Коллекторная схема системы отопления. В чем превосходство?

Монтаж и запуск в эксплуатацию энергоэффективной, надёжной и недорогостоящей системы отопления всегда были одними из главных вопросов на стадиях проектировки и возведения жилого фонда. Чтобы создать уют для жильцов в зимнее время необходимо максимально точно рассчитать тепловую нагрузку и качественно установить необходимые компоненты отопления. Из года в год просматривается тенденция в необходимости снижения энергозатрат. Старые, неэффективные системы требуют срочной замены на более новые, с лучшими показателями теплоотдачи. Именно о таких, о коллекторных системах отопления будет идти речь в этой статье.

Виды отопительных систем и их отличие

Системы отопления в основе своей имеют принцип циркуляции горячей воды. Исходя из этого выделяют:

• систему отопления с циркуляцией на основе естественного давления;
• систему отопления с циркуляцией посредством насоса;

Не стоит особо останавливаться на описании первой системы, так как данная установка давно считается устаревшей и практически не используется при строительстве нового жилья из-за ее низкой эффективности. Такое отопление используется в небольших частных домах и некоторых коммунальных учреждениях. Укажем лишь что в основе её функционирования лежит принцип физической разницы плотности теплой и холодной воды, что приводит к её циркуляции.

Система отопления с принудительной циркуляцией предусматривает наличие специальных насосов, обеспечивающих циркуляцию. Этот способ даёт практическую возможность отапливать большее количество помещений, нежели первый. Соответственно, данная система считается наиболее эффективной. Существует огромный выбор насосов для циркуляции теплоносителя в системе, что дает возможность варьировать с их мощностью и другими качественными характеристиками исходя из размеров помещений и их количества.

Система отопления с циркуляцией посредством насоса делится:

• двухтрубная (подключение радиаторов и труб параллельным способом, что влияет на скорость и равномерность подогрева);
• однотрубная (последовательное подключение радиаторов, что определяет простоту и дешевизну в прокладке системы отопления).

Коллекторная система отопления отличается высокой энергоэффективностью по сравнению с вышеперечисленными благодаря тому, что каждый радиатор подключён персонально к одному подающему и одному обратному трубопроводу, подача воды по которым осуществляется с помощью коллекторов.

Особенности коллекторной системы и её отличия заключаются в следующем:

Коллекторная разводка системы отопления предусматривает, что каждый радиатор регулируется самостоятельно и не зависит от работы других. Кроме того, в коллекторной системе зачастую используются другие отопительные приборы, которые также работают автономно от коллекторов. Радиаторы монтируются параллельно к коллекторам, что по принципу работы делает коллекторную систему схожую с двухтрубной.

Монтаж коллекторов осуществляется в отдельном подсобном помещении, либо специально отведенном для этого шкафу-стенде, спрятанном в стене. Место под коллекторы необходимо заранее планировать, так как они могут быть довольно внушительных размеров. Размеры распределительных коллекторов зависят от мощности радиаторов, которые зависят от размеров помещений.

Коллекторная разводка системы отопления значительно выигрывает у других вышеперечисленных систем отопления возможностью производить демонтаж и замену радиатор без необходимости остановки всей системы. Также коллекторная разводка требует для своего функционирования большего количества трубопровода, чем двухтрубная система. Несмотря на значительные одноразовые затраты на этапе строительства, данные меры положительно сказывается на дальнейшей энергоэффективности системы. Именно поэтому коллекторная система отопления обладает наибольшим эффектом и быстро окупается при строительстве жилья с большой площадью.

Положительные и отрицательные стороны коллекторной схемы

Планируя установку отопления с коллекторной разводкой, следует тщательно изучить техническую сторону вопроса и определить все положительные и отрицательные качества этой системы. Учитывая данные качества при строительстве дома, вам удастся добиться наибольшей его энергоэффективности.

Положительные качества коллекторной системы:

• непосредственный контроль каждого отдельного радиатора системы;
• дифференцированный подход к распределению тепла в каждом помещении, что даёт возможность эффективно поддерживать необходимую температуру во всём доме, экономя при этом;
• простота в эксплуатации, возможность доступа к каждому компоненту системы без вмешательства в работу остальных;
• эстетическая составляющая, которая заключается в возможности монтажа трубопровода и вспомогательных узлов системы в стене или в полу;
• высокая окупаемость, связанная в эффективном потреблении энергоресурсов.

Отрицательные качества:

• высокие затраты на начальном этапе проектирования и установки, связанные с необходимостью использования труб и дополнительных компонентов;

Как видим, минусов не много, они не существенны в сравнении с плюсами системы. Поэтому коллекторную систему отопления по праву считают лучшим решением сегодня.

Компоненты коллекторной системы отопления

Комплекция коллекторной системы отопления подобна по своему набору двухтрубной (тройниковой) системе. Главным, самым дорогим компонентом является котёл. От его эффективности зависит энергоэффективность работы системы. Мощность котла зависит от отапливаемой площади и теплопотерь. В связи с этим, выбор котла и расчет его эффективности являются достаточно серьёзной частью проектирования, требующее консультаций со специалистом.

На втором плане по праву считают уровень теплоотдачи системы, за которую отвечают радиаторы. Но не стоит также забывать про возможные теплопотери. Для их минимизации стоит задуматься над качественным утеплением дома.

Коллекторная разводка систем отопления предусматривает наличие встроенного насоса для циркуляции теплоносителя. Насос увеличивает теплоотдачу системы, позволяя теплоносителю как можно быстрее циркулировать.

Важным элементом системы является коллектор. Коллектор выполняет функцию распределителя теплоносителя, способствуя эффективной подаче воды. Коллектор состоит из различных регуляторов, клапанов, термодатчиков, позволяющих регулировать комнатную температуру.

Принцип работы коллектора и как его выбрать

Коллектор, или «гребёнка», как его часто называют в народе, имеет в своём основании две главные трубы (подающую и обратную), к которым подведены патрубки. Каждый такой патрубок имеет в своём продолжении подающий либо обратный трубопровод, соответственно. На подающий коллектор устанавливают насос для циркуляции горячей воды.

На подающем коллекторе монтируют сервопривод, для перекрытия клапана. При достижении температуры воды заданным параметрам термодатчик, срабатывая, приводит в действие сервопривод, который передавливает клапан. Клапан, в свою очередь, блокирует дальнейшую подачу воды до очередного момента её охлаждения на определённое количество градусов.

После отдачи тепла через радиатор в помещение, вода по обратному кругу системы возвращается в котёл, где она снова подогревается и подается в коллектор для дальнейшей циркуляции.

Поддержание необходимого давления воды на подающем коллекторе достигается установкой специальных регуляторов. Они так же регулируют необходимое количество воды.

На выбор необходимого коллектора влияют такие факторы:

• площадь помещений;
• количество радиаторов;

Выбор труб

Главным моментом монтажа коллекторной разводки – правильный выбор труб. В монтаже данной системы используют большое количество соединений, что влечёт за собой применение большого количества зажимов, фитинга. Для этой цели наиболее подходящим будут мягкие, гибкие шовные металлопластиковые или полиэтиленовые трубы. Для выхода патрубков из коллектора используются медные трубы.

Данные трубы обладают свойствами предотвращения попадания воздуха благодаря специальному покрытию внешней стороны поверхности.

Наиболее оптимальный диаметр труб – 16 мм. Однако по данному вопросу следует проконсультироваться со специалистом.

Коллекторная разводка для тёплого пола

Монтаж тёплого пола коллекторной разводкой осуществляется подобно обычному водяному полу. Можно вмонтировать теплоотдающий элемент под покрытие пола с последующим подсоединением к коллектору. Практика показывает: возможно компоновать коллектор для отопления пола вместе с отоплением через радиаторы, но делать этого не стоит. Системы разнотемпературные.

Стоит помнить о терморегулировании: теплые полы имеют меньшую теплоотдачу, радиаторы — большую.

Коллекторная система отопления сегодня является наиболее эффективной, экономной, быстро окупаемой. Она удобна, проста, визуально не заметна, что делает максимально комфортным проживание там, где она установлена.

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.