Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

По каким признакам могут различаться схемы водяного отопления? Как может быть  реализовано отопление многоквартирного или частного дома? Из каких элементов оно состоит? Давайте постараемся разобраться.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Обычно на виду лишь отопительные приборы. Сегодня мы постараемся выяснить, что прячется, так сказать, за кулисами.

Классификация

Начнем с обзора свойств, которыми различаются разные схемы.

Последовательная и лучевая разводки

В первом случае радиаторы монтируются к общему трубопроводу. Последовательная разводка не означает, что каждый радиатор разрывает основной розлив. Напротив — очень часто между его врезками монтируется байпас, позволяющий регулировать температурный режим отопительного прибора независимо  от других.

Важно: при установке любой дросселирующей арматуры байпас обязателен. В противном случае мы станем регулировать проходимость не подводки радиатора, а всего контура.

Лучевая (коллекторная) разводка означает, что на подающем и обратном трубопроводе монтируются гребенки с дросселями или вентилями, от которых теплоноситель разводится парой подводок к каждому отопительному прибору. Недостаток такого решения очевиден: расход трубы многократно увеличивается.

Почему тогда лучевая система отопления (разводка)  столь популярна?

  • Управление температурным режимом делается очень удобным. Из одной точки владелец дома или квартиры может регулировать теплоотдачу каждого радиатора.
  • Каждая пара ведущих от коллектора труб обслуживает только один отопительный прибор. Раз так — можно обойтись меньшим диаметром трубы, который, в свою очередь, позволяет уложить подводку в стяжку или пространство между лагами чернового пола. Трубы не будут оставаться на виду и портить дизайн помещения.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

На фото — коллектор отопления.

Однотрубные и двухтрубные схемы

Разницу между ними легче объяснить на примерах.

Типичная однотрубная система отопления — Ленинградка, простая разводка, представляющая собой проложенное по периметру дома кольцо розлива. Отопительные приборы разрывают его или, что правильнее, подключаются параллельно.

Что дает такая реализация отопления?

  • Дешевизну. Понятно, что одна труба обойдется дешевле двух.
  • Исключительную отказоустойчивость. Пока теплоноситель циркулирует в контуре — остановка его движения в отдельном отопительном приборе и его разморозка невозможны в принципе.

Цена этих качеств — большой разброс температур на радиаторах, максимально близких к источнику тепла и удаленных от него. Впрочем, теплоотдачу легко выровнять дросселями или варьированием количества секций у батарей. Кроме того, контур должен быть неразрывным: дверь или панорамное окно придется обводить розливом снизу или сверху.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Варианты горизонтальной однотрубной схемы.

В случае двухтрубного отопления мы прокладываем два независимых розлива — подающий и возвратный. Каждый радиатор представляет собой перемычку между ними.

Важно: балансировка двухтрубного отопления дросселями обязательна. Иначе весь объем теплоносителя пойдет через ближние отопительные приборы; дальние могут быть разморожены. Прецеденты были.

Тупиковые и попутные схемы

В тупиковой разводке подающий розлив достигает дальней точки контура, после чего теплоноситель возвращается к исходной точке по обратке, двигаясь в противоположном первоначальному направлении.

Однако в том случае, если отопительный контур опоясывает по периметру весь дом или квартиру, теплоноситель может вернуть в исходную точку и продолжив движение в том же направлении. В этом случае схема называется попутной.

Разумеется, подразделение по этому признаку возможно только у двухтрубных схем.

Верхний и нижний розлив

Типичная для пятиэтажек советской постройки схема — когда в двухтрубной системе отопления оба розлива расположены внизу, в подвале. Каждая пара соединенных на верхнем этаже стояков служит перемычкой между ними. Это так называемый нижний розлив.

Нюанс: под розливом у профессионалов понимается и направление движения теплоносителя, и труба, по которой он движется к стоякам.

В домах с верхним розливом подающий трубопровод вынесен на чердак. Перемычкой между подающим и обратным трубопроводами служит КАЖДЫЙ стояк.

Статья в тему:  Источники тепла

Какая схема лучше? Трубно сказать однозначно.

  • При нижнем розливе вся запорная арматура и резьбовые соединения находятся в подвале. Утечки не затопят квартиры.
  • С другой стороны, запуск циркуляции в отопительной системе усложняется многократно. Завоздушиваются ведь перемычки между парными стояками; а они находятся в квартирах, доступ в которые часто проблематичен.

В случае верхнего розлива все воздушные пробки вытесняются в находящийся в верхней точке подающего трубопровода расширительный бак, откуда воздух стравливается через вентиль или автоматический воздухооотводчик.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Одна из схем верхнего розлива.

Естественная и принудительная циркуляция

Давайте представим себе некий замкнутый объем, заполненный водой. А теперь поместим в него нагревательный элемент любого типа. Что произойдет с жидкостью?

Нагревшись, вода в полном соответствии с законами физики расширится, уменьшит свою плотность. После чего будет вытеснена окружающими ее более холодными и плотными массами в верхнюю часть сосуда.

Именно этот эффект лежит в основе работы гравитационной системы отопления. Как она устроена?

  • После котла розлив поднимается вертикально вверх, формируя разгонный коллектор. В его верхней точке монтируется воздушник (в случае открытой системы без избыточного давления — расширительный бак открытого типа).
  • Остальная часть контура проходит с небольшим постоянным уклоном по контуру дома. Остывающая вода проделывает путь через розлив самотеком, отдавая тепло отопительным приборам. Достигнув котла, она повторно нагревается — и далее по кругу.

Такая схема отказоустойчива и энергонезависима, однако имеет ряд недостатков:

  • Напор в гравитационной схеме невелик, и для обеспечения циркуляции приходится минимизировать гидравлическое сопротивление розлива, завышая его диаметр. Это означает большие расходы и… пожалуйста, придумайте сами антоним к слову «эстетика».
  • Проложенная не по уровню, а с уклоном труба тоже не добавляет изысканности дизайну помещения.
  • Наконец, система с естественной циркуляцией прогревает дом весьма долго и после прогрева имеет большой разброс температур в начале и в конце контура.

Принудительную циркуляцию в автономных схемах обеспечивает маломощный циркуляционный насос. В подключенных к центральному отоплению домах он не нужен: перепад давления между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы обычно составляет не менее 2 кгс/см2.

Любопытное решение — схема, построенная как гравитационная, но с врезанным в нее насосом. Причем последний не разрывает основной контур, а врезается параллельно ему. Между врезками розлив снабжается вентилем или обратным клапаном (исключительно шариковым, обладающим минимальным гидравлическим сопротивлением и не требующим большого перепада для срабатывания).

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Возможна работа и с принудительной, и с естественной циркуляцией.

Предложенная схема способна работать в двух режимах:

  1. При наличии электроэнергии насос обеспечивает быстрый и равномерный прогрев всех отопительных приборов. При этом байпас закрыт (вентилем или сработавшим обратным клапаном).
  2. Без электричества открывается байпас, после чего система продолжает работать уже с естественной циркуляцией.

Такая реализация позволит вам обогреть свой дом и не бояться отказа отопительного оборудования из-за отсутствия энергоснабжения.

Оборудование

Итак, мы собираемся своими руками смонтировать водяное отопление. Какие основные  элементы будет включать наша схема?

Котел

Наиболее дешевы в эксплуатации бытовые газовые котлы отопления. В Подмосковье затраты на отопление магистральным газом дома площадью 200 м2 не превышают 3000 рублей в месяц.

Котлы могут быть энергозависимыми (с электронным розжигом) и энергонезависимыми (использующими пьезорозжиг и пилотную горелку). Первые заметно экономичнее — пилотная горелка расходует до 20 % общего количества газа.

На втором месте по экономичности — твердотопливные котлы. Уголь и дрова будут прекрасным решением там, где нет магистрального газа. Однако использование твердого топлива подразумевает частые загрузки: в сутки вам придется растапливать котел как минимум дважды.

Статья в тему:  Общие сведения о радиаторах Prado

Есть, впрочем, ряд способов решить эту проблему.

  • Газогенераторные твердотопливные котлы разбивают процесс сжигания топлива на два этапа. Вначале оно тлеет при ограниченном доступе воздуха, образуя горючий пиролизный газ; потом этот газ дожигается в собственной топке. Газогенераторный котел способен работать на одной закладке не 2-5, а 8-12 часов.
  • Устройства верхнего горения используют тление тонкого верхнего слоя угля или дров. На угле котел может проработать до 5 суток без обслуживания и чистки.
  • Простое и универсальное  решение — использование теплоаккумулятора (теплоизолированной емкости объемом 300-2000 литров). Работая на полной мощности, котел после растопки нагревает воду в баке. Следующие несколько часов накопленная тепловая энергия постепенно отдается отопительным приборам.

Наконец, соляровые и электрические котлы мало отличаются по расходам на отопление. Они обеспечивают максимальную стоимость киловатт-часа тепла. Кроме того, не везде можно обеспечить требующуюся для отопления электричеством мощность.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Ориентировочные затраты на отопление с разными источниками тепла.

Трубы

Их выбор определяется тем, идет ли речь о центральном или автономном отоплении.

Оптимальный материал для ЦО — это стальные трубы нескольких типов.

  • Черная сталь дешева, однако подвержена коррозии. Кроме того, стальные стояки и подводки требуют больших затрат времени и сил на монтаж. Соединения чаще всего выполняются сваркой.
  • Оцинкованная сталь защищена цинковым слоем от коррозии; собирать подводку из оцинковки будет правильным ТОЛЬКО на резьбах. Сварка нарушает защитное покрытие, в том числе внутри трубы.
  • Наконец, прекрасный материал — гофрированная нержавейка. Трубы соединяются компрессионными фитингами с силиконовым уплотнителями и легко гнутся.

Почему именно сталь? Потому, что в системе ЦО вы не защищены от превышения расчетной температуры и гидроударов. Лучше переплатить при монтаже отопления, а не при устранении последствий прорыва грязного кипятка.

А вот автономное отопление подразумевает, что все параметры постоянны и подконтрольны вам. Отсюда и выбор материалов:

  • Металлопластик с пресс-фитингами.

Важно: компрессионные фитинги с накидными гайками на отоплении и горячей воде лучше не применять. После нескольких циклов нагрева и охлаждения они начинают течь.

  • Полипропилен. Желательно — армированный: армирование не только увеличивает прочность трубы на разрыв, но и уменьшает ее тепловое расширение.
  • Сшитый полиэтилен. Помимо прочности, эти трубы обладают еще одним достоинством: они гибки и поставляются в бухтах длиной до 500 метров, что полезно при лучевой разводке с укладкой труб в стяжку.

Схема водяного отопления: варианты реализации и основные элементы

Так соединяются трубы из сшитого полиэтилена.

Отопительные приборы

И здесь стоит разделить центральное и автономное отопление.

В системах ЦО лучше применять стальные трубчатые радиаторы, стальные конвекторы и биметаллические радиаторы. Алюминий нежелателен.

Причем не только с точки зрения прочности: инструкция по применению алюминиевых радиаторов особо оговаривает способность этого металла к ускоренному разрушению в сочетании с медным водопроводом. Металлы образуют гальваническую пару.

Поскольку вы не можете знать, из чего сделаны подводки у соседей — лучше не рисковать.

А вот для автономного отопления алюминиевые радиаторы безоговорочно являются лучшим выбором.

Безопасность

Ее обеспечивают:

  • Расширительный бак. Он вмещает избыток теплоносителя при его расширении, сопутствующем нагреву.
  • Предохранительный клапан — дополнительная страховка от переполнения контура. Клапан срабатывает и сбрасывает избыток теплоносителя, когда его давление достигает заданного порогового значения.
  • Манометр или термоманометр устанавливаются для визуального контроля параметров.
  • Автоматический воздухоотводчик или ручной воздушник монтируются в верхних точках контуров и в воздушных карманах.

Схема монтажа группы безопасности.

Заключение

Как обычно, некоторое количество дополнительной информации о применяемых схемах отопления и отопительном оборудовании вы найдете в прикрепленном к статье видео. Теплых зим!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *