Релизация отопления попутной схемой или петлей Тихельмана

Схема Альберта Тихельмана, или «петля Тихельмана», она же и попутная схема является усовершенствованием двухтрубной системы отопления. Она фактически исправляет недостатки обычной двухтрубной системы, хотя и не избавлена от собственных, о которых будет сказано ниже.

Но для начала давайте ответим на вопрос: в чем же заключается принципиальное различие однотрубной и двухтрубной систем отопления?

Основные виды отопления

Однотрубная система отопления доставляет теплоноситель от котла к первому радиатору, из которого несколько остывший теплоноситель попадает в следующий и так далее по цепочке. Снижая температуру от радиатора к радиатору, теплоноситель возвращается обратно в котел. В результате первые в цепочке радиаторы имеют самую высокую температуру, а последние, соответственно, самые холодные. Эту проблему пытаются решать установкой на радиаторы дополнительной регулирующей арматуры и изменять диаметр труб, оборудовать байпасы и увеличивать размеры батарей в конце, чтобы увеличить теплоотдачу. Однотрубная система экономна при приобретении и монтаже, так как требуется не много труб и других расходных материалов, а значит и цена монтажа также будет ниже. Однако в больших зданиях, где требуется установка большого числа радиаторов, эта схема нивелирует КПД самых лучших и экономичных котлов, заставляя их работать на максимуме, и при этом все равно получать в «обратке» драматически остывший теплоноситель и холодные батареи в части отапливаемых помещений.

Двухтрубная система же предусматривает одновременную подачу горячего теплоносителя от котла через общую «горячую» трубу (коллектор) индивидуально к каждому из радиаторов. При этом каждый радиатор своим индивидуальным «выходом» подключается не к следующему радиатору, а в другую трубу – «обратку», к которой подключены «выходы» всех остальных радиаторов. Таким образом, происходит одновременный «сбор» остывшего теплоносителя из каждого из этих радиаторов в общий контур, возвращающий теплоноситель обратно в котел на подогрев. Теоретически это позволяет каждому радиатору получить теплоноситель одинаково высокой температуры, и вместо передачи его уже чуть остывшим следующему радиатору, сразу отдавать в «обратку».

Однако при практической реализации этой схемы возник ряд проблем. Прежде всего, в классической двухтрубной системе первый радиатор на получении теплоносителя являлся первым же и «отдавателем» в «обратку», а последний радиатор, получавший теплоноситель, становился также последним и на «обратке» тоже. Схема фактически оказалась тупиковой, и наилучшая циркуляция теплоносителя происходила на первом радиаторе, а наихудшая, прогнозируемо, на последнем – в «тупике». В борьбе с этим недостатком комбинировали различные диаметры труб, устанавливли ограничители давления, увеличивали размеры «тупиковых» радиаторов, однако слишком значительным уличшением результатов похвалиться не могли. Кроме того, двухтрубная система является заметно дороже и сложнее в монтаже, чем однотрубная, и по количеству необходимых труб, и по их разному диаметру, и по необходимости приобретать различного рода регулирующую арматуру.

Решение Альберта Тихельмана

Немецкий инженер Альберт Тихельман в 1901 году предложил применить так называемую «возвратную систему реверсивного типа», изменив принцип работы «обратки». Что в последствии и получило название отопление петлей Тихельмана (попутная схема). Согласно его идее первый радиатор на получение горячего теплоносителя становился последним в «обратке», а первый в «обратке» (самый близкий к котлу) получал точно такой же горячий теплоноситель последним. В итоге улучшилась циркуляция теплоносителя во всей схеме, и был обеспечен одинаковый прогрев всех радиаторов, отпала необходимость в дополнительной регулирующей арматуре и приобретении радиаторов разных размеров, теплоноситель получил условия легкой проточности, а отопительные котлы смогли, наконец, проявить свою настоящую эффективность.

Проблема лишь была в том, что в 1901 году эта система могла функционировать лишь в одноэтажных зданиях, то есть строго горизонтально. Однако с появлением циркуляционных насосов, принудительно прокачивающих теплоноситель по системе, двухтрубная система отопления проявила себя во всей красе.

Современные распределительные коллекторы раскрывают все новые преимущества этой схемы, позволяя объединять в ней для одного дома и привычные всем радиаторы, и систему водяного теплого пола.

К недостаткам попутной схемы отопления Тихельмана следует все же отнести необходимость приобретения, кроме основных, еще и дополнительных труб большого диаметра, что связано с дополнительными расходами, а также следует при проектировании учитывать архитектурные особенности частного дома, поскольку на пути реализации такой схемы препятствиями могут стать, например, дверные проемы, а также другие архитектурные формы.

Плюсы схемы

Все больше владельцев частных домов решают устанавливать системы отопления по попутной схеме Тихельмана. Это неудивительно, она обладает довольно большим рядом плюсов:

• Наверное, самым главным достоинством этого метода является то, что такая система отопления позволяет всем приборам отопления работать максимально эффективно.
• Например, подающая и обратная магистрали подключаются вместе, идя в одном направлении цепи радиаторов, отдача тепла каждого последующего радиатора уменьшается, последний может вообще остаться холодным;
• Трубы идут по двум отдельным цепям в одном направлении, КПД радиаторов становится заметно выше, продолжая уменьшаться;
• Благодаря петле Тихельмана радиаторы способны работать на 100%;
• Система имеет адаптивный характер, для установки подойдут маленькие и большие помещения бытового или промышленного назначения;
• Каждый радиатор дает одинаковое количество тепла, поэтому помещение прогреется равномерно;
• Способ прост в исполнении, не имеет сложных этапов, важно лишь следовать технологии;
• Присутствует возможность установки дополнительных устройств отопления;
• Так как радиаторы уже сбалансированы, не требуется тратить время на их балансировку ради равномерного прогрева, установка системы не требует покупки каких-либо дополнительных элементов;
• Отопление, установленное по схеме Тихельмана, прослужит очень долго.

Минусы схемы

• Отопление по схеме Тихельмана – удовольствие недешевое, для системы требуется довольно продолжительная длина трубопроводов, поэтому ради удобства придется выложить некоторую сумму. Это самый существенный минус;
• Прокладка системы отопления по такой схеме вызывает много проблем из-за мешающих архитектурных особенностей помещений (дверных проемов, например). Именно из-за этого момента петлю Тихельмана бывает невозможно проложить;
• Данная схема проводится горизонтально. Прокладывая систему отопления вертикально, придется использовать другие схемы.

Диаметр и объем труб

Расчет диаметра и объема трубопроводов для прокладки системы является очень важным моментом установки. Делать это нужно на этапе проектирования схемы отопления, при несовпадении каких-либо размеров или параметров системы работа может затрудниться или даже отложиться. Чтобы все точно рассчитать, для начала нужно определить тепловую мощность всей конструкции из:

• Общего объема помещения, частного дома или промышленного здания;
• Разность между температурами снаружи и внутри комнаты;
• Коэффициент тепла, потерянного с течением времени, непосредственно зависит от конструкции, материалов, утепления отапливаемого помещения;

Для коэффициента потерь тепла есть уже существующие определённые показатели, являющиеся зависимыми от уровня тепловой изоляции всего строения. Для случаев, когда помещение имеет лишь минимальную теплоизоляцию или ее вообще нет, коэффициент равен 3 или 4. Если здание облицовано кирпичным покрытием, показатель уменьшается до 2 или 2.9. Если степень теплоизоляции признается средней, показатель уменьшается до 1.8. Минимальным коэффициент не превышает 0.9, он появляется, когда помещение имеет действительно качественное утепление, установленные стеклопакеты, каждая входная дверь современная, максимально герметичная.

Дальше требуется определить скорость носителя тепла в трубах. Нормальным в данном случае является диапазон между 0.36 – 0.7 метра в секунду. Следуя из вышеуказанных показателей, рассчитывается диаметр труб. Обычно оптимальным размером является диаметр, равный 26 миллиметрам.