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.

Двухтрубная система отопления – преимущества, сравнение с другими системами

Хозяевам многих индивидуальных домов приходится самостоятельно решать проблему обогрева своих жилищ при помощи радиаторных теплообменников или теплых полов. При подключении батарей чаще других используется двухтрубная система отопления.

Далеко не всегда разводку теплообменных приборов делают по планам и схемам, предложенным специалистами-проектировщиками с инженерной квалификацией. Если хозяева подключают радиаторы к отопительной системе самостоятельно или при помощи наемных работников, им следует знать варианты организации как однотрубного, так и двухтрубного отопления, различные способы подсоединения теплообменников.

Рис. 1 Двухтрубная система отопления и примеры прокладки из труб полипропилена

Что такое двухтрубное отопление

В большинстве отопительных систем используется водонагревательный котел на электроэнергии, газе, различных видах твердого и жидкого топлива. От него нагретая вода отправляется по линии подачи на теплообменные приборы, а охлажденная после прохождения через батареи возвращается обратно в котел для последующего нагревания.

Если в качестве подающей и обратной линии используется одна труба, систему называют однотрубной.

При применении отдельных, не связанных между собой трубопроводов подачи и обратки говорят о двухтрубной схеме подключения (разводке).

Рис. 2 Однотрубное последовательное (проходное) подсоединение батарей — особенности

Сравнение двухтрубной разводки с однотрубной и ее особенности

Один из самых простых вариантов сделать отопление радиаторами — подключить их последовательно друг за другом. При таком соединении на первый теплообменник будет поступать самая горячая вода, и он будет отдавать наибольшее количество тепла.

Температура на каждой из последующих батарей будет постепенно понижаться, в итоге самая последняя останется наиболее холодной и практически перестанет обогревать помещение. Ни одним из известных способов при последовательном соединении не удастся отрегулировать или сделать примерно одинаковой теплоотдачу всех радиаторов.

Существует намного более эффективная однотрубная схема подключения с нижней разводкой ленинградка, при которой все теплообменники подсоединяют к одной линии параллельно. При этом основной трубопровод отходит от выхода котла и делает петлю, возвращаясь к обратному входу. Батареи подключают к магистрали через два нижних отвода или по диагонали, осуществляя подачу теплового носителя на верхний патрубок и отток обратки с нижнего.

Рис. 3 Схемы лениградки с нижним и диагональным подключением радиаторных приборов

Узел нижнего подключения радиатора – как правильно выбрать и установить. На нашем сайте есть отдельная статья посвященная детали трубопровода с помощью которой производится нижнее подключение радиаторов, виды и инструкция по установке.

Центральную трубу делают большого размера, в зависимости от количества батарей используют диаметр изделий в 32, 40 или 50 мм (для полипропиленовых труб). Размеры отводов к радиаторам берут немного меньше, к примеру 20 или 25 мм.

Так как теплоноситель, проходящий по центральной трубе большого внутреннего сечения не успевает сильно охладиться, на все радиаторы в цепи отопительная жидкость поступает примерно одинаковой температуры. Иногда последние батареи остаются холодными, если вода по пути успела остыть.

Основной недостаток однотрубной системы ленинградка — неравномерный нагрев теплообменных приборов с уменьшением температуры более удаленных от котла. Его можно устранить двумя методами — постепенным увеличением числа секций в отдаленных радиаторах или балансировкой вентильными кранами входных потоков.

Для этого в цепи горячей подачи каждой из батарей устанавливают кран и открывают их на минимальную подачу в первый прибор и максимальную в последний, то есть постепенно увеличивают проходной канал по батарейной цепи от котла.

Перечисленными способами можно сбалансировать однотрубную систему ленинградка с нижней или диагональной разводкой для равномерного прогрева всех приборов.

Однако и в этом случае ленинградка существенно уступает двухтрубной схеме по главному критерию, а именно производительности. Из-за того, что обратка и подача протекают по одной трубе, температурная разница между ними не превышает 5 °С. Это говорит о том, что радиаторные теплообменники неэффективно отдают тепло, то есть жидкость протекает по замкнутой цепи с очень низкой теплоотдачей.

Рис. 4 Разновидности биметаллических (алюминиевых) батарей

В результате тепловая и электрическая энергия расходуются на обеспечение в основном бесполезной циркуляции в контуре с сопутствующими теплопотерями, а не на тепловой обмен в батареях.

В двухтрубных системах теплоноситель подается по одному трубопроводу, а охлажденная вода от каждого радиатора собирается в другую трубу и направляется к котлу. Так как ветви подачи и обратки не связаны между собой, температурная разница между ними составляет около 10 °С, что говорит о более высокой эффективности теплоотдачи батарей.

К тому же поступающая к каждому радиатору отопительная жидкость имеет примерно одинаковую температуру, дельта которой возрастает с увеличением протяженности трубопроводной магистрали и падает при возрастании ее диаметра.

В итоге выходит, что по энергоэффективности (КПД) двухтрубная система отопления в два и более раз превосходит ленинградку.

В схеме разводки с двумя трубами температура радиаторов при большой протяженности линии может существенно отличаться. Для ее выравнивания и регулировки устанавливают терморегуляторы или балансируют всю радиаторную линию с помощью вентильной арматуры.

К недостаткам двухтрубной прокладки относят высокий расход трубных материалов, однако из-за их более малого диаметра потери в стоимости слегка нивелируются.

Рис. 5 Панельные теплообменники и варианты их монтажа

Подключение радиаторов — способы и арматура

Основные типа радиаторов, которые наиболее широко применяют для обогрева индивидуального жилья — алюминиевые или биметаллические, а также стальные панельные.

Каждый из приведенных видов имеет четыре выходных патрубка — к двум подключают трубопроводы подачи и обратки, к одному кран Маевского для спуска воздуха, и на последний устанавливают заглушку.

Биметаллические и алюминиевые приборы подсоединяют к отопительным трубопроводам сбоку, снизу, по диагонали, иногда через Н-образный ввод (бинокль), при этом подача теплоносителя в отсутствии нижнего подключения всегда осуществляется сверху.

По эффективности теплообмена наиболее предпочтительным вариантом считают диагональное подключение. Однако многие специалисты находят нижнее подсоединение не менее удачным вариантом, хотя бы в том отношении, что секции реже нуждаются в промывке. При нижней подводке ток жидкости смывает весь осадок, отложившийся внизу радиаторных секций.

Боковое подсоединение считается наименее удачным вариантом из-за того, что дальний батарейный участок с большим количеством секций часто плохо прогревается.

Для подсоединения панельных видов чаще используют узлы нижнего подключения в виде бинокля, которые могут располагаться сбоку, внизу с краю или посередине панели. Сверху в них вкручивают кран Маевского и заглушку. Также панели могут подсоединяться через боковые и нижние патрубки по аналогии с биметаллическими и алюминиевыми приборами.

Чтобы радиатор можно было отключить от линии без слива теплоносителя, на его входном и выходном патрубках ставят вентильные или отсечные шаровые краны. Для регулировки температурного режима на верхнем входе биметаллических (алюминиевых) приборов монтируют терморегулятор.

Рис. 6 Скрытый в полу и стенах трубопровод для подключения биметаллических (алюминиевых) радиаторов

Система отопления двухэтажного частного дома – варианты, схемы, монтаж. В отдельной статье подробно рассказывается про возможные варианты организации автономной системы отопления частного дома, схемы, оборудование, монтаж.

Двухтрубная система отопления — виды разводок

В отличие от однотрубной, в индивидуальном строительстве намного чаще применяется двухтрубная система отопления частного дома схема которой имеет чуть большее число вариантов. Нередко двухтрубное подключение сочетают с однотрубным, если необходимо подвести отопительную жидкость к одному или двум теплообменникам.

Тупиковая

Тупиковую разводку относят к самым простым видам. При ее реализации от котла прокладывают трубопровод подачи и подсоединяют его через тройниковые отводы к каждой из батарей. Аналогичным способом монтируют линию обратки — подключают ее через тройники также к каждому радиатору.

Итогом такой укладки является то, что в самый ближний к котлу радиатор поступает наиболее горячий теплоноситель, и его обратка также имеет самую высокую температуру. К последней в цепи батарее доходит жидкость с самой низкой температурой, соответственно и обратка в ней наиболее холодная.

Так как первый радиатор нагревается больше других, а последний хуже всех, то данная закрытая система нуждается в балансировке. Для этого в каждую из батарей на входе подающей линии устанавливают терморегулятор.

Рис. 7 Тупиковая и попутная схемы

Попутная

В попутной двухтрубной (схеме Тихельмана) так же каждую батарею подсоединяют к не связанным друг с другом подающим и обратным ветвям. Однако к котлу обратный трубопровод ведут не от первой в цепи батареи, а от последней, то есть направление потока в обоих линиях совпадает, отсюда и название попутная схема отопления. В результате общие контуры каждого радиатора, состоящие из подающего и обратного трубопровода, имеют одинаковую длину, и соответственно их температуры равна.

Это позволяет отказаться от балансировки радиаторной цепи рядом вентилей или терморегуляторов и обойтись одним прибором установки температурного режима на котле.

К недостаткам попутки относят в полтора раза большее количество труб в сравнении с тупиковой укладкой. Связано это с тем, что обратка совершает петлю в прямом и противоположном направлении, в то время как в тупиковой схеме она прокладывается только в одну сторону и оканчивается тупиком.

В самотечных системах

В гравитационных самотечных системах нагретая вода от котла поступает в верхний расширительный бак. Обычно емкость помещают на чердаке 2-х этажного или более высокого дома — это позволяет создать в контуре напор, близкий к одному бару.

От емкости снизу под уклоном отходит общий трубопровод с боковыми ветвями, которые подключают к верхнему патрубку каждого из радиаторов.

Выход каждой батареи также подключен к общей трубе обратки, которая с уклоном подводится к котлу. Обычно радиаторы подсоединяют по диагонали, но некоторые хозяева практикуют не слишком эффективное с точки зрения теплопередачи боковое присоединение теплообменников.

Рис. 8 Двухтрубная диагональная и боковая разводка в самотечных контурах

Лучевая двухтрубная система отопления

Рассмотренные выше тупиковая и попутная схемы подключения в основном относились к наружной прокладке трубопроводов для подсоединения алюминиевых и биметаллических приборов.

Эти варианты не совсем подходят для монтажа панельных и биметаллических батарей с нижними узлами подключения. Обычно для них прокладывают гибкий трубопровод из сшитого, термостойкого полиэтилена или металлопластика под полом. При этом используют лучевую (коллекторную) разводку от распределительных гребенок. К каждому из радиаторов подходит свой подающий и обратной трубопровод.

Обычно разводящий коллектор устанавливают посередине дома на каждом этаже — в этом случае длины ветвей к каждому радиатору приблизительно одинаковы также, как и их температуры.

При необходимости установки различных температурных режимов на каждой гребенке коллектора имеется свой регулятор потока, с помощью которого можно задавать нужный нагрев любого радиатора вне зависимости от других.

Вертикальная многоэтажных домов

В индивидуальных или коммунальных многоэтажных домах в помещениях иногда прокладывают два вертикальных подающих и обратных трубопровода. Обычно батареи к ним подключают сбоку, иногда используют и диагональное подсоединение.

Для осуществления возможности снятия приборов для ремонта или обслуживания, в каждый из двух подсоединительных патрубков устанавливают отсечные шаровые или вентильные краны.

Рис. 9 Коллекторная и вертикальная разводки

Виды и диаметры труб

Основные требования к отопительным трубопроводам — высокая термостойкость, низкая теплопередача, малое гидравлическое сопротивление, большой срок службы, отсутствие кислородопроницаемости при использовании в металлических панельных теплообменниках.

При наружной или скрытой под полом, в стенах прокладке данным условиям в наивысшей степени соответствуют трубы из полипропилена армированные стекловолокном. Более лучшим по температурным и напорным характеристикам является полипропилен с дополнительной алюминиевой оболочкой, однако его теплопроводность чуть выше.

На практике большинством монтажников отопительных систем из полипропилена принято, что для укладки двухтрубных линий наиболее подходящими являются изделия диаметром 32 мм.

Для подсоединения батарей используют тройниковые переходы с 32-го на 20-й диаметр и соответственно отрезками 20 мм труб производят их обвязку.

В самотечных системах скорость движения потока невысока, поэтому чтобы обеспечить эффективный обогрев, требуется транспортировка больших объемов теплоносителя и соответственно увеличенное проходное сечение труб.

В гравитационных контурах рационально использовать подающие и обратные трубопроводы диаметром 40 мм с 25 мм отводами для привязки батарей.

Если используют однотрубную ленинградку, основной трубопровод делают диаметром 40 или 50 мм (размер зависит от протяженности линии) с отводами для подключения теплообменников соответственно диаметрами 20 или 25 мм.

Для подсоединения панельных радиаторов магистраль часто прокладывают под полом, используя материалы из сшитого РЕХ или термостойкого PERT полиэтилена с кислородонепроницаемой оболочкой. Так как к каждому теплообменному прибору подходит своя ветвь небольшой протяженности, имеющая малое гидравлическое сопротивление, трубный диаметр может быть снижен, к примеру до 16 или 20 мм.

Рис. 10 Схема двухтрубной принудительной попутной отопительной системы

Отопление в частном доме из полипропиленовых труб – нюансы, расчет. Возможно будет интересно подробнее почитать про организацию системы отопления из полипропиленовых труб в частном доме.

Как сделать двухтрубную систему отопления

При желании можно смонтировать двухтрубную разводку в частном доме своими руками, однако для этого придется приобрести или взять напрокат паяльник для пайки полипропилена.

После этого следует потренироваться на стыковке отрезков полипропилена, соблюдая технологию и временные интервалы соединения деталей и их остывания.

Стоит отметить, что качественный монтаж двухтрубной системы отопления дома из полипропилена в наивысшей степени зависит от человеческого фактора, то есть при сложной разводке с большим числом стыковых соединений лучше воспользоваться услугами специалиста.

Для монтажа алюминиевых и биметаллических радиаторов понадобится реализуемый в торговой сети комплект из переходных футорок с дюймовых диаметров 1 на 1/2 или 3/4, с заглушкой и краном Маевского, крепежными крюками на дюбелях.

Рис. 11 Монтажный комплект для обвязки радиаторов и его применение

Обычно процедура подключения радиаторов к наружному двухтрубному контуру из полипропилена состоит из следующих операций:

• Вначале вдоль стен укладывают две трубы подачи и обратки. Это делается для того, чтобы определить наиболее оптимальное размещение радиаторов на стене под окном.
• Далее с помощью лазерного или обычного строительного уровня производят разметку под подоконником крепежных отверстий с таким расчетом, чтобы батарея располагалась по центру окна на расстоянии 100 — 150 мм от пола и подоконника.
• В намеченных точках сверлят отверстия, вбивают дюбеля и вкручивают крюки, на которые затем подвешивают радиатор.
• Перед закреплением батареи подготавливают ее для подключения к трубопроводу. Во все четыре резьбовых патрубка вкручивают футорки с силиконовыми прокладками, в них закручивают заглушку и кран Маевского, а также на вход и выход — переходные патрубки с металла на полипропилен, устанавливает терморегулятор.
• От арматуры подготовленного к монтажу и повешенного на стену радиатора делают отметки перпендикулярно к проложенным трубопроводам подачи и обратки. Каждый из них обрезают, впаивают в разрез переходные тройники с диаметра 32 на 20 мм.
• 20 мм отводы тройников соединяют методом пайки с входными и выходными полипропиленовыми патрубками радиаторов, после чего их монтаж можно считать завершенным.
• В конце заполняют батареи теплоносителем, стравливают воздух через кран Маевского и проверяют их на наличие протечек.

Рис. 12 Этапы монтажа радиаторов к отопительному ПП-трубопроводу

Благодаря высокой эффективности двухтрубная система отопления в частном доме не имеет конкурентов при организации радиаторного обогрева помещений. При наружной прокладке магистрали чаще используют трубопровод из полипропилена со стекловолоконным или алюминиевым армированием, соединяемый методом пайки.