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.

Трубопроводы для системы отопления

Трубопроводы – один из основных элементов системы отопления. Выбор вида труб для монтажа комплекса зависит от нескольких факторов – условий эксплуатации, качества, стоимости и методики монтажа. Публикация дает обзор типов трубопроводов, их характеристик, особенностей выбора и способов сборки.

Виды труб для отопления

Основными критерием классификации труб для отопления является материал изготовления и рабочие характеристики. По материалу трубопроводы делят на 2 большие группы:

Среди металлических изделий, предназначенных для возведения систем отопления помещений, выделяют следующие виды:

1. Стальные (углеродистая «черная» сталь);
2. Трубы из нержавеющей стали (линейные);
3. Гофрированные трубы из нержавеющей стали;
4. Медные трубопроводы.

Полимерные (пластмассовые, пластиковые) трубы также делятся на несколько типов:

1. Металлопластиковые;
2. Полипропиленовые;
3. Трубы из сшитого полиэтилена.

Стальные трубопроводы для отопления

Несколько десятилетий назад стальные «черные» трубы являлись главным материалом при строительстве внутренних и наружных сетей отопления. Стальные изделия обладают высочайшей механической и термической стойкостью – выдерживают рабочее давление до 16 (25, 32) кгс/см 2 – в зависимости от марки стали и толщины стенки (среднее давление разрушения – 50 кгс/см 2 ), предельная температура – более 100 0 С.

Для монтажа отопления применяются чаще всего 2 типа труб – водогазопроводные и электросварные. Соединяются трубы с помощью электрической сварки и резьбовых соединений.

Сварные стыки отличаются высокой прочностью и надежностью. Резьбовые соединения с помощью муфт, сгонов, тройников не столь надежны. Это вызвано тем, что толщина стенок трубопровода в районе витков резьбы уменьшается почти вдвое и применяется уплотняющий материал для герметизации (сантехнический лен, полимерная нить и так далее).

Кроме высоких достоинств трубы из стали имеют серьезные недостатки:

1. Подверженность коррозии;
2. Значительный вес;
3. Необходимость внешней химзащиты (покраски);
4. Относительно сложный монтаж.

Главный недостаток стали – высокий коррозионный износ, внешний и внутренний.

Для борьбы с коррозионным износом трубы из металла покрывают слоем цинка.

Цинковое покрытие может быть наружным и двусторонним. Оцинкованные изделия отличаются еще большей массой (тяжелее на 30%). Скорость коррозии для этого типа труб ниже. Но и тут есть своя особенность – при сварке слой цинка в месте шва сгорает.

Большой вес, отсутствие гибкости и необходимость наличия навыков, сварочного оборудования усложняют процесс монтажа. Трубы имеют невзрачный внешний вид и требуют регулярной покраски для защиты и придания приемлемого внешнего вида.

Нержавеющие стальные трубы

Трубы из нержавеющей стали делятся на 2 типа:

1. Линейные (типа марки 12Х18Н10Т);
2. Гибкие гофрированные.

Линейные трубы выпускаются в отрезках, практически неподвержены коррозии.

Изделия обладают высокой механической и термической стойкостью, универсальны для использования в системах отопления любого типа. Соединение элементов производится с помощью сварки или резьбовых соединений. Причем сварка должна проводиться специализированными электродами, иначе материал в зоне шва приобретает свойства простой углеродистой («черной) стали.

Недостатками труб из нержавейки является необходимость профессионального монтажа (при сварочном типе соединений) и высокая стоимость. Килограмм трубы диаметром от 16 до 25 мм имеют цену от 330 руб./кг. При этом трубы ВГП (водогазопроводные) стоят от 40 — 50 руб/кг.

Около 25 лет назад появилось новое изделие – гофрированные трубы из нержавеющей стали. Они имеют высокую степень пластичности, рабочее давление составляет от 10 до 15 бар, рабочая температура – до 150 0 С (предельная – до 600 0 С).

Трубы имеют низкую степень шероховатости внутренней поверхности, легко переносят гидравлические удары.

Этот вид труб производится в Японии, Южной Корее и ЕС. Соединение отрезков труб производится с помощью латунных фитингов с силиконовым уплотнением. Срок службы уплотнений позиционируется производителями в 30 лет до первой замены. Стоимость трубы начинается от 100 руб/пог.метр (в среднем).

Гофрированные трубы могут применяться в системах теплых водяных полов, выпускаются в бухтах длиной 50 – 60 метров. Некоторые виды труб имеют наружное полиэтиленовое покрытие различного цвета.

Медные трубы для отопления

Трубопроводы из меди известны благодаря своим высоким показателям:

• Срок службы – более 80 лет;
• Термическая стойкость – от – 150 до +250 0 С;
• Прочность – выдерживает давление до 45 – 55 кгс/см 2 ;
• Неподверженность коррозии и большинству других негативных факторов.

Медные трубы делят на 2 основных типа:

Неотоженная труба не имеет пластичности, выпускается в отрезках разной длины. Отожженная труба благодаря термообработке несколько теряет в прочности, зато приобретает высокую гибкость и пластичность.

Соединение трубопроводов производится двумя методами – пайкой специальным припоем и с помощью компрессионных медных (или латунных фитингов).

Эти виды медных труб универсальны для применения в системах обогрева любого типа. Труба не склонна к образованию отложений.

Стоимость медных труб высока – от 200 рублей и выше за 1 метр. Монтаж тоже имеет свои трудности – если компрессионные фитинги можно смонтировать самостоятельно, то для пайки понадобится оборудования и приличный уровень опыта.

Металлопластиковые трубы отопления

Металлопластиковые трубы универсальны – применяются не только в отоплении, но и в холодном и горячем водоснабжении. Труба имеет послойное строение, состоит из трех слоев – внутреннего, армирующего и наружного.

Внутренний слой выполняется из полиэтилена, армирующий (средний) слой – из алюминия, наружный – из полимера. Армирующий слой выполняет несколько важных функций:

1. Придает прочность одновременно с фиксированной пластичностью;
2. Предохраняет от диффузионного проникновения кислорода;
3. Значительно снижает степень линейного расширения.

Наружное покрытие негативно реагирует на ультрафиолетовые лучи и постепенно разрушается. Поэтому наружная прокладка без защиты не рекомендуется. Внутренняя поверхность гладкая, не склонная к образованию отложений.

Трубы выпускаются в бухтах длиной от 50 м. Рабочая температура составляет величину до 95 0 С (кратковременно – 110 0 С), давление – до 10 кгс/см 2 . При температурах более 140 0 С труба расслаивается и разрушается. Чем ниже рабочая температура, тем больше срок службы изделия. Заявленный срок службы – 30 лет.

Соединение металлопластиковых труб производится двумя типами фитингов – компрессионными (резьбозажимными) и прессовыми. Прессовые фитинги впоследствии становятся неразборными. Основной материал фитингов – латунь, имеются уплотнения из резины. Монтаж труб этого типа отличается простотой и легкостью, но для прессования фитингов понадобится специнструмент — клещи. Проходное сечение латунных фитингов немного меньше сечения трубы.

Трубы описанной конструкции имеют низкую теплопроводность, не требуют теплоизоляции. Недостатком металлопластиковых труб является высокая стоимость фитингов, их большое гидравлическое сопротивление.

Полипропиленовые трубы

Трубы из полипропилена являются одним из лидеров по популярности при строительстве систем водяного отопления. В отоплении применяются трубы PN25 с армирующим слоем из алюминия или стекловолокна. Наружный и внутренний слои изделия выполнены из полипропилена.

Этот тип труб монтируется с помощью сварочного аппарата (паяльника). Методика пайки относительно проста, ее может освоить практически каждый. Труба из ПП не имеет пластичности, но обладает малым весом и имеет широкий выбор типоразмеров.

Трубы из полипропилена PN25 имеют рабочую температуру до 95 0 С, давление – до 25 кгс/см 2 . Срок службы – 50 лет, при высоких значениях температуры и давления этот показатель уменьшается.

Фитинги системы изготовлены из полипропилена, при пайке получается однородное соединение, обладающее высочайшей герметичностью и прочностью. Фитинги имеют полнопроходное сечение и малое сопротивление – то есть оптимальны с точки зрения гидравлики.

Стоимость полипропиленовых труб сопоставима с другими полимерными трубопроводами. Но фитинги обладают очень низкой стоимостью (не в ущерб надежности). Трубопроводы не требуют тепловой изоляции, не рекомендованы для прокладки под солнечными лучами.

Трубы из сшитого полиэтилена для отопления

Сшитый полиэтилен, в отличие от ПНД и ПВД (полиэтилена низкого и высокого давления), обладает повышенными температурными показателями, не разрушается под воздействием ультрафиолета. Это обусловлено наличием увеличенного количества связей (сшивки) в структуре материала.

Степень сшивки материала имеет различные значения (от 60%), от нее напрямую зависят технические показатели изделия. Рабочая температура заявляется в 90 0 С, при этом рабочее давление теплоносителя не должно превышать 6 кгс/см 2 (при 80 0 С – 8 кгс/см 2 , при 70 0 С – 10 кгс/см 2 ). Номинальное давление составляет 16 кгс/см 2 . Труба может быть однослойной и многослойной. Труба имеет максимальное тепловое расширение среди всех полимерных изделий. Для уменьшения величины теплового расширения выпускаются армированные алюминием изделия.

Сборка сетей из сшитого полиэтилена производится компрессионными и запрессовочными (прессовыми, обжимными) фитингами из латуни или высокопрочного пластика. Этот тип труб наиболее применим в автономных системах отопления, имеющих невысокую рабочую температуру, в низкотемпературных комплексах водяных теплых полов.

Выбор трубопроводов для систем отопления важен с точки зрения максимального срока эксплуатации, хороших показателей надежности и гидравлики, низкой стоимости. Здесь можно выделить самые дорогие и надежные трубы – медные и нержавеющие, средний сегмент – практически все полимерные (пластиковые) трубы, и наиболее слабый вариант – простая сталь.