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.

Системы теплоснабжения многоквартирных домов

Конструктивные разновидности отопительных систем многоэтажных жилых зданий возникло в результате постепенного развития строительных технологий, увеличения этажности и стремления разработчиков получить наилучшие эксплуатационные показатели при наименьших затратах на строительство.

Большинство жильцов, обычно не интересуются устройством и принципами работы центрального отопления многоквартирного дома. Этот вопрос может стать актуальным только в случае снижения уровня комфортности в помещениях и необходимости настройки или при проведении ремонта с заменой трубопроводов и батарей.

Общая классификация

Системы отопления больших городских зданий могут быть классифицированы в зависимости от типа источника тепла и схемы трубопроводной разводки, применяемой для подключения отопительных приборов. Подача тепла в квартиры может происходить от:

• централизованных городских тепловых сетей;
• автономной котельной, обслуживающей только одно здание;
• индивидуальных котлов установленных в каждой отдельной квартире.

Для распределения тепла по отдельным помещениям схема отопления многоквартирного дома может предусматривать следующие схемы общедомовой трубопроводной разводки:

• однотрубная;
• двухтрубная;
• коллекторная или лучевая.

О каждой из этих схем и их достоинствах и недостатках, будет более подробно рассказано ниже.

Теплоноситель, применяемый для теплоснабжения

В качестве носителя тепла, циркулирующего по трубопроводам и радиаторам, используется горячая вода. В центральных тепловых сетях и автономных котельных ее специальным образом обрабатывают для удаления растворенного кислорода, солей жесткости и нерастворимых примесей. Это позволяет сделать меньше коррозионное воздействие на металлические трубы, избежать отложений накипи и образования илистых засорений.

Подготовленная вода стоит дороже обычной водопроводной и поэтому ее слив для выполнения ремонта системы отопления многоквартирного дома и последующее ее заполнение, чтобы запустить, могут происходить только с разрешения и под контролем теплоснабжающей или эксплуатирующей организации. Самовольный слив теплоносителя из отопления влечет за собой административное наказание в виде штрафа.

В индивидуальном квартирном отоплении подобная подготовка не предусматривается из-за небольшого количества циркулирующей воды и гарантии, что отсутствует течь.

Подача от городских сетей

Централизованное теплоснабжение многоэтажных жилых домов досталось нам в качестве наследия планового управления со времен существования Советского Союза. Сегодня такой способ обеспечения жилого фонда тепловой энергией все еще является наиболее распространенным.

Главное достоинство центрального отопления заключается в том, что жильцам домов не приходится решать вопросы, связанные с эксплуатацией и ремонтом оборудования и трубопроводов. Ежегодный запуск и необходимый капремонт сетей входит в обязанности городской теплоснабжающей организации. При централизованном и автономном отоплении отдельные элементы могут быть отремонтированы или переделаны только по согласованию с теплоснабжающей организацией.

В качестве недостатков таких инженерных систем считают большие потери тепла в распределительных сетях, зависимость населения от качества работы теплоснабжающей организации и невозможность обеспечения индивидуальных условий комфортности.

Расчетная температура подачи в городских сетях может находиться в пределах 90-115˚C, а существующие нормы безопасной эксплуатации оборудования запрещают нагрев доступных горячих поверхностей более 60˚C для предотвращения возможных ожогов.

Поэтому на вводе труб в здание смонтирован специальный элеваторный узел. В нем происходит смешивание горячего теплоносителя из подачи с охлажденной водой из обратки, возвращающейся от потребителя, поменяв температуру на допустимую. Расчет элементов, обслуживание элементов и смена регулирующего сопла элеватора производится только работниками теплоснабжающей организации.

Автономная котельная для одного здания

Источники тепла, обслуживающие только один городской дом стали строить в последние два десятилетия. Котлы устанавливаются в специальном помещении на крыше, в пристройке или в отдельно стоящем здании недалеко от жилого дома. Уровень автоматизации такой котельной не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала и может обеспечить центральный диспетчерский контроль над работой оборудования.

Отсутствие больших распределительных сетей позволяет отказаться от использования перегретой воды, что снижает тепловые потери и повышает уровень обеспечения комфортности. Подача теплоносителя в квартиры производится по главным стоякам, расположенным в каждом подъезде или сразу по трубам верхней разводки, если котельная установлена на крыше.

Котлы в квартирах

Этот вариант отопления квартиры в многоквартирном доме стал применяться относительно недавно в современных новостройках и жилых домах после реконструкции. Автономные квартирные конструкции обеспечивают самый высокий уровень комфорта в квартире. Хозяева сами определяют температурный график работы котла независимо от сторонних теплоснабжающих организаций. Такая система запускается и выключается только при необходимости, не допуская излишнего расхода энергоресурсов.

Среди недостатков индивидуального отопления можно назвать необходимость обеспечения технического обслуживания и ремонта установленного оборудования и зависимость от стабильной электроэнергии в сети. Многие жильцы оказались перед необходимым выбором компании для профессионального сервисного обслуживания и разработкой средств дополнительной защиты.

Виды внутридомовых распределительных систем

Для количественного распределения теплоносителя внутри МКД используются трубы, вода по которым движется:

• снизу вверх из подвала или подполья;
• сверху с чердака или верхнего этажа;
• по главному стояку подъезда с последующим подключением каждой квартиры.

Принятый способ распределения влияет на равномерность работы отопительных приборов и уровень доступности для регулирования и выполнения текущих ремонтных работ.

Нижняя подача тепла

Система центрального теплоснабжения с нижним распределением теплоносителя обычно работает в многоквартирных домах высотой до шести этажей, при этом конструктивно могут быть однотрубными или двухтрубными.

Схемы с подачей по одной трубе

В этом случае греющая вода подается по одному вертикальному стояку с последовательным прохождением через все установленные радиаторы. На последнем этаже труба горизонтально переходит в соседнее помещение и опять по вертикали опускается. Сами стояки подключены к организованной разводке распределительных лежаков в подвале здания, проходящих вдоль наружной стены.

Достоинство такой конструкции заключается в минимальном расходе необходимых для монтажа труб. Поэтому такие тепловые схемы широко применялись в советских проектных разработках, когда проектирующие организации получали премии за экономию материалов. Однако главный недостаток однотрубной системы заключается в неравномерном распределении тепла между потребителями. Первая батарея походу воды самая горячая, а последняя окажется недостаточно нагретой.

Для изменения ситуации была разработана усовершенствованная схема «ленинградка». Она предусматривает наличие замыкающей перемычки между двух труб подключения отопительного прибора, позволяющей регулировать расход. В этом случае часть горячего теплоносителя проходит мимо радиатора, и распределение тепла получается более правильно. Однако, как показала практика, многие предприимчивые жильцы стали устанавливать на этих перемычках краны и закрывать их, что снова привело к предыдущей ситуации.

Двухтрубная система

По названию этой схемы можно понять, что подача в стояках осуществляется по одному трубопроводу, а охлажденная вода отводится по другому. Тепло в этом случае поступает более равномерно, поскольку температура подачи на всех батареях одинакова. Однако установка второго стояка увеличивает расход труб для монтажа почти в два раза, по сравнении с однотрубной циркуляцией. Именно поэтому в советские времена двухтрубные разводки повсеместного применения не получили.

Эксплуатационная практика показала, что и применение двух труб не является идеальными и не решает полностью проблемы правильного распределения тепла. Гидравлическое распределение потоков дает первым походу воды приборам явное преимущество и запускает в них больше теплоносителя. В результате нижние этажи обогреваются более качественно, а верхние хуже. Выполнение принудительной регулировки никакого эффекта на практике не дает. Через некоторое время жильцы самостоятельно вернут все в исходное состояние.

Верхняя подача тепла

Применяется в домах высотой более семи этажей. В каждом подъезде теплоноситель подается вверх на чердак или последний этаж по главному стояку большого диаметра. После этого отводится к однотрубным стоякам по распределительным трубам и опускается вниз с последовательным прохождением каждого отопительного прибора.

Для высотных многоэтажек более 12 этажей вся конструкция может быть разбита на два или три отдельных блока по вертикали и устройством отдельного распределения потоков воды для каждого из них. В этом случае в конструкции здания часто предусматривается наличие специального технического этажа или распределительную разводку проводят внутри квартир. В подвале или техническом подполье все стояки снова присоединяются к одному обратному трубопроводу.

Достоинства и недостатки таких систем полностью соответствуют описанным выше традиционным однотрубным, с еще большим различие в качестве отопления между верхними и нижними этажами. Довольно часто жильцы первых этажей вынуждены жить в холоде.

Отдельное подключение каждой квартиры

Принцип работы схем теплоснабжения с индивидуальным распределением тепла предусматривает устройство подающего и обратного трубопровода большого диаметра, проходящего по подъезду или расположенного в технической нише. К этому главному стояку подключены все квартиры по отдельности. На входе труб может быть установлен счетчик, для организации учета потребляемой энергии, и регулирующая арматура для организации необходимого температурного режима в помещениях.

Теплоноситель внутри квартиры может распределяться по горизонтальной однотрубной, двухтрубной или лучевой схеме. Последний вариант водяного отопления предусматривает отдельное подключение каждого отопительного радиатора к распределительному коллектору. Это позволяет обеспечить не только равномерное распределение тепла, но и подать на каждый радиатор необходимое количество горячей воды, поддерживая минимум температуры теплоносителя.

Поквартирные лучевые или коллекторные схемы являются на сегодняшний день наиболее эффективными и надежными в эксплуатации и обслуживании. Наличие теплового счетчика позволяет жильцам самостоятельно контролировать свои расходы на отопление квартиры. Однако высокие капитальные затраты на монтаж пока еще не устраивают большинство компаний и существенно ограничивают широкое применение лучевых распределительных систем в жилищном строительстве.