Осевые и смещенные замыкающие участки в системах отопления

Замыкающие участки позволяют устанавливать устройства для регулирования количество теплоносителя поступающего в отопительный прибор (радиатор, конвектор и т.п.), и таким образом добиваться комфортной температуры в помещении. Что же представляет собой замыкающий участок?

Замыкающий участок в отоплении

Участок трубопровода, установленный параллельно отопительному прибору называют замыкающим.

По сути, отопительный прибор и замыкающий участок это два параллельных трубопровода. По законам физики расход между параллельными трубопроводами будет делиться таким образом, что потери давления в каждом из них будет одинаковым. Потери давления обуславливается гидравлическими сопротивлениями (шероховатостями стенок, поворотами, сужениями, расширениями), и расходом жидкости через эти сопротивления, чем выше расход, тем потери давления будут больше.

Получается, что теплоноситель, поступающий из стояка будет делиться: часть пойдет в замыкающий участок, а часть в отопительный прибор. Причем больший расход пойдет в тот трубопровод, сопротивление которого меньше. Установив специальный регулятор на входе или выходе отопительного прибора, можно регулировать его сопротивление, а значит и менять расход теплоносителя через отопительный прибор, что в свою очередь будет влиять на степень обогрева помещения.

Закрывая вентиль перед отопительным прибором вы увеличиваете сопротивление данной линии, это значит что через замыкающий участок будет проходить больше расхода, а в отопительный прибор поступать меньше. Температура в помещении понизится. Для того, чтобы повысить температуру в помещении, нужно будет отрыть вентиль, увеличив расход теплоносителя через отопительный прибор.

Замыкающие участки разделяют на два типа:

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Осевой замыкающий участок

Данный замыкающий участок устанавливается на одной оси с основным стояком. Зачастую замыкающий участок и стояк выполнены из одной трубы, от которой отведены патрубки для питания отопительного прибора. Схема осевого замыкающего участка показана на рисунке.

Для того, чтобы попасть в отопительный прибор теплоносителю придется преодолеть сопротивление подводящих патрубков и поворот в тройнике, и часть жидкости потечет в этом направлении. Другая же часть протечет в прямом направлении через замыкающий участок. Очевидно, что сопротивление осевого замыкающего участка будет меньше, чем сопротивление отопительного прибора со всеми подводящими трубопроводами, а это значит, что большая часть теплоносителя пройдет через замыкающий участок, а меньшая через отопительный прибор.

Данный факт позволяет сделать выводы об эффективности осевого замыкающего участка: он обуславливает достаточно низкое сопротивление в стояке и в системе в целом, но не обеспечивает хорошего затекания теплоносителя в прибор.

Смещенный замыкающий участок

Участок смещенный относительно оси стояка в сторону отопительного прибора называют смещенным. Такой замыкающий участок, может выполняться из трубы меньшего, чем в стояке, диаметра. Схема со смещенным замыкающим участком показана на следующем рисунке.

В данном случае теплоносителю придется преодолеть сопротивление части подводящих трубопроводов и поворотов на тройниках для того, чтобы протечь по замыкающему участку. Сопротивление смещенного участка будет выше, сопротивления осевого, а значит в отопительный прибор попадет большее количество теплоносителя.

Смещенный замыкающий участок, обеспечивает лучшее, чем осевой, затекание теплоносителя в отопительный прибор, при этом гидравлическое сопротивление системы увеличивается.

Какой замыкающий участок выбрать?

Мы выяснили, что при использовании осевого замыкающего участка, часть теплоносителя будет циркулировать в системе, не попадая в батарею, это минус, но гидравлическое сопротивление отопительной системы будет меньше, а значит насосу потребуется создавать меньшее давление — это плюс.

Смещенный замыкающий участок обеспечивает более эффективное использование теплоносителя, большая его часть попадает в отопительный прибор, что является важным достоинством. Однако, в системе со смещенным замыкающим участком насосу придется преодолеть большее сопротивление, чтобы прокачать систему.

Таким образом, можно сделать вывод — если не выдвигается непреодолимых ограничений по давлению в системе, то более эффективным будет смещенный замыкающий участок. В системах где повышены требования к уровню давления стоит устанавливать осевой замыкающий участок.

Однотрубная система отопления — плюсы и минусы, популярные схемы

При организации отопления частных домов иногда приходится выбирать между различными схемами трубной разводки, отдавая предпочтение экономии финансовых средств или эффективности системы. При этом наиболее бюджетным вариантом является однотрубная система отопления, которую для обогрева своих домов выбирают многие собственники.

Чтобы правильно смонтировать систему с одной трубой, следует знать основные схемы разводки, применяемые для этого материалы и размеры трубопроводов. Так как основной проблемой однотрубного контура является неравномерность прогрева радиаторных теплообменников, важно иметь представление о способах их балансировки.

Рис. 1 Примеры однотрубных разводок с нижним подключением батарей

Особенности однотрубной системы

Как следует из названия однотрубная, проходящий по радиаторам тепловой носитель циркулирует по одной трубе, при этом такая разводка имеет следующие особенности:

• Основным конкурентом контуров с одной трубой является двухтрубная разводка. При их сравнении первая схема подключения обладает более высокой экономичностью, связанной с меньшим расходом трубных материалов.
• Для обеспечения более равномерного прогрева теплообменников в однотрубной разводке ленинградка с параллельным подключением батарей требуется применение основного трубопровода большого диаметра. Связано это с тем, что на вход следующего в цепи радиатора поступают смешанные потоки из прямой трубы подачи и после прохождения по предыдущему теплообменному прибору. Из-за этого выигрыш однотрубки в стоимости по сравнению с двухтрубной схемой существенно нивелируется.
• Теплообменники в горизонтально проложенных однотрубных системах имеют разную теплоотдачу, поэтому как правило нуждаются в балансировке.
• Для функционирования системы требуется относительно небольшой объем теплоносителя. Его количество в примерно в два раза меньше, чем в тупиковой и попутной двухтрубных схемах разводки.
• Популярная схема однотрубной системы ленинградка по энергетической эффективности значительно уступает двухтрубной. Связано это с тем, что большая часть теплоносителя циркулирует по трубопроводу, не попадая в радиаторы.
• Благодаря тому, что объем теплового носителя в однотрубной системе меньше, батареи быстрее нагреваются при включении котла.
• Относительно простая разводка позволяет некоторым пользователям заниматься подключением радиаторов к одной трубе самостоятельно.

Рис. 2 Особенности разных вариантов подключения батарей

Варианты подключения радиаторов

Производя монтаж однотрубной системы отопления, используют следующие варианты подсоединения радиаторных теплообменников:

Нижнее. Нижнее подключение наиболее часто используют в ленинградках. Хотя по эффективности теплообмена батареями его принято считать не самым удачным, благодаря наименьшему расходу трубных материалов, эстетичному внешнему виду открытой магистрали, данный метод получил довольно широкое распространение.

Также при нижнем подсоединении лучше вымываются все загрязнения внизу батарей, что увеличивает срок их службы и снижает вероятность заужения проходного канала из-за отложений.

Диагональное. Подключение батарей по диагонали считается одним из самых лучших вариантов по эффективности теплоотдачи. При его организации подающий трубопровод подсоединяют к верхнему патрубку, а линию обратки к нижнему выводу с противоположной стороны.

Помимо высокой тепловой эффективности, диагональ обеспечивает и более равномерный нагрев всей площади радиаторных теплообменников.

Диагональная схема подсоединения используется в однотрубных ленинградках и при подключении многосекционных батарей к вертикально расположенному стояку.

Рис. 3 Примеры бокового подключения стальных радиаторов

Узел нижнего подключения радиатора – как правильно выбрать и установить. Подробнее про нижнее подключение радиаторов, специальную арматуру, используемую для этого, можно в отдельной статье на нашем сайте.

Боковое. Подключение радиаторных теплообменников с одной стороны в основном используют в случаях, если центральный трубопровод проложен по вертикали. Данный вариант можно наблюдать в самотечных индивидуальных системах и квартирах многоэтажных коммунальных домов. В последнем случае теплоноситель может поступать в радиатор сверху или снизу.

Чтобы избежать возникновения аварийных ситуаций с нарушением циркуляции отопительной жидкости по контуру при боковом подключении вертикально расположенных батарей, между трубопроводами подачи и обратки обязательно ставят байпасную перемычку.

К главным недостаткам бокового подключения относят часто недостаточный нагрев наиболее удаленных от стояка секций в длинных радиаторах.

Рис. 4 Особенности последовательного соединения теплообменных приборов

Схемы однотрубной разводки

Если организована однотрубная система отопления в частном доме, радиаторные теплообменники можно подключить к контуру следующими способами:

Последовательно. Последовательный порядок подключения батарей состоит в выстраивании их в цепь, при этом трубопровод обратки каждой заводят на подачу следующей.

Понятно, что первый радиатор в цепочке будет нагреваться сильнее последующих с постепенным снижением теплоотдачи более удаленных, при большом количестве батарей самая последняя рискует остаться полностью холодной. К тому уже при появлении неисправностей на одном из участков придется перекрывать поток теплоносителя во всем контуре, а засоры могут привести к возникновению опасных аварийных ситуаций.

Рис. 5 Параллельное соединение батарей в однотрубной ленинградке и его особенности

Параллельно. Такая схема однотрубного отопления используется намного чаще, чем рассмотренный выше вариант. В ней центральная труба делает петлю от выхода котла к его входу, а каждый радиатор подсоединяется к трубопроводу двумя отводами. Отопление в одну трубу с параллельно подключенными радиаторами получило название ленинградка и раньше широко использовалось при обогреве государственных объектов и учреждений, мест общественного пользования. Ленинградка не потеряла актуальность и в настоящее время, часто применяется в случаях, где во главу угла ставится экономия материалов, простота монтажа.

Однотрубная разводка в самотечных системах

В самотечных (гравитационных) системах нагретая котлом вода поднимается вверх в накопительный бак и спускается вниз по наклонной горизонтальной трубе. К трубопроводу последовательно подключен ряд радиаторов, от выходного патрубка последнего отходит трубопровод обратки к котлу.

Варианты подключения батарей к котлу могут быть различными, но чаще всего используется нижняя ленинградка (рис. 5), намного реже диагональ при последовательном подсоединении теплообменников (рис. 6).

Так как скорость потока во всех самотечных системах невысока, отопительную жидкость транспортируют по трубопроводу диаметром не менее 40 мм.

Диагональная последовательная схема не позволяет регулировать температуру нагрева каждого теплообменника изменением объема теплового носителя, проходящего через радиатор. Ей присущи все недостатки последовательного подключения радиаторов, связанные с наиболее низкой теплоотдачей последних в цепи батарей.

Рис. 6 Схема однотрубной гравитационной отопительной системы

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — методы, расчет. Возможно, будет интересно более подробно узнать про виды насосов для отопления, правильный подбор и установку. Все это можно прочитать в отдельной статье.

Закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

В системах с принудительной циркуляцией отопительную жидкость проталкивает по трубопроводу электронасос. Благодаря этому появилась возможность прокладывать трубопроводы от котла в горизонтальном положении, подключать к нему расположенные на верхних этажах радиаторы.

При разводке с одной трубой используют параллельную схему подключения батарей, получившую название ленинградка. В данной разводке теплообменники подключают снизу, но встречается и диагональный вариант их подсоединения примерно с такой же эффективностью.

При организации ленинградки рекомендуется прокладывать основную магистраль из труб большого диаметра в 32, 40 или 50 мм.

Отводы к радиаторам обычно делают из трубы 20 или 25 мм размера.

Рис. 7 Однотрубная схема с принудительной циркуляцией

В схеме имеется возможность изменять температуру нагревания каждого радиатора в цепи за счет установки на вход или выход батареи регулирующей арматуры — вентильных кранов, терморегуляторов.

Иногда температурную регулировку производят дополнительными вентилями, установленными под каждой батареей.

Еще один распространенный вариант выравнивания теплоотдачи каждого из радиаторов — увеличение количества секций в наиболее отдаленных от котла теплообменниках.

При использовании ленинградки в быту для отопления индивидуальных жилых домов хозяевам следует учитывать следующее. Так как большая часть теплового носителя проходит по замкнутой трубопроводной петле, не попадая в радиаторные теплообменники, ее энергоэффективность по сравнению с двухтрубной разводкой ниже более чем в 2 раза.

Ленинградка — это петлевая схема подключения, то есть если трубопровод с батареями расположен не по всему периметру комнаты, обратную линию придется прокладывать рядом с подающей. В итоге по стене пройдут две трубы, что по эстетичности и расходу материалов сопоставимо с двухтрубной тупиковой разводкой.

Рис. 8 Примеры диагонального подключения батарей

Однотрубная разводка в коммунальных домах

В большинстве коммунальных домов используют однотрубное отопление. Тепловой носитель поступает снизу или сверху в боковые патрубки батарей и отводится тоже с боку на этой же стороне.

Чтобы иметь возможность отключать, снимать, обслуживать или ремонтировать радиаторы, их подсоединяют через запорную или запорно-регулирующую арматуру. В последнем варианте возможно изменение температуры нагрева батарей.

Также при однотрубной вертикальной разводке обязательно наличие байпасной перемычки, позволяющей сохранять циркуляцию отопительной жидкости во всем контуре при отключении одной из батарей. На байпас запрещено устанавливать запорную арматуру, его диаметр, как правило, меньше центрального стояка на один типоразмер.

Обычно в коммунальных квартирах прокладывают стальной отопительный стояковый трубопровод средним размером 1 1/4 дюйма или 32 мм.

Рис. 9 Однотрубная система отопления — схемы подсоединения батарей по вертикали с байпасами

Однотрубная система отопления частного дома своими руками – основные узлы

Самый простой вариант, как сделать однотрубную систему отопления самому — смонтировать разводку ленинградка с горизонтально проложенным трубопроводом и нижним подключением к нему ряда батарей. Для ее устройства используют следующие комплектующие.

Насос. Для организации движения потока отопительной жидкости по контуру понадобится циркуляционный насос. Отличительная особенность электроприборов этого типа заключается в том, что они имеют 3 режима переключения скоростей. Поэтому можно управлять скоростью потока теплоносителя, и соответственно временем прогревания и температурой батарей.

Обвязка котла. Правила безопасности требуют монтажа на котел аварийной группы, включающей в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Также в системе с принудительной циркуляцией обязательно присутствует расширительный бак объемом примерно в 10% от всего количества отопительной жидкости.

Рис. 10 Основные узлы однотрубной системы с принудительной циркуляцией: циркуляционный насос, группа безопасности, шаровый кран, расширительный бак

Запорно-регулирующая арматура. Если в ленинградке используется длинная цепь радиаторов, самый последний из них будет нагреваться слабее других. Выровнять температуру всех теплообменных приборов можно, подключив на выходы или входы каждого из них настраиваемый терморегулятор.

Можно сэкономить финансовые средства, заменив автоматический прибор ручными вентильными кранами (ни в коем случае нельзя использовать шаровые). В этом случае температурная регулировка проводится при помощи ручного или дистанционного термометра вращением маховика каждого из вентильных кранов.

Не так часто в продаже можно обнаружить запорно-регулирующие дисковые задвижки, в которых объем проходящего потока регулируется поворотом заслонки. Многие из таких приборов имеют ступенчатый переключатель на 10 положений, благодаря чему можно фиксированно устанавливать объем протекающего по батареям теплового носителя.

Рис. 11 Трубы из полипропилена и металлопластика, их применение

Трубы. Лучше и проще всего проложить отопительный контур снаружи из полипропилена. Для этого берут 32 или 40 мм трубу с армировкой стекловолокном или алюминием. Для создания отводов используют тройники с переходом на 20 (25) мм диаметр, отрезками таких же 20 (25) мм труб подключают и батареи.

Может быть сделана однотрубная система отопления своими руками и из популярных металлопластиковых труб. Однако стоит отметить, что для их монтажа опрессовкой понадобится применение специального обжимного ручного или электрического инструмента, дорогостоящих фитингов. Это приведет к более высоким расходам, чем при использовании полипропилена.

Для монтажа полипропиленового трубопровода потребуется паяльник и навыки работы с данным инструментом. Прибор можно взять напрокат, а опыт паяния приобрести путем тренировки на трубных обрезках.

Монтажные комплекты. К ленинградке можно подключать радиаторы любого типа – алюминиевые, биметаллические, стальные. Чтобы упростить работы, приобретают готовый монтажный комплект с переходными резьбовыми муфтами (футорками) для подключения запорно-регулирующей арматуры.

Обычно в комплект входят кран Маевского, заглушка, некоторые производители добавляют крюки с дюбелями для подвешивания батарей.

Рис. 12 Монтажные комплекты для установки радиаторов

Однотрубное отопление в частном доме является одним из самых простых и бюджетных вариантов организации обогрева помещений, которое легче других смонтировать своими руками. Однако в долгосрочной перспективе такая схема нерациональна из-за низкой энергетической эффективности и значительно уступает по этому параметру наиболее часто используемым в индивидуальных домах двухтрубным разводкам.