Монтаж полипропиленовых труб для отопления частного дома

Трубопроводы из полипропилена все чаще устанавливают в домах усадебной застройки. У них низкая теплопроводность, что снижает потери тепла при транспортировке теплоносителя. Процесс монтажа системы достаточно простой, не требует дорогостоящих приспособлений, это позволяет выполнить отопление в частном доме из полипропиленовых труб своими руками.

Преимущества и недостатки

Полипропиленовые трубы имеют следующие достоинства:

• химическая стойкость материала;
• низкая теплопроводность;
• физическая прочность;
• простота сборки;
• срок службы 50 лет;
• невысокая стоимость.

Недостатки присущие полипропилену – линейное расширение при нагреве, разрушение при длительном солнечном облучении.

Технические характеристики

Для отопления используют многослойные изделия. Они армированы алюминиевой фольгой или стекловолокном. Стекловолокно подвержено линейному расширению при нагревании, что нужно учитывать при прокладке сетей. Отопление из полипропилена выполняется только из армированных полипропиленовых труб, они используются в системах теплого пола.

Характеристики армированных труб на примере продукции фирмы VALTEC.

Таблица 1.

Характеристики	Материал армирования
Алюминиевая фольга	Фибра из стекловолокна
Диам/толщ. стенки трубы мм	25/4,2	32/5,4	40/6,7	25/3,5	32/4,4	40/5,5
Условный проход, мм	16,6	21,2	26,6	18	23,2	29
Давление, атм	25	25	25	20	20	20
Вес 1 м, кг	0,261	0,445	0,88	0,255	0,424	0,66
Плотность г/см3	0,9	0,9
Максим. усилие разрыва МПа	35,0	35,0
Теплоемкость кДж	1,75	1,75
Линейное расширение 1/ ºС	3,1х10 -5	6,2х10 -5
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м ºС)	0,24	0,15

Ознакомившись с характеристиками изделий из пропилена, можно наглядно представить, на каком варианте остановить выбор.

Цена полипропиленовых труб

Цена зависит от производителя и диаметра. Армированные трубы производства фирмы «Синикон» и «ЯрИнтерПласт» продают за 21-80 руб/1 метр в зависимости от диаметра. Итальянские изделия с армированием из алюминия имеют цену от 34 до 80 рублей, стекловолоконные 25-60. Труба диаметром 25 мм армированная стекловолокном или алюминием оценивается в 22 руб/м.п.

Подбираем фитинги

При устройстве отопления в частном доме из полипропиленовых труб для соединения элементов, поворотов и разветвлений применяют фитинги. Это муфты, переходники, крестовины, тройники, уголки, вентили. Внутренний диаметр фитинга равен наружному диаметру трубы. Фитинги бывают резьбовые и компрессионные. Для присоединения полипропиленовой трубы к металлическому элементу используют американку.

Важные нюансы монтажа полипропилена

Для безаварийной эксплуатации нужно учитывать следующее:

1. Обеспечить защиту пластмассовых деталей от огня.
2. Арматуру очищать от грязи, жира.
3. Для врезки в котел, водомер или другие приборы применяют разъемные резьбовые фитинги.
4. При соединении прямых участков труб устанавливают муфты.
5. Повороты, ответвления, врезку приборов осуществлять с помощью резьбовой или компрессионной арматуры.

Начинают сборку полипропиленового трубопровода после изучения схемы отопления и рекомендаций, а если вы делаете это впервые, нужно потренироваться на простом участке.

Составляем проект отопления

Прежде, чем начать монтаж отопления из полипропилена в доме своими руками нужно разработать проект. С учетом объема помещений определяем производительность отопительного котла, водяного насоса, диаметры и длину труб, количество радиаторов. Выбираем компоновку трубопроводов.

Произвести теплотехнический расчет лучше доверить специалистам. Если вы решили делать это самостоятельно, учитывайте следующее:

• при покупке батарей уточните их мощность, это указано в технической характеристике;
• для равномерного распределения тепла по комнате, радиаторы располагают по ее периметру;
• устанавливают радиаторы у окна и наружных стен;

Для проектирования схемы отопления лучше обратиться в специализированную организацию, которая составит проект, закупит оборудование и материалы, произведет монтаж и даст гарантию по ее эксплуатации.

Какую разводку полипропиленовых труб для дома выбрать

Схему отопления дома выбирают в зависимости от его объема и количества этажей. Обычный одноэтажный дом отапливают с помощью естественной циркуляции. Батареи располагают вдоль стен и присоединяются к агрегату отопления. Для строений в 2-3 этажа большой площади выполняют подачу теплоносителя под давлением.

Разводка с естественной циркуляцией

В однотрубной компоновке с естественной циркуляцией используется расширительный бак, расположенный на чердаке, движения жидкости осуществляется по закону гравитации. батареи соединены последовательно. По мере прохождения теплоносителя, он остывает. В последнюю батарею поступает охлажденная жидкость.

Эта модель не обеспечивает равномерного обогрева помещения. Используется в одноэтажных и частных домах небольшой площади.

Разводка с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция осуществляется с применением насоса, обеспечивающего давление в полипропиленовом трубопроводе. Его производительность зависит от количества перегоняемой жидкости.

Схемы с принудительной циркуляцией применяют в многоэтажных домах при горизонтальной и вертикальной компоновке труб.

Монтаж трубопровода

Монтаж трубопровода отопления в частном доме заключается в соединении отдельных элементов в единую систему. Выполняют следующие операции:

• раскладка элементов согласно схеме;
• сварка или пайка труб;
• соединение с помощью фитингов;
• присоединение отопительных приборов.

В виду того, что пластиковые материалы удлиняются при нагреве, устанавливают компенсаторы. Это петля из трубы, которую впаивают в трубопровод на длинных прямых участках. После завершения монтажных работ необходимо провести испытание под рабочим давлением.

Как спаять отопительный трубопровод

Как правильно спаять отопление из пропиленовых труб расскажем далее. При нагревании полипропилена до +260 градусов происходит его плавление, что позволяет соединять отдельные элементы. Это обеспечивается явлением полифузии – взаимопроникновением атомов. Получаем стык двух деталей, не разделенных границей.

Паяльник выбирают в зависимости от вида пайки — стыковой, муфтовой или фитинговой. Он имеет насадки, на которые надевают отрезки соединяемых труб или трубу и фитинг. После нагрева их плотно соединяют и выдерживают 4-6 секунд Время нагрева и остывания соединяемых полипропиленовых элементов зависит от их диаметра. Данные приведены в таблице, которую можно найти в специальной литературе.

Крепление трубопровода к стене

Крепление трубопровода к стене осуществляют с помощью клипс и хомутов. Клипсы обеспечивают неподвижность трубы вдоль оси.

Хомутом крепят к стене, размещая трубы не ближе 20 мм от нее. Крепежные детали располагают на расстоянии не более полутора метра друг от друга. В местах поворота или разветвления труб устанавливают дополнительный крепеж.

Крепление радиаторов

Радиаторы навешивают на металлические кронштейны, входящие в комплект поставки, и закрепленные к стене дюбелями. Их толщина зависит от веса батареи. Чугунные элементы дополнительно опирают на ножки.

Схемы отопления из полипропилена для частного дома

Традиционно для отопления жилого дома используют следующие системы:

• однотрубная или двухтрубная;
• двухтрубная с горизонтальной разводкой;
• двухтрубная с вертикальной разводкой;
• коллекторная.

Однотрубная схема предусматривает прохождение жидкости в одну сторону. Она применяется при последовательном соединении радиаторов. В двухтрубной модели есть линия обратного движения.

Двухтрубная схема с горизонтальной разводкой

В данной схеме полипропиленовые трубы расположены вдоль стены чуть выше уровня пола, что делает их малозаметными и не нарушает эстетику помещения. Это обычная двухтрубная система с нижней разводкой. Чаще всего радиаторы отопления установлены по периметру комнаты.

Схема вертикальной разводки

Вертикальная компоновка используется при отоплении усадебных домов в 2 этажа и более. Нагретая жидкость транспортируется между этажами по стоякам. Компоновка может быть по отношению к радиатору верхней или нижней. Верхняя модель чаще применяется при естественной циркуляции. На каждом этаже можно сделать горизонтальную схему распределения тепла. В данном случае устанавливают один стояк, по которому теплоноситель будет передаваться на каждый этаж.

Использование распределительного коллектора

В модели отопления с принудительной циркуляцией часто устанавливают коллектор. В нем от основного стояка отходит гребенка из труб, их количество равно числу потребителей тепла. На каждой полипропиленовой трубе имеется отдельный вентиль, который отключает определенную линию. Такая система позволяет равномерно распределять тепло, при необходимости снижать температуру в частном доме.

Недостаток – высокая стоимость монтажа, так как увеличивается длина трубопровода и количество фитингов. Однако эксплуатировать ее удобно, есть возможность отдельно отключить поврежденный участок. Сложные коллекторы оборудованы приборами автоматики, которые регулируют температуру теплоносителя, отключают систему при аварийной ситуации.

Одним из способов отопления жилища является водяной теплый пол. Полипропиленовые трубы повсеместно используются для его устройства. Систему водяного подогрева полов подключают к основной отопительной сети.

Организация отопления усадебного дома является сложным процессом. Для выполнения его самостоятельно нужно изучить способы и модели прокладки труб, выбрать подходящие материалы и арматуру. Не лишним будет ознакомиться с проектами отопления жилых зданий, близких по конструкции и размерам к вашему дому.

Желая сделать свой дом комфортнее и уютнее, хозяева часто сталкиваются с проблемой создания или модернизации системы отопления своими руками. Эта задача вполне под силу каждому. Давайте подробно разберемся, с чего начинать и как действовать, чтоб ваше водяное отопление надежно служило долгие годы.

Большинство владельцев сегодня выбирают полипропиленовые трубы и фитинги для отопления частного дома. И это вполне закономерно, так как полипропилен имеет большое количество преимуществ по сравнению с другими материалами при сравнительно низкой стоимости и простоте монтажа.

Полипропиленовые трубы и фитинги

Водяное отопление характеризуется относительно высокой температурой теплоносителя, которая может вызвать значительные тепловые удлинения трубопроводов. В связи с этим обычный полипропилен использовать нельзя, применяются исключительно армированные полипропиленовые трубы для отопления. Для усиления полипропилена используется стекловолокно либо алюминий.

Полипропиленовая труба со стекловолокном

Армирующий слой имеет значительно меньшую степень линейного расширения, чем полипропилен, и препятствует появлению таких нежелательных явлений как изгибание и провисание трубопроводов при нагреве.

Провисание нагретых трубороводов

Кроме неприглядного вида с эстетической точки зрения, температурные деформации способны создать серьезные напряжения в трубопроводах и стать причиной появления трещин в строительных конструкциях либо утечек теплоносителя.

Усиление полипропиленовых труб для отопления с введением внутреннего алюминиевого слоя может выполняться 3 различными способами:

• Слой сплошного металла находится внутри полипропиленовой трубы;
• Слой сплошного металла находится у самой поверхности;
• У поверхности материала располагается перфорированный слой алюминия.

Для соединения полипропиленовых элементов применяется пайка. Торец трубы и необходимый фитинг нагреваются с помощью паяльника, а затем жестко соединяются между собой, создавая после застывания надежный однородный стык.

Армирующая алюминиевая фольга удаляется в месте соединения. Если металл у поверхности, то его счищают с помощью специальной зачистки либо ножа, а если внутри, то вычищается внутренний слой с помощью торцевателя. Это обеспечивает надежность соединения торца трубы с фитингом и защищает алюминий от возможного повреждения и расслаивания в процессе эксплуатации.

К тому же они явно выигрывают по соотношению стоимость-качество. Следует лишь учесть небольшое увеличение длины при нагревании у труб со стекловолоконной фиброй. При пересечении стен трубы заключают в гильзы, которые позволяют полипропиленовой трубе свободно перемещаться, а между внутренними углами стен и поворотами трубопровода оставляют пространство для компенсационного хода при тепловом удлинении.

Не имея профессиональных навыков, довольно сложно разобраться в широком ассортименте торговых марок и определиться, из чего же лучше монтировать свое водяное отопление. Поэтому, как показывает практика, лучше довериться опыту большинства и отдать предпочтение наиболее распространенным известным брендам. Более дорогие трубы кроме повышенной надежности обладают также очень важным плюсом для новичка — обычно их легче паять, они прощают незначительные огрехи при стыковке элементов.

Таким образом, полипропиленовая труба армированная стекловолокном известного производителя является идеальным решением для монтажа системы отопления частного дома своими руками.

В маркировке трубы обязательно должна присутствовать надпись PN 25. Диаметр полипропиленовых труб для отопления выбирается по расчету, пропорционально требуемому расходу теплоносителя согласно тепловой нагрузке и выбранной схемы системы отопления.

Достоинства и недостатки полипропиленовых труб

Система отопления из полипропиленовых труб имеет следующие достоинства:

1. Доступная цена и качество.
2. Гладкая внутренняя поверхность трубы позволяет пропускать теплоноситель с минимальными потерями давления.
3. Надежность.
4. Стойкость к коррозии и гидроударам.
5. Хорошая ремонтопригодность.
6. Высокая тепло- и звукоизоляция.
7. Большая упругость, обеспечивающая устойчивость к замерзанию воды в системе.
8. Экологичность.
9. Рабочее давление до 10 атмосфер.
10. Температура транспортируемой жидкости до 95 °С.
11. Расчетный срок службы более 50 лет.
12. Возможность скрытой прокладки в стенах и полах.
13. Простота сборки позволяет быстро и легко осуществить монтаж системы отопления частного дома своими руками.

Справедливости ради стоит отметить и незначительные недостатки, характерные для полипропиленовых труб:

• Высокий коэффициент линейного расширения;
• Необходимость защиты от солнечных лучей, т.к. они негативно влияют на структуру полимера;
• При нагреве до 175 °С происходит плавление полипропилена;
• Покупка у непроверенного производителя может привести к неожиданным сюрпризам в связи с существенным снижением всех показателей из-за низкокачественного сырья и нарушения технологии производства.

Схемы отопительных систем

Если в квартирах обычно используется зависимая схема отопления, работающая от тепловой сети, то в частном доме приходится задумываться об установке собственного котла отопления и о том, как его обвязывать. За независимость от внешних факторов и возможность самостоятельно задавать комфортную температуру в помещениях приходится платить дополнительными хлопотами при обустройстве системы отопления и затратами на котельное оборудование плюс комплектующие.

Независимая схема организации обогрева частного дома подразумевает кроме прокладки труб еще и установку котла отопления. Наиболее экономным вариантом на сегодня является комбинирование электрического с твердотопливным котлом. В связи со спецификой этого оборудования должны быть приняты следующие меры предосторожности:

1. В виду выделения большого количества тепла при сгорании дров для обвязки напольного котла на твердом топливе желательно использовать металлические трубы с последующим переходом на полипропилен с помощью специальных муфт.
2. Для надежной работы электрического котла необходимо обеспечить постоянное напряжение в сети.
3. Схема обвязки напольного котла на твердом топливе обязательно должна включать наличие расширительного бака и группы безопасности.

В зависимости от герметичности система отопления может быть открытая либо закрытого типа. Первая подразумевает наличие на чердаке открытой емкости для расширяющегося при нагреве теплоносителя, вторая имеет возле котла отопления специальный закрытый бак с мембраной.

Открытая система может быть использована только при естественном движении теплоносителя. В этом случае он перемещается самотеком за счет гравитационного давления. В системе закрытого типа перенос рабочей жидкости обеспечивается с помощью циркуляционного насоса.

Несмотря на кажущуюся дешевизну отопления без насоса, самотечная схема потребует существенных затрат на трубы, так как она хорошо работает только при больших диаметрах и соответственно требует значительных капитальных затрат на трубы. При этом возможна только открытая прокладка.

Схемы отопления с принудительной циркуляцией на практике оказываются экономичнее и эстетичнее, лучше поддаются регулировке и обеспечивают более высокий КПД. Система водяного отопления закрытого типа с насосом работает стабильнее, чем самотечная. Она обеспечивает всегда постоянное давление и хорошую циркуляцию, а соответственно и равномерное распределение тепла.

Открытая система может быть оправдана лишь для небольших домов и в районах с перебоями подачи электроэнергии. Перед тем, как создавать водяное отопление частного дома своими руками, необходимо определиться с принципиальной схемой, способом циркуляции и схемой разводки труб, тщательно все спроектировать и составить необходимые чертежи.

От правильного выбора на этапе проектирования зависит эффективность работы схем отопления, удобство эксплуатации и комфорт жильцов.

Исходя из типа применяемой разводки, различают 3 основные схемы отопления из полипропиленовых труб в частном доме: однотрубная, коллекторная и двухтрубная.

Однотрубная схема

Самая дешевая и простая в выполнении схема разводки отопления. Теплоноситель в системе однотрубного отопления последовательно заполняет все отопительные приборы. При этом каждый последующий радиатор получает все более охлажденную воду, тепло распределяется не равномерно. В системах закрытого типа, где насос обеспечивает хорошую циркуляцию, этот недостаток почти незаметен.

Однотрубная система отопления схема закрытого типа

Как показывает практика, при определенных условиях возможно полное остывание воды еще до входа в последние батареи отопления и как результат – удаленные от котла помещения остаются холодными.

Если вам нужно надежное водяное отопление, которое стабильно работает и комфортная температура во всех комнатах, то однотрубной схемы системы отопления следует избегать. Она может быть оправдана лишь для маленьких домов, при этом первыми по ходу движения теплоносителя подключают жилые комнаты, а потом помещения технического назначения.

Коллекторная схема

Более сложная и затратная по материалам схема водяного отопления, но позволяющая обеспечить равномерное распределение тепла, удобство эксплуатации и высокую надежность системы. На выходе из котла отопления или на каждом ответвлении от стояка устанавливается коллекторная гребенка, к которой подключаются горизонтальные ветки либо отдельные приборы.

Наиболее актуально применение этой схемы подключения приборов в больших коттеджах со сложными разветвленными системами. Она позволяет регулировать параметры температуры и давления для каждой ветки или прибора отдельно.

Если в вашем доме будет использоваться схема комбинированного отопления, то есть сочетание классического радиаторного отопления с теплыми полами, то вы однозначно сделаете правильный выбор, остановившись на коллекторной схеме.

Предусматривает параллельное подключение отопительных приборов к подающему и обратному трубопроводу. Каждый радиатор независимый от других и получает на входе теплоноситель практически одинаковой температуры.

При аварийной ситуации можно отключить один или несколько приборов без ущерба для работоспособности системы. Двухтрубная схема монтажа позволяет применить скрытую прокладку и легко спрятать трубопроводы в пол. В большинстве случаев именно эта схема отопления частного дома является наиболее оптимальной.

Двухтрубная схема отопления с нижней разводкой

В частном доме может применяться как горизонтальная, так и вертикальная разводка трубопроводов. Вертикальная разводка применяется в домах с количеством этажей 2 и более. Она наиболее характерна для больших коттеджей.

Теплоноситель движется по стоякам от этажа к этажу. Возможна организация отопления с нижней разводкой и с верхней в зависимости от расположения подающего трубопровода относительно радиаторов. Схема отопления двухэтажного дома может выполняться также и с горизонтальной разводкой, когда от одного стояка расходятся по дому горизонтальные ветки на каждом этаже. Схема отопления одноэтажного дома однозначно будет горизонтальной.

Горизонтальная разводка

Горизонтальная схема подключения радиаторов в современных частных домах является наиболее распространенной. Она позволяет сделать отапливаемый дом комфортным как по тепловому режиму, так и эстетике. Отдельные приборы и ветки могут отключаться без ущерба для основной системы и регулироваться по необходимости.

Принципиальная схема отопления может быть однотрубная либо двухтрубная. В зависимости от способа прокладки бывает периметральная и лучевая.

Периметральная разводка

Периметральная разводка предусматривает прокладку труб вдоль стен по периметру квартиры, возможна также скрытая прокладка в конструкции пола. Такую систему водяного отопления удобно монтировать как при новом строительстве, так и при реконструкции. Основной недостаток – значительная длина трубопроводов и сложность обеспечить возможность слива воды с системы.

Схема отопления с горизонтальной периметральной разводкой

Лучевая разводка предусматривает отдельное подключение каждого радиатора к общему коллектору кратчайшим путем, схема подключения приборов напоминает солнечные лучи. Она позволяет пользователю осуществлять индивидуальную настройку каждого прибора, и обеспечивает легкую гидравлическую балансировку.

Эта схема системы отопления удобна при новом строительстве, трубы укладываются на черновую поверхность пола и заливаются стяжкой. К недостаткам можно отнести сложность ремонта, так как в случае аварийной ситуации весьма затруднительно добраться до трубопроводов. Расход труб при лучевой разводке больше, чем в других вариантах, но это компенсируется снижением их диаметров. Именно эта схема разводки трубопроводов является типовой для большинства современных коттеджей.

Выводы

Приступая к монтажу системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме, внимательно изучите технологию пайки полипропилена, проанализируйте все возможные схемы водяного отопления, определите необходимые тепловые нагрузки, составьте планы и трехмерные чертежи.

Постарайтесь предварительно проконсультироваться со специалистом в области теплотехники и согласовать с ним проект будущей системы. Заручившись поддержкой опытного человека в технических вопросах и тщательно подготовившись, вы легко справитесь с устройством системы водяного отопления частного дома своими руками.

При проектировании и монтаже системы отопления всегда возникает вопрос, – какой диаметр трубопровода выбрать. Выбор диаметра, а значит и пропускной способности труб, важен, ведь нужно обеспечить скорость теплоносителя в пределах 0,4 – 0,6 метров в секунду, которая рекомендуется специалистами. При этом должно поступать нужное количество энергии (количество теплоносителя) к радиаторам.

Известно, что если скорость меньше 0,2 м/с, то будет застаивание воздушных пробок. Скорость больше 0,7 м/с не стоит делать из соображений энергосбережения, так как сопротивление движению жидкости становится значительным (оно прямо пропорционально квадрату скорости), к тому же это нижний предел возникновения шума в трубопроводах малых диаметров.

Какой тип трубопровода выбрать

Сейчас все чаще выбирают для отопления полипропиленовые трубопроводы, которым хоть и присущи недостатки в виде сложности обеспечения качества стыков, и значительного теплового расширения, но они предельно дешевы и просты в монтаже, а это зачастую решающие факторы.

Данные о толщине стенок приведены в таблицах. Для отопления сейчас применяются трубы из полипропилена, которые армированны алюминиевой фольгой или стекловолокном. Армировка предотвращает значительные расширения материала при нагревании.

Многие специалисты отдают предпочтение трубам и с внутренней армировкой стекловолокном. Такой трубопровод в последнее время стал наиболее широко применяться в частных системах отопления.

Вопросы подбора диаметра отопительного трубопровода

Трубы выпускаются стандартных диаметров, из которых и нужно сделать выбор. Наработаны типовые решение по подбору диаметров труб для отопления дома, руководствуясь которыми в 99% случаев можно сделать оптимальный правильный выбор диаметра без выполнения гидравлического расчета.

Стандартные наружные диаметры полипропиленовых труб –16, 20, 25, 32, 40 мм. Соответствующий этим значениям внутренний диаметр труб марки РN25 – 10,6, 13,2, 16,6, 21,2, 26,6 мм соответственно.

Более подробная информация о наружных диаметрах, внутренних диаметрах и толщине стенки полипропиленовых труб приведена в таблице.

Какими диаметрами что подключать

Нам необходимо обеспечить подачу необходимой тепловой мощности, которая будет прямо зависеть от количества поданного теплоносителя, но скорость движения жидкости должна оставаться в заданных пределах 0,3 – 0,7 м/с

Тогда возникает такое соответствие подключений (для полипропиленовых труб указывается наружный диаметр):

• 16 мм — для подключения одного или двух радиаторов;
• 20 мм – для подключения одного радиатора или небольшой группы радиаторов (радиаторы «обычной» мощности в пределах 1 — 2 кВт, максимальная подключаемая мощность – до 7 кВт, количество радиаторов до 5шт.);
• 25 мм – для подключения группы радиаторов (обычно до 8 шт., мощность до 11 кВт) одного крыла (плеча тупиковой схемы разводки);
• 32 мм – для подключения одного этажа или целого дома в зависимости от тепловой мощности (обычно до 12 радиаторов, соответственно, тепловая мощность до 19 кВт);
• 40 мм – для магистрали одного дома, если такая имеется (20 радиаторов – до 30 кВт).

Рассмотрим выбор диаметра труб подробнее, опираясь на заранее рассчитанные табличные соответствия энергии, скорости и диаметра.

Соотношение диаметра труб, скорости жидкости, и тепловой мощности

Обратимся к таблице соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

В таблице представлены значения тепловой мощности в Вт, а под ними указано количество теплоносителя кг/мин, при подаче с температурой 80 град С, обратки – 60 град С и температуры в комнате 20 град С.

Подбор труб по мощности

Из таблицы видно, что при скорости 0,4 м/с будет подаваться примерно следующее количество тепла, по трубам из полипропилена следующего наружного диаметра:

• 4,1 кВт — внутренний диаметр около 13,2 мм (наружный диаметр 20мм);
• 6,3 кВт — 16,6 мм (25мм);
• 11,5 кВт — 21,2 мм (32 мм);
• 17 кВт — 26,6 мм (40 мм);

А при скорости 0,7 м/с значения подаваемой мощности будут уже примерно на 70% больше, что не трудно узнать из таблицы.

А какое количество тепла нам нужно?

Сколько тепла должен подавать трубопровод

Наша схема отопления двухтрубная. По одной трубе подается горячий теплоноситель, по другой — охлажденный отводится к котлу. Между трубами параллельно подсоединены радиаторы.

На каждом этаже трубы разветвляются на два крыла с одинаковой тепловой мощностью, для первого этажа – по 7,5 кВт, для второго этажа – по 5 кВт.

Итак, от котла до межэтажного разветвления поступает 25 кВт. Следовательно, нам потребуются магистральные трубы внутренним диаметром не менее – 26,6 мм, чтобы скорость не превысила 0,6 м/с. Подходит 40-мм полипропиленовая труба.

От межэтажного разветвления – по первому этажу до разветвления на крыльях — поступает 15 кВт. Здесь, согласно таблице, для скорости менее 0,6м/с, подойдет диаметр 21,2 мм, следовательно, применяем трубу с наружным диаметром 32 мм.

На крыло 1 этажа идет 7,5 кВт – подходит внутренний диаметр 16,6 мм, — полипропилен с наружным 25 мм.

На каждый радиатор, мощность которого не превышает 2 кВт можно делать отвод и трубой с наружным диаметром 16 мм, но так как этот монтаж не технологичен, трубы не пользуются популярностью, чаще устанавливают 20-мм трубу с внутренним диаметром 13,2 мм.

Соответственно на второй этаж до разветвления принимаем 32мм трубу, на крыло – 25мм трубу, а радиаторы на втором этаже также подсоединяем 20-мм трубой.

Как видим, все сводится к несложному выбору среди стандартных диаметров имеющихся в продаже труб. В небольших домашних системах, до десятка радиаторов, в тупиковых распределительных схемах, в основном применяется полипропиленовые трубы 25мм -«на крыло», 20 мм — «на прибор». и 32 мм «на магистраль от котла».

Особенности выбора другого оборудования

Диаметры труб могут быть выбраны и по условиям гидравлического сопротивления для нетипично-большой длины трубопроводов, при которой возможен выход за технические характеристики насосов. Но подобное может быть для производственных цехов, а в частном строительстве практически не встречается.

Для дома до 150 м кв., по условиям гидравлического сопротивления отопительно радиаторной системы, всегда подходит насос типа 25 – 40 (напор 0,4 атм), он же может подойти и до 250м кв в отдельных случаях , а для домов до 300 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм).

Трубопровод рассчитывается на максимальную мощность. Но система, если когда и будет работать в таком режиме, то не продолжительное время. При проектировании отопительного трубопровода можно принимать такие параметры, чтобы при максимуме нагрузки, скорость теплоносителя была и 0,7 м/с.

На практике скорость воды в трубах отопления задается насосом, который имеет 3 скорости вращения ротора. Кроме того подаваемая мощность регулируется температурой теплоносителя и продолжительностью работы системы, а в каждой комнате может регулироваться путем отключения радиатора от системы с помощью термоголовки с нажимным клапаном. Таким образом, диаметром трубопровода мы обеспечиваем нахождение скорости в пределах до 0,7 м при максимальной мощности, но система в основном будет работать с меньшей скорость движения жидкости.

За многими монтажниками водится грешок предубежденности. Например, мастер считает однотрубную разводку самой лучшей и предлагает ее всем заказчикам — хозяевам частных домов. За подобными предложениями нередко скрывается низкая квалификация исполнителя либо какая-то выгода. Наша задача – рассмотреть, как работает двухтрубная система отопления, объективно оценить преимущества и недостатки, дать рекомендации по выбору схемы.

Как работает отопление по двухконтурной схеме

Конструкция двухтрубной системы водяного отопления предполагает подачу и отвод теплоносителя от каждого радиатора по двум отдельным магистралям. Упрощенно: входной патрубок батареи подключен к подающей линии, выходной – к обратной. По первому трубопроводу нагретая вода из котла раздается всем отопительным приборам, вторая труба собирает остывший теплоноситель и направляет обратно в теплогенератор.

Особенности двухконтурного распределения воды:

• если все элементы системы рассчитаны правильно, то каждый радиатор получает теплоноситель одинаковой температуры;
• изменение протока воды через одну батарею вследствие регулировки мало влияет на работу соседних отопительных приборов;
• число радиаторов на одной ветви может достигать 40 шт. при условии, что производительность насоса и диаметр подводящих труб обеспечивает расчетный расход воды.

Примечание. Цифра 40 взята на основании практического опыта проектирования и монтажа отопления в производственном цехе. В загородных коттеджах столько приборов к одной ветви не подключается, максимум – 10 шт. Если надо сделать разводку по многоэтажному зданию, сеть теплоснабжения делится на несколько двухтрубных контуров.

Движение воды по трубам и батареям обеспечивается двумя способами – естественным (конвекционным) и принудительным. Вариантов подвода теплоносителя тоже существует несколько, поэтому предлагаем рассмотреть каждую схему отдельно.

4 вида 2-трубных систем

В зависимости от условий прокладки трубопроводов и дальнейшей эксплуатации в частных домах используются следующие варианты двухтрубных схем:

1. Гравитационная или самотечная с естественной циркуляцией нагретой воды.
2. Классическая тупиковая система отопления.
3. Кольцевая с попутным движением теплоносителя, она же – петля Тихельмана.
4. Лучевая с индивидуальной раздачей тепла радиаторам от распределительного коллектора.

Заметка. К двухтрубному отоплению можно отнести и теплые полы. Греющие контуры выступают в качестве батарей, роль магистралей играют подводящие трубы и гребенка со смесительным узлом. По конструкции напольный обогрев близок к коллекторной схеме.

В самотечном исполнении система функционирует без избыточного давления, теплоноситель контактирует с атмосферой через открытый расширительный бак. Остальные 3 варианта схем – замкнутые, работающие под давлением 1—2.5 Бар и только с принудительной циркуляцией горячей воды. Теперь разберем каждую схему на конкретном примере двухэтажного дома.

Самотечное отопление

Принцип работы системы с естественным движением теплоносителя базируется на явлении конвекции – горячая и менее плотная жидкость стремится подняться вверх по трубе, вытесняемая более тяжелыми холодными слоями. Котел греет воду, она становится легче и движется через вертикальный стояк со скоростью 0.1—0.3 м/с, затем расходится по магистралям и батареям.

Уточнение. Подразумевается, что нагреваемая и охлажденная жидкость находится в пределах одного замкнутого контура, в данном случае таковым выступает отопительная сеть частного дома.

Перечислим характеристики двухтрубной гравитационной системы двухэтажного здания, показанной на чертеже:

1. Способ прокладки магистралей — горизонтальная верхняя разводка, берущая начало от общего стояка. Последний поднимается от котла, в самой высокой точке расположен расширительный бак, сообщающийся с атмосферой.
2. Горизонтальные участки проложены с минимальным уклоном 3 мм на метр погонный магистрали. Подача наклонена в сторону радиаторов, обратка – к источнику тепла.
3. Диаметры труб увеличены по сравнению с напорными системами, поскольку рассчитаны на малую скорость течения воды.

Важный нюанс. Чтобы реализовать устойчивый самотек, нужно применять трубы Ø40—50 мм (внутренний). Минимально допустимый диаметр раздающих и собирающих ветвей – Ду25, ставится около последних батарей.

В одноэтажном доме используется аналогичная схема, но с одиночным подключением радиаторов. Подающий коллектор верхней разводки прокладывается на чердаке либо под потолком, обратный – над полом. Сделать нижнюю разводку нельзя – теплоноситель согласно закону сообщающихся сосудов затечет в батареи, но скорость движения и эффективность обогрева упадет до минимума.

Нынешние гравитационные схемы стали комбинированными благодаря установке циркуляционных насосов. Агрегат монтируется на байпасе, чтобы не мешать течению воды в случае отключения электроэнергии.

Тупиковые отопительные ветви

Двухтрубная закрытая система плечевого (тупикового) типа монтируется в большинстве загородных коттеджей и нередко применяется в новых многоквартирных домах. Как устроена схема:

1. Радиаторная сеть представляет собой одну или несколько двухтрубных ветвей. Теплоноситель направляется к приборам отопления по одной магистрали, а возвращается по второй.
2. Система работает с избыточным давлением 1—2.5 Бар, циркуляцию обеспечивает насос, установленный возле котла.
3. Расширение воды компенсирует бак мембранного типа, расположенный в котельной. Точка врезки – на трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по течению жидкости).
4. Сброс воздуха из сети происходит через краны Маевского на батареях и автоматический клапан в составе группы безопасности отопительного агрегата. Там же находится манометр и предохранительный клапан.
5. Распространенный вариант разводки – нижняя горизонтальная, когда обе трубы проходят под радиаторами открытым способом.

Замечание. При необходимости тупиковые магистрали без проблем прокладываются закрытым способом — в бороздах стяжки пола, за подвесными потолками либо внутри стен.

Если необходимо распределить теплоноситель на 2 крыла двухэтажного здания, производится разделение на 4 отдельных ветви (плеча), сходящихся к общему стояку. Примечательно, что протяженность линий и тепловая нагрузка на плечи вовсе не должна быть одинаковой. Количество батарей и трасса прокладки разрабатывается с учетом особенностей конкретного здания.

Ветви с разным числом радиаторов уравновешиваются путем балансировки – ограничения потока регулировочной арматурой. Вентили всегда ставятся на выходах батарей и при нужде – на плечо в целом. Как правильно сбалансировать контуры, читаем на другой странице нашего ресурса.

Кольцо Тихельмана

Общий принцип работы этой схемы идентичен тупиковой разводке, но способ раздачи и возврата теплоносителя отличается по 3 признакам:

1. Каждый контур отопления замкнут в кольцо.
2. Метод подключения батарей следующий: первый радиатор на подаче является последним для обратной линии. И наоборот, конечная батарея раздающей магистрали становится первой для обратки.
3. Вода в обоих трубопроводах движется в одном направлении, отсюда техническое название системы – попутная.

Устройство петли Тихельмана предполагает горизонтальную нижнюю разводку – скрыто под полом, реже – открыто по стенам. Еще вариант: кольцо можно сделать под перекрытием, спрятав за натяжные потолки или в подвал, а трубные подводки вывести к обогревателям.

Особенность кольцевой «попутки» – почти идеальное гидравлическое равновесие. Заметьте: по дороге ко всем батареям и назад теплоноситель преодолевает одинаковое расстояние. Контур способен обеспечить требуемый расход воды на 10 и более радиаторов с минимальной балансировкой.

Автор видео хорошо поясняет работу системы, но проводит некорректное сравнение – правильно отбалансированные ветви раздают тепло не хуже «попутки».

Лучевой способ подключения

Этот наиболее прогрессивный тип двухтрубной системы водяного отопления включает следующие элементы:

• обогреватели – обычные батареи, внутрипольные конвекторы либо отдельные контуры теплых полов;
• 2 коллектора – подающий и обратный, снабженные расходомерами и термостатическими вентилями;
• индивидуальные двухтрубные подводки, проложенные от коллектора к обогревательным приборам по кратчайшему пути (под полом или потолком, в перекрытии).

Коллектор, установленный в удобном месте, получает и возвращает воду котлу по двум основным магистралям. С помощью вентилей производится настройка расхода теплоносителя на каждую батарею. Если на клапаны коллектора установить термоголовки RTL либо сервоприводы, появится возможность автоматической регулировки климата в любой комнате и здании в целом.

Плюсы и минусы двухтрубных разводок

Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:

1. Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать энергонезависимый котел и произвести обвязку без подключения к домовой электросети.
2. Плечевая (тупиковая) система – достойная альтернатива «ленинградке» и прочим однотрубным разводкам. Главные достоинства – универсальность и простота, благодаря которой двухтрубная отопительная схема дома 100—200 м² без проблем монтируется своими руками.
3. Основные козыри петли Тихельмана – гидравлическое равновесие и способность обеспечивать теплоносителем большое число радиаторов.
4. Коллекторная разводка – лучшее решение для скрытой прокладки труб и полной автоматизации работы отопления.

Примечание. Последние 3 схемы легко скомбинировать с контурами водяного напольного обогрева. Совмещать гравитационную радиаторную сеть с теплыми полами не всегда целесообразно – без электроэнергии принудительная циркуляция в греющих контурах невозможна.

Кратко выделим общие плюсы лучевой, попутной и тупиковой системы:

• небольшие сечения раздающих труб;
• гибкость с точки зрения прокладки, то есть, линии могут проходить по различным маршрутам – в полах, вдоль и внутри стен, под перекрытием;
• для монтажа подойдут различные пластиковые либо металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и гофрированная нержавейка;
• все 2-трубные сети хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.

Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется из трубопроводов в расширительный бак открытого типа.

Теперь о значимых недостатках:

1. Схема с естественным движением воды громоздкая и дорогая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25…50 мм, монтируемые с большим уклоном, в идеале – стальные. Скрытая прокладка сильно затруднена – большинство элементов окажется на виду.
2. В монтаже и эксплуатации тупиковых ветвей существенных минусов не обнаружено. Если плечи сильно отличаются по длине и числу батарей, равновесие восстанавливается путем глубокой балансировки.
3. Магистрали кольцевой разводки Тихельмана всегда пересекают дверные проемы. Приходится делать обходные петли, где впоследствии может скапливаться воздух.
   

   

4. Разводка лучевого типа требует финансовых затрат на оборудование – коллекторы с клапанами и ротаметрами плюс средства автоматизации. Альтернатива – сборка гребенки из полипропилена либо бронзовых тройников своими руками.

Дополнение. Для автоматического регулирования теплоотдачи батарей при самотеке понадобятся специальные радиаторные клапаны с увеличенным проходным сечением.

Какую схему лучше выбрать

Подбор разводки выполняется с учетом многих факторов – площади и этажности частного дома, выделяемого бюджета, наличия дополнительных систем, надежности электроснабжения и так далее. Дадим ряд общих рекомендаций по выбору:

1. Если планируется собирать отопление самостоятельно, лучше остановиться на двухтрубной плечевой системе. Она прощает новичкам множество ошибок и будет работать, несмотря на допущенные огрехи.
2. При высоких требованиях к интерьеру комнат возьмите за основу коллекторный тип разводки. Гребенку спрячете в стеновом шкафу, магистрали разведете под стяжкой. В двух– или трехэтажном особняке желательно установить несколько гребенок – по одной на этаж.
   

   

3. Частые перебои с подачей электроэнергии не оставляют выбора – нужно собирать схему с естественной циркуляцией (самотек).
4. Система Тихельмана уместна в строениях большой площади и количеством обогревательных панелей. Монтировать петлю в малых зданиях нецелесообразно с финансовой точки зрения.
5. Для небольшого дачного домика или бани отлично подойдет тупиковый вариант разводки с открытой прокладкой трубопроводов.

Совет. Отопление дачи на 2—4 маленьких комнаты можно организовать с помощью однотрубной горизонтальной системы с нижней разводки – «ленинградки».

Если коттедж планируется отапливать радиаторами, теплым полом и водяными калориферами, стоит взять на вооружение тупиковый либо коллекторный вариант разводки. Две указанные схемы легко комбинируются с другим отопительным оборудованием.

Как рассчитать диаметр труб

При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:

• чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
• подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
• в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
• если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.

Совет. Выше на примерах схем довольно точно проставлены диаметры магистралей и подводок. Указанную информацию можете использовать при разработке проекта отопления жилища.

Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно иженерным расчетам. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:

• G – массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
• Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
• Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.

Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.

Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:

• S – площадь искомого сечения трубы, м²;
• V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
• ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.

Справка. Скорость движения теплоносителя в напорных системах с циркуляционным насосом принимается из диапазона 0.3…0.7 м/с. При самотеке течение медленнее – 0.1…0.3 м/с.

Продолжение примера. Посчитанный расход 258 кг/ч обеспечивается насосом, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / (3600 х 0.4) = 0.00018 м². Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – Ø25 мм).

Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.

Заключительный вывод

Практика показывает, что 2-трубная тупиковая система подходит для отопления большинства средних жилых домов. Техническое решение подкупает простотой и приемлемой стоимостью монтажных работ. Коллекторная и попутная разводка обойдется дороже – играет роль цена оборудования и протяженность линий. Взгляните на схему с петлей Тихельмана – распределяющие трубопроводы одинакового диаметра идут по всему периметру здания.

Отдельный разговор — двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией воды. В условиях частых перебоев с электроэнергией лучше не рисковать и не гнаться за красотой интерьеров, а смонтировать энергонезависимый обогрев. Высокие первоначальные вложения компенсируются теплом и низким потреблением электричества.

Используемые источники:

• https://trubarik.ru/polipropilenovye/otoplenie-v-chastnom-dome-iz-polipropilenovyh-trub
• http://homeframe.ru/otoplenie-i-vodosnabzhenie/shema-otopleniya-iz-polipropilenovyih-trub-v-chastnom-dome-svoimi-rukami.html
• http://teplodom1.ru/radiattopl/114-kakoy-diametr-trub-iz-polipropilena-dlya-otopleniya.html
• https://otivent.com/dvuhtrubnaja-sistema-otoplenija-chastnogo-doma