Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

• Боковое (стандартное) подключение;
• Диагональное подключение;
• Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Схемы подключения отопления частного дома своими силами

В средней полосе РФ центральные обогревательные системы полностью обеспечивают компенсацию теплопотерь от проникновения холодного воздуха в осенне-зимний период. В частных домах обогрев внутренних помещений выполняется автономным контуром. Вопрос как провести индивидуальное отопление, и что для этого нужно сделать вызывает большой интерес у многих владельцев частных домов.

Системы отопления: их выбор и применяемые к ним требования

В сырую ненастную осень и в зимний холод автономное отопление в частном доме подарит его обитателям уютную комфортную теплоту. В настоящее время существует несколько вариантов устройства отопительных систем, наиболее часто применяемых в частных домах и отдельных квартирах. Выбор разводки отопления частного дома «подчиняется» следующим правилам: правильное регулирование, экономное распределение и передача тепловой энергии по всем внутренним помещениям жилого дома.

Выбранная схема отопления частного дома должна соответствовать следующим требованиям:

• Минимальное количество расходов на устройство обогревательной системы.
• Автоматический режим работы.
• Высокая степень износотойкости составных элементов отопительной линии.

Перечень критериев выбора систем отопления дополняет санитарно-гигиенические условия по обязательному регулированию температуры теплоносителя в нагревательных приборах.

Виды автономных систем отопления частного дома

Ключевым моментом индивидуального отопительного контура является вид топлива, применяемого для генерации тепловой энергии. По этому признаку автономные системы обогрева классифицируются на виды:

• Газовые, работающие на природном или сжиженном газе.
• Электрические.
• Твердотопливные, в которых в качестве источника энергии используется каменный уголь, горючие сланцы, древесные пеллеты, дрова.
• Жидкотопливные.

С целью снижения энергопотребления домашней греющей линии допускается использование нескольких видов топлива, правда, для этого потребуется специальные комбинированные котлы.

Особенности водяной отопительной системы

В рейтинге популярных моделей отопления первое место лидера занимает индивидуальная система обогрева горячей водой. Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому трубопроводу, проложенному от источника генерации к радиаторам отопления. Горячая вода поступает в радиаторы, которые за счет большой площади нагрева, и излучают тепловую энергию.

Модель отопительного котла выбирают с учетом используемого топлива.

Виды отопительных систем

Классификация индивидуальных отопительных линий с горячим водяным теплоносителем производится по следующим видам:

• Место прокладки подающего трубопровода: верхняя и нижняя разводка. Такие схемы рекомендованы для двух- и трехэтажных домов.
• Количество стояков. Различают однотрубную и двухтрубную схему монтажа отопления.
• Расположение стояков. Подключение стояков может выполняться по вертикальной или горизонтальной схеме.
• Схема прокладки отопительной сети. Разводка выполняется с путными или тупиковыми магистральными линиями.

Основные элементы водяного отопления

Автономная система отопления частного дома или квартиры состоит из следующих основных элементов:

1. Нагревательный котел. В этом устройстве происходит преобразование топлива в тепловую энергию, передаваемую теплоносителем по трубам.
2. Трубы отопления. В настоящее время практически все системы монтируют из полипропиленовых или металлопластиковых труб, металлические стальные трубопроводы практически не применяют.
3. Запорная арматура. Шаровые вентили устанавливают для перекрытия подачи воды, дроссели регулируют теплоотдачу нагревательных приборов, термостатические головки поддерживают заданную комфортную температуру в помещении, автоматические воздухоотводчики сбрасывают лишний воздух из системы отопления.
4. Приборы безопасности. Расширитель, предохранительный клапан, манометр защищают отопительную систему от аварийных ситуаций.
5. Радиаторы отопления. Чугунные, стальные, алюминиевые, биметаллические батареи являются неотъемлемой частью индивидуального отопления.

Преимущества и недостатки системы водяного отопления

• Медленный нагрев отопительных приборов.
• Трудоемкость монтажа.
• Возможное замерзание воды в трубопроводах.
• Необходимость периодической чистки батарей отопления от твердых солевых наслоений.

Способы циркуляции воды в системах отопления

Эффективность водяного отопления зависит от постоянной циркуляции теплоносителя по трубопроводам. Существует два способа перемещения горячей воды в замкнутом контуре отопления:

• Естественный способ циркуляции. Принцип перемещения горячей воды по трубам основан на естественной гравитации теплого теплоносителя движения вверх и стекания вниз по мере остывания. Чтобы естественная циркуляция была хорошей, необходимо монтировать трубную разводку с уклоном (на каждый 1 пог. метр труба должна опускаться на 10 мм).
• Принудительная циркуляция теплоносителя. В современных индивидуальных обогревательных линиях постоянное движение горячей воды по трубам обеспечивается циркуляционным насосом. Это электромеханическое устройство увеличивает скорость перемещения теплоносителя, что приводит к улучшению теплообмена.

Схемы отопления по способы разводки

В частных домах трубопроводы водяной отопительной сети выполняется в следующих вариантах:

• Вертикальная система с нижней разводкой. Данным вариантом предусматривается прокладка труб через подвальное помещение или, как минимум, в бетонной стяжке пола.
• Вертикальная система с верхней разводкой. Подающая магистраль горячей воды монтируется на чердаке дома или в потолочном пространстве внутренних помещений.
• Однотрубная схема подключения. Основная особенность однотрубной схемы отопления заключается в последовательном подключении радиаторов отопления к подающей трубе горячей воды. При этом наблюдается разность в тепловом нагреве радиаторных батарей, расположенных в начале и конце отопительной линии. Поэтому однотрубная разводка применяется для обогрева комнат площадью не более 40 м2. Вертикальную однотрубную схему целесообразно применять в домах невысокой этажности.

• Двухтрубная схема отопления. В этом случае к каждому радиатору одновременно подключается две трубы: для подвода горячей воды и обратного отвода остывшего теплоносителя. Прокладка трубопроводов выполняется параллельными линиями на небольшом расстоянии друг от друга.

Лучевая разводка отопления

Лучевая или коллекторная обогревательная сеть предусматривает подключение каждого радиатора непосредственно к тепловому источнику (коллектору). Данная схема подключения упрощает замену вышедшего из строя нагревательного прибора без остановки всей отопительной системы. Иногда коллектор называют термином «гребенка», хотя это название чаще встречается в описании технологического процесса нагрева воды на промышленных предприятиях и котельных. Распределительный коллектор по своим габаритам занимает немало места и для его маскировки в частных домах используют небольшой шкаф или встроенную нишу с дверцей.

Схема «Ленинградка»

В частных домах небольшой площади чаще всего применяется однотрубная схема прокладки трубопровода. Данная модель отличается простотой монтажа и требует меньших затрат по сравнению с другими схемами прокладки трубопроводов.

Однако в случае поломки одного из радиаторов приходится останавливать работу обогревательной линии, сливать воду со всего крыла магистрали и лишь после этого устранять поломку.

Чтобы нивелировать этот недостаток и не оставлять в зимнюю стужу дом без обогрева, применяется однотрубная монтажная схема под названием «Ленинградка». В этом случае предусматривается установка отопительных радиаторов разной мощности и применение обводных байпасов. Трубная обводка параллельно соединяет входные и выходные отверстия радиаторов и в случае выхода из строя одного из отопительных элементов, его легко отключить и заменить.

Схема отопления частного одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Водяная система отопления частного дома работает в цикличном режиме по доставке горячей воды к радиатору отопления и перемещению остывшего теплоносителя обратно в котел для последующего нагрева. В современных условиях для частных домов практикуется устройство принудительной схемы циркуляции теплоносителя.

• Минимальный объем теплоносителя.
• Диаметр трубной разводки от 20 до 25 мм.
• Минимальный расход труб.

• Зависимость системы от электричества.

На какой схеме лучше всего остановить свой выбор?

Разнообразие схем домашнего отопления вызывает у владельца дома резонный вопрос о выборе самой эффективной системы отопления для своего дома. В настоящее время однотрубные и самотечные системы практически не применяют. Обычно данные схемы рекомендованы для местности с нестабильной подачей электричества.

В современных городах, поселках городского типа и даже в сельской местности уже не существует каких-то проблем с энергоресурсами. Поэтому самотечные системы применяются только в отдаленных от цивилизации местах, например, далеко расположенных дачных участках.

Для частных домов, где планируется обогревать помещения радиаторами отопления, самые лучшие результаты показывает двухтрубная или лучевая схема обустройства обогревательной сети. Хотя оба варианта отличаются схемой трубной разводки, их объединяет возможность отключения и замены потекшего радиатора без отключения основного отопления.

Как рассчитать необходимые параметры?

Устройство отопление дома своими руками доступно любому домашнему мастеру, но для этого необходимо предварительно выполнить расчет основных параметров обогревательной системы. Для упрощенного расчета можно воспользоваться универсальной формулой:

1 КВт мощности = 10 м2 отапливаемой мощности

Для более точного определения необходимых расчетных параметров необходимо применить поправочные коэффициенты, учитывающие конструкционные особенности жилого дома. Например, если дом был построен несколько десятилетий тому назад, наружные стены утепленные, а деревянные окна заменены на современные герметичные оконные блоки, применяется корректировочный коэффициент 1,5. При расчете тепловых параметров дома, построенного сравнительно недавно, но без утепленных наружных стен и с негерметичными деревянными окнами, необходимо увеличит расчетную мощность в два раза.

Количество тепловой энергии жилого дома зависит от числа оконных проемов и их ориентации по сторонам света:

• Коэффициент 1,3 –применяется для определения потребности в тепловой мощности комнат жилого дома, с двумя окнами с ориентацией на север.
• Коэффициент 1,1 –два окна выходящих на южную, юго–восточную и восточную сторону.
• Коэффициент 1,2 применяют для комнат с двумя окнами, выходящих на западную сторону.

Конечно, такой расчет необходимых параметров будет весьма приблизительным.

Для получения более точного результата можно воспользоваться онлайн калькуляторами или найти в интернете специальную программу для расчета домашнего отопления.

Что требуется для монтажа

В частном доме устройство отопления своими руками начинают с составления рабочей схемы всей системы обогрева с точными линейными размерами каждого участка трубопровода и площадью помещений. Данные чертежа необходимы для визуалиализации общей схемы отопления и для расчета необходимого количества труб.

Для того чтобы составить исполнительную схему необязательно быть профессиональным чертежником. Достаточно нарисовать произвольный простой чертеж, выполнить на нем расстановку радиаторов отопления и подсчитать количество труб для объединенного контура.

На основании исходных данных и предварительного подсчета необходимого количества тепловой энергии для обогрева дома, можно начинать подбор материалов для устройства домашней автономной системы.

Выбор теплового источника

Котел – это главный элемент генерации тепловой энергии. Главный критерий выбора теплогенератора зависит от вида топлива, как источника его работы. Мощность котла рассчитывается по нескольким факторам:

1. Объем отапливаемых помещений.
2. Климатические особенности региона.
3. Толщина наружных стен.
4. Наличие теплоизоляции основных конструктивных элементов здания.
5. Наличия подвального и чердачного помещения.

При выборе отопительного котла важно обратить внимание на адаптацию выбранной модели к отечественным условиям и на наличие сертификата соответствия качества.

Трубы

Правильно подобранный вид трубы для отопления исключают технические эксплуатационные проблемы, гарантирует высокую степень надежности греющей линии. Совсем недавно для прокладки отопительных трубопроводов применялись стальные трубы диаметром до 108 мм. Собрать такую отопительную сеть было трудно, отдельные трубы нужно было сваривать между собой.

В настоящее время трубную разводку лучше всего проводить из следующих материалов:

Из перечисленного перечня самым популярным считаются полипропиленовые трубы, которые отличаются прочностью, гибкостью, устойчивостью к температурным перепадам и коррозии. Этот материал легко смонтировать и подключить к радиаторам отопления.

Монтаж системы отопления

Обустройство эффективно работающего автономного отопления – непростая задача. Можно, конечно, обратиться за помощью к специалистам, которые смонтируют трубную разводку, подключат к ней радиаторы и установят обогревательный котел. Однако монтаж отопления своими руками доступен домашним мастерам.

Пошаговая инструкция устройства отопления, как правильно сделать монтаж:

1. Установка нагревательного котла. Для него выбирается наиболее удобное место, упрощающее прокладку трубопровода и подключения к источнику топлива.
2. Монтаж радиаторов отопления. Обычно батареи устанавливают под оконными проемами, что положительно влияет на воздухообмен в помещении. Расстояние от подоконника до радиатора составляет 100 мм, от пола – 60 мм.
3. Устройство трубной разводки. Трубы с фитингами прокладывают закрытым (в конструкции пола) или открытым способом, поверх финишного напольного покрытия.

Трубы подключаются к радиаторам отопления, устанавливается запорная арматура, монтируются расширительные баки, циркуляционный насос, автоматические приборы безопасности и другое оборудование.

Рекомендации по выбору и подключения радиаторов

За обогрев внутренних помещений в системе автономного отопления «отвечают» радиаторы отопления. Существует несколько типов отопительных батарей.

Для монтажа отопительной системы необходимо подобрать водяные радиаторы из следующих материалов:

• Сталь. Главным преимуществом является демократичная доступная цена. Недостаток — подверженность коррозии.
• Алюминий. Материал характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, но весьма чувствителен к перепадам давления. Хотя в индивидуальном отоплении рабочее давление всегда стабильно и легко регулируется.
• Биметалл. Комбинированный материал сочетает лучшие технические показатели алюминия и стали.
• Чугун. Это материал относится к «вечной» классике, с большим сроком службы. Из-за своего тяжелого веса монтировать радиаторы приходится на специальных мощных кронштейнах.

Ошибки, допускающиеся во время монтажа

Самые распространенные ошибки устройства автономного отопления частного дома:

1. Некорректный подсчет необходимой мощности теплогенератора.
2. Неправильно выполненная обвязка котла.
3. Неудачно выбранная отопительная схема.
4. Неверная расстановка радиаторов отопления.
5. Использование труб неподходящего диаметра.
6. Заполнение трубопроводов вместо воды антифризом (типа «тосол»)

Попытки сэкономить на комплектующих элементах и упрощения отопительной конструкции дают отрицательные результаты и тогда вместо качественного обогрева помещения, зимой придется проводить полную замену систему обогрева. Поэтому прежде чем делать отопление своими руками и допустить технические ошибки, лучше обратиться за консультациями к специалистам или заказать монтаж автономного отопления «под ключ».

Подключение твердотопливного котла, двухтрубная схема отопления с антиконденсационным узлом в каркасном доме: