Схемы горизонтальных ветвей системы водяного отопления
Распространение горизонтальных систем отопления обусловлено увеличением протяженности зданий, внедрением сборных каркасно-панельных конструкций, применением удлиненных световых проемов. В таких зданиях отсутствие простенков и отверстий в перекрытиях затрудняет размещение вертикальных стояков; отопительные приборы уже не группируются, а растягиваются вдоль ленточного остекления для сокращения зоны теплового дискомфорта в помещениях. Понятно, что, соединив отопительные приборы увеличенной длины короткими трубными вставками, можно получить последовательное горизонтальное соединение приборов, характерное для однотрубного стояка. В такой системе с горизонтальными ветвями сокращается по сравнению с вертикальной системой протяженность как стояков, так и магистралей.
Стояки для горизонтальных ветвей прокладывают вертикально во вспомогательных помещениях здания (например, в лестничной клетке или коридоре). Горизонтальные ветви устраивают, как и вертикальные стояки, однотрубными и двухтрубными. В современной насосной системе водяного отопления используют преимущественно горизонтальные однотрубные ветви.
Горизонтальная однотрубная система. На рисунке даны различные схемы (опять-таки условно) горизонтальных однотрубных ветвей в системе отопления 3-этажного здания. В нижнем этаже показана проточная схема движения воды через последовательно соединенные отопительные приборы; воздушные краны устанавливают на каждом приборе (на рисунке слева) или на конечном приборе при наличии воздушной трубы в верхней части группы приборов (справа).
В среднем этаже ветвь изображена с замыкающими участками под отопительными приборами. Приборы присоединяют по схеме снизу — вниз для того, чтобы при случайном скоплении воздуха в верхней их части циркуляция воды не прекращалась. При деаэрированной воде возможно присоединение отопительных приборов по схеме сверху — вниз, способствующей повышению коэффициента теплопередачи при ограниченном расходе воды. Как видно из рисунка, длина замыкающего участка в этих двух случаях определяется длиной отопительного прибора, что усложняет заготовку и монтаж труб. Замыкающий участок стандартной длины получается при одностороннем присоединении труб к отопительному прибору. Такой короткий замыкающий участок может выполняться внутри суженным для повышения сопротивления движению воды в обход отопительного прибора и, следовательно, дли увеличения расхода воды в приборе.
Схемы горизонтальных однотрубных ветвей системы отопления
Фрагменты горизонтальной двухтрубной системы отопления с верхней и нижней прокладкой подающей магистрали
В верхнем этаже приведена проточно-регулируемая схема (слева). В горизонтальных системах эта схема распространения не получила вследствие затруднений при установке и пользовании трехходовыми кранами у пола, а также при спуске воды из стояка. В горизонтальные однотрубные ветви часто включаются конвекторы плинтусного типа (на рисунке посередине). Перед нижним конвектором устанавливают кран для регулирования теплопередачи и для «продувки» верхнего конвектора в случае скопления воздуха путем местного повышения скорости движения воды. Наконец, при использовании конвектора с воздушным клапаном (например, типа «Комфорт») горизонтальная однотрубная ветвь вновь делается проточной и нерегулируемой (справа).
Схема горизонтальной бифилярной ветви становится ясной из рисунка, если представить, что сначала все верхние, а потом все нижние отопительные приборы последовательно соединяются одной трубой. В таком стояке теплопередачу можно регулировать путем установки приборов с воздушными клапанами или общего (на этаж) регулирующего крана. Схему начали применять около 5 лет назад (приблизительно с 1970 г.).
При проточной схеме необходимо обращать особое внимание на компенсацию теплового удлинения труб, так как каждый закрепленный отопительный прибор фактически является неподвижной опорой.
Горизонтальные однотрубные системы целесообразно применять, помимо указанных выше зданий, для отопления одноэтажных зданий, зданий с периодическим отоплением помещений на разных этажах (например, в зданиях бань и автоматических телефонных станций), старинных зданий со сводчатыми перекрытиями.
Горизонтальная двухтрубная система. Горизонтальное двухтрубное распределение воды по отопительным приборам в каждом этаже применяется в многоэтажных зданиях лишь в тех случаях, когда использование однотрубной схемы невозможно или нецелесообразно. Горизонтальная двухтрубная система отопления чаще предусматривается в одноэтажных зданиях, причем тогда магистрали и стояки функционально совмещаются.
Присоединение труб к отопительным приборам выполняется преимущественно разносторонним, движение воды в приборах предусматривается по схемам сверху — вниз или снизу — вниз. На рисунке изображен фрагмент горизонтальной двухтрубной системы отопления одноэтажного здания с верхней разводкой подающей магистрали и с нижней. При нижней разводке греющей воды в верхней части отопительных приборов устанавливают воздушные краны.
Система по схеме в первую очередь используется при естественной циркуляции, возникающей в основном вследствие охлаждения воды в неизолированных разводящих теплопроводах.
Горизонтальная двухтрубная система с насосной циркуляцией воды по схеме применяется при значительных протяженности и тепловой нагрузке. При этом гидравлическое сопротивление отопительных приборов по возможности увеличивают, используя змеевиковое движение воды в них (на рисунке слева) или краны повышенного сопротивления.
Расчет однотрубной горизонтальной системы «Ленинградка».
Расчет однотрубной горизонтальной системы, которую в простонародье называют «Ленинградка».
Привлекает эта система своей простотой, экономия трубы. Но есть также особенности, которые нужно учитывать при использовании данной СО.
1. Нужно учитывать, что в каждый последующий прибор заходит теплоноситель с меньшей температурой.
2. Исходя из п.1 последующие приборы должны быть больше по площади чем их собратья, которые стоят ближе по подающей магистрали Т1 к источнику тепла.
3. Запас по расходу на системе отопления необходимо выполнять с запасом 15-30%, иначе в последнем приборе придется запускать весь расход через него.
4. Обычно радиаторы подключают по схему снизу вниз, что не совсем правильно, но зато эстетично — как говорят монтажники.
Подключение «сверху вниз по диагонали» обеспечит лучшую циркуляцию. Вода, охлаждаясь, увеличивает плотность, тем самым за счет естественной циркуляции в приборе обеспечивается эффективная теплоотдача прибора. Спорили с одним монтажником – он все пытался доказать, что такое подключение не рабочее, понятно, что расчеты расчетами – решили провести опыт – в результате диагональное подключение показало 100% работоспособность в штатном режиме. Другое дело, что 700-800 мм подъема нужно выполнить эстетично и прямой трубой.
5. Видел в интернете страшилки из серии, что нужно устанавливать под радиаторами вентили для того чтобы заставить воду циркулировать в приборах.
Да, делать это нужно тогда, когда «пролетели» с трубой заузив ее, не заложили запас расхода на циркуляцию, и «пролетели с насосом».
Зачастую приходилось видеть неработающие схемы, где подводка к приборам выполнена Ду 15, а магистраль Ду20, и приборов куча. Как на одном форуме было сказано: «Кажется, что «такого не может быть» — однотрубная система, замыкающий участок почти с нулевым сопротивлением, подводки к ОП с арматурой и отводам. Вроде бы затекать воды мало должно в радиатор и должно быть .расслоение температур. Но этого не происходит. Науке коэффициенты затекания для таких обвязок неизвестны, а практике — очень даже известны. У нас в одном районе местные умельцы все детсады и школы так переделали — однотрубная ветвь Ду 50 и радиаторы. И всё работает…». Кстати это может быть темой диссертации – где с применением физики разобрать подробно расчет с учетом всех факторов. Мне же разбираться в молекулярном составе и вылавливать блох в расчетах не очень хочется.
Итак, из чего состоит сам расчет, исходные данные вносятся в ячейки с желтым цветом, а именно:
-мощность радиатора в Вт;
-внутренняя температура в каждом помещении;
Вертикальная и горизонтальная разводка системы отопления
Отопительная система является одной из важнейших инженерных систем, и на неё возложена важная задача. Эта система обеспечивает отопление жилого или промышленного помещения в холодное время года, тем самым обеспечивая комфортные условия для проживания или работы. Система отопления проектируется под конкретные задачи, и её мощность рассчитывается под определенную площадь помещения. Также подбираются типы отопительных систем, которые будут наиболее эффективны в тех или иных условиях эксплуатации. Также существует несколько видов разводки отопительной системы, и у каждой из них есть свои плюсы и минусы. Условно их можно разделить на системы горизонтального и вертикального типа. Поговорим про каждый тип более подробно.
Горизонтальная разводка
Такой тип широко применяется при отоплении частных одноэтажных домов и квартир, которые оборудованы автономной системой отопления. Горизонтальную разводку удобно монтировать и обслуживать. Такая схема в основном используется в двухтрубных и лучевых системах отопления, что делает такую ее наиболее популярной. Горизонтальная схема позволяет подсоединять отопительные приборы в различных вариациях, что ощутимо повышает теплоотдачу системы отопления – в целом.
Горизонтальная разводка отопления имеет три разновидности:
Однотрубная
Отопительная система, которая построена по однотрубному принципу, широко применяется в квартирах многоэтажных домов. Нагретый теплоноситель в такой системе отопления сперва поднимается на самый последний этаж, а потом спускается по нисходящей линии отопительного контура. Именно к этой линии подсоединяются все отопительные приборы. У однотрубной разводки есть небольшой недостаток. Всё дело в том, что наибольшее количество тепла получают верхние этажи многоэтажки, а к самым первым этажам теплоноситель доходит уже немного поостыв. Следовательно, на верхних этажах будет наблюдаться избыточное отопление, а на первых этажах – недостаточное.
Однотрубная разводка системы отопления горизонтальной схемы также применяется в частных коттеджах, которые имеют 2-3 этажа. В данном случае однотрубная схема будет работать наиболее правильно, поскольку теплоноситель не будет остывать, проходя эти три этажа, и температура на всех этажах будет примерно одинаковой. Также однотрубная разводка имеет более высокое гидродинамическое сопротивление, нежели двухтрубная, и в однотрубной разводке наблюдаются более высокие теплопотери.
Однотрубная горизонтальная разводка отопления также имеет некоторые преимущества. Такую схему легко проектировать. Также однотрубная схема гораздо легче монтируется, и в процессе монтажа такой схемы используется гораздо меньше материалов. В однотрубной разводке наблюдается лучшая циркуляция теплоносителя, и в таких системах, особенно в частных домах, в качестве теплоносителя частоиспользуют антифриз.
Двухтрубная разводка
Горизонтальная разводка двухтрубного типа всё чаще используется в многоэтажных домах. При помощи такой разводки появляется возможность устанавливать приборы учёта расхода тепла, что позволяет экономить на оплате за отопление. Пользователь получает возможность платить за то количество тепла, которое он получил. Горизонтальная разводка в многоквартирных домах также позволяет:
- Отключить одну отдельную квартиру от системы отопления, что удобно при проведении ремонтных работ;
- Снизить потребление тепла в том случае, если жильцы квартиры долгое время отсутствуют;
- Спроектировать отопительную систему отдельно взятой квартиры по индивидуальному проекту;
- Увеличить ремонтопригодность.
Также система отопления с горизонтальной разводкой двухтрубного типа, которая смонтирована в многоэтажном доме, позволяет организовать в квартире систему «теплый пол». В многоэтажном доме горизонтальная система отопления распределяется по зонам – несколько этажей на каждую зону.
В двухтрубном отопительном контуре горизонтальной схемы вода или антифриз циркулируют от котла к отопительным приборам. После того, как теплоноситель отдаст тепло, через обратную магистраль (обратку) он возвращается опять в отопительный котёл. Таким образом в двухтрубном отопительном контуре имеются две магистрали – подача и обратка. Системы отопления, которые построены по 2-х трубному принципу, подразделяется на два вида:
В открытых системах расширительный бачок устанавливается в самой высокой точке отопительного контура, и этот бачок также открытый (соединён с атмосферой). Через такой бак производится и подпитка отопительного контура.
В закрытых же двухтрубных отопительных системах горизонтальной схемы используется расширительные бачки мембранного типа. В таком бачке есть две камеры. Первая камера заполнена сжатым воздухом, а вторая камера соединена с отопительным контуром. Закрытые отопительные системы двухтрубной конструкции не имеют связи с атмосферой, и теплоноситель в них находятся под давлением. Закрытые системы хороши тем, что из-за недостатка кислорода внутри контура в них гораздо медленнее происходят коррозионные процессы.
Двухтрубная разводка имеет много преимуществ. Такая разводка делает возможной установку радиаторов отопления, температуру в которых можно регулировать при помощи ручных или автоматических вентилей. Такое удобное решение позволяет регулировать температуру в любой комнате. Также двухтрубная разводка может быть модернизирована, даже после ввода её в эксплуатацию. К такой разводке можно добавить дополнительные радиаторы отопления или другие устройства.
Двухтрубная разводка горизонтальной схемы отопленияимеет небольшие минусы:
- схема более сложная, нежели однотрубная;
- более высокая стоимость;
- такую разводку гораздо труднее монтировать.
Лучевая разводка
Данную разводку ещё называют «коллекторной». Лучевая разводка является также разновидностью горизонтальной схемы монтажа отопительных труб. Суть лучевой разводки заключается в том, что все отопительные приборы контура отопления подсоединяются к одному общему коллектору. Вернее, в лучевой разводке таких коллектора два:
- Коллектор на подаче.
- Коллектор на обратке.
Лучевая разводка позволяет более дифференцированно регулировать температуру внутри помещения, подавая на каждую комнату нагретую воду разной температуры. Также такая горизонтальная разводка позволяет отключать от системы отопления нагревательные приборы, скажем, в нежилых комнатах. Лучевая разводка позволяет производить ремонт отдельных участков отопительной системы, без полного слива воды из системы. Эта разводка чаще всего используется при отоплении типа «тёплый пол».
Лучевая схема имеет множество преимуществ, но и не лишена минусов. Такую горизонтальную разводку сложно монтировать и при её монтаже используется больше материалов и запорной арматуры. Также лучевую разводку желательно прятать в стены, а сами коллекторы устанавливать в специальных шкафах или нишах. Лучевая разводка может быть, как горизонтальной, так и вертикальной. Однотрубная и двухтрубная разводка отопительного контура также может подразделяться на два этих типа.
Плюсы и минусы
Горизонтальная разводка всех типов является наиболее эффективной, поскольку в такой конфигурации отопительной системы можно более гибко настраивать температуру во всех помещениях – по отдельности. Разводка горизонтального типа также снижает расход газа. К минусам этой разводки можно отнести лишь её сложность и материалоемкость, но эти небольшие минусы нивелируются всеми достоинствами этого вида разводки.
Вертикальная разводка
Такой тип разводки всё ещё используется в многоквартирных домах, поскольку именно этот тип наиболее подходит для отопления большого количества этажей. Также вертикальная разводка позволяет экономить материалы, и её легче монтировать. Данный тип схемы бывает однотрубным и двухтрубным, и двухтрубный тип более предпочтительный. Двухтрубная разводка отопления вертикального типа также позволяет менять отопительные приборы без остановки всей системы отопления. На отопители можно устанавливать автоматические или ручные вентили регулировки температуры.
Однотрубная схема вертикального типа не позволяет отключать радиаторы по отдельности, но зато на монтаж такой системы уходит гораздо меньше труб, чем на двухтрубную схему. Вертикальный тип разводки позволяет равномерно распределить тепло по всему помещению, но отапливаемая площадь комнат несколько ограничена. Вертикальную разводку целесообразно применять в том случае, если здание имеет от трёх этажей и выше.
Вертикальная разводка также позволяет организовать систему отопления, которая не будет оборудована циркуляционным насосом. Такое техническое решение применимо к частным домостроениям. Главным недостатком вертикальной схемы отопления является то, что её невозможно масштабировать. Также может вызвать неудобства тот факт, что регулировать температуру в каждой отдельной комнате – не удастся.
Разводка отопления вертикального типа может иметь верхнее или нижнее расположение. Эти два типа обладают некоторыми особенностями. Если используется однотрубная вертикальная разводка верхнего типа, то в ней подача осуществляется с чердачного помещения, где установлен специальный резервуар (лежак). Далее из резервуара теплоноситель распределяется по стоякам, которые подводят тепло к отопительным приборам.
Разводка вертикального типа с нижней подачей оборудована резервуаром в подвальном помещении, из которого вода поступает в стояки. По стоякам теплоноситель движется вверх, попутно проходя через отопительные приборы в каждой квартире. Если вертикальная разводка смонтирована по двухтрубной схеме, то в её контуре можно использовать регулируемые отопительные приборы. Также к такой системе можно подключать и приборы учета тепла.
Преимущества и недостатки
Главным преимуществом вертикальной схемы является то, что она легко монтируется. Также на постройку системы отопления вертикального типа уходит гораздо меньше материала и арматуры. Недостатками вертикальной схемы можно считать – неравномерное распределение тепла и невозможность регулирования температуры в отдельно взятом помещении или квартире, а также её более низкую теплоотдачу.
Любая отопительная система должна быть спроектирована и построена таким образом, чтобы обеспечить максимально эффективную теплоотдачу. У системы отопления любого типа есть свои преимущества и недостатки, которые нужно учитывать при проектировании отопительной системы под конкретные условия эксплуатации.
