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.

Монтаж отопления в частном доме своими руками

Содержание:

Организовать отопление загородного дома – это непростая задача. Естественно, проектировщики и установщики справляются с такой задачей на «отлично». Владельцу дома самому решать: приглашать специалистов устанавливать отопление либо всё делать самому. В статье – поэтапное руководство по обустройству отопления.

↑ Элементы отопительной конструкции

Чаще всего дома в частном секторе обогреваются с помощью водяного отопления. Выбор на этот вид отопления падает из-за универсальности. Теплоноситель поставляет тепло во все комнаты здания. А сам теплоноситель нагревается одним из возможных энергоносителей. Водяные котлы позволяют организовывать комбинированную подачу тепла с применением двух либо трёх разновидностей:

• трубопроводной сети, которая включает арматурные изделия и приборы;
• теплоносителя;
• приборов отопления: контурные элементы «тёплого пола», обвязка дома трубами или радиаторы.

Чтобы регулировать теплоноситель, выполнять обслуживание отопительной сети, используется запорно-регулирующая арматура и дополнительные элементы.

Дополнительно присутствуют такие элементы:

• расширительная ёмкость;
• насос для циркуляции воды;
• гидравлический разделитель;
• буферный бак;
• коллектор-распределитель;
• бойлер прямого нагрева;
• средства и приборы-автоматы.

Важно! Обязательный элемент водяного отопления – расширительный бак. По мере необходимости можно установить и другое оборудование.

Из физики нам известно, что, нагреваясь, вода расширяется. Когда пространство замкнуто, то полученному дополнительному объёму жидкости деться некуда. Чтобы соединения в сети от превышенного давления не разорвались, и нужен расширительный бак. Ёмкость, принимающая излишки воды, выпускается мембранного типа.

Чтобы теплоноситель принудительно циркулировал, монтируют в сеть насос. Если установлено два и больше контуров, то применяют столько же перекачивающих приборов.

Буферный бак работает и как тепловой аккумулятор, и как гидравлический разделитель. Если обустраивается отопление в коттедже либо в здании на 2-3 этажа, то контур циркуляции отделяется от остальных элементов.

Распределительные коллекторы монтируются в отопительных сетях с тёплыми полами. Они применимы и тогда, когда используется подключение радиаторов по лучевой схеме.

Ёмкость со змеевиком (бойлер) – в нём от теплоносителя нагревается вода для потребностей ГВС. Чтобы контролировать температуру и напор в сети, устанавливают манометры и термометры. В качестве приборов автоматизации выступают датчики, регуляторы температуры, контроллеры.

↑ Тонкости монтажа отопительной системы в частных домостроениях

Отопление в частном доме – важнейшая часть комфортной и безопасной жизни хозяев. Монтаж системы должен проходить согласно нормативным документам. Они регламентируют введение в эксплуатацию всех составляющих отопления. Сама система включает целый комплекс компонентов.

↑ Трубопроводная арматура (запорная)

Запорное оборудование – подразделение трубопроводной арматуры. Этот элемент ответственен за обслуживание отопительной системы в доме и включает в себя такие составные части:

После того как все комплектующие собраны, можно приступать к числовым расчетам. Эта часть работы при монтаже оборудования самая ответственная.

↑ Вычисление необходимой мощности котла и расчёт отопительной системы

Каждое здание имеет определённую площадь, соответственно требует конкретное количество тепла.

Есть два способа вычисления этой величины.

Большинство владельцев частных домов стараются прибегнуть к консультации поставщиков отопительных элементов. Обычно они советуют определять необходимое количество тепла при помощи самого простого расчёта. Для этого площадь всего дома в метрах квадратных умножают на 100 Вт. Так, для небольшого дома с площадью 50 квадратных метров, требуемая мощность будет составлять 5 киловатт. Погрешность при таком расчёте значительная, так как в нём не учитывается количество окон в каждой комнате и контакт стен с улицей.

Более точный расчёт должен базироваться на таких важных нюансах:

• Способ умножения 100 Вт на площадь комнаты актуален только для комнат, которые имеют 1 стену, контактирующую с улицей и не более 1 оконного проёма.
• Площадь комнат, имеющих 2 стены, контактирующих с улицей, умножается на 120 Вт. А если в такой комнате более 2 окон, умножать нужно на 130 Вт.

Вычисления нужно начинать с нескольких шагов:

1. Замер дома.
2. Замер всех стен и простенков.
3. Выяснение толщины стен, кровли и полов. Определение материала, из которого возведён дом.

Важно: Следует заручиться справочниками для выяснения теплопроводности материалов, из которых возведено домостроение.

Расчёт термического сопротивления производится по таким формулам:

Использовать формулу, приведённую на рисунке, стоит для каждой из комнат. После получения числовых результатов по каждому помещению их необходимо суммировать, без учёта внутренних перегородок.

↑ Вычисление тепловых потерь на вентиляцию

Стоит учитывать, что любой дом имеет и определённые тепловые потери. Каждая комната имеет конкретную потерю. Вентиляционный воздух тоже нагревается, это обязательно нужно учесть. Формула расчёта такова:

Для определения количества необходимого дому тепла нужно сложить Q тп и Q возд.

Котёл нужно выбирать с запасом. Предпочтительный КПД – 1,3 –1,5. Увеличить мощность нужно, если котёл будет применяться и для других целей.

↑ Рекомендации по выбору оборудования

Выбор котла предстоит не только тем, кто решил возвести жилище с нуля, но и тем, кто хочет модернизировать систему отопления. Выбрать можно один из четырёх вариантов.

↑ Твёрдотопливные

Твёрдотопливный котёл независим от электричества и газа. Топить его можно при помощи дров, отходов, брикетов и угля. Популярность устройств обусловлена доступной ценой и низкой стоимостью обслуживания.

Разновидностей котла три. Самая комфортная из них – на пеллетах. Инерционность отсутствует почти полностью, а автоматизация делает управление устройством очень удобным. Но, доступно устройство не всем, так как имеет высокую стоимость.

В целом твёрдотопливные устройства имеют относительно низкий КПД. Он составляет от 75 до 83%. Причина тому – именно вид топлива.

↑ Газовые

Отопление, которое работает за счёт магистрального газа – удобный и надёжный вариант. Каждый пользователь может эффективно отапливать помещение при помощи устройств этого типа. При этом эксперты отмечают высокий КПД сети отопления. Даже самое простое устройство способно давать коэффициент, равный почти 87%. Дорогой котёл и вовсе даёт 97% КПД.

Ещё одно преимущество устройств – мобильность. Они компактны и удобны. В работе такие котлы безопасны и обладают высоким уровнем автоматизации.

С этим видом устройств можно забыть о постоянных наведываниях в котельную. Пользователям нужно обслуживать котел всего 1 раз в год.

Что касается цены, то этот вариант оснащения системы отопления самый доступный. Любая модель котла из бюджетного сегмента обойдётся дешевле, чем котёл на твёрдом топливе.

Владельцам нужно позаботиться о правильном устройстве дымохода. Оснастить понадобиться и надёжную приточно-вытяжную вентиляцию.

↑ Электрические

Этот вид отопительной системы самый эффективный. Ему не требуется специальный дымоход и обустройство хорошей вентиляционной системы, а КПД котла составляет целых 99%. Обслуживание устройству почти никогда не требуется. Нужно позаботиться только о профилактической чистке устройства каждые 3 года.

Ещё более привлекательным качеством является стоимость. Само устройство и монтаж обойдутся недорого. Но при этом плата за комфорт всей семьи очень серьёзна. Котёл потребляет очень большое количество электроэнергии, вследствие чего, в конце каждого месяца нужно будет платить достаточно круглые суммы.

Важно: Установка котла возможна, только если хозяева уверены в надёжности подводящих сетей. Если электрической мощности будет недостаточно, котёл будет просто неэффективен.

↑ Жидкотопливные

Этот тип котлов работает на дизельном горючем. Стоимость установки невысокая. Доступной является и цена на оборудование. Показатели эффективность такой системы отопления очень похожи на КПД газовых котлов.

Минусы такой системы отопления в её низкой эстетичности. В котельной очень пахнет соляркой, а само топливо оставляет много грязи в техническом помещении. Обслуживание котла также заставит испачкаться до самых ушей. Такой вид котлов выбирают только те, кто не имеет альтернатив. Минусов у жидкотопливного оборудования больше, чем плюсов.

↑ Отопительные системы

Конструкции отопительных систем для частных домостроений подразделяются на два типа:

1. Однотрубные. Тип системы отличается присоединением радиаторов к единственному коллектору. Коллектор сразу и обрабатывает, и подаёт тепло. Система образует одно замкнутое кольцо.
2. Двухтрубные. Теплоноситель подаётся и возвращается по разным трубам. Эта сеть более эффективная и прогрессивная.

Если дом имеет малые габариты, а также для дачи, подойдёт первая, однотрубная схема отопления. Но, использовать её можно только в случае, если в помещении установлено до 4-5 радиаторов. Если их количество большее, система будет неэффективной, замыкающие батареи будут попросту холодными, как и комнаты, в которых они установлены.

Система эффективна в том случае, если стояк вертикальный и используется в доме со вторым этажом. Такая схема эффективно отапливает помещение.

Двухтрубная система распределяет тепло наиболее однородно. Для этого не нужно увеличивать количество секций. Оснащение термостатическими вентилями позволяет автоматизировать работу схемы отопления.

Двухтрубные схемы имеют несколько видов, различных по разводке.

1. Самым дорогим вариантом является лучевая схема. По ней каждый радиатор подсоединяется к коллектору отдельно.
2. Другая, тупиковая схема предполагает разделение трубопровода на ветви и циркуляцию тепла лоб в лоб.
3. Ну и третья, попутная схема, отличается циркуляцией теплоносителя в одном направлении.

Система может работать инерционно, то есть самотеком. Для этого требуется прокладка диаметрально крупных горизонтальных магистралей. Уклон при этом должен составлять около 5 миллиметров. Такая схема не требует наличия циркуляционного насоса.

Достаточно распространённой является открытый тип схемы отопления. В этом случае в наивысшей доступной точке устанавливается расширительный бак. Он должен сообщаться с воздухом. Эта схема используется в самотечных сетях.

Для того чтобы система работала под давлением и перешла в класс закрытой, требуется установить в непосредственной близости к котлу мембранную расширительную ёмкость. Такой вариант применим в тех сетях, которые отличаются принудительным движением тепла в системе.

Особенно популярной сегодня является сеть обогрева при помощи тёплых полов. Главный её недостаток – дороговизна. Высокая стоимость обусловлена надобностью укладки труб под стяжкой в каждой комнате. Вследствие этого водяной контур обогревает каждую отдельную комнату дома. Все трубы сходятся в распределительном коллекторе, оснащённом насосом и смесительным узлом.

Плюс такой системы отопления – возможность применения в любых зданиях. Помимо этого, отопление при помощи тёплых полов, пожалуй, самое комфортное.

↑ Монтажные работы

Первый этап монтажа системы отопления – установка и обвязка котла. Согласно нормативам, мощные устройства (от 60 кВт) устанавливаются только в специально отведённых для них помещениях – котельных. Но, если мощность ниже 60 кВт, котёл можно расположить в кухне.

Согласно нормативам, котлы с твёрдым и жидким топливом не могут быть установлены в помещениях с плохим притоком воздуха. Ещё одно обязательное условие – устройство дымохода.

Любое оборудование имеет паспорт и руководство, где указаны доступные величины промежутков до ближайших объектов в доме. Если в руководстве отсутствуют эти данные, то монтаж нужно производить согласно таким правилам:

• Проход между котлом и другими объектами должен составлять не менее 1 метра.
• Ближайшее оборудование должно располагаться за 70 сантиметров от котла.
• Два котла должны располагаться на расстоянии 1 метра друг от друга. Расстояние между котлами, если они расположены друг напротив друга, должно составлять не менее 2 метров.

↑ Подключение радиаторов и выбор мощностных характеристик

Количество секций напрямую зависит от необходимого для помещения количества тепла. Батареи располагаются в том месте комнаты, где теплопотери наибольшие. Обычно это оконные проёмы и наружные стены. Подключение может происходить тремя разными способами.

Боковое соединение характерно для централизованного отопления. Диагональное же идеально вписывается в схему магистралей, проложенных горизонтально. Как в первом, так и во втором случае, батарея прогревается максимально равномерно.

При монтаже системы однотрубного типа используется разностороннее соединение. Так теплоотдача прибора становится значительно меньшей. Сверху радиатор намного теплее.

Некоторые модели радиаторов разработаны таким образом, что патрубки присоединяются к ним снизу. Разводка в этих устройствах внутренняя.

↑ Выбор теплоносителя

Но такой вариант не подходит в случаях, если протапливания происходит периодически. Тогда вода в зимний период может замерзнуть и разорвать систему. В таком случае сеть заполняют «незамерзайкой». Стоит понимать, что антифриз, благодаря специфичности, может использоваться только в системе, где отсутствуют резиновые прокладки. Жидкость размягчит их, что приведёт к течи. К тому же не все котлы могут работать с антифризом. Этот параметр всегда указывается в паспорте на оборудование.

Воду для отопления можно подавать напрямую. Для этого понадобиться установить вентиль. Таким образом, удобно добавлять определенное количество теплоносителя при его нехватке в системе из-за постепенного испарения. «Незамерзайку» же можно подать при помощи насоса. Что касается открытого типа отопления, то её заполнять ещё проще. «Незамерзайку» можно заливать напрямую в бак.

↑ Ошибки во время установки

При самостоятельном монтаже отопительной сети можно допустить много ошибок. Именно поэтому многие и рекомендуют, если не полностью доверить установку специалистам, то хотя бы проконсультироваться. Рассмотрим пять ошибок, которые монтажники считают основными:

1. Выбор теплоносителя был сделан неправильно.
2. При обвязке теплового генератора были допущены оплошности.
3. Отопительная сеть была выбрана неправильно.
4. Неграмотная установка арматуры и труб.
5. Неправильный монтаж и подключение отопительных приборов и оборудования автоматизации.

Часто котёл ещё используют и для обогрева воды на потребности ГВС. Тогда на обогрев комнат тепла недостаточно. Теплогенератор не функционирует на 100%, и теплоноситель в радиаторах не нагревает жидкость до требуемой температуры.

Обвязка котла должна не только выполнять свои функции, но и быть безопасной. К примеру, на обратке насос надо установить перед теплогенератором. Насосный вал к тому же должен располагаться горизонтально.

Расширительная ёмкость используется объёмом 10% от всей воды в сети. При использовании открытой схемы её устанавливают на самом верху, если схема закрытая, то монтируют перед насосом. Между ними располагают грязевик, установленный горизонтально пробкой к низу.

А вот если была неправильно выбрана сеть отопления, то получится перерасход средств за материалы и установку. Часто тогда приходится отопительную систему переустанавливать, а это – лишние траты.

Наиболее часто эта ошибка встречается при монтаже однотрубной сети, когда на одну ветку присоединяют 4-5 батарей. В результате они не обогреваются.

К монтажным ошибкам относят несоблюдение уклонов, плохое скрепление и монтаж не той арматуры.

Рассмотрим недостатки автономного отопления частных домов:

• Понадобится покупать оборудование, комплектующие детали, стройматериалы.
• Если не покупать автоматическое управление, то понадобится наблюдение за рабочим процессом.
• Если котёл приобретён на жидком либо твёрдом топливе, то придётся наполнять бункер.
• Имеется опасность, что появится свищ и протечёт теплоноситель.

Правда, преимуществ у автономного отопления более, чем достаточно:

• Универсальность. Можно выбрать котлы по типу энергетического носителя или сформировать комбинированную сеть.
• Рынок стройматериалов представлен большим выбором комплектующих деталей. Купить необходимые элементы можно по разной стоимости.
• Легко настраивать. Схема позволяет регулировать температуру.
• Воздух в помещениях не пересушен.
• Если монтирован отдельный контур, присоединённый к котлу, то можно организовать подачу горячей воды.
• Использование автоматических датчиков даёт возможность управлять процессом через интернет, Wi-Fi или GPS.

Важно! Перед покупкой выполняют расчёт мощности котла. Мощность требуется выше на 5-10%, чем рассчитана теоретически. Приборы, работающие не на износ, прослужат намного дольше.

↑ Обучающее видео о монтаже отопления своими руками

А вы сами делали отопление у себя в доме или обращались за помощью к специалистам, поделитесь опытом в комментариях.