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.

Однотрубная система отопления — плюсы и минусы, популярные схемы

При организации отопления частных домов иногда приходится выбирать между различными схемами трубной разводки, отдавая предпочтение экономии финансовых средств или эффективности системы. При этом наиболее бюджетным вариантом является однотрубная система отопления, которую для обогрева своих домов выбирают многие собственники.

Чтобы правильно смонтировать систему с одной трубой, следует знать основные схемы разводки, применяемые для этого материалы и размеры трубопроводов. Так как основной проблемой однотрубного контура является неравномерность прогрева радиаторных теплообменников, важно иметь представление о способах их балансировки.

Рис. 1 Примеры однотрубных разводок с нижним подключением батарей

Особенности однотрубной системы

Как следует из названия однотрубная, проходящий по радиаторам тепловой носитель циркулирует по одной трубе, при этом такая разводка имеет следующие особенности:

• Основным конкурентом контуров с одной трубой является двухтрубная разводка. При их сравнении первая схема подключения обладает более высокой экономичностью, связанной с меньшим расходом трубных материалов.
• Для обеспечения более равномерного прогрева теплообменников в однотрубной разводке ленинградка с параллельным подключением батарей требуется применение основного трубопровода большого диаметра. Связано это с тем, что на вход следующего в цепи радиатора поступают смешанные потоки из прямой трубы подачи и после прохождения по предыдущему теплообменному прибору. Из-за этого выигрыш однотрубки в стоимости по сравнению с двухтрубной схемой существенно нивелируется.
• Теплообменники в горизонтально проложенных однотрубных системах имеют разную теплоотдачу, поэтому как правило нуждаются в балансировке.
• Для функционирования системы требуется относительно небольшой объем теплоносителя. Его количество в примерно в два раза меньше, чем в тупиковой и попутной двухтрубных схемах разводки.
• Популярная схема однотрубной системы ленинградка по энергетической эффективности значительно уступает двухтрубной. Связано это с тем, что большая часть теплоносителя циркулирует по трубопроводу, не попадая в радиаторы.
• Благодаря тому, что объем теплового носителя в однотрубной системе меньше, батареи быстрее нагреваются при включении котла.
• Относительно простая разводка позволяет некоторым пользователям заниматься подключением радиаторов к одной трубе самостоятельно.

Рис. 2 Особенности разных вариантов подключения батарей

Варианты подключения радиаторов

Производя монтаж однотрубной системы отопления, используют следующие варианты подсоединения радиаторных теплообменников:

Нижнее. Нижнее подключение наиболее часто используют в ленинградках. Хотя по эффективности теплообмена батареями его принято считать не самым удачным, благодаря наименьшему расходу трубных материалов, эстетичному внешнему виду открытой магистрали, данный метод получил довольно широкое распространение.

Также при нижнем подсоединении лучше вымываются все загрязнения внизу батарей, что увеличивает срок их службы и снижает вероятность заужения проходного канала из-за отложений.

Диагональное. Подключение батарей по диагонали считается одним из самых лучших вариантов по эффективности теплоотдачи. При его организации подающий трубопровод подсоединяют к верхнему патрубку, а линию обратки к нижнему выводу с противоположной стороны.

Помимо высокой тепловой эффективности, диагональ обеспечивает и более равномерный нагрев всей площади радиаторных теплообменников.

Диагональная схема подсоединения используется в однотрубных ленинградках и при подключении многосекционных батарей к вертикально расположенному стояку.

Рис. 3 Примеры бокового подключения стальных радиаторов

Узел нижнего подключения радиатора – как правильно выбрать и установить. Подробнее про нижнее подключение радиаторов, специальную арматуру, используемую для этого, можно в отдельной статье на нашем сайте.

Боковое. Подключение радиаторных теплообменников с одной стороны в основном используют в случаях, если центральный трубопровод проложен по вертикали. Данный вариант можно наблюдать в самотечных индивидуальных системах и квартирах многоэтажных коммунальных домов. В последнем случае теплоноситель может поступать в радиатор сверху или снизу.

Чтобы избежать возникновения аварийных ситуаций с нарушением циркуляции отопительной жидкости по контуру при боковом подключении вертикально расположенных батарей, между трубопроводами подачи и обратки обязательно ставят байпасную перемычку.

К главным недостаткам бокового подключения относят часто недостаточный нагрев наиболее удаленных от стояка секций в длинных радиаторах.

Рис. 4 Особенности последовательного соединения теплообменных приборов

Схемы однотрубной разводки

Если организована однотрубная система отопления в частном доме, радиаторные теплообменники можно подключить к контуру следующими способами:

Последовательно. Последовательный порядок подключения батарей состоит в выстраивании их в цепь, при этом трубопровод обратки каждой заводят на подачу следующей.

Понятно, что первый радиатор в цепочке будет нагреваться сильнее последующих с постепенным снижением теплоотдачи более удаленных, при большом количестве батарей самая последняя рискует остаться полностью холодной. К тому уже при появлении неисправностей на одном из участков придется перекрывать поток теплоносителя во всем контуре, а засоры могут привести к возникновению опасных аварийных ситуаций.

Рис. 5 Параллельное соединение батарей в однотрубной ленинградке и его особенности

Параллельно. Такая схема однотрубного отопления используется намного чаще, чем рассмотренный выше вариант. В ней центральная труба делает петлю от выхода котла к его входу, а каждый радиатор подсоединяется к трубопроводу двумя отводами. Отопление в одну трубу с параллельно подключенными радиаторами получило название ленинградка и раньше широко использовалось при обогреве государственных объектов и учреждений, мест общественного пользования. Ленинградка не потеряла актуальность и в настоящее время, часто применяется в случаях, где во главу угла ставится экономия материалов, простота монтажа.

Однотрубная разводка в самотечных системах

В самотечных (гравитационных) системах нагретая котлом вода поднимается вверх в накопительный бак и спускается вниз по наклонной горизонтальной трубе. К трубопроводу последовательно подключен ряд радиаторов, от выходного патрубка последнего отходит трубопровод обратки к котлу.

Варианты подключения батарей к котлу могут быть различными, но чаще всего используется нижняя ленинградка (рис. 5), намного реже диагональ при последовательном подсоединении теплообменников (рис. 6).

Так как скорость потока во всех самотечных системах невысока, отопительную жидкость транспортируют по трубопроводу диаметром не менее 40 мм.

Диагональная последовательная схема не позволяет регулировать температуру нагрева каждого теплообменника изменением объема теплового носителя, проходящего через радиатор. Ей присущи все недостатки последовательного подключения радиаторов, связанные с наиболее низкой теплоотдачей последних в цепи батарей.

Рис. 6 Схема однотрубной гравитационной отопительной системы

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления — методы, расчет. Возможно, будет интересно более подробно узнать про виды насосов для отопления, правильный подбор и установку. Все это можно прочитать в отдельной статье.

Закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

В системах с принудительной циркуляцией отопительную жидкость проталкивает по трубопроводу электронасос. Благодаря этому появилась возможность прокладывать трубопроводы от котла в горизонтальном положении, подключать к нему расположенные на верхних этажах радиаторы.

При разводке с одной трубой используют параллельную схему подключения батарей, получившую название ленинградка. В данной разводке теплообменники подключают снизу, но встречается и диагональный вариант их подсоединения примерно с такой же эффективностью.

При организации ленинградки рекомендуется прокладывать основную магистраль из труб большого диаметра в 32, 40 или 50 мм.

Отводы к радиаторам обычно делают из трубы 20 или 25 мм размера.

Рис. 7 Однотрубная схема с принудительной циркуляцией

В схеме имеется возможность изменять температуру нагревания каждого радиатора в цепи за счет установки на вход или выход батареи регулирующей арматуры — вентильных кранов, терморегуляторов.

Иногда температурную регулировку производят дополнительными вентилями, установленными под каждой батареей.

Еще один распространенный вариант выравнивания теплоотдачи каждого из радиаторов — увеличение количества секций в наиболее отдаленных от котла теплообменниках.

При использовании ленинградки в быту для отопления индивидуальных жилых домов хозяевам следует учитывать следующее. Так как большая часть теплового носителя проходит по замкнутой трубопроводной петле, не попадая в радиаторные теплообменники, ее энергоэффективность по сравнению с двухтрубной разводкой ниже более чем в 2 раза.

Ленинградка — это петлевая схема подключения, то есть если трубопровод с батареями расположен не по всему периметру комнаты, обратную линию придется прокладывать рядом с подающей. В итоге по стене пройдут две трубы, что по эстетичности и расходу материалов сопоставимо с двухтрубной тупиковой разводкой.

Рис. 8 Примеры диагонального подключения батарей

Однотрубная разводка в коммунальных домах

В большинстве коммунальных домов используют однотрубное отопление. Тепловой носитель поступает снизу или сверху в боковые патрубки батарей и отводится тоже с боку на этой же стороне.

Чтобы иметь возможность отключать, снимать, обслуживать или ремонтировать радиаторы, их подсоединяют через запорную или запорно-регулирующую арматуру. В последнем варианте возможно изменение температуры нагрева батарей.

Также при однотрубной вертикальной разводке обязательно наличие байпасной перемычки, позволяющей сохранять циркуляцию отопительной жидкости во всем контуре при отключении одной из батарей. На байпас запрещено устанавливать запорную арматуру, его диаметр, как правило, меньше центрального стояка на один типоразмер.

Обычно в коммунальных квартирах прокладывают стальной отопительный стояковый трубопровод средним размером 1 1/4 дюйма или 32 мм.

Рис. 9 Однотрубная система отопления — схемы подсоединения батарей по вертикали с байпасами

Однотрубная система отопления частного дома своими руками – основные узлы

Самый простой вариант, как сделать однотрубную систему отопления самому — смонтировать разводку ленинградка с горизонтально проложенным трубопроводом и нижним подключением к нему ряда батарей. Для ее устройства используют следующие комплектующие.

Насос. Для организации движения потока отопительной жидкости по контуру понадобится циркуляционный насос. Отличительная особенность электроприборов этого типа заключается в том, что они имеют 3 режима переключения скоростей. Поэтому можно управлять скоростью потока теплоносителя, и соответственно временем прогревания и температурой батарей.

Обвязка котла. Правила безопасности требуют монтажа на котел аварийной группы, включающей в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Также в системе с принудительной циркуляцией обязательно присутствует расширительный бак объемом примерно в 10% от всего количества отопительной жидкости.

Рис. 10 Основные узлы однотрубной системы с принудительной циркуляцией: циркуляционный насос, группа безопасности, шаровый кран, расширительный бак

Запорно-регулирующая арматура. Если в ленинградке используется длинная цепь радиаторов, самый последний из них будет нагреваться слабее других. Выровнять температуру всех теплообменных приборов можно, подключив на выходы или входы каждого из них настраиваемый терморегулятор.

Можно сэкономить финансовые средства, заменив автоматический прибор ручными вентильными кранами (ни в коем случае нельзя использовать шаровые). В этом случае температурная регулировка проводится при помощи ручного или дистанционного термометра вращением маховика каждого из вентильных кранов.

Не так часто в продаже можно обнаружить запорно-регулирующие дисковые задвижки, в которых объем проходящего потока регулируется поворотом заслонки. Многие из таких приборов имеют ступенчатый переключатель на 10 положений, благодаря чему можно фиксированно устанавливать объем протекающего по батареям теплового носителя.

Рис. 11 Трубы из полипропилена и металлопластика, их применение

Трубы. Лучше и проще всего проложить отопительный контур снаружи из полипропилена. Для этого берут 32 или 40 мм трубу с армировкой стекловолокном или алюминием. Для создания отводов используют тройники с переходом на 20 (25) мм диаметр, отрезками таких же 20 (25) мм труб подключают и батареи.

Может быть сделана однотрубная система отопления своими руками и из популярных металлопластиковых труб. Однако стоит отметить, что для их монтажа опрессовкой понадобится применение специального обжимного ручного или электрического инструмента, дорогостоящих фитингов. Это приведет к более высоким расходам, чем при использовании полипропилена.

Для монтажа полипропиленового трубопровода потребуется паяльник и навыки работы с данным инструментом. Прибор можно взять напрокат, а опыт паяния приобрести путем тренировки на трубных обрезках.

Монтажные комплекты. К ленинградке можно подключать радиаторы любого типа – алюминиевые, биметаллические, стальные. Чтобы упростить работы, приобретают готовый монтажный комплект с переходными резьбовыми муфтами (футорками) для подключения запорно-регулирующей арматуры.

Обычно в комплект входят кран Маевского, заглушка, некоторые производители добавляют крюки с дюбелями для подвешивания батарей.

Рис. 12 Монтажные комплекты для установки радиаторов

Однотрубное отопление в частном доме является одним из самых простых и бюджетных вариантов организации обогрева помещений, которое легче других смонтировать своими руками. Однако в долгосрочной перспективе такая схема нерациональна из-за низкой энергетической эффективности и значительно уступает по этому параметру наиболее часто используемым в индивидуальных домах двухтрубным разводкам.