Схемы водяного радиаторного отопления зданий
Правильная организация отопления – тепло и комфорт в холодное время года в вашем доме. Распространенный вариант подключения радиаторов отопления – двухтрубная система. В данном случае раздача тепла радиаторам происходит параллельно, а не последовательно. Для этого прокладывают магистраль подачи от котла в качестве раздаточной гребенки.
Подключение каждого радиатора к трубопроводам прямого и обратного тока – основное отличие двухтрубной системы. Недостаток – в два раза увеличивается расход труб. Однако уровень теплоотдачи регулируется по отдельности у каждого радиатора. Эта возможность позволяет обеспечить в комнатах комфортный температурный режим.
Существуют вертикальные и горизонтальные, верхние и нижние схемы подключения отопительной системы с различными вариациями. Выбирая типовую схему разводки отопительной системы, следует учитывать такие факторы, как количество необходимого материала, площадь дома, изменения интерьера, и многие другие. Данные вопросы лучше решать с мастерами по отопительным системам, чтобы не допустить ошибок и неприятностей, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.
Горизонтальная двухтрубная отопительная система представлена тремя основными видами. Устройство автономного отопления с принудительной циркуляцией – наиболее распространенный вариант для частных домов.
Достоинство: небольшой расход труб.
Недостаток: длинный циркуляционный контур, затрудняющий регулировку системы.
- Попутное продвижение воды.
Достоинство: простая регулировка системы за счет равной длины циркуляционных контуров.
Недостаток: увеличенная стоимость работ за счет большого количества труб, портят внешний вид интерьера.
- Лучевое (коллекторное) распределение.
Достоинство: равномерный обогрев всех помещений за счет отдельного подключения каждого радиатора, трубы прячут в бетонную стяжку.
Недостаток: самый затратный монтаж из-за большого количества материалов.
Горизонтальная двухтрубная разводка: особенности и схемы
- Схема №1. Данный вид отопительной системы – идеальное решение для одноэтажного дома при ограниченном бюджете.
В монтаже она достаточно проста и легка, так как проводится всего одна ветка отопления. Рассчитана она на площадь помещений до ста квадратных метров. Регулировка тепла выполняется вручную, котел используется с мощностью от 12 кВт.
Достоинства системы: простой монтаж, доступная стоимость.
Недостатки: нуждается в точной настройке, ручная регулировка температуры, отсутствует защита от перегрузок, гидравлическая неустойчивость.
По схеме на выходе из котла устанавливается группа безопасности (7). В случае избыточного давления она уберет из системы воздух. Установка – выше котла. Для подающего трубопровода используется металлопластиковая труба диаметром 20 мм, длиной не более 25 метров. Потом устанавливается шаровый кран ½ (2) и монтируются батареи. Теплоноситель заводится через регулировочный клапан (9), а отводится через настроечный клапан (10). диаметр у них одинаковый – ½. На обратный трубопровод монтируется вентиль (3), расширительный мембранный бак (4), циркуляционный насос (5) и обратный клапан (6)
Рис.1 Схема радиаторного отопления №1
- Схема №2. С автоматической регулировкой температуры. Особенности: монтируется термостатический клапан (9), на него устанавливается термоголовка (13).
Рис.2 Схема радиаторного отопления №2
- Схема №3. Использование двух и более веток. Особенности: на каждую ветку подающего трубопровода устанавливается шаровой кран (2), на отводящем – прямоточный вентиль (3).
Рис.3 Схема радиаторного отопления №3
- Схема №4. С автоматической регулировкой температуры. Особенности: на каждую батарею устанавливается термостатический клапан и термоголовка.
Рис.4 Схема радиаторного отопления №4
- Схема №5. Для двухэтажного дома площадью до двухсот квадратных метров.
Горизонтальная разводка с ручной регулировкой температуры. Отличие: установка шаровых кранов (2), прямоточных вентелей (3) на каждом этаже, наличие мощного циркуляционного насоса (поз.5), котла отопления с мощностью до 25 кВт, расширительного бака (4). Для стояка используется труба диаметром 20 мм (1а).
Рис.5 Схема радиаторного отопления №5
- Схема №6. Для двухэтажного дома с автоматической регулировкой температуры.
Рис.6 Схема радиаторного отопления №6
Мастера компании «Мегаскат» осуществляют установку и подключение систем отопления любого вида оперативно и качественно. Результат вас порадует!
Двухтрубная система: варианты
Двухтрубная вертикальная отопительная система чаще всего используется в домах с двумя и более этажами.
Рис.7 Схема радиаторного отопления №7
Вертикальная двухтрубная система с нижней разводкой:
- по полу нижнего этажа (по подвалу) проводят от котла подающий трубопровод;
- стояки, обеспечивающие поток теплоносителя в батареи, пускают вверх от магистральной трубы;
- от каждой батареи отводят трубу обратного тока, выводящую теплоноситель в котел.
На каждый стояк устанавливается: шаровый кран (20), регулирующий вентиль (поз.3а). Особенность – почти полное отсутствие труб на втором этаже.
Вертикальная двухтрубная система с верхней разводкой:
Рис.8 Схема радиаторного отопления №8
- теплоноситель подается по магистральному трубопроводу под потолок верхнего этажа/чердак;
- вода спускается по нескольким стоякам, проходя по всем батареям, возвращаясь в котел по магистральному трубопроводу;
- необходим расширительный бак для устранения в системе пузырьков воздуха.
Данная отопительная система греет экономнее, а главное – теплее, за счет более высокого давления в батареях. Температура регулируется термостатическим клапаном (9) и термоголовкой.
Лучевая разводка системы отопления: особенности и схемы
Рис.9 Схема радиаторного отопления №9
При обустройстве системы отопления лучевой разводкой используются распределительные шкафы (13), размеры которых подбираются, учитывая параметры коллекторов. В шкафу располагают коллектор с отсеченными кранами (8) и коллектор с регулировочными вентилями (9). На каждый коллектор устанавливается дренажный кран (10) и автоматический воздухоотводчик (11). Для экономии средств и удобства эксплуатации рекомендуется использовать готовую коллекторную группу. При лучевой схеме трубопровод (1А) в гофрокожухе от коллектора разводят по полу к радиаторам (до 12шт), и заливают в бетонную стяжку. Крепятся трубы к радиаторам узлом нижнего подключения (21 и 22).
Достоинства: простой монтаж и настройка системы, не видно трубы в помещениях, а значит, привлекательный внешний вид, гидравлическая устойчивость.
Особенность: отапливает помещение площадью до 250 квадратных метров, используется котел мощностью до 30 кВт.
Лучевые схемы разводки отопительной системы:
- С автоматической регулировкой температуры для одноэтажного дома.
Особенности: устанавливаются термоголовки.
Недостаток: удорожание монтажа.
Рис.10 Схема радиаторного отопления №10
- Экономная система отопления для одноэтажного дома.
Особенность: использование комнатных электронных сервоприводов (9) и термостатов (10). Термостаты отслеживают температуру воздуха в помещении, корректируют мощность радиаторов, посылая сигналы на сервоприводы. Те в свою очередь, принимая сигналы, открывают и закрывают подачу теплоносителя.
Недостаток: самая дорогая по стоимости система отопления.
Рис.11 Схема радиаторного отопления №11
- Лучевая разводка для дома в два и более этажей. Обустраивается по предыдущей схеме с добавлением на каждый этаж дополнительного распределительного шкафа.
Рис.12 Схема радиаторного отопления №12
- Система отопления повышенного комфорта.
Особенность: использование термоголовок.
Рис.13 Схема радиаторного отопления №13
Каждая из предложенных схем обустройства радиаторного отопления частного дома рассчитана на рабочее давление 2-2,5 бар и не более, а также максимальную температуру теплоносителя (воды) +90 градусов по Цельсию. Разность температуры воды в подающей и обратной трубе составляет 20 градусов.
Компания «Мегаскат» всегда готова предложить услуги по установке и подключению систем отопления. Подбирая схему разводки, мы учтем ваши пожелания и все факторы, влияющие на удобство эксплуатации, практичность и комфорт.
Системы водяного отопления с радиаторами
В. Д. Коркин, зав. кафедрой Санкт-Петербургского государственного академического института живописи, скульптуры и архитектуры им. И. Е. Репина
Из всех отопительных систем радиаторные водяные системы являются наиболее распространенными, особенно в жилых и общественных зданиях.
Первая такая система в России была запроектирована инженером Н. П. Мельниковым и смонтирована в 1908 году в здании Малого оперного театра в Санкт-Петербурге.
Следует заметить, что практика подтвердила гигиенические и технические преимущества водяного отопления. При водяном отоплении (по сравнению с паровым) отмечают относительно низкую температуру поверхности нагревательных приборов (радиаторов) и трубопроводов, достаточно равномерную температуру помещений, значительный срок службы, бесшумность действия, простоту обслуживания и ремонта.
Система водяного отопления может быть гравитационной (рис. 1а) или насосной (рис. 1б). На рис. 1 демонстрируются местные системы с котлами, расположенными непосредственно в отапливаемом здании.
В принципе, когда речь идет об отоплении, подразумевается поддержание в отапливаемых помещениях требуемого (отнюдь не всегда комфортного) значения температуры воздуха.
Системы местного водяного отопления
Системы водяного отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией (рис. 1а) имеют ограниченную область применения. Их используют, как правило, для отопления квартир или отдельных малоэтажных зданий. Возможно использование этих систем в зданиях, где недопустимы вибрация и шум. В системах с естественной циркуляцией предпочтение отдается верхней разводке подающих магистралей и, по возможности, большей разнице отметок между термоблоком и нагревательными приборами, потому как движущей силой здесь является плотность горячей и обратной воды.
Необходимо иметь в виду, что здание, оснащенное гравитационной системой, всегда предполагает наличие расширительного бака, расположенного в верхней части здания (выше магистральных трубопроводов).
Водяное отопление с искусственным побуждением теплоносителя – насосное отопление – получило наиболее широкое распространение.
При централизованном теплоснабжении можно рассматривать три способа присоединения систем отопления к наружным теплопроводам (рис. 2а, 2б, 2в). При этом все системы являются насосными, даже если насос непосредственно не устанавливается в отапливаемом здании. В таком случае в систему вода подается установками централизованного теплоснабжения.
Независимая (закрытая) схема присоединения системы насосного водяного отопления (рис. 2а) в известном смысле близка к схемам местного теплоснабжения. Котлы здесь заменяются водо-водяными теплообменниками. Часто саму систему заполняют деаэрированной водой или водой с добавками, исключающими коррозию трубопроводов. В таких системах используется либо высокое давление в сети теплоснабжения, либо специальный циркуляционный насос. Сама система, естественно, насосная.
При независимой схеме создаются независимые местный тепловой и гидравлический режимы отопительной системы. Первичная вода после теплообменников должна иметь значение температуры (tr), допустимое в отопительной системе. Температура же обратной воды в расчетном режиме не должна быть ниже 70°С.
Принципиальные схемы систем центрального насосного водяного отопления при присоединении к наружным трубопроводам
Схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и стояками различной конструкции
Схема однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой
Преимуществом независимой системы, кроме обеспечения индивидуальных гидравлического и теплового режимов, является возможность циркуляции воды (на некоторое время) для сохранения более или менее приемлемого теплового режима при авариях в наружных трубопроводах. Кроме того, такие системы отопления служат дольше, чем системы с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды. Заметим также, что и местные насосные системы (на одно здание) также могут иметь добавки к воде, гарантирующие замедление коррозии трубопроводов. Примерами могут служить отопительные системы Мраморного и Строгановского дворцов в Санкт-Петербурге.
Зависимая (открытая) схема присоединения системы отопления со смешиванием сетевой и обратной из системы отопления воды (рис. 2б) проще по конструкции и в обслуживании. Ее первоначальная стоимость, соответственно, ниже независимой системы (благодаря исключению таких элементов, как теплообменники, расширительный бак, насосы). Однако это в самом здании, но все эти элементы и их функции необходимо переносить в центр приготовления теплоты. Поэтому судить о стоимости отопительной системы, ориентируясь только на то, что мы имеем в самом здании, не всегда правильно.
Смешивание обратной воды из системы отопления с высокотемпературной водой из наружного подающего трубопровода осуществляют при помощи смесительного аппарата – насоса или водоструйного элеватора. Следует отметить, что насосная смесительная установка имеет ряд преимуществ перед элеваторной: во-первых, ее КПД выше; во-вторых, в случае аварии наружных тепловых сетей возможно, как и при независимой схеме, сохранение циркуляции воды в системе отопления, изменение температуры которой достаточно инерционно. Смесительный насос можно применять в системах отопления со значительным гидравлическим сопротивлением, тогда как при использовании элеваторной установки потери давления в системе отопления должны быть сравнительно небольшими.
Несмотря на все их недостатки, элеваторные вводные узлы получили наибольшее распространение благодаря их кажущейся дешевизне и простоте. Здесь имеет значение их относительная безотказность и сравнительно низкий уровень шума при эксплуатации.
Однако, как правило, при элеваторном вводе с отоплением компонуется и система горячего водоснабжения, которая не только невозвратно расходует деаэрированную воду, но и приводит к длительному отключению систем горячего водоснабжения, что не только приносит неудобство пользователям, но и является причиной ускоренного старения систем подачи горячей воды.
Прямоточная схема присоединения системы отопления (рис. 2в) к наружным трубопроводам наиболее проста и по конструкции, и по обслуживанию. Такая система имеет место при условии, что температура поступающей воды не выше допустимой в отопительной системе. Подобное положение обычно бывает при обслуживании одной небольшой котельной ряда соседних зданий. Недостатками такой системы являются ограниченность местного регулирования и зависимость теплового режима ряда зданий от так называемой «обезличенной» температуры воды в подающем наружном трубопроводе.
Все, что мы рассмотрели, это только принципиальные решения подачи в систему теплоносителя и его удаления из нее.
Кратко теперь оценим возможные принципиальные схемы водяного радиаторного отопления.
С конца 1940-х годов в нашей стране весьма широкое распространение получили однотрубные системы водяного отопления. К настоящему времени этими системами оборудовано большинство зданий и сооружений. Разновидностей таких систем немало, но принципиально они выполнялись либо с верхней разводкой магистральных трубопроводов, либо с нижней. Схемы и тех и других систем приведены на рис. 3 и 4. Как правило, однотрубные системы лишены возможности не только индивидуального регулирования теплоотдачи отопительных приборов, но и индивидуального учета теплоты, расходуемой на отопление того или иного помещения (или комплекса помещений). При этом следует помнить, что еще 20–30 лет тому назад индивидуального учета расходования теплоты на отопление в СССР не велось в связи с невысокой стоимостью топлива. К сожалению, в большинстве районов России возникают трудности с ее индивидуальным учетом и теперь, когда стоимость топлива резко возросла. Причин здесь много, но основная – невыгодность для теплогенерирующих и транспортирующих теплоту организаций индивидуального учета расходования тепловой энергии из-за несовершенства, высокой аварийности теплопередающих систем и больших потерь при транспортировке. Так, только в Санкт-Петербурге около 45% тепловых сетей находится в аварийном состоянии и требует ремонта и замены.
Следует иметь в виду, что однотрубные системы отопления нашли столь широкое распространение не случайно. Во-первых, эти системы были менее металлоемкими по сравнению с двухтрубными. Во-вторых, они оказались гидравлически более устойчивыми (особенно при низких значениях наружной температуры воздуха) по сравнению с двухтрубными. В-третьих, именно эти системы позволили при переменном перепаде температуры воды в стояках максимально индустриализировать их изготовление на заготовительных предприятиях. Их можно было производить (при определенных условиях) еще до возведения обслуживаемого ими здания.
Даже теперь можно говорить о предпочтительности этих систем в зданиях и сооружениях, где не требуется индивидуального учета расходования теплоты. К таким зданиям и сооружениям можно отнести учебные заведения, оздоровительные сооружения, банки, торговые сооружения и др.
Схемы двухтрубной системы отопления с верхней и нижней разводкой магистралей
Схемы поквартирного учета теплоты
Схемы отопительных систем малоэтажных зданий
В настоящее время для вновь проектируемых зданий наиболее широкое распространение находят двухтрубные отопительные системы (рис. 5). Главное их достоинство в том, что здесь достаточно доступным становится индивидуальный учет расходования тепловой энергии. Но при этом система должна иметь схему, отличную от общепринятых ранее. При такой схеме прямой и обратный стояки прокладываются, как правило, в лестничных клетках, а каждая квартира отдельно присоединяется к стоякам с установкой соответствующих приборов учета теплоты и регулирования теплоотдачи нагревательных приборов. Подобная схема приведена на рис. 6а.
При учете расходования теплоты в таких системах возможны варианты, и они приведены на рис. 6. Не рассматривая подробностей учета теплоты по квартирам, рассмотрим только два возможных варианта учета: поквартирный (рис. 6а) и поквартирно-домовой (рис. 6в). Квартирный режим в первом случае будет учтен достаточно точно. Поквартирные приборы нуждаются в квалифицированном техническом обслуживании и периодической поверке. Последнее связано с достаточно большими затратами. Эти затраты можно сократить в десятки раз, если перейти на упрощенную поквартирно-домовую схему учета тепловой энергии. Сущность схемы заключается в том, что на все здание ставится один интегрирующий тепловой счетчик, определяющий точный расход тепловой энергии в доме. В каждой же квартире на подающем трубопроводе системы отопления устанавливается обычный водомер на горячую воду. Квартирный режим при этом в первом случае будет учтен достаточно точно, во втором ошибка может составить до 10%. Спрашивается, что лучше? Решать должен собственник, но нам представляется, что для большинства пользователей второй вариант является предпочтительным.
В заключение остановимся на некоторых схемах водяного отопления малоэтажных зданий (рис. 7). На рассматриваемом рисунке приведены только однотрубная горизонтальная система и двухтрубная. Вариантов может быть больше. Но главное, на что следует обратить внимание, – это то, что в малоэтажном здании при наличии собственного источника теплоты потребность в дорогостоящих тепловых счетчиках отпадает. Схемное же решение отопления такого здания существенно зависит от местных условий, вида топлива и конструкции котла и термоблока.
Отопительная система должна соответствовать теплофизическим характеристикам здания, квартиры, коттеджа. Здесь имеются в виду следующие три обстоятельства. При понижении или повышении температуры наружного воздуха должна соответственно изменяться теплоотдача отопительными приборами. Система водяного отопления является инерционной и при легких малоинерционных ограждающих конструкциях не будет «успевать» следить за изменяющимися теплопоступлениями через эти конструкции. Следовательно, в части учета колебаний наружных тепловых воздействий система водяного отопления соответствует инерционным ограждающим конструкциям.
Второе обстоятельство имеет место при так называемой прерывистой подачи тепла, связанной с понижением температуры внутреннего воздуха в помещениях в нерабочее время с целью экономии энергии. Здесь опять целесообразно применять инерционные ограждающие конструкции с системами водяного отопления.
Третье обстоятельство. В ряде общественных зданий, таких как кинотеатры, церкви, магазины, в отдельные периоды резко возрастают тепло- и влагопоступления в помещения за счет пришедших людей. Здесь инерционную систему водяного отопления целесообразно использовать как базовую, дополненную системой воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией.
Вывод
Системы отопления развиваются в основном в соответствии с тремя факторами:
— политико-экономическим – соответствием теплового комфорта человека его убеждениям и политико-экономической обстановке в стране;
— гигиеническим и международным (см., например, труды «Healthy Building 2000», 6–10 августа 2000 г., Хельсинки);
— энергосберегающим (см. ряд статей в журнале «АВОК» за 1999–2002 гг.).
| Поквартирные системы отопления | ||
 |
 |
 |
