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.

Как выполнить монтаж труб для систем отопления

Монтаж труб отопления – это ответственный этап строительных работ, от которого зависит комфорт проживания в доме. В идеале система отопления устанавливается еще во время строительства дома до сдачи готового объекта, но на практике нередко приходится переустанавливать систему с нуля. Например, купив старый дом или коттедж, новоиспеченный владелец желает модернизировать все инженерные системы в доме и выполняет полный демонтаж труб. В этом случае приходится заново разрабатывать проект с учетом особенностей планировки здания, делать расчеты тепловых потерь, составлять смету, закупать материалы и выполнять установку.

Какие трубы выбрать для отопления?

Современные системы отопления устанавливают на основе труб двух типов – металлических и пластиковых. Металлические трубы представлены изделиями из нержавеющей стали и меди, а пластиковый трубопровод – на основе полипропиленовых (ПП) и полиэтиленовых (ПЭ) труб. Какой из них предпочтителен для конкретной системы отопления, должен решать специалист. Если у вас нет соответствующего образования, то желательно обратиться за помощью к инженеру, который поможет разработать проект с учетом необходимого КПД, тепловых потерь здания и других ключевых параметров.

Каждая из разновидностей труб имеет свои достоинства:

• пластиковые трубы стоят дешевле, весят меньше, легко устанавливаются, не подвержены коррозии;
• металлические трубы отличаются длительным сроком эксплуатации и надежностью в работе, способны противостоять гидроударам в системе и высоким температурам теплоносителя.

Но у каждого из типа труб есть и некоторые недостатки:

• пластиковые трубы имеют определенные технические ограничения по температуре и давлению рабочей среды, отличаются более коротким сроком службы, уязвимы для различных негативных факторов (ультрафиолету, химическим примесям в воде);
• металлические трубы более дорогостоящие, подвержены коррозии и требуют более сложного оборудования и инструментов для установки.

Важно! При выборе труб для монтажа системы отопления также следует учесть температурное расширение, которому подвержены пластиковые трубы. Физические свойства пластика обусловливают увеличение расстояния между молекулами при нагревании, из-за чего при заполнении горячей водой трубы могут увеличиваться в длину до 2 см и провисать.

Виды разводок

После выбора материала труб необходимо продумать схему разводки системы отопления. В зависимости от площади отапливаемых помещений, планировки здания, типа теплоносителя и источника энергии инженер должен подобрать ту или иную схему разводки труб. Специалисты различают несколько способов установки труб в доме.

Система верхнего розлива воды (самотечная)

В такой системе нагревательный котел находится в самой нижней точке объекта, а циркуляция воды основана на естественных физических законах (расширение при нагревании, сжатие при охлаждении). Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и поступает из котла по трубам вверх, заполняя стояки и радиаторы отопления. Циркулируя в замкнутом контуре, остывшая жидкость вновь возвращается в котел, где снова нагревается.

Система верхнего розлива воды – самая простая и экономичная по части установки и эксплуатации. Преимуществами такой разводки можно назвать:

• независимость от электроэнергии;
• отсутствие необходимости устанавливать циркуляционный насос.

Разводка с верхним разливом воды подходит для относительно небольшой площади отапливаемых помещений. К недостаткам самотечной системы относится невысокий КПД и необходимость увеличивать мощность котельного оборудования. В системах верхнего розлива часто случаются внештатные ситуации – завоздушивание, закипание воды – что еще больше снижает эффективность работы отопления. При эксплуатации системы в более удаленных от котла комнатах температура стояка и радиаторов обычно ниже, чем на других участках.

Система нижнего розлива воды (принудительная)

В таких системах циркуляция теплоносителя осуществляется за счет работы специального насоса, который устанавливается на выходе из коллектора, подключенного к котлу. Благодаря циркуляционному насосу производительность системы значительно выше по сравнению с самотечным отоплением. Другие достоинства данного типа разводки – возможность использовать более тонкие пластиковые трубы и устанавливать трубопровод под полом.

Единственным недостатком нижней разводки является зависимость от электричества. При внеплановом отключении электроэнергии в доме циркуляционный насос останавливается и система перестает функционировать.

Есть еще одна классификация разводок систем отопления:

• однотрубная – монтаж стояка осуществляется на основе одной трубы, которая отходит от котла и подключается к одному радиатору, а от него – к следующему и так далее;
• тройниковая – к общему стояку подключаются сразу несколько радиаторов;
• коллекторная – основывается на подающем и обратном трубопроводах, которые подключаются к коллекторам, а к ним с помощью отдельных труб подсоединяются радиаторы.

Важно! Однотрубная разводка подходит для небольших (до 150 м2) жилых объектов. Коллекторная разводка чаще всего устанавливаться в жилых домах и коттеджах на два и более этажа с несколькими комнатами, кухней, ванной, техническими помещениями.

Перед планированием монтажа труб отопления нужно также позаботиться о закупке малого инженерного оборудования. К нему относятся всевозможные клапаны и заглушки, конденсатоотводчики, приборы контроля и учета (манометры, термометры).

Особенности монтажа труб для отопительной системы

Трубы отопления монтируют на завершающем этапе установки системы, когда котельное оборудование, насос, расширительный бак и другие составляющие инженерного оборудования уже установлены. Способ установки труб зависит от их материала и общей длины системы.

При установке металлических труб можно использовать два способа соединения – с помощью фитингов и сварным способом. Фитинги – всевозможные муфты, переходники, тройники, отводы – используются для быстрого монтажа труб. Соединительные элементы могут отличаться по типу фиксации, разделяясь на резьбовые и фланцевые. Первые основаны на внутренней или внешней резьбе, которая вкручивается в металлическую трубу. Фланцевые фитинги позволяют соединить трубы с помощью дополнительных крепежных метизов.

Внимание! При использовании медных труб можно использовать метод сварки с помощью горелки с применением припоя. Такой способ обеспечивает более надежную герметизацию стыков, но требует больше времени на соединение и не подходит для систем большой протяженности.

Если речь идет о пластиковых трубах, то их можно устанавливать также двумя способами – с помощью специальных полиэтиленовых или полипропиленовых фитингов, а также методом сварки. Фитинги для пластиковых труб по типу и модификации не отличаются от металлических аналогов и могут иметь форму прямых, поворотных муфт, крестовин и отводов. Для подключения пластиковых труб к оборудованию (котлу, коллектору) используются комбинированные муфты в пластиковом корпусе с металлической внешней или внутренней резьбой.

Сварка пластиковых труб осуществляется с помощью специального сварочного аппарата, который в профессиональной среде называют «утюгом». С его помощью нагревают конец пластиковой трубы и фитинг, которые затем соединяют в горячем состоянии. Такой способ позволяет сделать разводку максимально герметичной и надежной, а также сокращает время на монтаж труб.

Стандартный алгоритм установки системы отопления можно привести на примере пластиковых труб:

• Предварительно рисуем схему разводки на бумаге, сверяем с имеющимся планом инженерной системы.
• В местах прохождения труб через стены и перекрытия пробиваем соответствующие отверстия с помощью перфоратора.
• С помощью трубореза нарезаем трубы необходимой длины.
• На местах соединения труб срезаем фаску.
• Разогреваем паяльник («утюг»), устанавливаем конец трубы и фитинг на соответствующие насадки и нагреваем до нужной температуры.
• После оплавления пластика быстро снимаем изделия с утюга, соединяем трубу с фитингом, ждем остывания пластика.
• Таким способом соединяем другие трубы и фитинги в соответствии со схемой разводки.
• На местах прохождения труб устанавливаем специальные держатели на стенах, фиксируем с их помощью заготовки.
• Соединяем все заготовки в единый трубопровод с помощью утюга на весу.

После того, как все трубы отопительной системы будут соединены воедино, необходимо подключить их к радиаторам. На каждой батарее необходимо установить шаровый кран для спуска воды, а также кран Маевского для стравливания воздуха. Соединение труб с радиатором осуществляется с использованием специальных комбинированных муфт с металлической резьбой.

Финальный этап установки системы – подключение труб к насосу и котлу отопления. Для этого также нужны комбинированные фитинги, с помощью которых соединяют пластиковые трубы с металлическим отводом инженерного оборудования.

Для проверки правильности монтажа системы и ее герметичности выполняют опрессовку путем нагнетания в трубы воды или воздуха. В течение получаса после заполнения системы необходимо наблюдать за показателями манометра. Если давление в системе не падает, можно сделать вывод, что трубы установлены правильно.