В автономных системах отопления для частных домов и дач часто используется двухтрубная схема с компактным котлом, работающим на различном топливе. Среди различных вариантов двухтрубных систем особой популярностью пользуется схема Тихельмана, известная своей стабильностью и способностью обеспечивать равномерный прогрев всех радиаторов в сети.
Принцип работы схемы Тихельмана
Петля Тихельмана представляет собой двухтрубную систему с реверсивным (попутным) движением теплоносителя. Это означает, что горячая вода (подача) и остывшая (обратка) движутся в одном направлении по параллельным контурам. Ключевая особенность системы — одинаковая длина пути теплоносителя через каждый радиатор. Благодаря этому гидравлическое сопротивление на всех участках выравнивается, и крайние батареи получают столько же тепла, сколько и ближние. При этом обратная магистраль начинается от первого радиатора, а подающая заканчивается на последнем.
В современных одноэтажных домах, где часто нежелательно вешать трубы по стенам, эту схему удобно монтировать в стяжке пола, предварительно утеплив трубопровод. Это упрощает создание замкнутого контура от распределительного коллектора. Также система Тихельмана отлично подходит для подключения внутрипольных конвекторов, которые часто устанавливают под панорамными окнами. По сравнению с лучевой (коллекторной) разводкой, попутная схема экономичнее в расходе материалов и надежнее в эксплуатации.
В двухэтажном доме организуют общий стояк и два независимых кольца — для первого и второго этажей. Важно помнить, что теплопотери на разных этажах будут различаться, поэтому радиаторы и диаметры труб нужно подбирать индивидуально для каждого контура. Раздельные кольца позволяют проводить их взаимную балансировку, а запорную арматуру для удобства можно сгруппировать в котельной.
Плюсы и минусы системы
Главные достоинства петли Тихельмана — это сбалансированность и равномерный прогрев всех отопительных приборов без необходимости сложной настройки. Система отличается высокой надежностью и реже выходит из строя по сравнению с тупиковыми схемами, особенно в разветвленных сетях с большим количеством радиаторов. Это делает ее отличным выбором для частного дома.
Основной недостаток связан с планировочными ограничениями. Схема требует прокладки труб по всему периметру отапливаемых помещений с возвращением к котлу, что может быть затруднено наличием дверных проемов, лестниц или других архитектурных элементов. Кроме того, для магистралей часто требуются трубы увеличенного диаметра, что повышает общую стоимость системы.
Пошаговый монтаж системы
Монтаж начинается с установки котла в помещении с высотой потолков не менее 2.5 метров. Мощность котла подбирается из расчета примерно 1 кВт на 10 кв. м площади.
Далее работы выполняются в следующем порядке:
- Монтаж радиаторов. После расчета необходимого количества секций батареи размещают, как правило, под окнами и надежно крепят к стенам с помощью кронштейнов.
- Прокладка трубопроводов. Для подачи и обратки рекомендуется использовать металлопластиковые трубы, которые просты в монтаже и выдерживают высокие температуры. Для магистралей применяют диаметр 20-25 мм, а для подключения радиаторов — 16 мм.
- Установка циркуляционного насоса. Насос монтируется на обратной магистрали рядом с котлом. Перед ним обязательно устанавливается фильтр грубой очистки. Монтаж насоса выполняется через байпас с тремя кранами для возможности обслуживания и замены.
- Монтаж группы безопасности. Устанавливаются расширительный бак, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик для обеспечения безопасной работы системы.
Для подготовки горячей воды в систему часто интегрируют бойлер косвенного нагрева. Современные автоматизированные котлы легко управляют таким бойлером. В противном случае потребуется создание отдельной обвязки для него.
В хозяйственных постройках допускается прокладка труб над дверными проемами. В этом случае в верхней точке контура обязательно устанавливается воздухоотводчик, а в нижней — сливной кран.
Подбор труб и насосного оборудования
В частных домах с компактной планировкой протяженность магистралей обычно невелика, поэтому высокое гидравлическое сопротивление для таких систем не характерно. Диаметр труб подбирается в зависимости от тепловой нагрузки.
Рекомендации для двухтрубной системы
Для помещений площадью до 150 кв. м с теплопотерями до 15 кВт магистральные трубы выбирают диаметром 20 мм, а для подключения радиаторов — 16 мм. Подойдет циркуляционный насос с параметрами 25-40. Для больших площадей (15-30 кВт теплопотерь) диаметр магистрали увеличивают до 25 мм, а для ответвлений и петель оставляют 20 мм. Подключение радиаторов по-прежнему выполняют трубами 16 мм. Для такой системы потребуется более производительный насос, например, 25-60.
Советы по самостоятельному монтажу
При самостоятельной сборке петли Тихельмана важно уделить внимание правильному подбору диаметров труб, мощности оборудования и качеству его обвязки. Если из-за планировки приходится прокладывать трубы с перепадами высот (например, над дверью), не забудьте об устройствах для удаления воздуха и слива теплоносителя. Иногда, если организовать попутную схему слишком сложно, выбирают более простую тупиковую систему, несмотря на ее меньшую сбалансированность.
На подающей магистрали устанавливается группа безопасности (манометр, предохранительный клапан, воздухоотводчик). В открытых системах от верхней точки разгонного коллектора делают вертикальный участок для установки расширительного бака, после чего магистраль опускается к остальным приборам.
На обратке монтируется циркуляционный насос, мощность которого должна преодолевать расчетное гидравлическое сопротивление. В обвязке котла на обеих трубах (подаче и обратке) рядом с ним устанавливают запорные шаровые краны. Такие же краны ставят по обе стороны от насоса и на подпиточном патрубке.
Особенности гидравлического расчета
Сердце системы — циркуляционный насос, создающий давление в подающем трубопроводе и разрежение в обратном. Расчеты показывают, что по мере удаления от насоса давление на подаче падает, а разрежение на обратке растет. Например, на 100-метровой магистрали при удалении на 10 м давление составляет около 90% от начального, а разрежение — всего 5%. Падение давления на радиаторе при этом составит 95%. На расстоянии 50-60 м эти значения выравниваются (45% и 40%), а падение на радиаторе — около 85%. Таким образом, в средней части контура потери напора несколько выше, чем в начале и конце. Это пропорциональное изменение параметров как раз и обеспечивает практически одинаковый перепад давления на каждом радиаторе.
При правильном монтаже, использовании труб постоянного сечения и расположении радиаторов на одной высоте система работает стабильно, а теплоотдача всех батарей будет одинаковой.
