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.

Разводка труб отопления в частном доме: схемы

Как сделать двухтрубную систему?

Чтобы избежать значительного остывания теплоносителя по мере продвижения по дому, разработана двухтрубная схема разводки.

Она подразумевает подачу воды к каждому радиатору по одной трубе, а отвод и доставку обратно в котёл по другой.

Каждый радиатор снабжается теплом индивидуально и не зависит от других.

По способу движения теплоносителя двухтрубные схемы различаются на:

• самотёчные — теплоноситель движется под действием тепловой конвекции;
• циркуляционные (напорные) — для его перемещения устанавливается циркуляционный насос.

Виды монтажа и разводки

По способу монтажа труб, соединяющих отопительные батареи, схемы различаются на:

• горизонтальные — когда все радиаторы, расположенные на этаже, питаются от одного стояка, схема нуждается в монтаже на каждый отопительный прибор крана Маевского для стравливания воздуха;
• вертикальные — характеризуется подключением радиаторов к вертикальным стоякам, что считается оптимальным для многоэтажных домов, потому как позволяет подключать к ним отдельно каждый этаж.

Преимущество вертикальной схемы состоит в отсутствии воздушных пробок при работе.

По типу монтажа труб подачи и обратки двухтрубные схемы различаются на:

• тупиковые (встречные) — движение теплоносителя по этим трубам происходит в противоположных направлениях;
• попутные — вода в трубах подачи и обратки движется в одном направлении.

Разводка двухтрубной системы может быть двух видов:

1. Верхняя — теплоноситель подаётся сначала в верхнюю часть здания, откуда спускается в отопительные батареи, обратка при этом находится в нижней части системы.
2. Нижняя — подающий трубопровод находится в нижней её части, откуда вода по вертикальным стоякам попадает в отопительные приборы. В этом случае труба обратной подачи должна находиться ещё ниже.

Преимущества и недостатки

• В отопительные батареи теплоноситель попадает с одинаковой температурой, что даёт возможность не перегревать котёл и экономить топливо.
• Радиаторы могут настраиваться на индивидуальный тепловой режим, давая установить в каждом помещении комфортную температуру.
• Двухтрубная схема позволяет полностью исключать из сети отдельные радиаторы для их ремонта или замены, что не влияет на работу остальных.
• Система одинаково хорошо функционирует в домах с любой этажностью.
• В такой схеме потери давления невелики, благодаря чему можно установить небольшой и экономичный циркуляционный насос.

К недостаткам двухтрубных схем относится только увеличенный расход материалов при строительстве.

Устанавливаем и подключаем радиаторы

С коллекторной схемой всем понятно. Есть коллектор с выходами по количеству радиаторов. Каждый подключаем отдельно от самого коллектора самой тонкой трубой 16 мм.

Для большей экономии на материалах подключаем двухэтажный дом по двухтрубной схеме. Каждый выход с коллектора — это будет стояк на один этаж. От коллектора подключаем так называемые стояки по этажам. Для того чтобы понять как правильно проводить отопление в частном доме и рассчитать диаметры труб обратимся к теории.

Как мы знаем для комфортной температуры в доме нам в среднем нужно обеспечивать тепловую мощность системы отопления в 1 кВт на 1 квадратный метр площади при стандартной высоте потолка 2,5-2,7 м.

Скорость потока жидкости в трубах должна находится в пределах от 0,4 — 0,6 м/с тогда тепловая мощность, которую смогут передавать эти трубы составит (для сшитого полиэтилена/ППР мм):

16/20 мм (вн. 12) — 3,7-5,5 кВт (2 – 4 радиатора);

20/25 мм (вн. 15) — 5,7-8,7 кВт (4 – 6 радиаторов);

25/32 мм (вн. 20) — 10,2-15,3 кВт (6 – 10 радиаторов);

32/40 мм (вн. 25) — 16 – 24 кВт (10 – 16 радиаторов).

Расчет взят из таблицы соответствия скорости к количеству тепловой мощности.

Соответственно если площадь этажа до 100 м кв. то на этаж нам достаточно привести стояк из трубы сечением 25 мм для сшитого полиэтилена и 32 мм для ППР. Далее по уменьшению мощности уменьшаем диаметр трубы таким образом:

К коллектору уходит 25 сшитый полиэтилен. Разветвляем его на этаже тройником 20/25/20 и далее по схеме, а точнее следуя из расчета. На 16 трубу до 5,5 кВт нагрузка, на 20 трубу до 8,7 кВт и т.д. Ну вы поняли…

Рекомендую присмотерется к трубам рехау или их аналогам. О том какая труба рехау лучше подходит для отопления здесь.

Что нужно учитывать при самостоятельном монтаже

Помимо котла, труб и радиаторов при проведении самостоятельной разводки водяного отопления в частном доме нужно подготовить сопутствующие расходные материалы: крепёжные кронштейны, переходники, резиновые прокладки и другие мелочи, которые всегда нужны при монтажных работах связанных с отоплением. Плюс, ко всему, выполняя работы своими руками, нужно придерживаться следующих правил:

• отопительные батареи желательно располагать под подоконниками;
• промежуток между напольной поверхностью и батареей не должен быть меньше 10 см;
• все радиаторы во всех комнатах должны располагаться на одном уровне;
• рёбра батарей всегда должны иметь вертикальное размещение;
• в отопительной системе в самой нижней её точке всегда монтируется сливной кран для удаления теплоносителя.

После того как все монтажные работы завершены, система отопления заполняется водой и проводится пробный запуск. Когда радиаторы прогреются, и в системе появится максимальное давление проводиться проверка соединений труб с батареями и другими элементами водяного отопления на наличие течи. При обнаружении любого дефекта отопление выключается, сливается вода, и поломка устраняется.

Ознакомившись со всеми тонкостями и особенностями устройства водяной системы отопления, каждый желающий сможет своими руками сделать её монтаж в частном доме. Главное, чтобы подключение всех составных частей выполнялось в соответствии со всеми требованиями безопасности. Если устанавливается газовое оборудование, то первый запуск котла должен проводить только специалист, так как газ — взрывоопасное топливо и любые ошибки могут привести к серьёзным последствиям.

Однотрубная разводка отопления в частном доме

Это одна из самых простых конструкций, придуманных для отопления дома. По сути, это труба, выходящая из отопительного котла, проходящая вдоль всех комнат в доме и возвращающаяся обратно.

Работа однотрубной системы отопления основана на простейших физических законах.

Нагретый в котле теплоноситель расширяется и становится более лёгким. Вытесняемый снизу холодной и потому тяжёлой водой, поток стремится занять в системе отопления верхнюю точку.

По мере прохождения вдоль отопительной системы вода отдаёт своё тепло радиаторам, при этом охлаждаясь. К котлу теплоноситель возвращается уже остывшим, и цикл продолжается снова.

Тип циркуляции, монтажа и защиты

По схеме монтажа в частных домах однотрубные системы различаются на:

• вертикальные — вода поднимается вверх по нескольким стоякам, из которых попадает в радиаторы отопления;
• горизонтальные — теплоноситель подаётся на верхний этаж по единственному стояку, затем раздаётся там по всем радиаторам, и только после этого уже попадает на нижний уровень.

Фото 1. Схема самотечной однотрубной отопительной системы с вертикальной разводкой на два крыла.

По типу циркуляции схемы различаются на:

• принудительные — чтобы прокачивать теплоноситель по системам большого размера, в них устанавливаются специальные циркуляционные насосы;
• самотёчные — работают по принципу естественной циркуляции воды, поднимающейся вверх при нагреве и спускающейся вниз при остывании.

Внимание! Схемы с естественной циркуляцией успешно работают только в домах небольшой площади до 100–120 кв. м

По типу защиты от чрезмерного расширения теплоносителя схемы отопления могут быть двух видов:

1. открытого — когда расширительный бак устанавливается в самой высокой точке и полностью или частично сообщается с атмосферой, избыточная вода при необходимости сливается в канализацию;
2. закрытого — где для приёма излишнего объёма жидкости служит специальная герметичная ёмкость, которую монтируют в любом удобном месте.

Плюсы и минусы

• За счёт того, что теплоноситель проходит по помещениям дома по единственной трубе, то, по сравнению с другими схемами, возникает значительная экономия на материалах при строительстве.
• Интерьер помещений страдает меньше за счёт того, что по ним проходит одна труба вместо двух.
• В системе содержится меньший объем воды, чем в двухтрубной, за счёт этого снижается её инерционность и дом прогревается быстрее.
• Простота монтажа позволяет проводить работы самостоятельно.

По мере прохождения по трубам вода остывает и, чем дальше расположен радиатор, тем меньше тепла он получает и слабее нагревается. Поэтому регулировка температур в каждой комнате индивидуально в такой схеме невозможна.

Справка! Получить вероятность регулировки в однотрубной системе можно, применяя особую разводку — «ленинградку», которая использует байпасные линии под каждым радиатором.

При функционировании без напорного насоса для качественной работы системы необходим разгонный коллектор, включающий в себя расширительно-накопительный бак в верхней точке, т. е. на чердаке. Для исключения теплопотерь он дополнительно изолируется, что увеличивает стоимость системы.

Выбор труб

Опыт показывает, что лучше всего подходят для этих целей полипропиленовые трубы, которые:

• хорошо гасят гидроудары;
• оказывают малое сопротивление движению воды;
• не нуждаются в теплоизоляции;
• дешевы и долговечны;
• легко монтируются.

Однако есть у них и недостатки:

• армированный полиэтилен нельзя использовать в сетях с температурой теплоносителя, большей 95 °C;
• PPS-пластик выдерживает температуру до 110 °C, но имеет высокую стоимость.

Фото 3. Полипропиленовые трубы в системе отопления, для них не требуется изоляция, легко устанавливаются.

Трубы из металлопластика хорошо работают при высокой температуре. Но их соединение производится при помощи металлических фитингов, сильно уменьшающих эффективный просвет труб. В результате возрастает сопротивление движению воды в системе.

Внимание! Места соединения труб и фитингов весьма уязвимы для подтекания, и их необходимо периодически контролировать. Стальные отлично переносят высокие температуры, но для монтажа требуют применение сварки и мощного трубогиба, что не всегда доступно при выполнении работ своими силами

К тому же сталь легко подвержена коррозии, которая со временем приводит к уменьшению проходного диаметра системы и снижению её эффективности

Стальные отлично переносят высокие температуры, но для монтажа требуют применение сварки и мощного трубогиба, что не всегда доступно при выполнении работ своими силами. К тому же сталь легко подвержена коррозии, которая со временем приводит к уменьшению проходного диаметра системы и снижению её эффективности.

Медные трубы лишены этого недостатка, но весьма дороги, что и привело к их редкому использованию для создания систем отопления.

Рекомендации по прокладке труб отопления

Монтаж магистральных трубопроводов в помещениях осуществляется открытым и скрытым способом. Открытая прокладка подразумевает крепление труб к строительным конструкциям, чаще всего стенам, и обходится дешевле всего. Вариантов скрытого монтажа несколько:

• прокладка труб в стяжке пола;
• закладывание труб в стробы, проделанные в материале стены;
• крепление коллекторов к стенам или в нишах за отделкой из гипсокартона или других материалов;
• прокладка магистралей за подвесным потолком.

Последние 2 варианта выполняются трубами из любых материалов, единственная рекомендация – обеспечить доступ к ним, чтобы в случае аварии не пришлось разрушать весь отделочный материал. Что же касается замоноличивания магистралей в стяжку или стену, то для этой цели пригодны изделия из металлопластика, металла сшитого полиэтилена. Когда планируется разводка труб в полу, надо обязательно утеплить основание под ними, иначе часть тепла уйдет в подвал или просто в землю. Если же это сделать невозможно, то трубопроводы надо покрыть теплоизоляционным слоем толщиной не менее 20 мм.

При замоноличивании металлопластика в стяжку или в стену не стоит вмуровывать туда соединения на фитингах, особенно – разборных. Это чревато протечками, в результате чего отсыреет вся стена. Скрытая разводка отопления полипропиленовыми трубами производится только под гипсокартонные конструкции, закладывать их в стяжку не рекомендуется категорически.