая – подающая, через которую теплый теплоноситель попадает в батарею.
• Вторая – обратная, по которой остылая жидкость возвращается из устройства.

Таким образом, каждая батарея имеет индивидуальную регулируемую подачу теплоносителя, что обеспечивает максимальную эффективность отопления.

Поскольку поставка горячего теплоносителя к приборам осуществляется одновременно по одной трубе, а отвод остывшей воды – по другой, двухтрубные системы обладают оптимальным теплотехническим балансом: все радиаторы и подключенные контуры функционируют с приблизительно одинаковой теплоотдачей.

Преимущества выбора этой системы

Двухтрубные водяные системы отопления постепенно заменяют традиционные однотрубные конструкции благодаря ряду их значительных достоинств:

• Каждый радиатор в системе получает теплоноситель с одинаковой температурой.
• Есть возможность регулировать теплоотдачу для каждой батареи. Хозяин может установить термостаты на каждом отопительном приборе, что позволит добиться желаемой температуры в помещении без изменения теплоотдачи остальных радиаторов.
• Относительно небольшие потери давления в системе, что позволяет использовать экономичный циркуляционный насос меньшей мощности.
• В случае поломки одного или нескольких радиаторов, система может продолжать функционировать. Наличие запорной арматуры на подводящих трубах позволяет проводить ремонтные работы без остановки всей системы.
• Система может быть установлена в зданиях любой этажности и площади, достаточно выбрать подходящий тип двухтрубной схемы.

Основные недостатки таких систем заключаются в сложности монтажа и более высокой стоимости по сравнению с однотрубными вариантами, что связано с необходимостью устанавливать большее количество труб.

Тем не менее, следует учитывать, что для двухтрубной системы используются трубы и комплектующие меньшего диаметра, что способствует экономии средств. В результате стоимость системы не намного превышает стоимость однотрубного аналога, а преимуществ она предоставляет значительно больше.

Одним из значительных достоинств двухтрубной системы отопления является возможность точной регулировки температуры в помещениях.

Типы систем с подачей и обраткой

Двухтрубные конструкции имеют множество различных типов, которые можно классифицировать по различным критериям. Рассмотрим основные из них.

Открытая отопительная разводка

В любой гидравлической системе отопления предполагается замкнутый контур, включающий в себя расширительный бак, который необходим для учета увеличения объема жидкости при нагревании.

В случае открытой разводки используется бак, который позволяет жидкости контактировать с атмосферой. Соответственно, некоторый объем жидкости будет испаряться, что обязывает владельца системы регулярно контролировать уровень воды.

Двухтрубная открытая схема отопления является самой простой и экономичной в реализации. Однако основным ее минусом является то, что в холодное время года теплоноситель, находящийся в открытом контакте с атмосферой, быстро остывает.

Этот момент крайне важен и требует серьезного внимания. Низкий уровень жидкости в системе может привести к «закипанию» котла и его выходу из строя. Кроме того, открытые системы используют только воду в качестве теплоносителя.

Более практичными являются системы с использованием гликолей или антифризов, которые, испаряясь, образуют токсичные пары и применяются исключительно в закрытых системах.

В открытых двухтрубных системах отопления используется открытый расширительный бачок, который не регулирует давление в контуре автоматически.

Открытые двухтрубные системы в основном проектируются с естественным движением теплоносителя. Среди них выделяются схемы с верхней разводкой как наиболее простые и функциональные.

Двухтрубные системы открытого типа с нижней разводкой внедряются очень редко. При установке на радиаторы обычно устанавливаются воздухоотводчики для удаления излишков воздуха.

В схемах открытого естественного типа котел следует устанавливать как можно ниже, наприимер, в подвале, чтобы обеспечить управление естественным движением теплоносителя.

Закрытая циркуляционная система

Отличие этой системы от открытой состоит в наличии закрытого расширительного бака. Это избавляет владельца от необходимости постоянного контроля состояния системы. В данной конструкции применяется мембранный расширительный бак, который отвечает за компенсацию резких изменений давления в системе. Это позволяет избежать поломок оборудования из-за перегрузок.

В закрытой системе устанавливается мембранный расширительный бак, который не соединяется с внешней средой, что исключает испарение теплоносителя.

Мембранный бак поддерживает оптимальное давление, необходимое как для насоса, так и для котла. Кроме того, закрытая конструкция позволяет использовать в качестве теплоносителя любую подходящую жидкость.

Это дает возможность создать максимально эффективную и экономичную систему с нужными характеристиками. Например, она может не бояться замораживания, если используется антифриз.

По принципу циркуляции жидкого теплоносителя двухтрубные отопительные системы разделяются на две большие категории.

Системы отопления с закрытыми контурами требуют установки группы безопасности, которая включает воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан, предназначенный для сброса избыточного теплоносителя при повышении давления.

Закрытый расширительный бачок для отопления
Расположение котла и оборудования в замкнутых системах
Воздухоотводчики и балансировочные устройства радиаторов
Группа безопасности для двухтрубной закрытой системы

Система с естественной циркуляцией

Принцип работы системы таков: котел нагревает теплоноситель, который, увеличиваясь в температуре, расширяется. При этом плотность жидкости снижается.

В результате холодная и более плотная вода начинает подниматься и выталкивать горячую жидкость вверх. Она достигает самой высокой точки системы, постепенно остывает и самотеком идет к радиаторам.

В радиаторах теплоноситель отдает накопленное тепло, остывает еще больше и, увеличивая свою плотность, возвращается к котлу. Весь цикл происходит без применения дополнительного оборудования, за счет самотека.

Поскольку этот процесс осуществляется довольно медленно, воздух, вытесняемый водой, имеет возможность подняться в самую верхнюю точку системы, что помогает избежать образования воздушных пробок.

На изображении показана простая схема двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Такие системы имеют трубопроводы большого диаметра, что способствует снижению гидравлического сопротивления, а также уклон порядка 2-3 мм на каждый метр, что обязательно для движения теплоносителя.

Несомненным преимуществом естественных систем является их длительный срок службы. Отсутствие движущихся частей и циркуляционного насоса в закрытом контуре, содержащем фиксированное количество минеральных солей и примесей, значительно увеличивает эксплуатационный срок.

Эксперты утверждают, что системы с естественной циркуляцией, которые используют полимерные трубы и биметаллические радиаторы, могут прослужить около пятидесяти лет.

К недостаткам таких систем можно отнести относительно низкий диапазон давления. Также следует учитывать сопротивление радиаторов и труб к движению теплоносителя, что ограничивает радиус действия системы. Согласно строительным нормам, рекомендуется применять системы с естественной циркуляцией в радиусе не более 30 метров.

Кроме того, такие схемы отличаются высокой инерцией, и, следовательно, от момента запуска котла до достижения стабильной температуры в отапливаемом помещении проходит достаточно много времени.

Отрицательный момент заключается в том, что все трубы необходимо укладывать с определенным уклоном, чтобы теплоноситель мог двигаться в нужном направлении. Система отопления с естественной циркуляцией является саморегулирующей.

Двухтрубная система с естественной циркуляцией также саморегулируется: чем ниже температура в помещении, тем быстрее движется теплоноситель.

Снижение температуры окружающей среды приводит к увеличению скорости циркуляции. Дополнительно на движение жидкости в системе влияют такие факторы, как диаметр и материал труб, угол и количество поворотов в схеме двухтрубной отопительной системы частного дома, а также тип и количество установленного запорного оборудования.

Настраивая данные параметры, можно максимально повысить эффективность системы отопления.

Система с принудительной циркуляцией теплоносителя

В описанную ранее схему добавляется циркуляционный насос, который обеспечивает движение теплоносителя в замкнутом отопительном контуре. Это позволяет достичь значительных преимуществ. Прежде всего, за счет повышения скорости движения жидкости, помещение прогревается гораздо быстрее.

При этом все радиаторы, подключенные к системе, получают теплоноситель с примерно одинаковой температурой, что обеспечивает равномерный прогрев.

В системе с естественной циркуляцией такая равномерность невозможна, так как температура жидкости, поступающей в радиатор, зависит от расстояния до котла. Чем дальше радиатор от котла, тем холоднее теплоноситель. Принудительная циркуляция позволяет регулировать температуру отдельных элементов сети и при необходимости отключать определенные участки.

Использование циркуляционного насоса делает возможным установку мембранного расширительного бачка и преобразует систему в закрытый вариант, что значительно снижает количество испаряемой жидкости.

Кроме того, монтаж такой системы становится проще, так как отсутствует необходимость укладывать трубы под определенным углом и точно определять их диаметр и высоту подъема.

На изображении показана схема двухтрубной системы с принудительной циркуляцией, в которой насос перемещает жидкость по контуру.

Еще одним преимуществом конструкции с принудительной циркуляцией является возможность вносить необходимые изменения в схему и компоновку без особых сложностей. Для такой системы используют трубы и комплектующие меньшего диаметра, что сокращает общие расходы на установку.

Дополнительно, такие системы характеризуются экономичностью, так как разница между температурой входящего и выходящего теплоносителя намного меньшая, чем в системах с естественной циркуляцией.

Присутствие насоса в системе предотвращает образование воздушных пробок в магистрали. В общем, разводки с принудительной циркуляцией считаются более эффективными, однако у них есть свои недостатки.

Наиболее заметный из них – зависимость от электроэнергии. Насос не способен функционировать без подключения к источнику питания, и при отключении электричества такая отопительная система останавливается. В случаях частых отключений рекомендуется иметь резервный источник питания.

К недостаткам также относятся финансовые расходы, включая стоимость циркуляционного насоса и необходимые для его работы элементы, что в конечном итоге увеличивает общие затраты на установку системы. Кроме того, будет необходимо каждый месяц оплачивать счет за электроэнергию, питающую насос.

Эффективность работы системы отопления с принудительной циркуляцией во многом зависит от правильного выбора насоса.

Схема отопления может быть организована двумя различными способами, что определяет позиционирование стояков и трубопроводов в пространстве.

Горизонтальная и вертикальная компоновка

Горизонтальная компоновка подразумевает подключение отопительных приборов к горизонтальным магистралям. Чаще всего она используется в одноэтажных зданиях большой площади. Оптимальным расположением стояков в данном случае будут коридоры или вспомогательные помещения.

Преимуществом этого типа компоновки является меньшая стоимость самой системы и её монтажа. Однако, немаловажным недостатком является склонность конструкции к накоплению воздуха, из-за чего необходимо устанавливать краны Маевского.

Горизонтальная разводка отличается от вертикальной тем, что в ней минимальное количество вертикальных магистралей. Преимущество этого варианта в том, что подающая и обратная магистрали могут быть проложены под полом, но для скрытой прокладки не рекомендуется использовать полимерные трубы, и обязательно требуется установка циркуляционного насоса.

Подключение радиаторов происходит к вертикальным стоякам, что удобно для многоэтажных зданий, так как позволяет подводить отопление к каждому этaжу по отдельности. Основное достоинство этой системы заключается в отсутствии воздушных пробок, но стоимость её обустройства выше, чем для горизонтальной компоновки.

Вертикальная компоновка системы дает возможность подключать каждый этаж отдельно, что очень удобно.

Двухтрубная отопительная система с верхней разводкой

Главная особенность этой конструкции заключается в том, что подающая труба располагается в верхней части помещения, а обратная – внизу.

Среди преимуществ такой системы стоит отметить высокое давление в магистрали, обусловленное значительной разницей уровней подающей и обратной труб. Благодаря этому их диаметр может быть одинаковым даже в условиях системы с естественной циркуляцией.

Однако при этом расширительный бачок, установленные на самой высокой точке системы, часто оказывается на холодном чердаке, что может создать некоторые проблемы. Одним из решений может стать размещение бачка внутри перекрытия, так что его нижняя половина находится в отапливаемом помещении, а верхняя – на чердаке, где она теплоизолируется.

Если владелец не против иметь трубы под потолком, то подающую линию лучше разместить выше окон.

Таким образом, расширительный бак можно установить под потолком, при условии, что высота стояка достаточна для обеспечения нормальной скорости теплоносителя, в то время как обратка должна быть монтирована максимально близко к уровню пола или даже несколько ниже. Однако в последних случаях при организации системы не рекомендуется использовать соединительные элементы, чтобы избежать протечек.

На рисунках изображены схемы верхней разводки с одновременным и противоположным движением теплоносителя. Также показаны варианты двухконтурной и одноконтурной разводки.

Эстетически комната с трубами, проложенными у потолка, выглядит не очень привлекательно. Кроме того, часть тепла уходит вверх, в результате чего система отопления с верхней разводкой может быть менее эффективной.

Поэтому стоит рассмотреть возможность создания схемы с подающей магистралью, расположенной под радиаторами; это поможет лишь улучшить визуальные аспекты системы, но не устранит существующие недостатки.

Применение насоса позволяет легко достичь необходимого давления в системе даже при использовании труб небольшого диаметра. Оптимальные результаты от верхней разводки отопления можно получить в двухэтажном загородном доме, так как значительная разница в высоте между котлом, находящимся в подвале, и батареями на втором этаже активирует естественную циркуляцию.

Разогретый теплоноситель снова будет поступать в расширительный бак, который обычно устанавливают на чердаке или на втором этаже, откуда он по наклонной трубе начнет поступать в радиаторы.

В данном случае возможно объединение распределительного бака с расширительным, если дом оснащен котлом, который не требует источника энергии. Это позволит создать полностью автономную систему отопления.

Также стоит рассмотреть гибридную систему для двухэтажного дома, где сочетаются однотрубные и двухтрубные участки. К примеру, на втором этаже можно установить однотрубную систему в виде теплых полов, а на первом этаже — двухтрубную. Это даст возможность регулировать температуру в каждом отдельном помещении.

Тем не менее, двухтрубная система отопления с верхней разводкой может испортить обстановку в комнате. Подающая труба зачастую располагается над окном, особенно если чердак не утеплен.

Основным достоинством такой системы является высокая скорость движения теплоносителя и отсутствие воздухозастойных участков в магистрали.

По этой причине данная конструкция часто используется, несмотря на ряд заметных недостатков:

• недостаточная эстетичность интерьера;
• большие затраты на трубы и комплектующие;
• ограниченные возможности обогрева больших пространств;
• сложности с расположением расширительного бака, который не всегда можно совместить с распределительным;
• дополнительные расходы на декор для скрытия труб.

В целом, система с верхней разводкой может функционировать достаточно эффективно, если правильно произвести все расчеты.

Двухтрубная схема с нижней разводкой

Данная конструкция подразумевает установку подающей и обратной трубы под батареями. В отличие от системы с верхней разводкой, направление теплоносителя изменяется — он движется снизу вверх, проходя через радиаторы, а затем возвращается в котел.

Системы с нижней разводкой могут иметь один или несколько контуров, а также включать в себя тупиковую разводку и схему с попутным движением жидкости.

На иллюстрации показана отопительная система двухтрубного типа с нижней разводкой. Установка подающей магистрали снизу имеет свои преимущества: она требует менее мощного утепления труб, чем система, проходящая через неотапливаемый чердак, что значительно снижает теплопотери.

Основной недостаток такой схемы — возможность завоздушивания. Для борьбы с этой проблемой применяются краны Маевского. В случае с двухэтажными жилищами, такие краны желательно устанавливать на каждый радиатор, что не всегда удобно, поэтому рекомендовано создание специальных воздушных линий, которые будут интегрированы в систему.

Эти устройства отводят воздух из системы и направляют его к центральному стояку, где он поступает в расширительный бак и выводится наружу. Системы отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией встречаются довольно редко, так как имеют некоторые ограничения. Прежде всего, многие батареи находятся в конце цепи.

По этой причине каждая из них должна быть оборудована спускниками. Если в системе имеется открытый расширительный бачок, то воздух придется сбрасывать практически каждый день. Установка воздушных магистралей, закольцовывающих подающие трубы, позволяет уменьшить эту проблему, но значительно усложняет систему, делая ее более громоздкой. Более того, «воздушка» располагается вверху комнаты.

Значительное преимущество нижней разводки заключается в отсутствии труб, расположенных на виду, однако это преимущество теряется. Количество труб, необходимых для монтажа, сопоставимо с количеством деталей для верхней разводки, поэтому в большинстве случаев предпочтение отдается варианту с принудительной циркуляцией.

С системами с нижней разводкой интерьер выглядит гораздо эстетичнее. Трубопроводы, выполненные из труб малого диаметра, проходят под радиаторами и практически незаметны.

К основным достоинствам этой схемы можно отнести:

• Компактное размещение блока управления – чаще всего его устанавливают в подвале;
• Снижение тепловых потерь благодаря низкому расположению труб;
• Возможность функционирования отопительной системы до завершения строительных или ремонтных работ, например, когда первый этаж уже отапливается, а на втором продолжаются работы;
• Существенная экономия тепла благодаря равномерному распределению его по помещению.

Недостатками нижней разводки являются большое количество труб и комплектующих для установки, а также низкое давление в подающей магистрали. Кроме того, необходимо устанавливать краны Маевского на радиаторы и регулярно удалять воздушные пробки из системы.

Заключение и полезные видео по теме

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

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

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

Двухтрубная отопительная система — это популярный и эффективный способ обогрева жилых помещений. Существует множество ее модификаций. Важно правильно выбрать наилучший вариант для вашего дома и тщательно рассчитать все параметры системы. Только так можно гарантировать тепло и комфорт в доме.

Если тема статьи вас заинтересовала, и у вас остались вопросы или желание поделиться своим опытом, пишите свои комментарии в блоке внизу страницы.