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.

Конструкция и технические параметры обратного трубопровода

Трубопровод с обратным функционированием устанавливается в многоквартирных домах с целью теплоснабжения и водоснабжения. Это сложная конструкция необходима для того, чтобы вода в трубах совершала круговое движение и обеспечивала жильцов теплом.

Трубопровод с обратным функционированием

Установка системы начинается с проведения в дом теплотрассы. По фундаменту заводят ветки (их две) от ближней подающей камеры. По веткам горячая вода поступает в дом. А обратная, после отдачи тепла «уходит» на котельную или ТЭЦ. На вводе в здание имеется тепловая камера с отсекающими задвижками или кранами.

На тепловом пункте (элеваторном узле) обеспечивается перепад температуры между подаваемой и уходящей водой. Также, там организуется подача горячей жидкости в ГВС. Обеспечивается очистка теплоносители и содержащихся в системе вод, необходимых для ГВС.

Способы организации системы отопления

Отопительная система с обратным трубопроводом может быть организована несколькими способами:

1. Подачей воды по верху: под крышей здания, на чердаке или тех этаже. А обратный клапан трубопровода, наоборот, находится в нижней части дома: под полом или в подвале. Предусмотрена и обратная конструкция: подача внизу, а выход вверху дома.
2. Подающий и обратный водопровод протягивается внутри подвала.

В современных новостройках отопление и водоснабжение устроено по принципу непрерывного функционирования жидкости по контурам. Этим обеспечивается постоянная температура труб в здании и быстрое нагревание жидкости во время вывода.

Конструкция обратного трубопровода

Целостная система состоит из многих элементов, без функционирования которых она не будет работать. Рассмотрим подробнее из чего состоит трубопровод обратной воды.

Узел элеватора

Это основа обратного трубопровода и всей системы в целом. Внутри узла есть камера смешивания. В нем горячая жидкость, а также, под высоким давлением вливается по соплу в более прохладную воду из обратки. При этом, часть жидкости, находящейся в обратном трубопроводе, поступает в систему и совершает циркуляцию.

Узел элеватора и его расположение

В различных точках узла давление распределяется по разному:

• подача к узлу — 6 кгс/см2;
• к обратке — 3 кгс/см2.

Узлов элеваторных в здании может устанавливаться несколько. Но только на одном будут врезки ГВС.

Отопительные розливы

Если отопительная и водоснабжающая схема дома с обратным трубопроводом в подвале, отопительные розливы тоже находятся там, их монтаж происходит без уклонов. Розливы делаются диаметром до 50 мм. Стояки присоединяются сваркой либо резьбовым соединением, при помощи тройников.

На розливе верхнем подача осуществляется при постоянном уклоне. Наверху разливной точки помещается бак расширительный, который выполняет функцию сбросника.

Отопительные стояки

Стояки подводятся к прибору отопления. Имеют размер 25-30 см. Между подводок всегда устанавливается байпас. Это специальная перемычка. Она немного меньшего размера, чем сам стояк. Байпасом обеспечивается циркуляция внутри стояка.

Если розлив нижний, перемычку прокладывают следующими способами:

1. По уровню коллектора на отопительных динамиках.
2. Наверху здания, под потолком последнего этажа.
3. На чердаке.

Системы водоснабжения устанавливаются под полом или в подвале. Розливы ГВС устанавливаются там же. Их функциональность может быть одинаковой, то есть, к одному и ко второму присоединяют стояки с водозаборными точками. И, раздельной, когда стояки соединяют с розливом подачи.

Стояки в ГВС

Стояки ГВС в диаметре составляют до 32 мм. Они могут быть смонтированы сзади унитаза, при входе в туалет либо на кухне в закрытой нише. Современные полотенцесушители подключаются в системах циркуляции горячей воды.

Как устроена конструкция обратного водопровода можно рассмотреть на фото.

Для чего засыпают трубопровод

Обратная засыпка трубопровода осуществляется после окончательного монтажа водопроводной системы. Подобная засыпка осуществляется с целью удержания проложенных труб в неподвижном положении.

Фиксация труб засыпкой осуществляется несколькими этапами.

1. Ручная засыпка лопатами. Это первоначальный этап. Осуществляется с двух сторон.
2. Засыпка после утрамбовки и соединения стыков труб.
3. Посыпка труб. Тоже производится с двух сторон.

Какова температура в системе обратного трубопровода

Температура обратного трубопровода четко зафиксирована в нормативах по строительству.

Разогрев должен быть от 120 до 150 градусов. Чаще всего сети работают до 110 градусов, так как трубы в системах большинства зданий бывают изношенными. Они просто не вынесут более высокого нагрева и давления.