Отопление с верхней разводкой и розливом: системы и схемы

Системы отопления с верхней разводкой

При выборе способа подачи теплоносителя к радиаторам учитывают особенности планировки здания, которые определяются наличием подвалов, технических этажей и других подсобных помещений. Верхняя разводка системы отопления — организация обогрева жилья с трубами, расположенными под потолком или на чердаке. Первый вариант востребован в многоэтажных зданиях, а второй — в одноэтажных домах.

ТМ Ogint реализует в широком ассортименте оборудование и комплектующие элементы для монтажа отопительной сети с верхней разводкой. Представленные в продаже модели радиаторов и трубопроводная арматура производятся в соответствии с требованиями европейских стандартов и адаптированы к эксплуатации на территории России.

Особенности верхней разводки

Водяное отопление с верхней разводкой используется при отсутствии возможностей прокладки подающей и обратной магистралей с теплоносителем в стяжке, на уровне пола или в подвале. Востребован такой вариант подачи рабочей среды и при монтаже системы обогрева c естественной циркуляцией.

К преимуществам схемы отопления с верхней разводкой относятся:

  • простота монтажа. Трубопровод можно скрыть в потолочных конструкциях или на чердаке, что улучшает эстетическое восприятие коммуникаций. При монтаже магистралей с теплоносителем под потолком следует учитывать размещение мебели, избегая закрывания патрубков;
  • низкие потери тепла. Нагретый воздух в помещении поднимается вверх и компенсирует теплоотдачу труб, поэтому значительная часть тепловой энергии поступает в отопительные приборы;
  • хорошие гидродинамические показатели. Используя аксонометрию и методику гидравлического расчета, можно спроектировать систему обогрева с минимальным количеством угловых поворотов и разветвлений.

Основные недостатки сети с верхней разводкой — рост расходов на приобретение материалов. Кроме того, возникает необходимость установки более мощного отопительного оборудования из-за увеличения объема теплоносителя.

В зависимости от конструктивных особенностей сеть с верхней подачей рабочей среды может быть однотрубной или двухтрубной.

Однотрубная система

В однотрубных системах с верхней разводкой теплоноситель подается к самой верхней точке, а затем распределяется по радиаторам. Они характеризуются последовательным подключением батарей, что приводит к зависимости степени нагрева от протяженности коммуникаций и невозможности регулировать температуру каждого отопительного прибора. При монтаже однотрубных сетей необходимо соблюдать уклон подающего трубопровода, который составляет 5-7 мм на 1 м.п. в сторону перемещения рабочей среды. Он улучшает циркуляцию теплоносителя и обеспечивает более равномерный нагрев помещений.

По расположению труб, соединяющих отопительные приборы, однотрубные системы бывают горизонтальными и вертикальными.

Вертикальная схема с верхней разводкой получила распространение при строительстве многоэтажных жилых зданий в начале 50-х годов прошлого века. Сегодня она востребована и в домах высотой 4-9 этажей и более, и в одноэтажных коттеджах площадью до 100 м2. Чтобы устранить недостатки системы и обеспечить эффективное потребление тепловой энергии, радиаторы однотрубной системы оснащаются следующей трубопроводной арматурой:

  • воздуховодчиками. Их функции выполняют краны Маевского с колпачком или под отвертку, которые служат для удаления скопления воздуха;
  • терморегуляторами и термостатическими элементами. Они позволяют контролировать температуру нагрева каждого радиатора;
  • отсечными клапанами. Установка запорной арматуры дает возможность проводить профилактические и ремонтные работы без слива теплоносителя в системе.

Батареи для однотрубной сети с верхней разводкой подбирают, учитывая условия эксплуатации и величину давления в трубопроводе. Для многоквартирных домов с центральным отоплением подойдут биметаллические и чугунные модели, способные выдерживать значительные гидравлические удары. В одноэтажных зданиях устанавливают батареи из чугуна. Алюминиевые приборы отопления можно использовать при наличии контроля состава и уровня кислотности теплоносителя.

Двухтрубная сеть отопления

Двухтрубная система обогрева с верхней разводкой отличается параллельным подключением радиаторов и предусматривает наличие двух магистралей для транспортировки теплоносителя — подающей и обратной. По первой циркулирует нагретая рабочая среда, а вторая служит для отвода остывшей воды.

Для монтажа двухтрубной схемы потребуется больше материалов и комплектующих. Однако затраты и сложность проведения работ компенсируются следующими преимуществами:

  • возможностью подключения системы «теплый пол»;
  • равномерным распределением нагретого теплоносителя по всем приборам отопления;
  • установкой регулирующей арматуры, как на обвязку радиаторов, так и на отдельные контуры.

В зависимости от способа перемещения рабочей среды двухтрубные системы разделяют на коммуникации с естественной и принудительной циркуляцией. Сети первого типа используются для организации обогрева помещений в частных домах, общая площадь которых составляет до 400 м2. Диаметр труб должен обеспечивать транспортировку теплоносителя с определенной скоростью. Чтобы правильно подобрать сечение трубопровода, производят расчет системы отопления. Сети с верхней разводкой и естественной циркуляцией должны оснащаться расширительным баком, который размещают в самой верхней точке. Обычно она находится на чердаке, поэтому корпус резервуара следует утеплять.

Принудительная циркуляция в сети отопления с верхней разводкой достигается двумя способами. В первом случае трубопровод комплектуется циркуляционным насосом и мембранным баком, который устанавливают на прямом участке обратной магистрали. Сети отопления такого типа служат для обогрева частных домов, поэтому для их монтажа можно использовать чугунные или алюминиевые радиаторы. При установке моделей из алюминия следует контролировать состав теплоносителя. В многоэтажных домах с центральным отоплением циркуляция обеспечивается за счет высокого давления в сети. Для длительного и бесперебойного функционирования коммуникаций подбирают батареи, которые отличаются устойчивостью к гидравлическим ударам.

В перечне продукции ТМ Ogint большой выбор радиаторов, подходящих для монтажа систем с верхней разводкой разного типа. Комплектация трубопроводов запорной и регулирующей арматурой позволит эффективно использовать тепловую энергию и контролировать ее расход.

Разводка отопления: как все устроено

Какой не редкость разводка труб отопления в многоквартирном доме? Что такое верхняя разводка отопления и чем она отличается от нижней? Какие конкретно размеры труб употребляются? Что такое элеватор? Попытаемся ответить на эти вопросы.

Терминология

Сначала чтобы не было путаницы определимся с терминами.

  • Элеваторный, либо тепловой узел – место, где сосредоточено управление отопительной системой и горячим водоснабжением дома либо его части.

Помимо этого: элеваторный узел приводит давление и температуру теплоносителя к оптимальным для работы отопительной системы показателям. Так, перепад между подающей и обратной нитками автострады достигает 4 кгс/см2; одновременно с этим для циркуляции воды через батареи достаточно перепада в 0,2 кгс/см2.

  • Водоструйный элеватор – главный элемент элеваторного узла, камера смешения, в которой более тёплая вода с подачи смешивается с вовлекаемой в повторную циркуляцию водой обратки.
  • Подсос – труба, соединяющая подачу и обратку в элеваторном узле. Через нее более холодная вода обратного трубопровода поступает на повторный цикл циркуляции.
  • Розлив (лежневка) – горизонтальная труба, подающая теплоноситель от элеваторного узла к стоякам.
  • Стояки – вертикальные участки системы отопления, подающие воду конкретно к отопительным устройствам.
  • Подводки – трубы, соединяющие стояк с батареей.

Итак, какие конкретно схемы разводки систем отопления смогут употребляться в многоквартирных зданиях? Какие конкретно элементы они включают?

Элеваторный узел

Минимальный джентльменский комплект для несложного элеваторного узла складывается из:

  1. Пары входных задвижек – на подающей и обратной нитках.
  2. Грязевика на подаче и, реже, на обратке.
  3. Фактически элеватора с соплом и подсосом.
  4. Домовых задвижек, отсекающих домовую систему отопления.
  5. Пары сбросов, разрешающих всецело осушить систему.
  6. Контрольных вентилей для температуры и замера давления.

Опционально смогут находиться:

  1. Врезки тёплого водоснабжения (по одной либо по две на каждую нитку). Во втором случае для обеспечения постоянной циркуляции через контур ГВС фланец между врезками на каждой нитке комплектуется подпорной шайбой.

  1. Врезки отдельных потребителей (торговых киосков, магазинов и т.д.). Тут шайбируется сама врезка на фланце перед запорной арматурой; шайба ограничивает расход воды через отдельный контур.

Розливы

В зависимости от их размещения выделяют две схемы разводки отопления.

Нижний

Нижний розлив, либо система отопления с нижней разводкой употребляется в большинстве современных зданий. И подающий, и обратный розливы находятся в подвале. Стояки соединяются попарно перемычками, размещенными в квартире верхнего этажа либо на чердаке; в верхней точке каждой перемычки присутствует воздушник (кран Маевского).

Любой стояк является перемычкой между розливами. Неизбежный дисбаланс между ближними к элеваторному узлу и дальними от него стояками компенсируется отличием в проходимости и размерах труб. Приведем обычные значения ДУ для контура отопления, обслуживающего подъезд в современном десятиэтажном доме.

УчастокДУ труб
Розливы вблизи элеваторного узла50
Розливы у концевых стояков40
Стояки20-25

Какие конкретно преимущества дает нижняя разводка труб отопления?

  • Вся запорная арматура на парных стояках сосредоточена в одном месте. Для отключения не требуется подниматься на чердак.

  • Сброс теплоносителя в технический подвал при ремонте не воображает никаких неприятностей.

Но: часто подвалы употребляются под складские либо подсобные помещения магазинов. В этом случае о каком-то преимуществе сказать, сами осознаёте, не приходится: сбрасывать стояки придется через шланг в канализацию.

Основной недочёт, которым владеет нижняя разводка систем отопления – трудоемкость их запуска по окончании сброса. Дабы циркуляция началась через все стояки, необходимо стравливать воздушное пространство. В это же время не все обитатели верхних квартир могут это делать; не следует забывать и про пустующие помещения.

Верхний

Верхний розлив, либо отопление с верхней разводкой подачи в полной мере предсказуемо отличается тем, что подающая нитка розлива вынесена на чердак. Обратка остается в подвале. Любой стояк представляет собой отдельный, свободный от других стояков элемент.

На чердаке, кроме розлива подачи, в этом случае оказываются:

  1. Отсекающие стояки от подачи вентиля.
  2. Заглушки для их сброса (правильнее, для подсоса воздуха, нужного, дабы всецело осушить группу отопительных устройств).
  3. Расширительный бак. Не обращая внимания на наименование, он не компенсирует повышение объема теплоносителя при нагреве (система так как не автономна, а подключена к теплотрассе). Бак, расположенный в верхней точке подающего розлива, проложенного с минимальным уклоном, помогает для сбора воздуха, который удаляется оттуда через сбросной вентиль.

Такая схема разводки системы отопления массово использовалась приблизительно до 80-х годов прошлого века.

Как она выглядит на фоне нижнего розлива?

  • Главная неприятность тут – трудоемкость сброса запуска отдельного стояка. Для полного его осушения нужно:
  • Перекрыть вентиль на чердаке.
  • Перекрыть вентиль в подвале и выкрутить заглушку.
  • Выкрутить заглушку на чердаке.

Любопытно: целым домом система отопления с верхней разводкой подачи сбрасывается и запускается куда несложнее, в особенности в случае если сброс от расширительного бака отопления выведен в элеваторный узел. Увы: сброс дома связан с утратой громадного количества теплоносителя, что нежелательно с позиций экономии тепловой энергии.

  • Основное преимущество верхнего розлива – как раз в том, что запуск предельно несложен и не зависит от жильцов дома. Достаточно только медлительно (чтобы не было гидроудара) открыть домовые задвижки на подаче и обратке, по окончании чего остается только скинуть воздушное пространство из расширительного бака.

Стояки

Разводка теплоносителя по отопительным устройствам в частном доме возможно горизонтальной и вертикальной (стоячной). В многоквартирных зданиях на различных участках эти схемы соседствуют: в случае если розлив всегда представляет собой горизонтальную разводку, то стояк – разводка вертикальная.

Что полезно знать о стояках в многоквартирном доме?

  • Ни на одном этаже, не считая верхнего в доме с нижним розливом, врезки радиаторов не должны замыкать между собой парные стояки. В случае если врезать отопительный прибор между подающим и обратным стояками на пятом этаже десятиэтажного дома, обитатели верхних этажей будут мерзнуть: циркуляция выше врезки фактически остановится.
  • В зданиях новых проектов один из парных стояков часто делается холостым (другими словами не подключается к батареям). Схема разводки отопления с холостыми стояками разрешает перепускать парные стояки из подвала, без участия жильцов. Достаточно только установить на холостой нитке сбросник вместо заглушки и перегнать ее на сброс: воздушная пробка всецело вылетит на фронте воды.
  • В сталинках на один стояк параллельно, без перехода диаметра часто подключается два радиатора. Наряду с этим сам стояк является перемычкой между их подводками. Такая

разводка системы отопления в полной мере работоспособна, но только при громадном (ДУ25) диаметре подводок.

Практическое следствие: если вы своими руками желаете заменить внутриквартирную разводку, или применяйте трубы для отопления того же диаметра, или дросселируйте перемычку. Инструкция связана с тем, что при диаметре перемычки 25 мм и подводках с условным проходом 15-20 батареи будут просто-напросто холодными.

Горизонтальная внутриквартирная разводка

Во многих новостройках возможно встретить относительно экзотическую схему: в квартиру заходят отводы от стояков, разрешающие развести отопительные устройства под произвольную планировку. Наряду с этим диаметр стояков и отводов подбирается так, что горизонтальный контур в вашей квартире не садит параметры отопления в квартирах выше либо ниже.

Кроме произвольной планировки, горизонтальный контур с выходом и одним входом разрешает наладить учет тепловой энергии. По мере того, как цена отопления квадратного метра возрастает, установка счетчиков делается все более актуальной.

Как верно сделать разводку отопления в горизонтальном контуре раздельно забранной квартиры?

По скромному точке зрения автора, наиболее разумным будет приспособить к данной ситуации ленинградку, либо барачную схему разводки.

  • По периметру квартиры прокладывается неразрывное кольцо размером ДУ25. Под дверными проемами оно топится в стяжку либо прокладывается под настильным полом.
  • Отопительные устройства врезаются параллельно кольцу, не разрывая его. Размер подводок – ДУ20. Схема подключения отдельного радиатора – нижняя либо диагональная.
  • Любой радиатор комплектуется воздушником в одной из верхних пробок. Опционально смогут быть установлены дроссели либо термоголовки и отсекающие вентиля на подводках.

Заключение

Сохраняем надежду, что наши советы окажутся нужными читателю. Дополнительную данные о том, как возможно реализована разводка отопления в квартире, предложит прикрепленное видео. Удач!

Выбираем отопление с верхней разводкой и розливом: двухтрубная и однотрубная системы и схемы

Как выбрать оптимальную разводу труб отопления? Прежде всего следует проанализировать эксплуатационные характеристики системы и особенности ее функционирования. В некоторых случаях лучшим вариантом будет отопление с верхней разводкой и розливом: системы и схемы для нее следует подбирать с особой тщательностью.

Особенности верхней разводки отопления

Что из себя представляет подобная схема магистрали? Типичный верхний розлив системы отопления отличается от нижнего расположением подающей трубы. Она находится под потолком помещения или на чердаке (для одноэтажного дома).

Читайте также:  Камины для дачи без фундамента, нужно ли основание для деревянного дома, строительство своими руками: инструкция,

Ее применение может быть актуально в нескольких случая. Прежде всего – проблемы с установкой нижних горизонтальных труб. Это объясняется невозможностью прокладки магистрали. Еще одним вариантом, когда двухтрубная система отопления с верхней разводкой будет оптимальной – монтаж гравитационной схемы. В этом случае напор воды из подающего стояка будет равномерно распределяться по подключенным радиаторам отопления.

Специалисты выделяют такие преимущества системы отопления с верхней разводкой:

  • Минимальные тепловые потери. В верхней части помещения температура всегда выше, чем в нижней. Поэтому теплоотдача от поверхности труб будет компенсироваться повышенным нагревом воздуха. В результате этого большая часть тепловой энергии будет поступать в радиаторы;
  • Упрощенный монтаж. Примечательно, что однотрубная вертикальная система отопления с верхней разводкой может устанавливаться непосредственно под потолком либо в чердачном помещении. Но при этом нужно учитывать расположение мебели – нежелательно чтобы она закрывала подводящие патрубки;
  • Улучшенные гидродинамические показатели системы. Правильно спроектированная система отопления с верхним розливом имеет минимум разветвлений и угловых поворотов.

Однако нужно знать и недостатки подобной схемы. Для прокладки трубопроводов потребуется большее количество материала, чем при использовании системы с нижней разводкой. Как следствие – возрастает общий объем теплоносителя, потребуется установка котла с повышенными характеристиками мощности.

Для однотрубной вертикальной системы отопления с установленной верхней разводкой основной проблемой может быть появление воздушных пробок. Поэтому на каждом радиаторе должны быть установлены краны Маевского.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой

В каких случаях актуально установка двухтрубной вертикальной системы отопления с верхней разводкой? Чаще всего подобная схема применима для небольших домов площадью до 100 м². Рассмотрим пример организации для самой распространенной системы с естественной циркуляцией теплоносителя.

В зависимости от способа подключения радиаторов схема отопления с верхним розливом естественной циркуляцией разделяется на два типа – с попутным и встречным движением теплоносителя.

Встречная схема

Характеризуется последовательным подключением радиаторов и различным направлением движения воды в основной и обратной трубе. В этом случае система отопления однотрубная с верхней разводкой, схема которой имеет ряд особенностей, отличается такими параметрами:

  • Невозможность регулировки степени нагрева в каждом радиаторе;
  • Зависимость нагрева теплоносителя от протяженности магистрали. Чем дальше радиатор установлен от котла – тем ниже температура поступающей в него воды. Чтобы нормализовать температурный режим во всех помещениях следует устанавливать батареи с различным числом секций;
  • Соблюдение угла наклона верхней подающей магистрали. В среднем на 1 м.п. наклон в сторону движения жидкости должен составлять 5-7 мм.

Обязательно для верхнего розлива в системе отопления должен быть предусмотрен расширительный бак. Он располагается в самой верхней точке и выполняет несколько функций. Основной является стабилизация давления при нагреве воды в трубах. Если же установлен бак открытого типа – через него можно доливать теплоноситель.

Увеличить напор воды можно с помощью разгонного коллектора – вертикальной трубы, устанавливаемой сразу после котла. Однако минимальная высота этого элемента должна быть 3 м, что делает невозможным его монтаж в квартирах.

Попутное движение воды

В этом случае направление движения горячего и застывшего теплоносителя одинаково. Для улучшения эксплуатационных технические характеристики для верхней и нижней разводки отопления специалисты рекомендуют для каждого радиатора устанавливать байпас. Это прямой отрезок трубы, соединяющий входной и выходной патрубки радиатора. В комплектацию байпаса обязательно входит запорная арматура. В качестве дополнительного элемента контроля можно установить терморегулятор. В таком случае батарею может попадать не весь объем теплоносителя. Регулировка осуществляется с помощью запорной арматуры. Для подобной схемы отопления однотрубной с верхней разводкой присущи такие положительные качества:

  • Возможность осуществлять ремонтные работы без остановки системы. Для этого весь поток воды направляется через байпас;
  • Установка терморегулятора вместе с трехходовым клапаном формирует систему автоматического регулирования степени нагрева радиатора.

Однако система отопления с верхней разводкой и установленными басами по стоимости выше чем обыкновенная проточная. Это связано с монтажом дополнительных материалов и комплектующих.

Диаметр трубы байпаса должен быть на 1 размер меньше основной магистрали. Таким способом можно избежать ситуации, когда весь объем теплоносителя будет протекать по резервному контуру.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой

Установка двухтрубной системы отопления с верхней разводкой минимизирует или полностью устраняет многие вышеописанные недостатки. В данном случае подключение радиаторов происходит параллельно.

Для ее монтажа необходимо значительно больше материалов, так как устанавливаются две параллельные магистрали. По одной из них протекает горячий теплоноситель, а по другой – остывший. Почему эту систему отопления с верхним розливом предпочитают для частных домов? Одним из весомых преимуществ является относительно большая площадь помещения. Двухтрубная система может эффективно поддерживать комфортный уровень температуры в домах с общей площадью до 400 м².

Кроме этого фактора для схемы отопления с верхним розливом отмечают такие важные эксплуатационные характеристики:

  • Равномерное распределение горячего теплоносителя по всем установленным радиаторам;
  • Возможность установки регулирующей арматуры не только на обвязку батарей, но и на отдельные контуры отопления;
  • Монтаж системы водяного теплого пола. Коллекторная система распределения горячей воды возможна только при двухтрубном отоплении.

Оптимальная вместимость открытого расширительного бака составляет 5% от общего объема воды в системе. Причем он должен быть заполнен только на 1/3.

Для организации принудительного верхнего розлива в системе отопления необходим монтаж дополнительных узлов – циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака. Последний заменит открытый расширительный бак. Но место его установки будет другим. Мембранные герметичные модели монтируются на обратной магистрали и обязательно на прямом участке.

Преимуществом подобной схемы является необязательное соблюдение уклона трубопроводов, характерное для верхней и нижней разводки отопления с естественной циркуляцией. Требуемый напор будет создаваться циркуляционным насосом.

Но есть ли у двухтрубной принудительной системы отопления с верхней разводкой недостатки? Да, и один из них – зависимость от электроэнергии. Во время отключения электричества перестает работать циркуляционный насос. При большом гидродинамическом сопротивлении естественная циркуляция теплоносителя будет затруднена. Поэтому при проектировании схемы системы отопления однотрубной с верхней разводкой нужно выполнить все требуемые расчеты.

Также следует учитывать такие особенности монтажа и эксплуатации:

  • При остановке насоса возможно обратное движение теплоносителя. Поэтому на ответственных участках необходим монтаж обратного клапана;
  • Чрезмерный нагрев теплоносителя может стать причиной превышения критического показателя давления. Помимо расширительного бака в качестве дополнительной меры защиты устанавливают воздухоотводчики;
  • Для повышения эффективности работы системы отопления с верхней трубной разводкой нужно предусмотреть автоматическую подпитку теплоносителем. Даже небольшое снижение давления ниже нормы может привести к уменьшению нагрева радиаторов.

Независимо от выбранной схемы системы отопления с верхним розливом нужно предусмотреть два вида регулировки степени нагрева воды – количественный (с помощью запорной арматуры) и качественный (изменение мощности котла). Тогда работа отопления будет не только эффективной, но и безопасной.

Видеоматериал поможет наглядно увидеть разницу для различных схем отопления:

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.

Читайте также:  Пластификатор для теплого пола: его виды, правила использования, стяжка

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой

Вода из котла поднимается вверх по подающему трубопроводу и далее поступает по стоякам и подводкам в нагревательные приборы (рис. 3). Горизонтальные магистрали прокладываются с уклоном 0,002–0,003. От нагревательных приборов вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратный трубопровод и из него в котел. Каждый прибор данной системы отопления обслуживается двумя трубопроводами — подающим и обратным, поэтому такая система называется двухтрубной. Подпитку воды в систему осуществляют от водопровода, а если такового не имеется, то воду заливают вручную через отверстие расширительного бака. Подпитку отопительной системы из водопровода лучше делать в обратку: холодная вода из водопровода смешивается с относительно горячей водой обратки и повышает ее плотность, увеличивая циркуляционный напор на время подпитки.

рис. 3. Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя

Для улучшения циркуляции теплоносителя главный стояк (от котла до расширителя) желательно утеплить, чтобы он не остывал, доставляя воду к боковым ответвлениям. Расширительный бачок делают в двух вариантах: простом, без циркуляции воды и более сложном — с циркуляцией.

Простой вариант расширительного бачка представляет собой емкость с вваренными (или ввернутыми на резиновых прокладках) в него двумя трубами. Одна труба, это стояк подачи системы отопления, другая — труба, сигнализирующая о заполнении бачка водой. Место соединения стояка с бачком не имеет принципиального значения, труба может быть введена в бачок как в днище, так и в боковую стенку. Главное, чтобы она была введена как можно ниже, для того чтобы полностью использовать объем расширительного бачка. Сигнальная труба вводится в бачок сбоку, в 100 мм от верха: вода при запитывании системы займет объем бачка и начнет переливаться в эту трубу, сигнализируя о заполнении системы. В процессе эксплуатации нагретая вода будет расширяться в объеме и стекать через сигнальную трубу. В конечном итоге, при самом большом нагреве система «выплюнет» в трубу расширившийся объем воды и произойдет саморегулирование уровня воды в бачке. При дальнейших увеличениях и уменьшениях объема уровень воды в бачке будет меняться, но перелива ее в сигнальную трубу не будет. У такой конструкции расширителя два недостатка: первый, периодически, примерно раз в полгода нужно визуально проверять наличие воды в расширителе и, второй, бачок нужно очень хорошо утеплять, вода в нем остывает и при сильных морозах может замерзнуть. Однако эти недостатки с лихвой оправдываются простотой системы и к ним очень быстро привыкаешь: утеплить бачок нужно всего лишь один раз, а к расходу системой воды приноравливаешься буквально через год эксплуатации и уже знаешь, когда нужно долить воду — раз в полгода или раз в год. Обычно уровень проверяют и доливают воду перед началом отопительного сезона и забывают о нем до начала следующего сезона.

В деревенских домах, переведенных на отопление от котлов, но не имеющих водопровода и канализации, эту простую конструкцию бачка еще более упрощают — не ставят в нее сигнальную трубу. Очень хороший бачок получается из старой молочной фляги, имеющей подходящий объем и крышку, с которой снимают уплотнитель. Закрытая или прикрытая крышка пропускает воздух и препятствует проникновению в бачок мусора, в изобилии имеющегося на чердаке, а доливая воду, нужно просто поднять крышку. Систему заливают ведрами или из шланга, а уровень воды контролируют визуально. Бачок в этом случае заполняют на одну треть или половину высоты, оставляя свободный объем на расширение воды. Если воды залили много, система отопления вытолкнет ее через верх бачка (бачок-то открытый), в результате протечет перекрытие и хозяин дома уже никогда не зальет воды в бачок больше, чем нужно — своего рода тоже саморегуляция.

рис. 4. Схема гравитационного отопления с расширительным бачком сложной конструкции

В более сложные конструкции расширителей (рис. 4) вваривают (вкручивают) уже не две трубы, а четыре (можно, три). Две из них: подача и обратка обеспечивают циркуляцию воды в бачке, многократно снижая вероятность замерзания теплоносителя. А две другие: трубы перелива и контроля следят за уровнем наполнения бачка. При заполнении системы отопления водой (включении подпитки) на нижнем конце трубы контроля открывают кран, как только из нее польется вода, заполнение системы прекращают: труба просигнализировала, что система и бачок полны. Кран на контрольной трубе закрывают и не открывают до следующей подпитки системы. Труба перелива работает так же, как в простом расширителе, то есть при сильном скачке объема горячей воды она принимает излишек и сбрасывает его в канализацию. На трубе перелива никакой запорной арматуры (кранов) не ставится. Необходимо отметить, что несмотря на более высокий уровень автоматических процессов, в частном секторе такие расширители непопулярны. Уж очень много труб нужно тащить через весь дом для одноразовой (не чаще одного-двух раз в год) процедуры долива воды в трубопровод отопительной системы.

Системы отопления с естественной циркуляцией делают одно- и двухконтурными. В одноконтурных системах котел устанавливается в начале контура, а трубная разводка выполняется от него по левую или правую сторону, опоясывая по периметру весь дом или квартиру, при этом длина кольца по горизонтали не должна превышать 30 м (лучше не более 20 м ). Чем длиннее кольцо, тем больше в нем гидравлические сопротивления (силы трения внутри трубы). При длине кольца более 30 м в системе попросту не хватает циркуляционного напора, чтобы это сопротивление преодолеть, он (напор) и 25 м осиливает с трудом. В двухконтурных системах — котел располагают в центре, а трубную разводку (контуры колец) в обе стороны от котла, общая длина труб каждого контура по горизонтали опять же не должна превышать 30 (20) м. Для обеспечения гидравлической балансировки системы длины колец двухконтурной системы и количество секций радиаторов должны быть примерно одинаковы (рис. 5).

рис. 5. Примеры двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией воды и верхней разводкой подающего трубопровода Примечание: схемы разводки трубопроводов, способы подключения радиаторов и диаметры труб, показанные на рисунке, приведены только в качестве иллюстрации, в реальных схемах отопления здесь возможны и другие решения

В зависимости от направления движения теплоносителя в магистральных трубопроводах системы отопления могут быть тупиковыми и с попутным движением воды.

В тупиковых системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали. В этой схеме длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца.

В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше, чем отопительные приборы, удаленные от главного стояка. А когда ближайшие к главному стояку циркуляционные кольца имеют небольшую тепловую нагрузку (теплоотдачу в помещение), увязка циркуляционных колец становится еще более сложной.

В системах отопления с попутным движением воды все циркуляционные кольца имеют одинаковую протяженность, следовательно, стояки и нагревательные приборы работают в одинаковых условиях. В таких системах независимо от расположения нагревательного прибора по горизонтали в отношении главного стояка прогрев их будет одинаковый. Однако системы отопления с попутным движением воды применяют ограниченно, так как часто при проектировании реальных отопительных систем, учитывающих планировку дома, оказывается, что при монтаже потребуется большее количество труб, чем для тупиковых систем. Поэтому такие системы используют в тех случаях, когда в тупиковой системе невозможна увязка циркуляционных колец между собой.

Для того чтобы расширить применение тупиковых систем, сокращают протяженность магистралей и вместо одного контура большой протяженности делают два коротких контура или несколько. В таких случаях обеспечивается лучшая горизонтальная регулировка системы. Балансировку отопительных колец контура начинают еще на стадии проектирования системы отопления. Чтобы она работала равномерно, все кольца контура должны иметь примерно одинаковые гидравлические сопротивления, то есть кольцо, расположенное близко к главному стояку, должно иметь почти такое же сопротивление, как и кольцо, удаленное от главного стояка, а сумма гидравлических сопротивлений всех колец не должна превышать величины циркуляционного напора. Иначе теплоноситель в системе отопления встанет — такие системы называются «зажатыми».

Представим себе контур отопления в виде замкнутой автомагистрали (рис. 6), на которой одновременно стартуют шесть грузовичков, груженных теплоносителем, и проследим их передвижение при условии, что все шесть грузовичков двигаются с одинаковой скоростью и не могут ни отстать, ни обогнать друг друга. Задача, поставленная перед грузовичками: достигнуть радиатора отопления, разгрузиться и прибыть обратно к месту старта за новой порцией теплоносителя.

рис. 6. Иллюстрация движения теплоносителя по контуру отопительной системы

Очевидно, что для одновременного старта всех шести грузовичков нам нужно построить шестиполосную автодорогу, это будет главный стояк отопления, имеющий самый большой диаметр трубы. Предположим, что мы рассматриваем двухконтурную систему отопления, значит впереди на нашей автомагистрали появляется Т-образный перекресток (тройник — в системе отопления), грузовички разделяются на два потока: один поворачивают налево, другой — направо. При повороте грузовички, идущие ближе к центру, поворачивают по дальнему радиусу, проделывают больший путь и на выходе из поворота несколько отстают от грузовичка, повернувшего по ближнему радиусу. Произошли первые потери энергии. В системе отопления, правда, «повезло» больше тем молекулам воды, которые находятся ближе к центру трубы и «не цепляются» за его стенки, но аналогия с грузовичками очевидна. В тройнике происходят потери гидравлического давления.

Следим дальше. На Т-образный перекресток въехало шесть грузовичков, шесть должно с него и выехать (объем воды, вошедший в тройник, равен объему воды из него вышедшей — это аксиома). Для трех грузовичков, повернувших налево, нам уже больше не нужна шестиполосная магистраль, хватит и трех полос. Значит, сечение трубы можно смело уменьшить вполовину. Заметьте, уменьшаем в половину площадь сечения, а не диаметр, это все-таки разные величины. Итак, у нас осталось три грузовичка, едущие по трем полосам. Делаем шириной в одну полосу первое ответвление от магистрали к месту выгрузки теплоносителя (устанавливаем еще один тройник на трубопроводе отопления). Несущиеся грузовички влетают на вновь созданный перекресток, один из них замечает ответвление дороги и делает поворот, два других проезжают мимо, поскольку в ответвлении свободной была только одна полоса движения. Происходит вторая потеря давления в тройнике на повороте теплоносителя, «проходная» вода протекает прямой участок практически без потерь давления. На выходе из тройника сечения диаметров труб опять должны быть уменьшены, в данном случае в пропорциях 2 к 1, для двух и однополосного движения грузовичков. Грузовичок, свернувший в ответвление, почти у цели, он мчится прямо к месту выгрузки, два других продолжают движение по автомагистрали, им еще ехать и ехать.

Делаем еще одно ответвление дороги (устанавливаем тройник) и разделяем грузовички. Один пошел на выгрузку, другой продолжил движение по магистрали. Очевидно, что от этого перекрестка дорог достаточно каждому из грузовиков оставить по одной полосе движения, сделав сечение труб одинаковым. Дальнейшее разветвление дороги делать бессмысленно, последний грузовик свернет в ответвление к месту выгрузки. Дальше по магистрали ехать некому… Мощность теплового ресурса котла исчерпана, дальнейшее увеличение длины труб ни к чему не приводит.

Однако вернемся к грузовичку, свернувшим первым, он давно выгрузился (отдал тепло) и спешит обратно к месту загрузки, а в это время второй грузовик только подъезжает к месту выгрузки, а третий еще на магистрали. Налицо разбалансированность системы отопления. Пока третий грузовичок доедет до места выгрузки, первый успеет сделать еще один круг и привезти еще одну порцию теплоносителя. Значит, необходимо задержать первый грузовик: покрыть дорогу ухабами (уменьшить сечение трубы) или поставить на его пути регулировщика (регулятор количественного изменения объема проходящего теплоносителя, а попросту — вентиль). Пусть регулировщик его остановит и заставит выгружать теплоноситель не самосвалом, а лопатой. Такого же контролера поставим и на пути второго грузовика, пока они будут возиться с выгрузкой, третий грузовик доберется до своего места и разгрузится самосвалом. В системах с попутным движением воды, можно обойтись без регулировщика, поскольку длина всех циркуляционных колец равна.

В результате уменьшения диаметров труб, подходящих к радиаторам, или установки на них вентилей (ручных или автоматических терморегуляторов) можно добиться того, что все три грузовика, путешествующие по этому контуру, одновременно приедут к месту соединения с тремя другими грузовиками, приехавшими из другого контура. Здесь они опять соединяются в один поток на шестиполосной магистрали и следуют к месту загрузки и нового старта. Такую систему можно назвать сбалансированной.

Балансировку системы с помощью вентилей производят после запуска системы отопления, поочередно проходят каждую комнату, замеряют температуру нагрева воздуха и прикрывают вентили перед радиаторами. Процедуру нужно неоднократно повторять, пока не выровняется тепловой баланс. Если применить термостатические вентили, то процесс упрощается: на рукоятке вентиля устанавливается требуемая температура воздуха и он автоматически закрывает или открывает подачу теплоносителя в радиатор.

Следует заметить, что проезжая разные расстояния, грузовички затрачивают разное количество энергии, преодолевающие долгий путь сжигают больше топлива и встречают больше препятствий. При движении по прямой теплоноситель преодолевает гидравлическое сопротивление трений стенок труб, у стальных — больше, у полимерных — меньше. Все тройники, крестовины и повороты труб также имеют сопротивления. Сумма всех сопротивлений не должна превышать циркуляционного напора. И в самом деле, что произойдет, если нам вдруг взбредет в голову на пути шести грузовичков взять да и уменьшить дорогу с шести полос до двух (то есть увеличить гидравлическое сопротивление)? Результат известен, будет «пробка», дорога, конечно, полностью не встанет, но и «движением» это назвать трудно. Так что для избегания эффекта «зажатой» отопительной системы сечения трубопроводов должны соответствовать пропускаемому потоку теплоносителя.

Читайте также:  Монтаж труб Рехау: материалы и пошаговая инструкция по выполнению

Теплоноситель в трубе должен двигаться с определенной скоростью, чтобы в каждую секунду достаточный объем горячего теплоносителя поступал в радиаторы, и достигалась нужная теплоотдача. Этот объем называют расходом теплоносителя. Чем выше скорость движения теплоносителя, тем больше его расход. Но при повышении скорости возрастает и сопротивление (трение) в трубе. То есть, с увеличением расхода теплоносителя увеличивается и сопротивление системы. Если использовать трубу большего диаметра, сопротивление понизится, меньшего — повысится. При слишком тонких трубах, вследствие чрезмерного увеличения силы трения (гидравлического сопротивления), расход теплоносителя снижается, котел чаще перегревается, а отопительные приборы остаются холодными, так как горячий теплоноситель не поступает в них в нужном объеме.

Расчет системы отопления производится инженерами-теплотехниками и довольно сложен для того, чтобы приводить его на сайте. Однако для систем с естественной циркуляцией теплоносителя с длиной стальных горизонтальных трубопроводов до 20 м он проводился тысячи раз и поэтому можно воспользоваться былым опытом. От котла обычно делают стояк диаметром 50 мм (2 дюйма), труба подводящая или собирающая воду из одного или нескольких радиаторов с общим количеством секций более 35, проектируется диаметром 2 дюйма, с 25–35 чугунных секций — 1½ дюйма, с 10–25 секций — 1 дюйм, менее 10 секций — 3/4 дюйма. При протяженности трубы без радиаторов сверх 10 м надо добавлять еще 1/2 дюйма к указанным размерам для уменьшения сопротивления движению воды в трубах.

Для выбора тепловой мощности радиатора в климатическом поясе Москвы можно следовать простому правилу: для отопления 10 м² жилой площади в комнате высотой 2,5 м с одной наружной стеной и одним окном достаточно одного киловатта (1 кВт) тепловой мощности радиатора; если в комнате две наружные стены и одно окно, для отопления требуется 1,2 кВт тепловой мощности; если в комнате две наружных стены и два окна — 1,3 кВт. Нужно просто знать площади каждой отапливаемой комнаты и рассчитать требуемую мощность радиаторов. Обычно мощность одной секции радиатора (любого) указывается в магазине прямо на ценнике. Мощность котла должна обеспечивать суммарную мощность всех секций радиаторов.

При выборе материала трубопроводов, мощности радиаторов и котла, лучше спроектировать отопительную систему с перебором мощности, чем с ее недостачей. Например, полимерные трубы имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем стальные трубы и предполагают их установку меньшим диаметром. Однако диаметр лучше не уменьшать, а делать систему с теми же диаметрами, как и для стальных труб. Также нужно поступить и с мощностями котлов и радиаторов, поскольку качественное регулирование системы позволяет уменьшать мощность, но не позволяет ее увеличивать.

Здесь необходимо сделать некоторое пояснение. В теплотехнике существует два понятия регулирования тепловой системы: качественное и количественное, которые меняют тепловой напор, а следовательно скорость движения теплоносителя, температуру и объем протекающей в системе жидкости по определенному сечению трубы за единицу времени. Количественное регулирование производится различными типами вентилей, которые можно открыть или закрыть. Качественное — путем изменения нагрева теплоносителя (регулированием пламени горелки котла), и как следствие, его плотности, вызывающее изменение объема, напора и температуры.

Система отопления с естественной циркуляцией

Система водяного отопления с естественной циркуляцией в удаленном от города частном или дачном доме – решение, востребованное в местности с нестабильным электроснабжением. Кроме того, гидравлическая система не требует финансовых вложений в электрооборудование, без которого не обойтись при обустройстве радиаторного обогрева с подачей теплоносителя насосом.

Энергонезависимая система отопления доступна для самостоятельного расчета и монтажа.

Функционирование самотечной системы

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией обладает рядом достоинств:

  • нет потребности в покупке дорогостоящего оснащения;
  • энергонезависимость (подбирается соответствующий котельный агрегат);
  • монтаж легко осуществить собственными руками;
  • нетребовательность в обслуживании.

Циркуляция в такой системе обеспечивается за счет того, что плотность жидкости в результате нагревания уменьшается (она становится легче), а в ходе остывания плотность возвращается к первоначальной.

В самотечной конструкции практически отсутствует давление – расчеты показывают, что на 10 метров напора водяного столба давление составляет 1 атмосферу. Таким образом, гидростатическое давление в отопительной системе одноэтажного сооружения составит 0,5-0,7 атм., а в трубопроводе двухэтажного дома – не превысит 1 атм.

Гравитационная циркуляция происходит благодаря расширению и уменьшению плотности нагреваемого теплоносителя – он поднимается по вертикальному разгонному участку и с верхней точки перемещается вниз по трубопроводу, смонтированному с уклоном и проходящему через последовательно подключенные приборы отопления, на пути обратно к котлу.

К трубопроводу с самотечным перемещением воды подсоединяется расширительный бак – резервуар для «излишков» теплоносителя, который образуется за счет теплового расширения жидкости. Буферная емкость (мембранная или открытая) монтируется в верхней точке контура на подающую трубу.

Отопительная самотечная система способна функционировать в комплексе:

  • С водонагревателем косвенного нагрева. Если бойлер установить в верхней части системы ниже расширительного бака, нагрев воды для ГВС будет осуществляться без использования электрооборудования. При невозможности такого монтажа бойлер комплектуется насосом и ставится обратный клапан, который предотвратит рециркуляцию теплоносителя.
  • С теплым полом. На проложенный в полу контур устанавливается циркуляционный насос. При временном отключении электроснабжения комната продолжит обогреваться настенным радиатором.

Виды самотечных систем

Планируя смонтировать отопление частного дома с естественной циркуляцией своими руками схемы подбирают в соответствии с планируемой производительностью системы и особенностями здания.

Отопительные контуры с самотечным движением теплоносителя делятся на типы по разным параметрам:

  • по характеристике расширительного бака (открытые и закрытые);
  • по принципу подключения радиаторов отопления (однотрубные и двухтрубные).

Чтобы определить оптимальный вариант, необходимо произвести гидравлические расчеты с учетом расположения и диаметра труб, принять во внимание характеристики котельного агрегата и тепловые потребности помещений. Расчет лучше доверить профессионалам, так как даже небольшие неточности негативно повлияют на эффективность обогрева дома.

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

  • при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
  • жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
  • нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Открытый тип

Принцип функционирования тот же, что и у закрытого варианта. Но в этом случае излишки теплоносителя вытесняются в бак открытого типа, который монтируется под потолком помещения или на чердаке.

Открытый бак представляет собой резервуар с негерметичной крышкой, который снабжают аварийным переливом – трубой, выведенной за пределы чердака на улицу или подключенной к канализации.

К недостаткам открытой системы относится постоянное поступление кислорода в теплоноситель, что ускоряет коррозию металла, из которого изготовлены элементы контура. Происходит и завоздушивание трубопровода – чтобы избежать этого, радиаторы крепят под небольшим уклоном и в верхней части монтируют автоматические воздухоотводчики – краны Маевского.

Помимо этого, жидкость из бака открытого типа испаряется и требуется регулярно подливать воду, чтобы открытая система могла нормально функционировать. Подливают воду в бак вручную из ведра, либо подводят водопроводную трубу с вентилем.

Преимущества баков открытого типа – доступная стоимость и возможность своими руками изготовить резервуар необходимых габаритов.

Однотрубный контур

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не относится к эффективным. Она не подходит для прогрева помещений двухэтажного дома и применяется в одноэтажных зданиях небольшой площади.

Теплоноситель проходит по разгонному участку трубопровода вертикально вверх, затем попадает в трубу, которая ведет к горизонтальному трубопроводу, последовательно соединяющему радиаторы отопления. От крайнего радиатора остывший теплоноситель возвращается напрямую в котел.

При такой схеме подключения приборов отопления температура радиаторов снижается по мере удаления от подающего стояка – это серьезный недостаток системы. Чтобы повысить эффективность, используют байпасы – соединяют перемычками подающую трубу в тех местах, где подключены радиаторы. Это способствует более равномерному прогреву помещений.

К преимуществам однотрубной системы относятся простая конструкция, минимальные финансовые расходы на ее монтаж. Кроме того, не требуется монтировать трубы под потолком, ухудшая интерьер помещения.

Однотрубная горизонтальная схема даже при условии точных расчетов редко оправдывает себя, если речь не идет об отоплении двух-трех небольших помещений одноэтажного дома. В остальных случаях ее модернизируют, добавив циркуляционный насос.

Двухтрубный контур

Конструктивные особенности самотечного двухтрубного контура:

  • для подачи и обратки монтируются отдельные трубы;
  • труба подачи подключается к каждому прибору отопления через отдельный входной отвод;
  • труба обратки подсоединяется к каждому прибору отопления отдельно.

Двухтрубная самотечная система отопления частного дома отличается от однотрубной тем, что во все радиаторы подается не успевший остыть теплоноситель, благодаря чему:

  • тепло в доме распределяется равномерно;
  • не требуется увеличивать количество секций в радиаторе с целью улучшить обогрев;
  • легче регулировать температуру в системе;
  • для монтажа трубопровода требуются трубы меньшего диаметра, чем для однотрубного контура;
  • отсутствуют жесткие требования к соблюдению уклона при монтаже элементов системы – некоторые отклонения от расчетных значений не критичны.

Двухтрубная система отопления с разводкой верхней и нижней проста в монтаже и эффективна, ее можно использовать для обогрева двухэтажного дома.

Особенности расчета

Расчет системы отопления с естественной циркуляцией значительно сложнее подготовки проекта отопительной системы с принудительной подачей теплоносителя. Так как давление в контуре отсутствует, на работоспособность системы напрямую влияет количество поворотов трубопровода, угол уклона каждого отрезка. Неправильный расчет или погрешности в монтаже отражаются на функциональности контура.

При расчете безнасосного контура принимается во внимание:

  • минимально допустимый угол уклона;
  • материал изготовления труб и их диаметр;
  • принцип подачи теплоносителя;
  • разновидность теплоносителя.

Рекомендуемый уклон труб

При расчетах следует опираться на строительные нормы для отопительных систем с самотечной циркуляцией (СНиП 41-01-2003 для гравитационных систем). На перемещение теплоносителя в трубопроводе негативное воздействие оказывает гидравлическое сопротивление в сложных местах – на поворотах, в углах и т.д.

Согласно СНиП, трубы монтируются под уклоном не менее 10 мм на 1 метр длины. Иначе системе грозит завоздушивание, плохой прогрев дальних радиаторов.

Выбор труб

От материала изготовления трубопровода зависит гидравлическая сопротивляемость контура, его устойчивость к коррозии и теплотехнические параметры, технология монтажа. В список востребованных материалов входят:

  • Стальные трубы. Доступны по цене, устойчивы к механическим нагрузкам. Недостатки: монтируются со сваркой или большим количеством фитингов, склонность труб к коррозии и зарастанию.
  • Металлопластиковые трубы. Внутренняя поверхность идеально гладкая, что препятствует нарастанию отложений, устойчивость к коррозии, небольшой вес, устойчивость к термическому расширению. Недостатки: высокая стоимость, ограниченный срок эксплуатации (около 15 лет), необходимость использовать сварные фитинги или регулярно подтягивать резьбовые соединительные элементы.
  • Полипропиленовые трубы. Гладкие внутри, долговечны (срок службы от 25 лет), устойчивы к высоким температурам. Недостатки: высокая стоимость, монтаж при помощи специального инструмента.
  • Медные трубы. Максимальная теплоотдача и долговечность (свыше 100 лет), стильный внешний вид. Недостатки: высокая стоимость, необходимость пайки при монтаже.

Диаметр труб

Чтобы рассчитать диаметр труб, требуется:

  1. Выполнить тепловой расчет помещений и прибавить к результату около 20%.
  2. Рассчитать сечение трубопровода исходя из соотношения тепловой мощности и внутреннего сечения трубы (значения указаны в таблицах СНиП).
  3. Подобрать диаметр трубы, базируясь на выполненных теплотехнических расчетах и с учетом материала изготовления труб. Для стальных труб минимальный размер внутреннего сечения составляет 50 мм.

Чтобы самотек был интенсивнее, применяют следующий принцип: диаметр подающей трубы после каждого разветвления должен быть меньше предыдущей на 1 размер. Обратка должна собираться с расширением.

Таким образом, расчет позволяет определить минимальный диаметр подающей и обратной трубы, относительно этого значения определяются параметры труб на разных участках системы согласно подготовленной схеме для одноэтажного или двухэтажного дома.

Вид розлива

Естественная циркуляция воды в системе отопления зависит от принципа подачи теплоносителя от котла к отопительным приборам. Различаются контуры с нижним и верхним розливом.

Нижний розлив дает возможность обойтись без монтажа высоких вертикальных труб – коммуникации прокладывают на уровне пола. Такой вариант пригоден только для однотрубных контуров и относится к малоэффективным без установки циркуляционного насоса.

Верхний розлив – оптимальный вариант, поскольку распределительная труба двухтрубной системы располагается под потолком и обеспечивает активную подачу нагретого теплоносителя в каждый радиатор, из которого остывшая вода уходит в трубу обратки, размещенную вдоль пола. Для однотрубной системы розлив верхнего типа также предпочтительнее.

Двухтрубная система отопления с верхним розливом

Выбор теплоносителя

Теплоносителем может служить вода или антифриз. Для самотечной системы предпочтительнее использование воды, поскольку у антифриза выше плотность и меньше теплоотдача, для его нагрева требуется больше тепловой энергии – то есть, расход топлива выше. Если в системе устанавливается мембранная буферная емкость, ее объем должен быть больше, чем у бака для теплоносителя-воды, так как антифриз расширяется сильнее.

Использование «незамерзайки» имеет смысл в том случае, если дом в зимний период отапливается нерегулярно с большими перерывами. В этом случае воду пришлось бы постоянно сливать, чтобы трубы не разорвало при перемерзании.

Заключение

Устройство безнасосной системы отопления позволяет сделать свой отапливаемый дом энергонезависимым на случай перебоев с электропитанием. Такая система подключается к отопительному котлу без электрооборудования для регулировки мощности или к обычной твердотопливной печи с водяным теплообменником в топочной камере.

Ссылка на основную публикацию