О холодных батареях или о том, как правильно проектировать систему отопления

Дорогие читатели! Много! Ох, как много вопросов о том, что все хорошо, но некоторые батареи (радиаторы) или целые ветви отопления холодные. У меня есть для вас хорошая новость! Я знаю, одну из самых частых причин, почему это происходит. Плохая новость в том, что исправление ошибок такого рода далеко не просто и часто дорого. Лучше не допускать ошибки, о которых я буду сегодня писать.

На сколько важна скорость циркуляции воды?

Вот один из главнейших вопросов. Отвечаю на него сразу и очень определенно. Скорость воды — это очень важно. Если скорость воды мала, то вы будете мерзнуть и расходовать лишнее топливо. Хоть это и звучит, как банальность, на самом деле это не совсем банально. Надеюсь, вы сейчас это поймете.

Почему вода должна уходить в ответвление?

Вот вопрос, который меня мучил, когда я проектировал систему отопления себе. Я действительно не могу понять, что заставляет воду, идущую по прямой трубе, зайти в ответвление этой трубы под 90 градусов. Если вы это понимаете, вы счастливые люди! А я не понимаю. Я ставлю себя на место воды. Передо мной широкая труба. Я двигаюсь по ней в прямом направлении. С какой стати мне, воде то есть, вдруг отвлечься от этого движения и пойти поперек своему течению в более тонкую трубу, да еще и под прямым углом к моему первоначальному направлению движения? Для того, чтобы пойти в более тонкое ответвление, мне надо как минимум его заметить. Потом мне надо затормозить, чтобы свернуть. Потом мне надо еще более затормозить, ибо в более узкой трубе я не могу двигаться с той же скоростью. Ну ладно, если бы у меня была специальная полоса для того, чтобы свернуть (как на автомобильной трассе), я бы заранее увидел вывеску, перестроился (плавно) и так же плавно повернул на ответвление. Но мы не делаем воде таких условий, и почему-то ждем от нее, что она с охотой пойдет в перпендикулярную трубу. Нет! Решительно не понимаю!

Что на мой взгляд, может заставить воду пойти в ответвление?

Я думаю — только препятствие в прямой трубе. Тогда это препятствие будет создавать некое избыточное давление, и по причине этого давления вода будет искать другие пути прохода и пойдет в ответвление. Что может быть таким препятствием?

• Крутой поворот основной магистрали.
• Трение воды о внутреннюю поверхность трубы-магистрали.
• Воздух, песок, ржавчина, скопившаяся в магистрали.
• Вода с другой плотностью, например, более холодная.
• (Внимание. ) Высокая скорость воды в системе!

Мне кажется, чем выше скорость воды, тем выше трение и тем большим препятствием будет любая шероховатость магистрали или поворот. Скорость не может расти бесконечно. Скорость уравновешивается трением и в итоге растет давление воды.

Выводы

Если подающая магистраль будет прямая, если внутренняя ее поверхность будет гладкая и если скорость воды будет слабая, то, видимо, ничто не заставит воду зайти в радиатор. Он всегда будет холодным.

Если избыточное давление при движении воды будет минимальным, то ровно таким минимальным будет скорость воды в радиаторе и его температура. Вот например, если ответвление постепенно охлаждается на протяжении 30-ти см от развилки, то это значит, что вода в это ответвление уходит, но скорость ее такая крошечная, что она успевает охладиться, пока проходит эти самые 30 см. Можете сами прикинуть скорость в этом случае.

Реальные примеры, подтверждающие важность скорости воды в системе

Случай №1

В 2000 (а может быть и в 2001) году я сделал себе отопление. Я поставил в него циркуляционный насос фирмы Vortex. На него гарантия была 5 лет. Проработал он более 10. Я много раз писал о нем. Он работал, но начал сдавать. Он зашумел. Потом он застучал. Он стал нагреваться. То есть я как-то газ выключил, а насос выключить забыл. И вот, что меня реально удивило, так это то, что он был довольно теплый при том, что качал холодную воду! Прошлой зимой я обратил внимание на то, что слабо стал прогреваться полотенцесушитель на втором этаже. А в один прекрасный момент он просто не нагрелся при запуске отопления. Мне пришлось перекрыть все радиаторы на этой ветви и только после этого полотенцесушитель нагрелся и стал греть. В этом году я решил заменить-таки циркуляционный мотор, и заменил. И все! Проблема исчезла! Полотенцесушитель стал нагреваться именно так, как надо. Очень похоже, что бедный насос за столь значительный срок службы сработался так, что скорости воды в системе не хватало для того, чтобы прогревался полотенцесушитель. Видимо он находится в таком месте, что продавить его труднее, чем все остальные радиаторы.

А что же это за место такое? Да ничего особенного. Просто ко всем радиаторам у меня подходит вода сверху, а в полотенцесушитель мне приходится поднимать воду чуть выше магистрали. Вот и вся разница. И получается, что этого вполне хватает для того, чтобы воде было существенно меньше желания в эту трубу зайти.

Случай №2

Буквально недавно ко мне обратилась одна женщина с похожей проблемой. У нее вдруг перестал греться полотенцесушитель. Пришли сантехники. Стали думать. Ничего лучшего не придумали, как прогнать воду через полотенцесушитель и нагреть его. Потом они ушли, а полотенцесушитель через 3 часа стал опять холодный. Пришлось опять вызывать сантехников. Они стали думать еще более напряженно. Они сняли полотенцесушитель и промыли его. Но опять ничего не изменилось. Тогда они сказали, что ничего не остается, как только поменять прибор на другой. И вот тут бедная женщина позвонила мне. Я попросил ее сфотографировать подводку к плотенцесушителю и мне все сразу стало ясно. Вот эти фотки.

Как сделать однотрубную систему отопления в доме

Специалисты указывают, что однотрубное отопление устарело. Оно уступает двухтрубным системам «в среднем и в общем» по качеству и по цене… Но если рассмотреть частности, для небольших площадей, то оказывается, что однотрубка по прежнему выгодней и проще.

Стоимость материала и сложность монтажа перестали играть ключевую роль при выборе между однотрубной и двухтрубной системами, как это было со стальным трубами, но загроможденность пространства стала важней. И здесь у однотрубки свой козырь, так как одну трубу можно спрятать в плинтус.

Во многих случаях, в конкретных обстоятельствах строительства возникает вопрос, — зачем прокладывать две трубы, если можно проложить одну при сохранении технических параметров?

Когда однотрубка не подходит

Как работает однотрубка и почему она оказывается не выгодной в больших системах…. В однотрубной схеме быстро уменьшается температура теплоносителя по ходу движения жидкости. Наглядно это указано на следующей схеме, — на 4 радиаторе падение температуры на 23%.

И это при значительном расходе теплоносителя в кольце. Чтобы увеличить расход теплоносителя, и тем самым уменьшить падение температуры применяются трубы внутренним диаметром один дюйм (25 мм). Применение столь больших диаметров вызывает значительное удорожание системы. Но в малых кольцах до 3 радиаторов можно обойтись дешевыми решениями…

• Однотрубную систему не стоит делать, если количество радиаторов в кольце будет превышать 4 шт.

Рекомендуется общую схему отопления разбить на тупики, заканчивающиеся кольцами однотрубки, в которых должно быть не более 3 шт. радиаторов.

Как нужно создавать однотрубную

Однотрубная система подразумевает, что мы одной трубой отходим от подачи котла, ведем ее по периметру здания, устанавливаем на трубу 3, максимум 4 шт. радиаторов, и кольцевая труба подключается к магистрали обратки примерно в том же месте, откуда брала свое начало. В результате здание, или его часть, оказывается обойденым по периметру.

Но, проблема в том, что на пути трубы встречаются дверные проемы, которые нужно как-то обходить. Заглублять трубу именно в этом месте под порожек не рекомендуется, так как место станет потенциально опасным по скоплению мусора. Обходить проем через верх, — еще более нездравоосмысленное решение… Прокладка кольца трубы должна выполнятся на одном высотном уровне, или с плавным понижением к сточному крану системы для слива самотеком.

Поэтому размещение кольца трубы в большинстве случаев затруднительно, также как и в случае реализации попутной схемы отопления, но все же оно делается не редко.

Как размещают трубы однотрубки

• Проще всего кольцо трубы уложить в стяжке по периметру здания или, например в пределах одной большой комнаты. К одному кольцу подключают 3 одинаковых по мощности радиаторов.

• Прокладка может быть выполнена одной трубой находящейся в плинтусе или в нижней части стены, дверной проем обходится в высоком порожке, если такой имеется.
• Прокладка трубы делается под перекрытием этажа, труба из маталопластика или сшитого полиэтилена подшивается к перекрытию клипсами. Скрывается за межэтажной обшивкой Это обычный вариант создания отопления на 2 этаже или мансарде.
• Подводка подачи и обратки к отдельно стоящему зданию (помещению) делается по разным краям дверного проема…

Как сделать однотрубку из полипропилена

Полипропилен не нужно замоноличивать, но его можно разместить за обшивкой потолка, стен, или в канале стяжки, который перекроется ламинатом и плинтусом. Для кольца на 3 или 4 радиатора лучше выбрать трубу с наружным диаметром 25 мм. Повышенный диаметр призван уменьшить нагрузку на насос при обеспечении повышенного расхода. Подключить 2 радиатора допускается трубой 20 мм.

Каждый радиатор с обычным боковым подключением нужно подключить согласно схеме.

Это даст максимум КПД от самого радиатора (диагональное движение теплоносителя) а также позволит циркулировать теплоносителю даже за счет остывания жидкости в приборе. Подключение нижнее — скорее вынужденное решение в угоду дизайну.

Какие полипропиленовые фитинги и трубы понадобятся

• Труба подводящая в кольце — 25 мм (наружный диаметр), отрезки труб — 20 мм на подключение каждого радиатора.
• Тройник 25 мм, с центральным отводом 20 мм, – 2 шт. на один радиатор.
• Уголки 20 мм для подвода трубы от стены к радиатору, — 4 шт. на каждый прибор.

• Кран шаровый на обратке для отключения прибора, такой же кран или настроечный клапан, или термоголовка для отключения или плавной регулировке по температуре, когда это требуется, устанавливается на подаче…

Делать ли байпас (трубу между подачей и обраткой) меньшим диаметром 20 мм?

Это стабилизирует и увеличит количество проходящей жидкости через радиаторы, но увеличит разницу температур между первым и последним. Во всяком случае, это придется делать, если применить только подключение в нижние боковые подводы, или радиаторы с нижним подключением и внутренними каналами.

Какие меры по выравниванию температур радиаторов предпринять

При количестве радиаторов до 3 шт. можно не предпринимать каких либо особых мероприятий, разве что последний радиатор можно поставить на 10% большей мощности от расчетной. 4-й же радиатор в кольце, рекомендуется устанавливать уже на 25% мощнее.

Также с однотрубкой не подойдет слишком экономичные маломощные насосы типа Альфа. Разность в температуре радиаторов будет зависеть от общего количества энергии проносящегося по трубе, нужно ставить насос 25-40 с тремя фиксированными скоростями и с ним уже экспериментировать по скорости вращения для конкретной отопительной сети…

Прокладка отопительных труб через стены и пол, задание уклона

Прежде чем прокладывать трубы через стены и полы, нужно уточнить, — с каким уклоном будут находиться трубы в комнате. Ведь залить систему просто, но очень скоро ее придется и сливать.

Жидкость должна уйти из системы самотеком в канализацию, но предусматривается и возможность собрать теплоноситель, если это незамерзайка или специально очищенная вода. Поэтому место прохода труб через стены задается уже с учетом общего уклона.

Но как точно отметить место прокладки трубы через стену и через полы? Как необходимо прокладывать и монтировать трубопроводы, если на их пути находится препятствие?

Определение положения и уклона трубопровода

Монтируем двухтрубную систему, например тупиковую. Все радиаторы подключаются диагонально — подача вверху, а обратка внизу с противоположной стороны. А как проложить трубы между радиаторами?

С точки зрения дизайна оптимальный вариант — подача и обратка прокладываются рядом ниже радиаторов, обратка ниже подачи, на каждый радиатор устанавливаются тройники и делаются вертикальные отводы, кроме того устанавливаются горизонтальные участки, так как вход в радиатор дальше от стены, чем трубы.

Точки слива жидкости из системы нужно определить в проекте отопления заранее. Возможно, что таких точек будет несколько.

Какой уклон должен быть у отопительного трубопровода? Для системы с насосом уклон может быть задан в любую сторону и быть самым минимальным. Но он должен быть, чтобы жидкость сама сошла с одного плеча радиаторов или со всей системы.

Например, 5 мм на 2 метра длины — 0,25%. Тогда на 10 метрах длины одного плеча конец магистрали должен иметь общее возвышение над краном слива 2,5 см, или больше.

Все радиаторы рекомендуется устанавливать с минимальным уклоном так, чтобы у них оказался поднятым тупиковый верхний угол. В этом месте устанавливается кран для спуска воздуха. Теперь на стенах нужно сделать разметку нахождения труб и их креплений.

Задание уклона труб

Уклон задается от уровня земли, чтобы под действием силы гравитации вода стекала к крану слива. Если полы горизонтальные (а они точно горизонтальные?? это бывает не часто….) то домер можно брать и от них.

Или от потолка, если он горизонтальный. Но так как в основном полы и потолок неровные, особенно, если сравнивать уровни разных комнат, то чтобы установить радиаторы и проложить отопительный трубопровод нужно воспользоваться водяным уровнем.

Трубы должны быть смонтированы ровно, без заметных провисов, чтобы в них не оставалась жидкость. На стене нужно начертить ось прокладки трубы и по ней установить подвесы, кронштейны для труб. Для этого водяным уровнем отмечается ось трубы в разных комнатах, через каждые 1 — 2 метра с заданным уклоном, а также с обеих сторон от перегородки через которую нужно провести трубу.

Определение точки прохода трубы через стены

Если высотный уровень отмечен с обеих сторон от перегородки, то теперь нужно определить расстояние от наружной стены. Центр отверстия должен отстоять от наружной стены на следующее расстояние:
— радиус трубы плюс толщина подвеса труб на стенах.

Например, обычный случай, — прокладываем полипропиленовые трубы с наружным диаметром 25мм, на обычных пластиковых подвесах толщиной 15 мм.

Тогда центр такой трубы находится от наружной стены на расстоянии 25/2+15=27,5 мм. Следовательно, можно отметить точку сверления на расстоянии от наружной стены примерно 28 мм.

Как обустраивается проход через стену

По правилам, трубы, нужно пропускать через стены и полы в гильзах. Гильзой в данном случае может служить труба из пластика с внутренним диаметром на 10 мм больше. Пространство между гильзой и трубой в 5 мм забивается мягким безвредным материалом – ветошью.

Применение гильзы влечет за собой проделывания весьма больших отверстий в перегородках. Впрочем, такое правило повсеместно нарушается, а трубу в отверстиях чуть большего диаметра просто не заделывают, не штукатурят, чтобы сохранилась ее подвижность при тепловом расширении.

Как сделать отверстие в стене для монтажа трубы отопления

Выполнение отверстий для прокладки труб отопления зависит от материала стены. В гипсокартоне или дереве можно сделать отверстия нужного диаметра для труб отопления с помощью обычного перьевого сверла и дрели. Но для кирпичной кладки, и бетонной стены необходимо применить перфоратор и соответствующий бур.

Для начала необходимо правильно пробурить тонкое осевое отверстие точно по центру будущего нахождения трубы. Вставляем в перфоратор сверло по бетону диаметром 6 мм и длиной 180 мм и перебуриваем стену насквозь по отметке. Далее применяем бур необходимого диаметра, если нужно, то расширяем отверстие круглым зубилом. В результате — отверстие для прохода трубы через стену.

Как пропустить трубы под пол

Прокладка труб отопления под напольным покрытием возможна только в спепциальных теплоизолирующих пластиковх гофрах, которая также разделяет разные по тепловому расширению материалы, например трубу — и бетон.

Возможна прокладка непосредственно в слое утеплителя из минеральной ваты, без связующих из формальдегида (выделяется при нагреве). Полистирол не пойдет, во первых, для него эта температура великовата и он будет выделять яд, а во вторых его едят мыши.

Следующий момент — обеспечение прямолинейности без прогибов всего трубопровода, а также общего угла на точку слива. Условия под полом, в подвалах слишком разнообразные и эти задачи решаются в каждом конкретном случае по разному.

Остается точно сделать отверстие в напольном покрытии, чтобы туда пропустить магистраль. А здесь есть нюанс, — отверстие в полу нужно делать по факту смонтированных труб — так удобнее.

Свариваем, соединяем трубы от радиатора в предполагаемую точку ухода под пол. Вставляем отрезок трубы, который смотрит в пол и отмечаем, где он упирается в покрытие, — разметка для сверления готова.

В полу лучше применить гильзу выступающую над уровнем пола на 20мм, чтобы вертикальный трубопровод не болтался, поэтому отверстие готовится соответствующего диаметра.

Обеспечиваем при монтаже заводку утеплителя прямо под напольное покрытие на гильзу, — все, трубы отопления проведены под пол.

Как видим, выполнить прокладку труб отопления своими руками не сложно. Важно лишь придерживаться основных технических правил.

Но также при монтаже отопительного трубопровода важна эстетика, ведь трубы останутся элементом интерьера в помещении. Все вертикальные участки труб нужно сделать обязательно вертикальными, выставить их по уровню, а горизонтальные прокладываются с уклоном, о чем шла речь ранее.

Тогда углы будут одинаковыми, будет соблюдена параллельность, что и требуется при прокладке отопительного трубопровода в доме, в том числе и через стены и полы.