Система отопления: существующие схемы и особенности организации подачи и отвода (обратки) теплоносителя

Опубликовано 29 ноября 2014 в 0:21

Комфорт в помещениях в холодный период в значительной мере зависит от корректно спроектированной системы обогрева здания, в частности, от выбора схемы организации подачи теплоносителя и его отвода (обратки) в отопительной системе.

Прежде всего, нужно отметить, что на сегодняшний день существуют два вида обеспечения домов теплом:

• автономный (независимый), когда источники тепловой энергии размещаются в здании или непосредственной от него близости. Этот вид преимущественно применяется для объектов индивидуального строительства или многоэтажных зданий современной планировки;
• централизованный (зависимый), при котором к прибору (или их комплексу) обогрева подключаются несколько соединенных сетью трубопроводов объектов. Такая система характерна для большинства городских жилых массивов, а также поселков с развитой инфраструктурой.

При этом по принципу циркуляции теплоносителя, в качестве которого чаще всего используется вода, различают гравитационные (с естественной циркуляцией) и насосные (с принудительной циркуляцией) отопительные системы, а по способу его распределения – с верхней или нижней разводкой трубопроводов.

Не смотря на разнообразие возможных вариантов обеспечения зданий теплом, количество способов организации подачи и отвода (обратки) теплоносителя ограничено.

Способы организации подачи и отвода теплоносителя в радиаторы отопления

Существуют три способа подключения радиаторов в систему отопления:

Нижнее подключение

В литературе можно встретить и другие названия этого способа: седельное, серповидное, «ленинградка». По данной схеме и подвод теплоносителя, и обратка предусмотрены в нижней части радиаторов. Его целесообразно применять, если трубы отопления расположены под поверхностью пола или под плинтусом.

Рисунок 1 – Схема нижнего подключения

Рисунок 2 – Схема движения теплоносителя в системе с нижним подключением

Условные обозначения:
1 – Кран Маевского
2 – Радиаторы отопления
3 – Направление теплопотока
4 – Заглушка

Необходимо помнить, что при небольшом количестве секций или малом размере радиаторов нижнее подключение является наименее эффективным по теплоотдаче (теплопотери могут составлять 15 %), чем другие существующие схемы.

Боковое подключение

Это наиболее распространенный вид подключения радиаторов в систему отопления. При применении такой схемы подача теплоносителя осуществляется в верхнюю их часть, обратку же организуют с той же стороны снизу.

Рисунок 3 – Схема бокового подключения

Рисунок 4 – Схема движения теплоносителя в системе с боковым подключением

Следует иметь в виду, что с увеличением количества секций эффективность такого подключения снижается. Для исправления ситуации рекомендуется использовать удлинитель протока жидкости (инжекционную трубку).

Диагональное подключение

Эту схему называют также боковой перекрестной, так как подача теплоносителя в радиатор осуществляется сверху, обратка же организуется снизу, но с противоположной стороны. Такое подключение целесообразно предусматривать при использовании радиаторов с большим количеством секций (14 и более).

Рисунок 5 – Схема диагонального подключения

Рисунок 6 – Схема движения теплоносителя в системе с диагональным подключением

Необходимо знать, что при изменении расположения подачи и обратки эффективность теплоотдачи уменьшается вдвое.

Выбор того или иного варианта подключения радиаторов во многом будет зависеть от предусмотренной схемы разводки труб (способа организации обратки) в отопительной системе.

Способы организации обратки

На сегодняшний день системы отопления могут быть организованы по одному из типов разводки труб:

Выбор того или иного способа будет зависеть от ряда факторов таких как: этажность здания, требования к стоимости отопительной системы, тип циркуляции теплоносителя, параметры радиаторов и др.

Наиболее распространенной является однотрубная схема разводки труб. В большинстве случаев ее используют для обогрева многоэтажных зданий. Для такой системы характерны:

• невысокая стоимость;
• легкость монтажа;
• вертикальная система с верхней подачей теплоносителя;
• последовательное подключение радиаторов отопления, а, следовательно, отсутствие отдельного стояка для обратки, т.е. теплоноситель после прохождения первого радиатора поступает во второй, затем третий и т.д.;
• невозможность регулирования интенсивности и равномерности нагрева радиаторов;
• высокое давление теплоносителя в системе;
• снижение теплоотдачи по мере удаления от котла или расширительного бака.

Рисунок 7 – Однотрубная система отопления с верхней подачей теплоносителя

Необходимо отметить, что для повышения эффективности однотрубных систем можно предусмотреть применение циркулярных наносов или устройство на каждом этаже байпасов.

«Байпас – (англ. bypass, букв. — обход) – обвод, параллельный прямому участку трубопровода, с запорной или регулирующей трубопроводной арматурой или приборами (например, счётчиками жидкости или газа). Служит для управления технологическим процессом при неисправности арматуры или приборов, установленных на прямом трубопроводе, а также при необходимости их срочной замены из-за неисправности без остановки технологического процесса». (Большой энциклопедический политехнический словарь)

Другим вариантом разводки труб является двухтрубная схема, называемая также отопительная система с обраткой. Этот вид чаще всего используется для объектов индивидуального строительства или элитного жилья.

Эта система представляет собой два замкнутых контура, один из которых предназначен для подвода теплоносителя к радиаторам отопления, подключаемым параллельно, второй – для его отвода.
Основными достоинствами двухтрубной схемы являются:

• равномерный прогрев всех приборов не зависимо от их удаленности от источника тепла;
• возможность регулирования интенсивности нагрева или ремонта (замены) каждого из радиаторов без влияния на работу других.

К недостаткам можно отнести достаточно сложную схему подключения и трудоемкость монтажа.

Рисунок 8 – Двухтрубная система отопления

Нужно учитывать, что если в такой системе не предусмотрено использование циркулярного насоса, при монтаже следует соблюдать уклоны (для подачи от котла, для обратки к котлу).

Третьим типом разводки труб считается гибридный, сочетающий в себе характеристики систем, описанных выше. Примером может служить коллекторная схема, при которой от стояка общей подачи теплоносителя на каждом уровне организуют индивидуальную ветку разводки.

Подогрев теплоносителя обратки

Очевидно, что температура теплоносителя на подаче должна быть несколько выше, чем в обратке. Но достаточно большой перепад, который не устраняется длительное время, приводит к сокращению срока службы котлов.

Это объясняется тем, что на стенках камеры сгорания образуется конденсат, который вступая в химическое взаимодействие с углекислым и другими газами, выделяющимися при сгорании топлива, образует кислоту. Под ее действием «водяная рубашка» топки постепенно разъедается, и котел выходит из строя.

Для устранения этого явления требуется либо подогревать теплоноситель обратки, либо предусмотреть включение в систему отопления бойлера.

Она важна не меньше, чем подача! Обратка системы отопления: что это такое?

Надёжность и производительность отопительной системы зависит от эффективной работы всех частей, входящих в неё.

К ним относятся: котёл для подогрева теплоносителя, определённым образом подсоединённые к нему и между собой радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос, запорная и регулирующая арматура, трубопровод необходимого диаметра.

Создание высокоэффективной системы отопления возможно, благодаря специальным знаниям и опыту в этой сфере деятельности. Немаловажную роль в рабочем процессе отопления помещения играет трубопровод обратки.

Обратка в системе отопления, что это такое

Обратка представляет собой часть трубопровода контура отопления, осуществляющая передачу охлаждённого теплоносителя, после его прохождения по системе через подключённые радиаторы, в котёл для повышения температуры. Теплоносителем в основном является вода, иногда антифриз.

Фото 1. Схема отопления с использованием твердотопливного котла. Обратка обозначена синим цветом.

Виды отопительных схем

Для многоэтажных зданий часто применяют однотрубную прямую систему разводки. Она не имеет чёткого разделения труб на подвод жидкости в радиаторы и обратку, поэтому полный контур условно делят на две равные части. Стояк, выходящий из котла, называют подача, а трубы, выходящие из последнего радиатора — обраткой. Преимущества этой схемы:

• экономия времени и материальных затрат;
• удобство и простота монтажных работ;
• эстетичный вид;
• отсутствие стояка обратки и последовательное расположение радиаторов (теплоноситель подаётся на 1-й, затем 2-й, 3-й и так далее).

Для однотрубной системы распространена вертикальная разводка с вертикальным контуром и подводом тепла сверху.

При двухтрубной системе разводки подразумевается установка двух замкнутых, параллельно подключённых, контуров, один из них обеспечивает функцию подвода теплоносителя к отопительному прибору (радиатору), второй — функцию его отвода (обратка).

Радиаторы подключаются несколькими способами:

• Нижний (или седельный, серповидный). Предусматривает подключение подвода и обратки к нижним соединительным отверстиям радиатора. На верхние отверстия устанавливают кран Маевского и заглушку. Применяют для систем, в которых трубы скрыты под полом или плинтусом. Целесообразны для многосекционных радиаторов, при небольшом числе секций потери тепла доходят до 15%.
• Боковой способ, пользуется популярностью. Трубы подсоединяют к радиатору с одной стороны: подвод теплоносителя через верх, обратку — через низ. Не подходит для приборов с большим числом секций.

Фото 2. Двухтрубная схема отопления с боковым типом подключения. Указана температура подачи и обратки.

• Диагональный (или боковой перекрёстный) способ подразумевает подачу горячей воды сверху, подключение обратки — снизу и с другой стороны. Подходит для радиаторов с числом секций не менее 14 шт.
• Третьим вариантом организации схемы отопления является гибридный способ, основанный на одновременном использовании однотрубной и двухтрубной систем. Например, коллекторная схема предполагает подачу теплоносителя через одиночный стояк, дальнейшая разводка на месте осуществляется по индивидуальному плану.

Принцип работы, как повысить производительность

Одиночный контур не обеспечивает равномерного прогревания отопительных приборов, теплоотдача уменьшается по мере удаления от котла (в последние радиаторы поступает теплоноситель холоднее, чем на первые). Недостаток подобной системы — большие значения давления теплоносителя.

Справка. производительность однотрубной системы повышается при наличии циркулярного насоса или байпасов, сформированных на каждом этаже.

Преимущества двухтрубного варианта отопления:

• прогрев достаточного числа приборов в равной степени, вне зависимости от их расстояния до источника тепла;
• корректирование температурного режима, проведение ремонтных мероприятий на отдельном приборе не оказывает влияние на работу других.

Недостатки:

• сложность схемы разводки;
• трудоёмкость установки и подключения.

Оптимальным выбором для частного строительства является самая производительная двухтрубная система, которую также часто выбирают для отопления элитного жилья.

Монтаж двухтрубной системы целесообразно проводить с установкой циркуляционного насоса, который позволяет использовать трубы меньшего диаметра.

После него, с целью предохранения контура рециркуляции от продавливания, ставят обратный клапан.

При монтаже системы без циркулярного насоса соблюдается правило: подача возможна если есть уклон от или к котлу. Теплоноситель с более высокой температурой через подвод (наклон от котла к отопительному прибору) поступает в радиатор и прогревает его, а затем выходит через обратку (наклон от радиатора к котлу), но с уже меньшей температурой. Опытные мастера нередко прибегают к замене рециркуляционного насосного кольца на систему 3-х или 4-х ходовых смесителей.

Важно! При естественной циркуляции, весь трубопровод от стояка к радиаторам не должна иметь большую длину.