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.

Совмещенное отопление: водяные полы и радиаторы

Создание комфортного микроклимата – главная задача любого типа отопления. В нашей стране длительное время отопление делалось традиционными способами – печками и твердотопливными или газовыми котлами. Сегодня все более популярными становятся системы теплых полов, они имеют несомненные преимущества перед традиционными способами обогрева помещений.

Но полностью отапливать дом с помощью ТП не всегда возможно. Поэтому чаще всего применяют комбинированный метод обогрева, когда в одной системе отопления работают водяные теплые полы и радиаторы.

Что такое совмещенное отопление

Комбинированной (смешанной) называют такую систему отопления, в которой присутствуют как традиционные высокотемпературные (обычные радиаторы, конвекторы), так и низкотемпературные (теплые полы, реже — теплые стены) нагревательные приборы.

Водяные полы в совмещенной системе подключают двумя способами:

1. К существующим отопительным котлам. Преимущества такого решения – уменьшение сметной стоимости оборудования, сокращение времени монтажа. Недостаток – дополнительное отопление не может функционировать в автономном режиме. Это становится причиной увеличения расхода тепловой энергии, эффективность использования теплого пола понижается.
2. Устанавливать отельные котлы для обогрева пола. Недостаток – значительное возрастание стоимости. Преимущества – полная автономность, водяные полы можно использовать независимо от радиаторов. Это может быть необходимо для небольшого подогрева комнаты, кода батареи уже отключены, например, в осенне-весенний период.

Важно! В многоквартирных домах подключение водяных полов к существующей системе отопления запрещено!

Особенности комбинированной системы

Основные моменты, на которые следует обратить внимание, при реализации комбинированной системы отопления частного дома:

• Необходимо создать в системе отопления два независимых температурных режима — для контура радиаторов и контура водных полов. Дело в том, что для батарей требуется относительно высокая температура в подаче/обратке (не выше 70/55°С для современных систем отопления). Для теплого пола в то же самое время требуется относительно низкая температура (порядка 40/30°С). Современные котлы эту задачу сами по себе штатными средствами решить не могут.
• Поэтому требуется применение дополнительных комплектующих: смесительных клапанов, циркуляционных насосов, запорной арматуры и т.п., которые требуют не только дополнительных расходов на покупку, но и технически правильную стыковку с котлом.
• Для регулирования комбинированной системы отопление требуется выбор соответствующих технических средств и их правильная увязка. Смесительные узлы с регулировкой при помощи термостатических клапанов, электронная регулировка температуры подачи или погодозависимое управление внешним контроллером или средствами самого котла, управление теплым полом по комнатным датчикам (термостатам), логика работы циркуляционных насосов и т.п.

Почему ТП в доме много не бывает

Следует отметить, что если вы решились на водяные теплые полы, нет особого смысла ограничивать их площадь. Скажем, делать их только в двух санузлах и прихожей (площадь ТП при этом составит около 20м²). Лучшим решением будет сделать водяной подогрев везде, где планируется плитка (обычно прихожие, холлы, кухни, кладовые, и даже гостиные, отапливаемый подвал), а по возможности и в других помещениях дома, даже спальнях.

На это есть ряд причин:

• Небольшое удорожание за комфортный дом. При реализации водяного теплого пола даже на небольшой площади при наличии в системе отопления радиаторов, вам придется делать смесительный узел с регулировкой и насосами, покупать коллектор и обвязывать его с помощью запорной арматуры и труб. Будет этот смесительный узел работать на 10м² или на 100м² ТП, — существенной роли не играет. А стоить и в том, и другом случае он будет почти одинаково, ведь запорная арматура, смесительные клапаны и циркуляционные насосы будут одними и теми же. Да, коллектор ТП будет, скажем, не на 2 — 3 контура, а на 10, но стоить при этом он будет не в 3 — 5 раз дороже, а раза в 2.
• Стяжка все равно будет по всему полу. Если вы укладываете теплый пол только в части помещений в пределах этажа, перед вами все равно встает вопрос заливки стяжек по всей площади дома (этажа). Это нужно для того, чтобы у вас не было ступенек и порожков между комнатами: это неудобно, небезопасно, да и просто некрасиво. Заливать полы по плите перекрытия, утеплителю на плите или по утеплителю с теплыми трубами разницы нет — стоить это будет одинаково (цена идёт за площадь заливки). А вот потом переделать и в будущем добавить водяной обогрев в других местах будет очень сложно, а чаще — просто невозможно.
• Утепление пола первого этажа. Тут же встает вопрос и по утеплению полов в тех помещениях, где хоть и нет водяного подогрева, но утеплять их необходимо. Это касается перекрытий над подвалами и полов по грунту. Во всех домах это необходимо для уменьшения теплопотерь.

Таким образом, разница в деньгах при увеличении площади подогрева будет определяться только стоимостью трубы для теплого пола и стоимостью ее монтажа.

Классическая схема монтажа

Рассмотрим стандартную проверенную и рекомендованную производителями оборудования схему обвязки настенных газовых котлов в комбинированных системах отопления с радиаторами и водяными теплыми полами.

Обозначение основных элементов схемы:

1. настенный газовый котел со встроенным циркуляционным насосом и расширительным баком;
2. гидравлический разделитель (термогидравлический разделитель или гидрострелка);
3. коллектор (коллекторная балка) для подключения отопительных контуров;
4. узел циркуляции контура радиаторного отопления;
5. смесительный узел конура водяного теплого пола;
6. предохранительный термостат.

Принцип работы и назначение основных узлов.

Настенный газовый котел 1 (это может также быть и электрокотел или любой другой) нагревает теплоноситель и с помощью встроенного циркуляционного насоса подает его в термогидравлический разделитель 2 (гидравлическую стрелку).

Гидрострелка, по сути, является ничем иным как отрезком трубы большого диаметра с четырьмя отводами. Т.о. нагретый теплоноситель постоянно циркулирует по замкнутому контуру котел-стрелка (А-В)-котел.

При включении насосов контура радиаторов 4 или/и контура теплых полов 5 происходит подача нагретой воды из гидравлической стрелки 2 (С-D) через коллектор 3 в радиаторы и теплый пол. В контур радиаторов 4 вода поступает той же температуры, до которой она была нагрета котлом, а в смесительном контуре теплого пола 5 вода понижает свою температуру в смесительном узле (в данном примере при помощи трехходового смесительного клапана) и поступает в теплые полы.

Гидравлическая стрелка в этой схеме нужна для следующих целей:

• oбеспечивает постоянную и независимую от отопительных контуров циркуляцию теплоносителя через котел посредством котлового насоса;
• обеспечивает независимость работы циркуляционных насосов в контурах радиаторов 4 и теплых полов 5 от насоса котла 1 и друг от друга;
• облегчает гидравлический расчет системы отопления;
• служит местом дополнительного обезвоздушивания и улавливания шлама из теплоносителя (см. воздухоотводчик и сливной кран на стрелке).

Упрощенный вариант подключения

Вот предлагаемое нами решение для смешанной системы отопления дома с радиаторами и теплым полом. Первая картинка — вариант смесительного узла с трехходовым клапаном, вторая — с двухходовым клапаном. Оба варианта одинаково функциональны, однако второй вариант может быть более подходящим для большей площади теплых полов, все зависит от характеристик смесительных клапанов.