Горизонтальные системы поквартирного отопления
Из опыта эксплуатации

С. Г. Никитин, начальник отдела главных специалистов службы эксплуатации

Горизонтальные системы поквартирного отопления уже достаточно давно и успешно применяются у нас в стране. Специалистами накоплен большой опыт их эксплуатации. Тем не менее зачастую даже в публикациях об этих системах высказываются рекомендации по их применению, которые никак нельзя признать целесообразными. В то же время целый ряд проблем, отмечаемых в таких публикациях, на практике уже вполне успешно решены, что подтверждено опытом реальной эксплуатации.

Часто указывается, что горизонтальные системы поквартирного отопления, в которых используются трубы из термостойких полимерных материалов (например, сшитый полиэтилен – PEX), дороже систем с вертикальными стояками из стальных труб, и в связи с этим данное техническое решение применимо главным образом для жилых зданий достаточно высокого класса. Но такие системы успешно смонтированы и эксплуатируются в целом ряде многоэтажных жилых зданий массовых строительных серий, построенных в ряде городов Московской области. Эти здания нельзя отнести к элитному жилью, тем не менее горизонтальные системы поквартирного отопления применяются в них не в качестве экспериментального инженерного решения, а выбраны как предпочтительный вариант при сопоставлении нескольких технически возможных. При экономическом сравнении необходимо рассматривать систему в комплексе, учитывая стоимость не только материалов, но и монтажа, наладки, эксплуатации систем, их сроки службы. Сами трубы из термостойких полимерных материалов дороже обычной стальной трубы (точнее, дороже даже не сами трубы, а применяемые для их соединения фитинги), однако при учете стоимости монтажа, сроков службы и т.д. за весь период эксплуатации вариант с горизонтальной поквартирной разводкой может оказаться даже ниже по стоимости. Так, например, если для сварки труб вертикальных стояков требуется сварщик высокой квалификации, и его производительность труда относительно невысока, то при монтаже неразъемных соединений труб из сшитого полиэтилена требования к квалификации монтажника не столь высоки, поскольку технология позволяет свести к минимуму вероятность неправильных действий человека. Производительность труда при этом гораздо выше.

Трубы из термостойких полимерных материалов не корродируют и не зарастают изнутри за весь свой срок службы.

Еще один очень важный аспект применения горизонтальных систем в новом строительстве – возможность монтажа, наладки и запуска в эксплуатацию системы отопления по мере возведения здания. Система отопления этажа монтируется и запускается в работу сразу же после его возведения, нет нужды дожидаться окончания строительства здания на всю высоту. И сушка железобетона, и отделочные работы ведутся в помещениях, оборудованных системой водяного отопления, без использования тепловых пушек и подобных устройств. В этом случае удается ощутимо сократить финансовые затраты и время строительства.

При горизонтальной схеме отопления можно выполнить подводку к прибору таким образом, чтобы использовать ее в качестве теплого пола. В результате комфортность помещения повышается.

В ряде публикаций, например в [1], давались рекомендации по регулированию температуры в помещениях непосредственно жильцами; к этому следует относиться очень осторожно. Так, весьма спорной представляется рекомендация снижать отопительную нагрузку на кухне из-за имеющихся там дополнительных источников теплопоступлений (плиты, холодильника и т.д.). Дело в том, что правильно запроектированная система отопления изначально учитывает это обстоятельство: грамотный проектировщик, подбирая отопительный прибор на кухню, учитывает теплопоступления от плиты и бытовых приборов. Снижение отопительной нагрузки жильцами может привести к выхолаживанию кухни и даже замораживанию отопительных приборов. Такие случаи имели место. Аналогичная ситуация возникает и с советом полностью перекрывать подачу теплоносителя при проветривании помещений. При открывании окон в холодную погоду локальный поток холодного воздуха способен заморозить теплоноситель в отопительном приборе.

Такой случай имел место в одном из жилых комплексов Москвы, где за короткое время вышли из строя семь отопительных приборов – конвекторов. Была предъявлена претензия в том, что разрушение приборов произошло за счет гидроударов в системе. Однако специалисты отметили, что приборы, вышедшие из строя, были произведены несколькими фирмами, качество продукции которых соответствует самым высоким стандартам. Если учесть, что в системе отопления этого здания использовались насосы с частотным регулированием, и давление в системе всегда поднималось плавно, вероятность разрушения приборов в результате гидроударов была признана минимальной. Дальнейшая экспертиза показала, что во всех этих семи случаях на конвекторе, как и положено по требованиям, стоял терморегулирующий вентиль, который был оборудован выносным датчиком температуры. Датчики располагались в глубине помещения, а отопительные приборы были отделены от основной части помещения тяжелыми шторами, но выносной датчик стоял в комнате за шторами. Разрушение отопительных приборов происходило в тот момент, когда владелец открывал балконную дверь для проветривания квартиры. Датчик стоит на стене в теплом контуре, а прибор находится у окна, в зоне поступления холодного воздуха. В результате при открывании окон струя холодного воздуха попадала на отопительные приборы при перекрытых термостатах, что привело к замораживанию теплоносителя и разрушению приборов.

Выключать термостаты во время отсутствия людей (такой совет по энергосбережению иногда встречается в публикациях) можно только в одноквартирных жилых домах. Этот вопрос неоднократно разбирался, в том числе и на научно-технических советах НП «АВОК». Поскольку теплозащитные характеристики внутренних стен и перекрытий здания гораздо ниже, чем у наружных ограждений, при отключении отопления в одной квартире она будет отапливаться за счет соседних квартир. В связи с этим в многоквартирных жилых зданиях должны использоваться термостаты, ограничивающие не только максимальную, но и минимальную температуру помещения.

В случае системы отопления с вертикальными стояками в квартирах, как показывает опыт реальной эксплуатации, эти стояки жильцам мешают. Так, например, вплотную к стоякам нельзя разместить мебель, поскольку температура стояков может достигать +90 °C, что приведет к короблению стенок. Многие, делая ремонт, закрывают вертикальные стояки в квартирах декоративными элементами. При подборе отопительных приборов дополнительная теплоотдача стояков в тепловом балансе квартиры учитывается, но закрытые декоративными элементами стояки не обеспечивают требуемую теплоотдачу. При авариях или плановых ремонтах такая заделка стояков играет весьма негативную роль: в ходе выполнения программы комплексного капитального ремонта в Москве имели место случаи, когда жильцы просто не допускали замены участков вертикальных стояков в своих квартирах, поскольку стояки были заделаны. В результате во многих домах после ремонта остались участки старых, изношенных труб. Это, конечно же, никак не способствует безопасной эксплуатации систем. В практике службы эксплуатации были случаи, когда при протечке системы отопления с вертикальными стояками аварийный участок находился в квартире, владелец которой был в отъезде и несколько дней не мог обеспечить допуск в квартиру ремонтной бригады. Как бы хорошо ни были смонтированы вертикальные стояки, полностью исключить возникновение протечек и аварий не представляется возможным. Горизонтальная схема и появилась во многом потому, что она повышает комфортность проживания и инженерную безопасность системы отопления.

В ряде публикаций высказывалось мнение, что горизонтальная система применяется только для обеспечения индивидуального ввода в квартиру и индивидуального поквартирного учета. С этим мнением никак нельзя согласиться. Например, при горизонтальной системе исключаются ситуации, когда жилец самовольно устанавливает термостат при однотрубной системе без перемычки, «регулируя» таким образом весь стояк; или когда жильцы на двухтрубной системе с нижней разводкой умудряются устанавливать циркуляционный насос на отопительный прибор, перекачивая тем самым весь теплоноситель в обратный стояк, что приводит к остановке циркуляции этажами выше. Обе ситуации, несмотря на всю их анекдотичность, реально имели место, причем неоднократно. При поквартирном подключении на квартиру устанавливается регулятор расхода теплоносителя, и какие-то манипуляции внутри квартиры не затрагивают интересы других жильцов. Даже если владелец квартиры, вопреки всем предписаниям, установит себе циркуляционный насос, служба эксплуатации заново отрегулирует расход теплоносителя этой квартиры, с тем чтобы расход теплоносителя на этаж был распределен по квартирам равномерно. Дело здесь даже не столько в том, что подобные действия являются, по сути, перекладыванием расходов на других владельцев квартир, а в том, что при этом ухудшается комфортность проживания в других квартирах.

Спорным представляется высказываемое иногда утверждение о том, что КПД вертикальной системы отопления выше, чем горизонтальной, из-за того, что в вертикальных системах в тепловом балансе квартир используется теплоотдача от вертикальных стояков. Точно так же, как теплоотдача от стояков в квартирах прогревает жилые помещения, теплоотдача от стояков в межквартирном холле учитывается в тепловом балансе общественной зоны, которую все равно требуется отапливать. За отопление мест общего пользования также взимается плата с жильцов.

При горизонтальной системе отопления снимается гравитационная составляющая, которая всегда учитывается при расчетах. Необходимый перепад для бесшумной работы термостатов в квартире выставляется балансировочными парами на этаже. Можно ставить одну балансировочную пару на 3–6 квартир, а не на каждую квартиру. Это тоже дает экономический эффект.

Высказывается мнение, что установка одного теплосчетчика на квартиру (особенно, если он установлен непосредственно в квартире, такие варианты имели место в первых проектах горизонтальных систем отопления в нашей стране) позволяет нечистоплотным жильцам вносить искажения в показания приборов с целью уменьшения коммунальных платежей. Но от установки контрольно-измерительных приборов и распределительных узлов в квартирах давно отказались. Действительно, счетчики и элементы гидравлической балансировки в квартирах провоцируют нечистоплотных жильцов на манипуляции с приборами. В настоящее время распределительный шкаф устанавливается в межквартирном холле, и в этом шкафу и размещается все оборудование. Шкаф постоянно закрыт на ключ, и жильцы просто не имеют к нему доступа. При этом жильцу совершенно не нужно каждый месяц снимать показания индивидуальных приборов учета: в настоящее время измерительные приборы обладают функцией автоматической передачи показаний в диспетчерский пункт. Жильцы при желании могут проконтролировать правильность выставления счетов, снимая показания в начале и в конце отопительного сезона.

Приборы, которые измеряют расход теплоносителя, чувствительны к механическим загрязнениям теплоносителя (в отличие от приборов, замеряющих только температуру поверхности отопительного прибора или стояка). Для того чтобы метрологию приборов учета не нарушал мусор в системе отопления, на этажном вводе в обязательном порядке устанавливается фильтр (рис. 1). Схема такого узла неоднократно публиковалась: см., например, монографию «Инженерное оборудование высотных зданий» [2].

Схема этажного узла подключения поквартирных систем отопления и водоснабжения к вертикальным
стоякам

При рассмотрении периметральной схемы поквартирного отопления существует опасность того, что в больших квартирах может иметь место недогрев последнего в цепочке отопительного прибора из-за большой длины магистрали. Во избежание этого явления при периметральной схеме соединения радиаторов их подключают по встречной схеме (рис. 2), поэтому недогрева последнего в цепочке отопительного прибора не происходит из-за самокомпенсации: первый по прямой трубе прибор оказывается последним по обратной. В любом случае необходима преднастройка термостатов (что при лучевой, что при периметральной схеме), поскольку в каждом помещении свой тепловой баланс (разная площадь помещения, площадь остекления, ориентация и т.д.) и, соответственно, разная мощность отопительных приборов.

Горизонтальная система отопления

Горизонтальная система отопления — способ организации сети обогрева помещений, при котором радиаторы подключаются к горизонтально расположенному трубопроводу. Она отличается протяженностью магистралей, полным или частичным отсутствием вертикальных стояков и применяется как в малоэтажных частных домах, так и в многоквартирных зданиях.

ТМ Ogint предлагает радиаторы и трубопроводную арматуру для монтажа горизонтальной системы отопления. Реализуемые батареи и фитинги изготовлены в соответствии с европейскими стандартами и адаптированы к эксплуатации в российских условиях.

Особенности и виды горизонтальной схемы

В зависимости от способа перемещения циркуляция теплоносителя по трубопроводу с горизонтальной схемой бывает:

• Естественной. Она предполагает транспортировку рабочей среды благодаря разной ее плотности в горячем и остывшем виде.
• Принудительной. Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса, а при централизованном отоплении — под воздействием перепадов давления.

По способу подачи рабочей среды различают горизонтальные системы отопления с верхней или нижней разводкой. В первом случае монтаж магистралей происходит под потолком или на чердаке, а в качестве устройства для регулирования давления в сети служит расширительный бак открытого или мембранного типа.

Прокладка горизонтальной системы с нижней разводкой осуществляется через подвал и позволяет сократить потери тепла. Кроме того, такой вариант организации отопления существенно снижает трудоемкость обслуживания оборудования.

В отличие от вертикальной схемы, горизонтальная система дает возможность сэкономить на материалах, но отличается склонностью к появлению воздушных пробок в трубопроводе и неравномерностью нагрева теплоносителя. ТМ Ogint реализует клапаны и другие виды арматуры, с помощью которой можно легко устранить эти недостатки. Для удаления воздуха из системы служат краны Маевского под отвертку или с колпачком, а также другие виды воздухоотводчиков. Чтобы обеспечить контроль температуры в радиаторах устанавливают терморегуляторы, а монтаж байпаса в сочетании с отсечным клапаном позволяет проводить ремонт и замену батареи в автономном режиме.

Горизонтальная схема обогрева востребована при прокладке автономных и централизованных сетей отопления. В зависимости от особенностей конструкции она может быть однотрубной или двухтрубной. Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки, нюансы эксплуатации и сферу применения.

Однотрубная горизонтальная система

Однотрубная схема обычно используется при монтаже отопления в одноэтажных домах большой площади. Она предусматривает последовательное подключение радиаторов и минимальное количество труб. Востребована однотрубная горизонтальная система и в двухэтажных или трехэтажных многоквартирных домах. В этом случае ее конструкция предполагает наличие стояка для подачи рабочей среды на верхние этажи.

Среди недостатков такой системы можно выделить:

• сложность проведения ремонтных работ и обслуживания батарей, поскольку требуется отключение всей сети;
• неравномерное распределение тепла: чем дальше расположен радиатор, тем ниже температура рабочей среды.

Стандартная однотрубная горизонтальная схема обогрева не предусматривает регулировку параметров воздуха и не дает возможности устанавливать комфортный микроклимат в разных помещениях. Установка терморегуляторов, запорных клапанов и других видов трубопроводной арматуры ТМ Ogint позволяет:

• выполнять балансировку сети;
• отключать отдельные батареи для ремонта без вмешательства в работу остальной системы;
• контролировать нагрев радиаторов.

Благодаря грамотно подобранным фитингам можно существенно повысить эффективность функционирования отопительной сети и упростить ее обслуживание и проведение ремонтных работ.

Двухтрубная горизонтальная система

Двухтрубная горизонтальная схема используется для монтажа сетей в одноэтажных или двухэтажных домах с автономным обогревом, а также в многоквартирных зданиях с централизованным отоплением.

Для нее характерно следующее:

• возможность поквартирного отключения при проведении ремонтных и профилактических работ;
• оснащение магистралей индивидуальными счетчиками тепла, которые позволяют снижать потребление тепловой энергии в соответствии с пожеланиями владельцев недвижимости;
• эстетическая привлекательность систем, которая достигается благодаря отсутствию стояков в квартире и скрытой прокладке трубопровода.

К недостаткам такой схемы относятся скопление воздуха в сети отопления и необходимость проведения балансировки.

По способу подачи теплоносителя двухтрубная горизонтальная система бывает с верхней или нижней разводкой. При автономной сети обогрева можно использовать оба варианта. В первом случае в наивысшей точке контура устанавливают расширительный бак, а трубы прокладывают на чердаке или под потолком. В автономных системах с нижней разводкой необходимо предусмотреть заглубление котла отопления для обеспечения циркуляции теплоносителя.

В домах с централизованным отоплением чаще используют схему с нижней разводкой. Двухтрубная система позволяет подключать различные виды дополнительного оборудования, в том числе и прокладку теплого пола. Чтобы избежать потерь тепла, конструкция должна предусматривать установку трехходового клапана или балансировочного крана.

Нюансы организации и проектирования отопления

Для эффективного функционирования горизонтальной схемы обогрева требуется организовать подачу теплоносителя в нужном объеме с учетом изменения температуры внутри помещений. Также необходимо минимизировать затраты на монтаж оборудования и эксплуатационные расходы.

Обеспечить надежность, бесшумность и стабильность работы системы поможет грамотно выполненный гидравлический расчет, в процессе которого:

• определяют диаметр участков трубопровода в соответствии с рекомендованной скоростью теплоносителя;
• вычисляют гидравлические потери и расход рабочей среды;
• подбирают трубопроводную арматуру.

В ассортименте ТМ Ogint представлен большой выбор радиаторов для монтажа автономной и централизованной сетей отопления, а также различные виды регулирующей и запорной арматуры. Краны Маевского обеспечивают эффективное удаление воздуха из магистралей, терморегуляторы и термостатические элементы позволяют контролировать температуру, а запорные клапаны дают возможность проводить ремонтные работы без отключения всей системы.