Лучевая схема разводки труб

Коллекторная (лучевая) система отопления имеет свои положительный стороны, такие как простота и стабильность работы. Когда есть возможность ее применить, то специалисты отдают именно такому расположению труб предпочтение без колебаний.

Что представляет из себя лучевая схема

В коллекторной схеме каждый радиатор подключается длинными трубопроводами к одному распределительному коллектору,- отсюда и название системы.

Происхождение второго названия «лучевая» – длинные лучи труб расходящиеся из одного центра в разные стороны к батареям отопления.

Сам коллектор подключается напрямую к котлу, к магистрали.

В простейших системах (до 4 радиаторов) коллектор можно заменить несколькими тройниками, лежащими на основании (в теплоизоляторе), а балансировку производить на радиаторах, который могут быть разной конструкции и подключаться по разному.

Как осуществляется балансировка

Балансировочные краны чаще устанавливают на коллекторе – с помощью них настраивается расход теплоносителя, чтобы температура радиаторов была примерно одинаковой.

Если лучи примерно одинаковой длины, то балансировка не нужна вовсе. При значительной разности длины подключений, такие краны ставятся на самых коротких ветвях, чтобы была возможность поднять их гидравлическое сопротивление, и таким образом выровнять расход по всем приборам.

На самих радиаторах при автоматизированном котле возможна установка термоголовок – регуляторов автоматически поддерживающих нужную температуру в комнате, что удобно для пользователей.

С котлом без автоматики, подобное оборудование, самостоятельно перекрывающее движение теплоносителя, устанавливать в системе нельзя.

Дополнительно на радиаторах ставятся отключающие краны, которыми обеспечивается возможность ремонта. Такие же краны ставятся и на коллекторе, если не установлены балансировочные.

Схема подключения коллектора на 3 радиатора к системе отопления, радиаторы различных типов…

Где можно применить лучевую схему

Область применения лучевой схемы ограничена. Должны выполняться следующие условия.

Возможность прокладки трубопроводов под полом или под обшивокой потолка (для второго этажа). Система делается на стадии строительства или капитального ремонта, до зашивки (заливки) полов.

Но ситуация когда имеются возможности проложить трубы под полом и установить коллектор в центре встречается часто. Поэтому коллекторная схема применяется не редко.

Внутрипольные конвектора, как правило, подключаются по лучевой схеме. Подробней о внутрипольных отопительных приборах

Определиться с типом радиаторов

Помещение, в котором радиаторы подключены с низу а трубопроводы спрятаны под полом, выигрывает в эстетическом плане.
Но при этом нужно определиться с типом радиаторов и подключающего узла.
Рекомендуемый специалистами вариант – сложные радиаторы с нижним подключением и встроенной верхней термоголовкой. Но это дорогие варианты.

Возможно снабжение «обычного» радиатора разными узлами подключения.

Есть подключающие узлы с нижней термоголовкой, варианты с верхним регулятором. Возможно применение без термоголовки но с отключающими (балансирующими) кранами. В лучевой схеме допустим и работоспособен минимализм – только узел подключения на радиаторе, а балансирующие краны находятся на коллекторе.

Другой вариант – обычные радиаторы включенные диагонально (подача сверху, обратка снизу) с обычной обвязкой кранами и термомголовкой.

Какие применяются трубы и фитинги

Под полом должны находиться только цельные куски труб. Для прокладки могут применяться трубы металлопластиковые, поставляемые в бухтах, а также полимерные многослойные PEX и PERT c кислородным барьером. Но специалисты сходятся во мнении, что металлопластик с наличием алюминиевого слоя – наиболее надежный вариант и по прочности и по устойчивости к проникновению кислорода.

Чтобы не было больших остатков с бухт, желательно заранее вычислить все длины магистралей, затем подобрать бухты в магазине. Приобретение бухт по 50 метров, как правило, влечет лишние затраты.

Под обшивкой возможно оставлять только обжимные тройники для металлопластика в случае необходимости, которые специалисты называют «вечные». Прямая состыковка труб не допускается.

Применяемые диаметры

Как правило система, которая включает в себя до 5 радиаторов подключаеся от котла (от разветвления магистрали) диаметром 20 мм для металлопластика.
Если радиаторов 5 и больше, то потребуется уже 26 мм (32 для полипропилена), но при этом отапливаемая от коллектора площадь не должна превышать 120 – 150 м кв.

Если площадь больше 120 м кв., то скорее всего, понадобится большие диаметры подключения самого коллектора, но это уже анализируется специалистами, делаются расчеты.

Каждый радиатор от коллектора подключается металлопластиковыми трубами диаметром 16 мм, как правило. В некоторых случаях, при длинах лучей больше 40 метров, рекомендуется их выполнять диаметром 20 мм, с целью снижения общего гидравлического сопротивления.

Для примера — гидравлическая схема подключения при коллекторной системе. Применяются 26 мм (от котла), 20 мм на коллектор, 16 мм на радиатор.

Особенности монтажа

Скрытая прокладка труб влечет за собой обязательное дополнительное условие – их теплоизоляцию. Отопительная разводка может разогреваться до +80 и +90 град С. Воздействие таких температур и на деревянные элементы и на стяжку не желательно. Должен устанавливаться теплоизоляционный барьер, уменьшающий скорость передачи тепла, чтобы оно успевало рассеиваться конструкцией. В продаже можно встретить специальные кожухи из вспененного полиэтилена для скрытой прокладки труб.

Для монтажа металлопластика нужны определенные навыки. Критически важно качественно подготовить торец трубы калибраторами перед его установкой на уплотнение фитинга. Как правило, применяют обжимные (более надежные) фитинги, соединения лучей с фитингами на радиаторах и коллеторах делают не разборными.

Порядок монтажа лучевой схемы

Сначала устанавливаются радиаторы во всех помещениях. Их положение, как правило, на одном уровне выверяется нивелиром (водяным уровнем). Наклон – возвышение в сторону крана Маевского или горизонтально. Мощность приборов подбирается согласно теплопотерям – как подобрать радиаторы по мощности
На радиаторах устанавливаются заглушки, подключающие узлы (нижнее подключение) термоголовки, краны, к которым подключаются переходные фитинги на металлопластик.

Устанавливается коллекторный ящик и монтируется коллектор. Обычно подбираются простейшие и дешевые распределители, снабженные отключающими (шаровыми) кранами с выводами на 16 мм и подключением в 3/4. На изображении — коллектор в сборе с воздухоотводчиками и манометром.

На коллектор устанавливаются фитинги для металлопластика — американки.

Подключение самого коллектора к котлу (к тройникам магистрали от котла) может быть как скрытым под полом, так и по стенам.
После этого коллектор соединяется парой лучей – «подача и обратка» 16 мм с каждым отопительным прибором.

При самостоятельном монтаже, когда нет возможности применить обжимные клещи, и соответственно — обжимные фитинги, можно установить и компрессионные фитинги, при этом сам монтаж выполняется обычными ключами. Применение таких фитингов в данной системе возможно, так как они открыты для контроля, доступны.

Важно не только качество отопительного оборудования, но и диаметр труб для отопления частного дома

От правильно рассчитанного диаметра труб зависит тепло и расходы на отопление дома.

Адекватно подобранный вариант не потребует лишних затрат на подогрев жидкости и позволит теплоносителю с хорошей скоростью пройти по системе.

Какой диаметр труб нужен для отопления частного дома

Технические характеристики трубы включают в себя три вида диаметров:

• внешний — диаметр с учётом толщины стенок, учитывается при расчёте монтажных креплений, необходимой площади, теплоизоляции и пр.;
• внутренний — ведущий технический параметр элемента, показывает размер просвета, рассчитывается для пропускной способности системы с учётом физических качеств теплоносителя;
• условный — усреднённое значение внутреннего просвета, округлённое в большую или меньшую сторону до миллиметров или дюймов стандартного значения, примерно равен внутреннему диаметру, маркируется как DN (ранее — ДУ).

Справка. Условный проход рассчитывается для определения пропускных возможностей трубопровода.

При выборе необходимого сечения учитываются следующие параметры:

• гидродинамика системы — с увеличением объёма проходящего теплоносителя эффективность системы падает, поэтому выбор большего диаметра трубы влечёт за собой уменьшение КПД системы;
• давление внутри системы — если сечение большое, то скорость прохождения теплоносителя по контуру низкая. Это повышает теплопотери, риск закипания жидкости в нагревательном котле при естественной циркуляции.

Внимание! Если трубы имеют меньший диаметр, то это также приводит к потере скорости жидкости, т. к. увеличивается сопротивление внутри системы и теплоноситель не проходит. Это чревато потерей температуры и шумами в работе батарей.

• мощность нагревательного котла — чем сильнее котёл, тем больший диаметр можно использовать;

• протяжённость системы — влияет на пропускные способности контура, например, труба в 25 миллиметров может пропускать около тридцати литров воды в минуту;
• способ циркуляции жидкости — для принудительной допустимо брать меньшее сечение по сравнению с естественной циркуляцией;
• скорость остывания теплоносителя — корректно подобранный диаметр обеспечит адекватную быстроту прохождения теплоносителя по всем помещениям;
• площадь помещения — сечение является одним из параметров теплоотдачи на квадратный метр;
• Количество разводок и поворотов — уменьшает скорость прохождения теплоносителя и давления в системе;
• материал — влияние физических характеристик материала на пропускные способности теплоносителя и отдачу тепла при определённой скорости движения энергоносителя.

Вычисление мощности

Прежде всего, просчитывают мощность всей системы обогрева. Расчёт производится по формуле:

Qt= V*∆t*K/860

В которой:

• Qt — мощность тепла, кВт.
• V — величина отапливаемой комнаты, м³.
• ∆t — разница между температурой в жилье и температурой за пределами жилья зимой.
• К — коэффициент, показывающий теплопотери здания.

Для стандартных построек применяют средние значения.

Принцип расчёта

Общей исходной точкой для определения необходимого сечения является квадратура отапливаемого помещения — 10 кв. м. требуют 1 кВт тепла, значит, комната в 30 кв. м.

при высоте потолка около трёх метров должна получить 3 кВт.

Далее, определяют оптимальную скорость прохождения жидкости в системе — не менее 0,2 м/с и не более 1,5 м/с.

Имея эти данные, рассчитывают диаметр по формуле:

D= √(354*(0.86*Q/∆t)/V),

V — скорость теплоносителя в системе (метров в секунду);

Q — необходимый объем тепла для обогрева (кВт);

∆t — разница между подачами (обратной и прямой) (С);

D — сечение (в миллиметрах).

Определение подходящего размера труб для систем отопления

Размер труб зависит от типа отопительной системы частного дома.

С естественной циркуляцией

Первая и последняя трубы, которые монтируются с нагревательным котлом, должны соответствовать диаметру его патрубка от 25 до 50 мм.

Фото 1. Схема системы отопления с естественной циркуляцией. Цифрами указаны составные части конструкции.

Желательно выбирать максимально допустимый диаметр, т. к. в дальнейшем он будет уменьшаться для увеличения давления в системе (разветвление сечением в дюйм выполняют трубой в 3/4 дюйма, следующую часть ― полудюймовой).

Справка. Первое уменьшение производят после первого ветвления. В конечной точке минимальный диаметр соответствует рекомендованному (12,7 или 19 мм).

С принудительной циркуляцией

Для систем с принудительной циркуляцией допустимо брать более узкие трубы, чем для самотёчной, т. к. давление в системе обеспечивается насосом.

Сечение зависит от схемы подключения и от разводок и меняется в системе от меньшего к большему и наоборот либо же остаётся неизменным (при однотрубной системе отопления).

При лучевой разводке сечение трубы, отходящей от котла к коллектору ― 19 мм, к радиаторам отводка идёт трубами в 12,7 мм.

Виды радиаторов

Для отопления помещений используют батареи:

• чугунные ― долговечны, нечувствительны к теплоносителю и давлению, способны выдерживать гидроудары;
• алюминиевые ― средний срок службы 15 лет, хорошая теплоотдача, довольно хрупкие, не выдерживают высокого давления и грязного теплоносителя;
• биметаллические ― служат 25 лет, хорошо отдают тепло, устойчивы к гидроударам, нечувствительны к энергоносителю;
• стальные ― эксплуатируются в течение 10 лет, хорошая теплоотдача, выдерживают среднее давление, капризны к теплоносителю;
• медные ― долговечны, нечувствительны к типу и качествам жидкости, хорошо выдерживают давление и его перепады.

Подключение

Два популярных типа подключения батарей:

• однотрубное — и подача горячего теплоносителя, и возврат остывшего, происходят по одной трубе;

Фото 2. Однотрубная схема подключения радиаторов по принципу сверху вниз (наверху) и с нижним типом (внизу).

• двухтрубное — подача нагретой жидкости идёт по одной трубе, холодной — по второй.

Справка. Третьим типом является не самый популярный коллекторный тип, в котором трубы идут от одного коллектора к каждому радиатору. Способ хорош для обогрева, но дорог по стоимости оборудования.

В каждом типе контур может идти:

• вертикально — с верхних этажей на нижний, часто применяется в самотёчных системах;
• горизонтально — труба последовательно соединяет все радиаторы, используется как в естественной, так и принудительной циркуляции.

Подключение радиаторов может быть верхним, нижним, диагональным. Тип подключения влияет на диаметр подключаемых труб и их количество.