Петля Тихельмана: особенности схемы, варианты

Среди разных схем отопления есть одна, которая пользуется особой популярностью у владельцев домов и дачных построек. Эта схема, петля Тихельмана, привлекает стабильной работой и практически не нуждается в балансировке, но и отдельные недостатки, должен отметить, у нее имеются. Предлагаю поближе познакомиться с устройством такой тепловой магистрали, с ее техническими характеристиками и нюансами прокладки труб своими руками.

Петля Тихельмана – разновидность двухтрубных систем

Особенности системы: как она работает

Петля Тихельмана, как схема в частном доме, относится к группе двухтрубных систем отопления. Название она получила в честь немецкого инженера Альберта Тихельмана, специалиста по оборудованию для водяного отопления. Инженер предложил этот способ подключения в далеком 1901 году, и с тех пор он остается актуальным.

Систему называют еще попутной, что подчеркивает главную ее особенность и принцип устройства. Трубы уложены так, что вода в двух контурах, в прямой и обратной трубе, движется в одном направлении. Это отличает ее от стандартных схем, где реализовано обратное движение теплоносителя, и вода в обратке движется в противоположном направлении по отношению к трубе подачи.

Кольцевой маршрут обладает следующими особенностями:

• Прямая и обратная трубы имеют одинаковую длину. Это означает, что гидравлические параметры одинаковы во всех точках кольца, и радиаторы, от первого до последнего, прогреваются равномерно и практически одновременно.

Схема системы с попутным теплоносителем

• Равномерность прогрева обеспечивается и способом соединения труб: обратный контур начинается от первого радиатора, тогда как подача теплоносителя заканчивается на последнем радиаторе.

Обустройство системы Тихельмана особенно выгодно в больших домах, где общая длина трубопровода превышает 70 м, а в комнатах устанавливают 8-10 радиаторов. Петля Тихельмана удобна тем, что к ней можно подключать теплый пол и внутрипольные конвекторы (в комнатах с низкими или панорамными окнами).

В двухэтажном доме есть свои особенности монтажа схемы: здесь монтируют раздельные петли для каждого этажа и соединяют их общим стояком. Получается, что потери энергии в кольце первого и второго этажа будут отличаться, что потребует взаимной балансировки, а также внимательного выбора диаметров труб и радиаторов.

Разница между тупиковой и попутной схемой

Плюсы и минусы кольцевого устройства

Прежде чем выбрать ту или иную схему, я бы рекомендовал разобраться в ее достоинствах и недостатках, и только после этого браться за расчеты. Схема Тихельмана для одно- или двухэтажного дома является хорошим вариантом для частного дома благодаря следующим преимуществам:

• Вы получаете гидравлически равномерную, стабильно работающую систему, для которой не нужны работы по балансировке.
• Каждый радиатор находится в одинаковых гидравлических условиях и обладает одинаковой тепловой мощностью, независимо от удаленности от котла. Вся сеть, а, значит, и дом, прогревается равномерно.
• Суммарное сопротивление системы минимально. Это позволяет обходиться без установки регулировочных клапанов и насоса (в некоторых случаях насос нужен).
• Теплоотдачу батарей можно регулировать. Балансировка системы не изменится, если подключить дополнительный радиатор или убрать любой существующий.

Контуры располагаются по периметру дома

К недостаткам отопления по системе Тихельмана относят следующие особенности:

• Его не рекомендует для маленьких домов. Если площадь постройки небольшая, удобнее обустроить тупиковую сеть.
• Так как конфигурация предполагает кольцевое движение воды по двум параллельным трубам, возрастает расход материалов и строительный бюджет.
• Прямая и обратная труба находятся рядом. Если трубы металлические, нужна качественная (более сложная) теплоизоляция. Для труб из полипропилена это неактуально.
• Без циркуляционного насоса система будет работать только на первом этаже. Кроме того, потребуется соблюдать разный уклон для прямой и обратной трубы, из-за чего укладка становится более сложной и дорогой.
• Чтобы разводка получилась правильной, трубы надо выкладывать по периметру дома; иногда это сложно или даже невозможно.

Трубы выбирают по диаметру и материалу

Строго говоря, основным препятствием для прокладки будут конструктивные особенности дома. Трубы укладываются по периметру постройки, и любой дверной проем или лестничный пролет становится существенным препятствием. Если схема Тихельмана планируется на этапе проектирования дома, эти моменты заранее учитываются и обходятся. В старых домах издержки на переделку зачастую оказываются слишком большими, поэтому от прокладки магистрали-петли отказываются.

Петля Тихельмана для отопления одного этажа

Петля Тихельмана по своим параметрам подходит для отопления больших площадей и включает большее количество радиаторов. Ее применение оправдано для отопления одного этажа частного дома, если количество батарей отопления превышает 10 штук.

В классической двухтрубной схеме для одного этажа контур формирует две параллельные петли одной длины, что гарантирует одинаковое гидравлическое сопротивление в каждой точке системы. В результате все батареи нагреваются до одной температуры, и корректирующее оборудование не требуется.

Разводка труб отопления в частном доме

В одноэтажных домах со сложной планировкой петля Тихельмана также может усложняться; на определенных участках она становится трехтрубной. В отличие от стандартного двухтрубного варианта трехтрубный рассчитать не так просто.

Если радиаторов планируется меньше (до 10), более выгодной будет другая схема, например, тупиковая, на одно или два плеча. Строго говоря, петлю Тихельмана можно применять даже в небольших домах (в том числе, даже для одной батареи отопления). Но такое решение трудно назвать практичным, так как оно будет проблематичным в реализации и неэкономичным в эксплуатации.

Элементы системы отопления

Классическая петля Тихельмана для одноэтажного дома включает следующие элементы:

• Котел. Он может быть любым: газовым, твердотопливным или электрическим. Важно, чтобы мощность (кВт) была достаточной для конкретной системы, поэтому котел приобретают после расчета схемы отопления. Исключительно для отопления подойдет одноконтурная модель; двухконтурный котел будет еще греть воду для ГВС,
• Циркуляционный насос. Важная деталь системы, без него теплоноситель не будет перемещаться по контуру.

Устройство отопительной системы

• Расширительный бак. Для системы с принудительной циркуляцией, где существует избыточное давление, подходят исключительно мембранные разновидности.
• Бойлер косвенного нагрева. Позволит дополнительно подогревать воду для ГВС.
• Группа безопасности. Набор предохранительных элементов в обвязке котла, включает манометр, предохранительный и воздушный клапан, срабатывает при превышении допустимого давления.
• Гребенка. Труба большого диаметра с несколькими отверстиями, служит для уравнивания давления; комплектуется арматурой и термометрами.
• Гидрострелка. Устройство, разделяющее котловый и отопительный контур, помогает балансировать температуру воды.
• Трубы. Их выбирают по сечению и материалу изготовления.
• Радиаторы отопления. Их также приобретают после расчета схемы отопления, когда становится ясно, какие параметры будут оптимальными (материал, мощность, рабочее давление).

Подключение радиатора к трубам из пластика

Отопление двухэтажного дома

В двухэтажных ломах классическая схема Тихельмана, когда все радиаторы подключаются к одной петле, не используется. Реализуется более практичный вариант: через оба этажа проходит двухтрубный стояк, а от него на каждый этаж разводят петли.

Преимущество остается прежним: радиаторы обеспечивают одинаковый прогрев всех помещений, неважно, как далеко от котла они находятся. Расходы на обустройство такой системы достаточно высоки, поэтому она выгодна в действительно большом доме.

При проектировании и монтаже петли Тихельмана для 2 х этажного частного дома нужно учитывать следующие технические особенности:

• При монтаже легко допустить ошибку. Специалисты рекомендуют протянуть сначала одну трубу (подающую), вывести от нее ответвления на радиаторы, и только потом монтировать вторую трубу. Если протягивать их одновременно, можно перепутать подачу и обратку.

В двухэтажном доме схема усложняется

• В линию подачи необходимо врезать дополнительную арматуру: балансировочный кран. Он устанавливается на каждый контур и помогает качественно распределять нагретую воду.
• В классической схеме предусмотрен один циркуляционный насос, но здесь его рекомендуется устанавливать на каждом этаже (через параллельную врезку). Использование второго насоса необходимо для подстраховки. Если единственный насос сломается, система отопления перестанет функционировать (так как вода в такой схеме не способна передвигаться самотеком).

Отопление в современном доме большой площади

Планировка просторных частных проектов включает множество элементов, которые затрудняют использование петли Тихельмана в отоплении одно- или двухэтажного дома. Это могут быть высокие, до потолка окна или панорамное остекление, лестничные марши, дополнительные двери на террасу, в гараж или сад.

Трубы отопления в полу под стяжку

Во многих случаях дизайн не приемлет навеску труб на стены, и поэтому отопительную магистраль прокладывают под полом. Такой прием избавляет петлю Тихельмана от главного недостатка – сложностей с обходом препятствий. Прокладка труб под полом возможна в домах любой площади, если следовать следующим правилам:

• В качестве основания для любого напольного покрытия выбирают пол на лагах, или укладывают толстую стяжку (теплый пол).
• Трубы прокладываются в тоннелях под напольным покрытием. Трубы теплоизолируют, чтобы конструкция пола не деформировалась из-за перегрева.
• В случае выбора теплого пола применяют гибкий трубопровод; от использования угловых фитингов отказываются.

В помещениях с высокими окнами отдают предпочтение внутрипольным конвекторам. Петля Тихельмана подходит для подключения этих отопительных приборов лучше, чем лучевая схема, особенно, если конвекторов много (четыре и более). Подключение на петлю делает работу конвекторов более устойчивой и экономичной.

Водяной теплый пол можно подключать к петле Тихельмана

Об особенностях петли Тихельмана в следующем видео:

Особенности расчета схемы отопления своими силами

Теплотехнический расчет СО нужен для того, чтобы определиться со следующими параметрами петли Тихельмана:

• Мощность котла. Агрегат с избыточной мощностью заставит переплачивать за перерасход топлива. Если мощность меньше, чем нужно, тепла будет не хватать для всех помещений.
• Мощность радиаторов. Ее важно знать по той же причине – чтобы не переплатить при покупке за излишне мощную модель, или наоборот, не приобрести маломощный вариант.
• Расходы на отопление. Понимая, какими они будут, вы сможете точнее планировать бюджет.
• Возможность уменьшения теплопотерь. Ликвидация утечек тепла поможет экономить на отоплении.

Результаты расчетов потребуются во время закупок оборудования и материалов; чтобы провести расчет, собирают следующие данные:

• Размеры дома и всех помещений; расположение по сторонам света.
• Габариты оконных и дверных проемов.
• Данные по средним зимним температурам в регионе.
• Какую температуру вы хотите поддерживать внутри дома.
• Параметры наружных стен, их высота и материал изготовления.

Для расчета удобно использовать софт

• Характеристики утепляющих материалов на стенах, в подвале, в кровле (вид и толщина).

О системе Тихельмана в частном доме в следующем видео:

Особенности выполнения монтажных работ

Во многих частных домах компоновка весьма сжатая, поэтому магистрали короткие, а повышение гидростатического сопротивления практически не происходит. Самостоятельно установить точные теплопотери вряд ли получится, поэтому теплорасчет можно ограничить определением основных параметров приборов. Чтобы определить диаметр труб, можно использовать данные из таблиц, увязывающих внутренний диаметр с необходимой энергией (тепловым потоком).

Следует понимать, что, если у вас нет соответствующей квалификации, при выполнении монтажа по схеме Тихельмана для одноэтажного дома могут возникнуть затруднения. С другой стороны, прокладка системы отопления своими силами позволяет познакомиться с обустройством отопительной сети, не говоря о существенной экономии финансов. Монтаж выполняют по стандартной схеме: устанавливают котел, навешивают радиаторы, протягивают магистрали. Затем монтируют циркуляционный насос, расширительный бак и тестируют систему.

Монтаж двухтрубной отопительной системы

О том, как сделать петлю Тихельмана без ошибок, в следующем видео:

Коротко о главном

Разновидность двухтрубной системы отопления, петля Тихельмана, обеспечивает равномерный прогрев батарей и стабильность работы. Она подходит для обустройства одно- и двухэтажных частных домов, позволяет подключать теплый пол, поэтому может устанавливаться в интерьерах с высокими окнами. Монтаж своими руками требует теплотехнического расчета и изучения технических показателей.