Коллекторная схема отопления: плюсы, минусы и особенности конструкции

Отопительные системы в общем понимании имеют множество схем подключения, но коллекторная схема отопления обладает очевидными преимуществами: каждый отопительный прибор (радиатор или батарея) подключается к трубам отопления отдельно, по собственным трубам, поэтому температура его теплоотдачи может регулироваться автономно и локально. Кроме того, любой из радиаторов системы можно отключить от котла без ущерба для общего отопления, например, для ремонта или замены прибора. Ключевой узел коллекторной разводки – собственно коллектор (фото ниже), или «гребенка». Конструктивно гребенка выглядит как отрезок металлической трубы с одним входным резьбовым отверстием и несколькими выходными. В электронике такие узлы называют коммутаторами или мультиплексорами. Коллекторная схема комбинированной отопительной системы в доме

Из-за сложной архитектуры частного жилья часто применяется комбинация вариантов подключения радиаторов: смешанное отопление, при котором к выходам коллектора подключается несколько контуров. Все контура объединены между собой в последовательную цепь, но управлять можно каждым в отдельности.

Недостатки и достоинства коллекторной схемы

Сложность трубной разводки при реализации коллекторной схемы компенсируется ее преимуществами:

1. Каждый радиатор – это автономный и отдельно управляемый элемент. То есть, в каждом помещении можно установить желаемую температуру независимо от температуры в котле или в других цепях отопления, или отключить радиатор (группу радиаторов) без остановки отопительной системы;
2. Принимая во внимание тот факт, что каждый теплопровод, подключенный к коллектору от отопительной системы, транспортирует горячую жидкость только в один отопительный прибор, целесообразнее применять трубы уменьшенного диаметра по сравнению с расчетным общим диаметром труб. При этом рекомендуется соблюдать минимально допустимое расстояние между отопительным устройством или группой радиаторов, и коллектором.

Раздельное подключение приборов отопления

Самодельная или заводская коллекторная система отопления схема которой для общих случаев приведена выше, ценится потребителями из-за возможности создания нескольких независимых отопительных контуров с разной температурой и давлением. Такая схема позволяет при одном котле организовать разные температурные режимы для разных помещений в одном здании. Чтобы подключить несколько контуров, оборудуется другой вариант коллектора – гидрострелка, которая внешне выглядит как большая водопроводная труба.
» alt=»»>

Гидрострелка устанавливается не так, как коллектор – между трубой подачи теплоносителя и обратной трубой цикл обращения замыкается. Котел продолжает непрерывно нагревать жидкость в первичном контуре, и теплоноситель в гидрострелке начинает двигаться, позволяя врезаться в него для подключения радиаторов в разных точках и на разных уровнях.

Из-за такого необычного подключения радиаторов к гидрострелке в конечной точке отдельно взятого теплоприемника (радиатора) будут разные показатели температуры и давления. Включение гидрострелки целесообразно при комбинировании разводки труб отопления с применением радиаторов и системы «теплый пол». Самодельная гидрострелка

В местах присоединений контуров давление и температура в трубах будут разными, но, если коллекторное отопление частного дома своими руками схемы и чертежи которой разрабатывались для циркуляционных насосов, будет их использовать, то эта разница перепадов не имеет значения. Также отопительные контура можно подключать последовательно (не больше двух в цепи), но при такой организации подключения контура невозможно будет регулировать отдельно друг от друга.

Последовательное соединение коллекторов

Недостатки коллекторной организации трубной разводки следует отметить следующие:

1. Энергопотребление коллекторной схемы выше, чем при последовательном подключении батарей. Причем, чем больше отапливаемая площадь, тем выше тепловые расходы;
2. Коллекторному отопительному оборудованию присуща работа только в одно- или двухтрубной конструкции отопительной системы, которую можно развести по стенам помещений. Но при организации лучевой разводки провести трубы по стенам или скрытым способом не получится из-за большого объема практической схемы и большого количества труб отопления;
3. При прокладке труб в полу под бетонную стяжку проявляются следующие недостатки способа: для труб, проложенных под полом, не разрешается делать какие-либо соединения – ни сварные, ни резьбовые, ни какие-нибудь другие, чтобы не допустить скрытой протечки, иначе придется снимать слой бетонной стяжки, а это – почти капитальный ремонт помещения со всеми вытекающими последствиями;
4. Суммарное гидравлическое сопротивление коллекторного контура отопления будет значительным, особенно пир прокладке труб с небольшим диаметром. Также при реализации коллекторной схемы разводки труб необходимо использование циркуляционного насоса (насосов), так как естественное давление в трубах не позволит теплоносителю свободно перемещаться по трубам;
5. При использовании в коллекторной схеме отопления нескольких автономных отопительных контуров обязательно на каждый большой контур монтируется свой циркуляционный насос. Это приводит к финансовым затратам как при монтаже системы, так и в процессе ее эксплуатации;
6. Энергозависимость коллекторной системы отопления – один из существенных ее недостатков, так как циркуляционные насосы требуют подключения к электросети. При аварийном отключении электричества отопление не сможет обеспечить требуемый тепловой режим, так как движение теплоносителя по трубопроводу просто остановится.

Основы проекта коллекторной разводки

При проектировании коллекторной схемы отопительного контура тепловое оборудование необходимо выбирать, исходя из конкретного применения приборов и некоторых общепринятых правил:

1. Коллекторную разводку не рекомендуется реализовывать в городской квартире, подключенной к центральному отоплению, из-за практической сложности проекта. Дело в том, что при отключении радиаторов отопления от центральных стояков и подключении их к своей гребенке теплообмен в соседних по стояку квартирах уменьшится за счет появления дисбаланса в общей схеме. При этом отопление вашей квартиры не пострадает;
2. Чтобы не возникло проблем с соседями при монтаже коллекторной системы отопления в квартире, нужно сразу согласовывать будущие переделки с ЖКУ, домоуправлением и другими организациями, а также утверждать новый план отопления квартиры в обход централизованной системы;

Коллекторная схема трубной разводки для квартиры

Не такие важные, но играющие свою роль при реализации коллекторной схемы особенности, которые могут возникнуть при комбинировании нескольких схем отопления, например, теплого пола и двухтрубной системы трубной разводки:

1. Отопительный контур обвязывается расширительным бачком с объемом резервуара ≥ 10% от общего литража теплоносителя, но не менее 5 литров;
2. Расширительный резервуар врезается в трубу обратного хода теплоносителя по ходу его движения и перед насосом. При монтаже гидравлической стрелки расширительный басок необходимо врезать перед насосом внутреннего контура. Врезка необходима для нивелирования отрицательного воздействия перепадов давления в отопительном контуре на мембранные баки расширительного бачка, а значит, турбулентность потока теплоносителя должна быть предельно минимальной;
3. При монтаже циркуляционного насоса в отдельном автономном контуре его можно врезать в любом месте разводки, но нужно помнить, что установка насоса на трубе обратной подачи теплоносителя увеличит срок эксплуатации насоса, так как в обратке температура жидкости ниже, чем в трубе подачи. Вал насоса при его установке должен быть горизонтально в любом случае.

Размещение насоса в отопительной схеме с коллекторной разводкой труб

Выбор труб для системы отопления для жилого дома или квартиры

При создании коллекторной схемы разводки для отопления малоэтажного жилого дома или другой частной постройки необходимо учитывать способ прокладки труб по дому. Если трубная разводка будет проходить под полом, в бетонной стяжке, то трубы отопления рекомендуется покупать бухтой, чтобы не делать соединений в полу, как и указывалось выше.

Пластиковые трубы должны иметь достаточную гибкость, материал труб не должен подвергаться коррозии и влиянию агрессивных сред, не должен разрушаться при низких или слишком высоких температурах, срок службы труб должен быть предельно высоким.

Требования к температурной устойчивости и прочности труб на разрыв определяются рабочими характеристиками монтируемой системы отопления в доме или в квартире. Для индивидуальной застройки давление в трубах не должно превышать 1,5 атм., а предельный температурный режим должен лежать в диапазоне 50 0 С -75 0 С. Если в доме будет работать система «теплый пол», то температура теплоносителя в трубах не должна подниматься выше 30 0 С -40 0 С.

Коллектор для комбинированного отопления

При монтаже коллекторной схемы отопления в многоквартирном доме давление в трубах будет всегда высоким, и материал труб должен выдерживать ≥ 10-15 атм. при температуре теплоносителя до 110-120 0 С. Поэтому при разводке труб отопления в многоквартирном доме рекомендуется применять гофрированные трубы, изготовленные из нержавеющей стали, а не металлопластик или ПВХ изделия. В качестве действующего примера можно привести марку труб Kofulso, которые выдерживают давление более 15 атм. при температуре теплоносителя ≥ 110 0 С. Сила давления, которая вызывает разрушение этого материала – 215 кгс/см², что является превосходным показателем.

Коллекторная разводка в квартире

Радиус изгиба таких нержавеющих труб равен их диаметру, что позволяет укладывать их практически в любых местах и с любым изгибом, не опасаясь, что труба в месте перегиба даст утечку. Соединения при такой трубной разводке выполняются при помощи специальных фитингов, а места скруток фиксируются контрагайкой, обеспечивающей герметичность соединения гофрированных труб силиконовыми уплотнителями.

Но нержавеющая сталь – не самый дешевый материал, и при коллекторной разводке труб в двух- или трехэтажном доме такой проект обойдется довольно дорого. По\этому имеет смысл использовать трубы из сшитого полиэтилена, например, марки PE-X. Эти трубы, как и другая ПВХ продукция, выпускается в продажу в бухтах, длина одной трубы – 200 метров, материал способен выдержать давление до 10 кгс/см² при температуре теплоносителя в системе до 95 0 С. Допускается кратковременное повышение температуры до 110 0 С.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали

Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена соединяются между собой также при помощи специальных фитингов в виде пластмассовых или металлических (бронзовых, латунных, медных) штуцеров со стопорным кольцом, которое плотно надевается на трубу и герметично обжимает ее. Преимущество таких труб в том, что сшитый полиэтилен имеет механическую память, то есть, сборка проводится по такой схеме: специальным экстендером труба растягивается, чтобы можно было вставить штуцер, а через некоторое время (до минуты) труба принимает исходный диаметр и плотно обжимает штуцер. Дополнительно герметичность обеспечивается стопорным кольцом.

Лучевая схема разводки труб

Коллекторная (лучевая) система отопления имеет свои положительный стороны, такие как простота и стабильность работы. Когда есть возможность ее применить, то специалисты отдают именно такому расположению труб предпочтение без колебаний.

Что представляет из себя лучевая схема

В коллекторной схеме каждый радиатор подключается длинными трубопроводами к одному распределительному коллектору,- отсюда и название системы.

Происхождение второго названия «лучевая» – длинные лучи труб расходящиеся из одного центра в разные стороны к батареям отопления.

Сам коллектор подключается напрямую к котлу, к магистрали.

В простейших системах (до 4 радиаторов) коллектор можно заменить несколькими тройниками, лежащими на основании (в теплоизоляторе), а балансировку производить на радиаторах, который могут быть разной конструкции и подключаться по разному.

Как осуществляется балансировка

Балансировочные краны чаще устанавливают на коллекторе – с помощью них настраивается расход теплоносителя, чтобы температура радиаторов была примерно одинаковой.

Если лучи примерно одинаковой длины, то балансировка не нужна вовсе. При значительной разности длины подключений, такие краны ставятся на самых коротких ветвях, чтобы была возможность поднять их гидравлическое сопротивление, и таким образом выровнять расход по всем приборам.

На самих радиаторах при автоматизированном котле возможна установка термоголовок – регуляторов автоматически поддерживающих нужную температуру в комнате, что удобно для пользователей.

С котлом без автоматики, подобное оборудование, самостоятельно перекрывающее движение теплоносителя, устанавливать в системе нельзя.

Дополнительно на радиаторах ставятся отключающие краны, которыми обеспечивается возможность ремонта. Такие же краны ставятся и на коллекторе, если не установлены балансировочные.

Схема подключения коллектора на 3 радиатора к системе отопления, радиаторы различных типов…

Где можно применить лучевую схему

Область применения лучевой схемы ограничена. Должны выполняться следующие условия.

Возможность прокладки трубопроводов под полом или под обшивокой потолка (для второго этажа). Система делается на стадии строительства или капитального ремонта, до зашивки (заливки) полов.

Но ситуация когда имеются возможности проложить трубы под полом и установить коллектор в центре встречается часто. Поэтому коллекторная схема применяется не редко.

Внутрипольные конвектора, как правило, подключаются по лучевой схеме. Подробней о внутрипольных отопительных приборах

Определиться с типом радиаторов

Помещение, в котором радиаторы подключены с низу а трубопроводы спрятаны под полом, выигрывает в эстетическом плане.
Но при этом нужно определиться с типом радиаторов и подключающего узла.
Рекомендуемый специалистами вариант – сложные радиаторы с нижним подключением и встроенной верхней термоголовкой. Но это дорогие варианты.

Возможно снабжение «обычного» радиатора разными узлами подключения.

Есть подключающие узлы с нижней термоголовкой, варианты с верхним регулятором. Возможно применение без термоголовки но с отключающими (балансирующими) кранами. В лучевой схеме допустим и работоспособен минимализм – только узел подключения на радиаторе, а балансирующие краны находятся на коллекторе.

Другой вариант – обычные радиаторы включенные диагонально (подача сверху, обратка снизу) с обычной обвязкой кранами и термомголовкой.

Какие применяются трубы и фитинги

Под полом должны находиться только цельные куски труб. Для прокладки могут применяться трубы металлопластиковые, поставляемые в бухтах, а также полимерные многослойные PEX и PERT c кислородным барьером. Но специалисты сходятся во мнении, что металлопластик с наличием алюминиевого слоя – наиболее надежный вариант и по прочности и по устойчивости к проникновению кислорода.

Чтобы не было больших остатков с бухт, желательно заранее вычислить все длины магистралей, затем подобрать бухты в магазине. Приобретение бухт по 50 метров, как правило, влечет лишние затраты.

Под обшивкой возможно оставлять только обжимные тройники для металлопластика в случае необходимости, которые специалисты называют «вечные». Прямая состыковка труб не допускается.

Применяемые диаметры

Как правило система, которая включает в себя до 5 радиаторов подключаеся от котла (от разветвления магистрали) диаметром 20 мм для металлопластика.
Если радиаторов 5 и больше, то потребуется уже 26 мм (32 для полипропилена), но при этом отапливаемая от коллектора площадь не должна превышать 120 – 150 м кв.

Если площадь больше 120 м кв., то скорее всего, понадобится большие диаметры подключения самого коллектора, но это уже анализируется специалистами, делаются расчеты.

Каждый радиатор от коллектора подключается металлопластиковыми трубами диаметром 16 мм, как правило. В некоторых случаях, при длинах лучей больше 40 метров, рекомендуется их выполнять диаметром 20 мм, с целью снижения общего гидравлического сопротивления.

Для примера — гидравлическая схема подключения при коллекторной системе. Применяются 26 мм (от котла), 20 мм на коллектор, 16 мм на радиатор.

Особенности монтажа

Скрытая прокладка труб влечет за собой обязательное дополнительное условие – их теплоизоляцию. Отопительная разводка может разогреваться до +80 и +90 град С. Воздействие таких температур и на деревянные элементы и на стяжку не желательно. Должен устанавливаться теплоизоляционный барьер, уменьшающий скорость передачи тепла, чтобы оно успевало рассеиваться конструкцией. В продаже можно встретить специальные кожухи из вспененного полиэтилена для скрытой прокладки труб.

Для монтажа металлопластика нужны определенные навыки. Критически важно качественно подготовить торец трубы калибраторами перед его установкой на уплотнение фитинга. Как правило, применяют обжимные (более надежные) фитинги, соединения лучей с фитингами на радиаторах и коллеторах делают не разборными.

Порядок монтажа лучевой схемы

Сначала устанавливаются радиаторы во всех помещениях. Их положение, как правило, на одном уровне выверяется нивелиром (водяным уровнем). Наклон – возвышение в сторону крана Маевского или горизонтально. Мощность приборов подбирается согласно теплопотерям – как подобрать радиаторы по мощности
На радиаторах устанавливаются заглушки, подключающие узлы (нижнее подключение) термоголовки, краны, к которым подключаются переходные фитинги на металлопластик.

Устанавливается коллекторный ящик и монтируется коллектор. Обычно подбираются простейшие и дешевые распределители, снабженные отключающими (шаровыми) кранами с выводами на 16 мм и подключением в 3/4. На изображении — коллектор в сборе с воздухоотводчиками и манометром.

На коллектор устанавливаются фитинги для металлопластика — американки.

Подключение самого коллектора к котлу (к тройникам магистрали от котла) может быть как скрытым под полом, так и по стенам.
После этого коллектор соединяется парой лучей – «подача и обратка» 16 мм с каждым отопительным прибором.

При самостоятельном монтаже, когда нет возможности применить обжимные клещи, и соответственно — обжимные фитинги, можно установить и компрессионные фитинги, при этом сам монтаж выполняется обычными ключами. Применение таких фитингов в данной системе возможно, так как они открыты для контроля, доступны.