Петля Тихельмана: схема устройства системы отопления в частных двухэтажных и одноэтажных домах, плюсы и минусы

Что это такое

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

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

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

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

Схема петля Тихельмана

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

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

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

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

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

Обвязка котла

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

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

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

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

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

Трубопроводы

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

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

Арматура

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

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

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

Варианты схемы Тихельмана

При правильном построении схемы Тихельмана система отопления предполагает создание одинаковых условий для работы радиатора. Это касается перепадов давления, при том, что радиаторы имеют равные площади поверхностей, а, следовательно, и равный уровень теплоотдачи. Чтобы рисовать схемы правильно, необходимо некоторое время потренироваться.

Дверь можно обойти несколькими способами: трубу можно проложить сверху. При выборе этого варианта следует учесть, что участок над дверью должен быть оснащен автоматическим воздухоотводчиком: это не позволит воздуху накапливаться. Внешний вид помещения при этом страдает. Также воздухоотводчик может время от времени подтекать, что довольно непрактично.

Варианты схемы Тихельмана:

• Вариант в одноэтажном доме. Трубу можно проложить ниже напольного уровня. Но это может быть неудобно, если тяжка пола уже выполнена.
• Схема для двух этажей. По схеме завязывается вся система, а не этажи по-отдельности. Выполняется подача и обратка основных труб, имеющих диаметр в 20 мм. А уже к ним подключают радиаторы с использованием тубы в 16 мм.
• Обвязка для трех этажей. Выполняется одна обвязка для всех этажей. Стояки имеют диаметр в 25 мм, подача и обратка в 20 мм, труба для отвода к радиаторам в 16 мм.

По возможности лучше выполнять подключение каждого этажа по-отдельности, при этом ля каждого подключая индивидуальный насос. Следует учесть, что использование одного насоса при его поломке может привести к тому, из строя выйдет сразу вся система отопления. Схему Тихельмана можно использовать для прокладки отопления во всех типах помещений. Она предполагает равномерный прогрев радиаторов, а монтировать ее довольно легко, если схема составлена правильно.

Схема Тихельмана для обвязки радиаторов двух этажей

Причём, здесь не каждый этаж по отдельности завязан по схеме Тихельмана, а вся система. Основные трубы (подача и обратка) – металлопластиковые диаметром 20 мм, к ним радиаторы подключены трубой 16 мм.

Схема Тихельмана для обвязки радиаторов трёх этажей

Здесь тоже не на каждом этаже по отдельности своя обвязка, а одна обвязка, выполненная по схеме Тихельмана для одновременно всех трёх этажей. Стояки выполнены, например, металлопластиковой трубой диаметром 26 мм, подача и обратка на этажах диаметром 20 мм, а к радиаторам отводы трубой 16 мм.

И всё же! Если есть возможность, то лучше подключать каждый этаж отдельно и со своим насосом, иначе, если насос один на все этажи, то при выходе насоса из строя отопления не будет на всех этажах сразу.

Схема Тихельмана имеет преимущества по сравнению с другими схемами обвязки радиаторов: 1) универсальность (подходит для любых помещений, планировок и т. д., в том числе больших площадей); 2) все радиаторы прогреваются равномерно. Не смотря на внешнюю сложность, освоить монтаж отопления по этой схеме вполне доступно. Только прочитайте ещё раз о диаметрах труб при такой разводке. И – пользуйтесь. Успехов.

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

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

Особенности системы Тихельмана

В 1901 году идея изменения работы обратного движения воды была обоснована инженером Тихельманом. В его честь была названа система — «петля Тихельмана». Также её ещё называют возвратной системой с реверсивным движением теплоносителя. Из-за того что жидкость движется по обоим контуром (по подаче и обратке) в одинаковом или же попутном направлении, для данной схемы придумали и третье название — «система с попутным направлением движения тепловых носителей».

Сама идея заключается в том, что длина труб для подачи и обратки одинаковая. На всех участках трубопровода создаются схожие гидравлические условия. Благодаря этому последний радиатор в сети получает столько же тепловой энергии, как и первый. Это позволяет более эффективно использовать отопительную систему, а также экономить на топливе.

Описание системы

В профессиональных кругах петля Тихельмана именуется двухтрубной системой отопления с попутным движением теплоносителя. Такое название полностью отражает суть и принцип работы, отличительные черты лучше всего видны на фоне двухтрубной системы с обратным движением теплоносителя, которая знакома практически всем.

Представим радиаторную сеть, развёрнутую в прямой ряд. При классической схеме тепловой узел расположен в начале этого ряда, от него вдоль всей сети следует две трубы для подачи горячего и возврата холодного теплоносителя соответственно. При этом каждый радиатор представляет собой своего рода шунт, поэтому, чем больше удаление нагревательного прибора от теплового узла, тем выше гидравлическое сопротивление в петле его подключения.
 Двухтрубная схема подключения радиаторов со встречным током теплоносителя в подаче и обратке; 2 — схема подключения Петля Тихельмана с попутным подключением

Если же мы ряд радиаторов свернём в кольцо, то оба его края будут примыкать к тепловому узлу. В этом случае гораздо выгоднее сделать так, чтобы возвратный трубопровод направлял теплоноситель не обратно в котельную, а продолжал следовать далее по цепочке, то есть попутно подаче. Иными словами труба подачи следует от теплового узла и заканчивается на крайнем радиаторе, в свою очередь возвратный трубопровод берет свое начало от первого радиатора и направляется в котельную. Этот же принцип может быть реализован, даже если радиаторы расположены в пространстве линейно, просто от места врезки крайнего радиатора в обратку труба разворачивается чтобы вернуть охлажденный теплоноситель. При этом на определенном участке система отопления будет трёхтрубной, так петлю Тихельмана тоже иногда называют.

Но зачем нужны такие сложности? Если внимательно изучить схему, то окажется, что сумма длин питающего и возвратного трубопровода для каждого радиатора одинакова. Отсюда вывод: гидравлическое сопротивление каждой отдельно взятой петли подключения эквивалентно остальным участкам, то есть система попросту не нуждается в балансировке.

Где применяется

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

Для тупиковой схемы количество радиаторов в каждом плече ограничено.

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

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

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

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

Область применения

Тем не менее, соблазн избежать гидравлической настройки системы не должен приводить к поспешным необдуманным решениям. Двухтрубная попутная система характеризуется высокой материалоёмкостью, потому её монтаж оправдан далеко не во всех случаях.

Рассмотрим такое понятие как степень «прижатия» нагревательного прибора при балансировке двухтрубной обратной системы. Занижая условный проход в месте подключения нескольких первых радиаторов можно сократить расход теплоносителя в них, тем самым снизив перепад давления, чтобы на последующих участках сети сохранялся достаточный напор. Если радиаторная сеть состоит из большого числа нагревательных приборов, расположенных на большом удалении друг от друга, ограничивать проток на начальных радиаторах придётся до такой степени, что протока в них будет недостаточно для нормального выделения тепла. Это вынуждает использовать насосы с более высокой производительностью, из-за чего при течении теплоносителя в отдельных узлах образуется ощутимый шум. В целом можно сказать, что устройство двухтрубной попутной системы оправдано только при количестве радиаторов более 8–10 при общей длине трубопроводного става свыше 70 м.

Материалоёмкость системы Тихельмана существенно увеличивается при невозможности завернуть радиаторную сеть в кольцо, то есть расположить отопительный трубопровод строго по периметру здания. Этому обычно мешают дверные проемы и фронты остекления в пол. В таких случаях приходится монтировать дополнительную трубу, по которой теплоноситель будет возвращаться в котельную, а поскольку общая длина произвольно взятой петли увеличивается как минимум на половину — увеличивать условный проход магистрали или производительность насоса. Избежать дополнительных затрат в принципе можно за счёт устройства коллекторной (лучевой) системы, однако лучше предварительно выполнить сравнительный расчёт материалоёмкости.

Плюсы и минусы

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

К достоинствам относят:

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

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

Минусы тоже есть:

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

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

Как устроена попутка

Одинаковая разница давлений на радиаторах возникает потому, что сумма длин подачи и обратки для каждого одинаковая. Это можно наглядно увидеть на схеме. Возьмите любую батарею из системы, и оцените суммарную длину подающего и отводящего трубопровода до котла.

Т.е. все отопительные приборы находятся в одинаковых условиях автоматически, а это именно то, что на других схемах добиваются тонкой настройкой и добиться иногда не могут. Например, сложная настройка у лучевой схемы, где каждая батарея подключена длинной парой трубопроводов к одному коллектору. Длины этих трубопроводов разные, радиаторы взаимно влияют друг на друга, поэтому систему приходится тщательно регулировать.

Всегда ли нужна попутка

Попутная система отопления подороже по сравнению с тупиковой, процентов на 20. Денежный перерасход связан с применением труб большого диаметра, и в особенности их фитингов – тройников на ответвлениях радиаторов и переходников на меньший диаметр, которым подключены радиаторы.

В тупиковой же схеме диаметры труб будут меньшими, так как вся мощность разделяется на 2 и более плечей, по выходу из котла.

Особенно громоздкой становится попутка, когда нет возможности провести трубы по кольцу по периметру дома – от выхода котла к его входу. Тогда обратку приходится возвращать тем же путем, где и уложена подача.

Получается сложная петля уже из трех магистральных трубопроводов большой толщины. Этого нужно избегать и преобразовать попутку в более простую тупиковую схему по конкретным обстоятельствам.

Обычный же переход на тупиковую систему происходит при снижении количества радиаторов до 10 и менее. Тогда появляется возможность сбалансировать радиаторы в тупиках и сами плечи без особого наращивания мощности насоса.

При наличии 3, 4 и даже 5 радиаторов в плече нет проблемы с балансировкой всех радиаторов и плечей в тупиковой схеме отопления.

А если те же десять радиаторов приходится делить по плечам как 6 и 4, — то лучше делать самонастраивающуюся попутку, так как при 6 отопительных приборах и неравнозначных тупиках придется излишне увеличивать мощность насоса и слишком «зажимать» ближе расположенные к нему батареи.

Данные по гидравлике

Работа системы, устроенной по принципу петли Тихельмана, отличается высокой стабильностью. Сей факт наглядно демонстрируется данными гидравлического расчёта, однако для этого требуется соблюдение ряда монтажных правил.

Основным функциональным элементом такой системы остаётся гидравлический насос. Он создает давление на выходе, то есть на подаче, и разрежение на входе — обратке. Численно величина обоих значений снижается по мере удаления от насоса, причём падение напора происходит не линейно, оно описывается квадратичной величиной динамического напора. Эта закономерность прослеживается и для подающей ветки, и для возвратной, условно падение можно описать на примере трубопровода длиной 100 м:

Это усреднённые данные, но даже по ним видно, что при кажущейся равномерности потери напора в середине радиаторной сети немного выше, нежели по краям. Действительно, за счёт пропорционального изменения давления и разрежения в каждом радиаторе поддерживается практически одинаковый перепад давлений в каждом нагревательном приборе, однако для корректной и стабильной работы петли Тихельмана следует соблюдать ряд правил, о которых речь пойдет дальше.

Трубы, насосы для попутной схемы

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

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

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

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

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

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

Все радиаторы подключаются отводками с внутренним диаметром 16мм.

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

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

Для двухэтажного дома

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

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

Как подключается теплый пол к Петле Тихельмана

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

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

Стоит ли монтировать самостоятельно

Как уже можно было понять из всего вышесказанного, отопление «Петля Тихельмана» имеет довольно-таки простую конструкцию. В любом случае собрать ее будет не сложнее чем обычную тупиковую систему. Однако при этом стоит учитывать то, что петля Тихельмана чаще всего монтируется в домах очень большой площади. Сборка же систем отопления в таких зданиях уже сам по себе имеет массу нюансов. К тому же и расчет коммуникаций для такого объекта следует делать максимально точный. Просто взять усредненные значения (10 кВт котла на 1 м 2 помещения, диаметр труб 26 и 16) в этом случае не получится. Сделать же правильные расчеты по таблицам и даже с использованием соответствующих программ самостоятельно будет довольно-таки сложно. Поэтому для проектирования и монтажа системы «Петля Тихельмана» в большом доме все же стоит нанять специалистов.

Процесс установки системы

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

После этого нужно выполнить следующие действия:

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

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

Схема отопления с петлей Тихельмана плюсы и минусы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как рассчитать необходимый диаметр труб?

Естественно, в процессе проектирования схемы отопительной системы в конкретном архитектурном объекте необходимо определиться с тем, каковым должен быть диаметр труб в конструкции. В данном случае предполагается вычисление общих тепло-мощностных показателей. Это необходимо сделать в первую очередь, так как в противном случае монтаж отопления будет затруднен. Итак, в процессе определения диаметра труб мы высчитываем мощность конструкции. Необходимо заранее определить такие параметры:

• объем дома;
• разность температур внутри помещений и в окружающей среде;
• стандартный коэффициент по потерям тепла, который в свою очередь напрямую зависит от того, насколько утепленным является архитектурный объем в целом.

В отношении коэффициента существуют уже заранее определенные числа, которые зависят от степени теплоизоляции архитектурного объекта. Так, если присутствует минимальная теплоизоляция или она полностью отсутствует, то коэффициент равен 3 или 4. В случае облицовки здания кирпичом данный показатель варьируется в диапазоне от 2 до 2.9. При условии среднего уровня изоляции тепла в помещениях предлагается коэффициент со значением порядка 1.8. В завершении стоит сказать, что, если дом утеплен качественными строительными материалами, а также при условии, что был проведен монтаж стеклопакетов и современных дверей на всех входах в здание, коэффициент теплопотерь является минимальным – не более, чем 0.9.

После расчетов, описанных выше, необходимо определить с какой скоростью теплоноситель будет передвигаться по трубам. Традиционный диапазон значений данного параметра – от 0.36 до 0.7 метров в секунду. Специалисты называют эти рамки оптимальными. Как правило, диаметр труб в районе 26 миллиметров является наиболее подходящим как для обратной магистрали, так и для подающей. Для подключения радиаторов к системе специалисты рекомендуют использовать 16-тимилиметровые трубы.

Как работает тупиковая отопительная система

Тупиковая схема – это двухтрубное устройство отопления помещений, в котором, как видно из рисунка выше, горячий теплоноситель подается к каждому радиатору по одной трубе (подача), а выходит из радиаторов и поступает к котлу по другой трубе (обратка). Причем в этой схеме движение теплоносителя по подающей и обратной трубах происходит в противоположном направлении, тогда как в других (не однотрубных) схемах жидкость движется в одном направлении. Это – очень распространенный вариант подключения нагревательных приборов, и не только радиаторов – это могут быть чугунные или биметаллические батареи, или самодельные регистры.

Хотя и однотрубное отопление можно реализовать по тупиковой схеме, но это решение непопулярно в силу своей невысокой эффективности отдачи тепла и сложности исполнения. Реализация тупиковой однотрубной схемы показана ниже – если дом рассчитан на 2 или три этажа, то, кроме стандартной группы безопасности, придется делать разводку стояков, и на каждый радиатор устанавливать воздухоотводчик или кран Маевского. Это – схема дорогостоящая, поэтому ее нечасто принимают к исполнению.

Косвенное преимущество тупиковой схемы еще и в том, что ее можно применять как для отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, так и для решения с гравитационным перемещением жидкости в трубах. Для энергонезависимого отопления частного дома система с естественной циркуляцией приобретает все большую популярность, поэтому не стоит забывать и о тупиковой схеме с верхней разводкой труб в этом случае.

В любом случае, при одноконтурной или двухконтурной схеме, для тупикового варианта очевидно следующее: чем больше подключено радиаторов к трубе, тем медленнее будут прогреваться все последующие нагревательные приборы. Поэтому желательно разделить всю систему на несколько ответвлений таким образом, чтобы в каждой ветке было не больше, чем 5-6 радиаторов. Это решение актуально как для естественной, так и для принудительной схемы перемещения теплоносителя.

На практике преимущество тупиковой схемы очевидно: это простые расчеты, несложный уровень монтажа, минимальное количество запорной арматуры и фитингов, дешевизна всего проекта. Если сравнивать с такими популярными решениями, как двухтрубная система с попутным движением жидкости и с лучевой схемой (с коллектором), то в плане соблюдения законов гидравлики они явно лучше тупиковой – быстрее движется теплоноситель, нет встречного движения, радиаторы прогреваются равномерно и с одинаковой скоростью. Но часто именно экономичность тупикового варианта побеждает, особенно для отопления дома с небольшой общей отапливаемой площадью.

Горизонтальная схема с тупиковой разводкой имеет разновидность, где применяется центральная магистраль. Такую схему можно реализовать как скрытый в пол или в стену трубопровод, что нравится всем без исключения домовладельцам, так как скрытый трубопровод не требует переделки дизайна, перепланировки или изменения интерьера помещений.

При монтаже скрытого трубопровода, например, при заделке труб в бетонную стяжку пола или в штробы в стенах, трубы следует применять не стальные, а металлопластиковые без соединений или полимерные с соединением неподвижной гильзой или сваркой, чтобы не допустить возможности протечки. Единственная проблема при прокладке скрытого трубопровода – его правильный и красивый вывод из стены или из-под пола. Также следует избегать любых пересечений труб в скрытом варианте монтажа. Чтобы избежать пересечений, используют крестовину. При присоединении трубы к радиатору при помощи крестовины можно без выступа за плоскость монтажа обогнуть трубы центральной магистрали.

Также реализация тупиковой системы с центральной магистралью открывает возможности по подключению к отоплению и других схем: системы «теплый пол» или полотенцесушителей. Подключаются такие узлы пир помощи специального смесительного модуля, к состав которого входит циркуляционный насос, смесительные краны и температурные датчики. Модуль смешения делает работу подключаемых модулей независимой от главной схемы отопления, причем любое количество новых подключаемых контуров не будет влиять на работу основного контура.

Алгоритм выполнения монтажных работ

Монтаждвухтрубной попутной системы отопления ведется в соответствии с определенным алгоритмом, где начальным этапом является подбор диаметра труб, а конечным – установка циркуляторного насоса.

Монтаж

Процесс установки системы отопления Тихельмана заключается в последовательности следующих действий:

1. Для начала производится монтаж котла. Для того, чтобы его расположить в помещении, минимальная высота от пола до потолка должна составлять 2,5 м, допустимый объём помещения равен 8 м³. Для того, чтобы узнать необходимую мощность агрегата, нужно выполнить расчет (примеры можно найти в специализированных справочных изданиях). Для обогрева 10 м² понадобится примерно мощность в 1кВт.
2. Следующий этап — навешивание радиаторных секций. Изначально нужно определить сколько радиаторов вам нужно, затем необходимо сделать разметку их расположения (обычно их размещают под оконными проёмами) и крепление посредством специальных кронштейнов.
3. Далее переходим к этапу протягивания магистрали попутной системы отопления. Лучше всего использовать металопластиковые трубы, которые хорошо справляются с высокими температурами, а также порадуют владельцев долгим сроком эксплуатации и простотой монтажа. Основные трубопроводы (подача и “обратка”) от 20-ти до 26-ти мм и 16-ти мм для подсоединения радиаторов.
4. Монтаж циркуляционного насоса. Он должен быть установлен на обратной трубе максимально близко к котлу. Врезать его нужно через байпас с тремя кранами. Перед насосом должен стоять специальный фильтр. Пренебрегать этим требованием не стоит, поскольку он оказывает непосредственное влияние на срок службы оборудования.
5. Монтаж расширительного бака и элементов, которые отвечают за безопасность работы оборудования. Для отопительной системы с попутным движением теплоносителя подходят исключительно мембранные расширительные бачки. Элементы группы безопасности входят комплектацию совместно с котлом.

Разводка труб осуществляется с завязыванием всего здания полностью, а не каждого этажа по отдельности. Также следует на каждом этаже установить по одному циркуляционному насосу и оставить неизменными равные длины обратных и подающих трубопроводов для каждого радиатора в отдельности в соответствии с основными требованиями попутной двухтрубной отопительной системы. Если установить один насос, то в случае его поломки система отопления во всем доме придет в бездействие.

Многие специалисты считают целесообразным устройство общего стояка на два этажа с отдельной трубной разводкой на каждом этаже. Такими образом можно учесть разницу потерь тепла на каждом этаже и подобрать нужные диаметры труб, а также требуемое число секций в батареях.

Раздельная попутная схема отопления на этажах сделает настройку системы гораздо проще, а также позволит осуществить оптимальную балансировку нагрева всего здания. Однако, здесь нужно будет врезать в контур попутки балансировочный кран для каждого этажа. Краны могут быть размещены один около другого непосредственно рядом с котлом.

Популярность и широкое применение схемы отопления Тихельмана полностью оправдано, множество положительных отзывов довольных владельцев домов, использующих подобную схему является прямым подтверждением.

Расчет диаметра трубопровода

Есть научно обоснованный способ расчета. Сечение трубы выбирается, исходя из объема теплоносителя, проходящего по трубе в единицу времени. Расчет начинают от дальнего радиатора по формуле:

G=3600×Q/(c×Δt), (1)

где: G − расход воды на обогрев дома (кг/ч);

Q − тепловая мощность, требуемая для обогрева (кВт);

c − теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);

Δt − разность температур между горячим и холодным теплоносителем, принимается равной 20 °C.

Далее вычисляют сечение труб по формуле:

S=GV/(3600×v), (2)

где: S − площадь поперечного сечения трубы (м2);

GV − объемный расход воды (м3/ч);

v − скорость движения воды, находится в диапазоне 0,3−0,7 м/с.

Полученная цифра – это сечение, исходя из него, подбирают внутренний диаметр трубопровода.

При расчете также можно ориентироваться на таблицу зависимости внутреннего диаметра трубы от тепловой нагрузки.

Можно учитывать следующие ориентиры:

1. При потерях тепла до 15 кВт (150 м кв.) площади подойдут трубы диаметров 20 мм.
2. При потерях от 15 до до 27 кВт (до 250 м кв. площади) потребуются трубы диаметром не менее 25 мм.

Провести расчет по приведенным формулам или гидравлическим таблицам для домовладельца является сложной задачей, поэтому можно основываться на рекомендуемых диаметрах труб.

Диаметр трубопровода должен быть одинаковый на всем его протяжении для обеспечения стабильной работы батарей. Рекомендуемый минимальный внутренний диаметр труб -20 мм.

Необходимо соблюдать следующие условия:

• Трубы класть под напольным покрытием для избегания высотных обводов. Если это невозможно, то нужно учитывать конфигурацию дома и максимально стремиться к одинаковой высоте прокладки труб.
• Материал труб – металлопластик или полипропилен с армированием алюминиевой фольгой. Такие трубы прочнее и прослужат долго.
• Радиаторы ставят биметаллические или стальные с нижней системой подключения. У таких батарей выше гидравлическое сопротивление, что балансирует систему. Мощность радиаторов должна быть одинакова по всей площади дома.
• На каждую батарею ставят балансировочный кран на обратке. Желательна установка терморегуляторов.

Гидравлический расчет

В данной схеме требуется расчет мощности циркуляционного насоса в зависимости от длины магистрали

Важный компонент схемы – гидравлический насос, создающий давление на подаче и разрежение на обратном пути. Данные расчета демонстрируют, что значения обоих параметров уменьшаются по мере увеличения расстояния от насоса в направлении перемещения теплоносителя. Если замерить данные на стометровой трубе, получается, что при удалении на 10 м давление на подаче будет составлять 90% от номинала, а обратное разрежение – 5%. При дальности в 20 м эти параметры будут равны 75% и 20% соответственно, а падение на радиаторном элементе в обоих случаях составит 95%. На расстоянии 50-60 м цифры смещаются к середине (45 и 40, 40 и 45 соответственно), а спад на радиаторе равен 85%. При дальнейшем удалении от насоса пропорции продолжают меняться в сторону увеличения разрежения; снижение давления на дистанции 70 м составит 90%, а на 80 м и более – 95%. Таким образом, в средней части потери напора будут немного больше, чем в начале и конце. Пропорционально меняющиеся показатели позволяют поддерживать примерно равные перепады давлений радиаторов.

При корректном монтаже, отсутствии перепадов сечения магистральной трубы и одинаковой высоте расположения радиаторов система функционирует бесперебойно. Мощности задействованных батарей будут равны между собой.

Протягивание магистрали

При монтаже магистрали попутной разводки системы отопления необходимо учесть следующее:

• Отводящую ветку магистрали надо располагать ниже подающей.
• Трубопроводы подачи и отвода тепла должны быть параллельны друг другу.
• Бак расширительный должен быть установлен выше котла отопления.
• На замыкающих радиаторах нужно установить вентили для спуска воды. Рекомендуется установить на каждой батарее термостатическую головку для обеспечения комфортности температуры.
• При прокладке магистрали прямые углы исключены во избежание возникновения воздушных пробок в системе.
• Расширительный бак должен устанавливаться в отапливаемом помещении.
• Все диаметры труб, фитингов и кранов должны соответствовать друг другу. Нельзя ставить трубы разного диаметра из-за попытки сэкономить. Нарушится давление воды в системе.

Возможные осложнения

Если сечение магистральной трубы будет одинаковым, а все батареи расположатся на одном уровне по высоте, то никаких проблем с функционированием попутной схемы не возникнет. Все радиаторы будут иметь примерно одинаковую мощность.

Неполадки с работой отдельных отопительных приборов появляются только при нарушениях правил монтажа. Например, во время пайки полипропиленовых труб произойдёт наплыв пластика на внутреннее сечение, что заузит диаметр. Попутная система является очень стабильной, но нарушать рекомендации по её созданию нельзя.

Необходимо только совместить очень мощные радиаторы с другими. Если этого не сделать, то сеть не сможет нормально работать. Например, в одной комнате установлен отопительный прибор с мощностью в 6 кВт, а в другой — в 0,5 кВт. При настраивании обогрева под 6-киловатник на радиатор в 0,5 кВт будет подаваться чрезмерное давление. Решением такой проблемы становятся балансировочные вентили. Их надо устанавливать хотя бы на маломощные приборы.

Попутку можно собрать и своими руками. Следует только учесть основные факторы:

1. 1. Вид и сечение труб.
2. 2. Обвязка радиаторов, а также котла.
3. 3. Правильный выбор мощности батарей.
4. 4. Подбор фитингов.
5. 5. Возможные проблемы, которые могут возникнуть при монтаже.
6. 6. Способы создания отопительной сети.

Установка циркуляционного насоса

Рассчитывать на естественную циркуляцию неразумно, так как в попутной системе отопления расположено 10 и более батарей. Гравитация не сможет сработать без принудительного давления. Циркуляционный насос устанавливают на обратной ветке возле котла. Насос врезается при помощи байпаса и трех вентилей. Рекомендуется установить фильтр.

Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже

Попутную систему отопления устанавливают в одно этажных и двухэтажных домах. В двухэтажных строениях при установке нужно учитывать некоторые нюансы:

• Циркуляционный насос устанавливается на каждом этаже. Если возникнет поломка в пределах одного этажа, на другом отопление будет полноценно работать.
• Для каждого этажа рекомендуется монтаж по отдельной схеме.

Факторы целесообразности выбора

Современные отопительные системы представлены как на отечественном, так и на мировом рынке строительной индустрии в широком разнообразии. Однако, каждое из предложенных конструктивных решений целесообразно применять в некоторых конкретных случаях. Если рассматривать конкретно систему петли Тихельмана, ее установка является рациональным решением, если:

• у вас большой дом, организация отопления в котором предполагает монтаж большого количества батарей;
• существует возможность прокладки труб исключительно по периметру комнат;
• вы готовы потратить на организацию отопления в доме относительно большое количество финансов.

Выше подан традиционный минимальный перечень условий, в соответствии с которыми выбор в пользу «попутки» является рациональным и обоснованным. Таким образом, если работа циркулярного насоса определяется влиянием балансировки, а необходимости в прокладке трехтрубной системы с большими петлями отсутствует, именно попутная схема оптимальным образом будет функционировать в вашем доме.

Настройка клапана – схема с тупиковым движением теплоносителя

Мифы вокруг приспособления

Если вам придется когда-нибудь столкнуться с необходимостью сделать выбор между такими системами для отопления дома, как попутная и тупиковая, вы наверняка заметите, насколько неоднозначные отзывы и мифы относительно первого варианта заполняют сетевое пространство. Между тем, практика показывает, что львиная доля публикаций псевдопрофессионалов не имеет никакой практической почвы и построены исключительно в гипотетической плоскости. Итак, специалисты выделяют три наиболее распространённых мифа, которые порочат славу отопления с попутным движением теплоносителя:

• Необходимость в балансировании такой системы отсутствует, а потому на отопительном приборе в ее конструкции не нужно проводить монтаж клапанов балансировочного типа;
• В данной конструкции можно специально уменьшить как диаметр, так и длину трубопровода.
• В каждом циркуляционном кольце присутствует одинаковое гидросопротивление.

Стоит отметить, что существуют определенные государственные стандарты, а также специальные учебники, обратившись к которым вы сможете быстро убедиться в ложности мифов, представленных выше.

Мнение владельцев загородных домов о системе

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

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

[spoiler title="Источники"]

• https://stroy-podskazka.ru/otoplenie/petlya-tihelmana/
• http://teplodom1.ru/sistemotopl/248-petlya-tihelmana-nadezhnoe-otoplenie-dlya-bolshih-domov.html
• https://exclusivevdom.ru/shema-tihelmana-vse-tonkosti-dla-odnogo-dvuh-i-treh-etazej
• https://topsamoe.ru/petlja-tihelmana-diametr-trub/
• https://oventilyacii.ru/otoplenie/shema-sistemy-otopleniya-tihelmana.html
• https://www.rmnt.ru/story/heating/sistema-otoplenija-petlja-tixelmana-sxema-iraschet.1496724/
• https://opechkah.ru/bez-rubriki/petlya-tihelmana-shema-dlya-chastnyh-domov
• http://teplosten24.ru/poputnaya-sistema-otopleniya-shema.html
• https://potapenkov.com/%D0%BF%D0%B5%D1%82%D0%BB%D1%8F-%D1%82%D0%B8%D1%85%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B0-%D1%81%D1%85%D0%B5%D0%BC%D0%B0-%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/
• https://eco-kotly.ru/shema-tihelmana-vse-tonkosti-dla-odnogo-dvuh-i-treh-etazej/
• https://StrojDvor.ru/otoplenie/sxema-otopleniya-i-gidravlicheskij-raschet-sistemy-tixelmana/
• http://jsnip.ru/vodosnabzheniya/poputnaja-sistema-otoplenija-shema.html
• https://pipe-s.ru/skhema-tikhel-mana-dlya-dvukhetazhnogo-doma-diametr-trub/

[/spoiler]