Коллекторная схема системы отопления

Коллекторная схема системы отопления. В чем превосходство?

Монтаж и запуск в эксплуатацию энергоэффективной, надёжной и недорогостоящей системы отопления всегда были одними из главных вопросов на стадиях проектировки и возведения жилого фонда. Чтобы создать уют для жильцов в зимнее время необходимо максимально точно рассчитать тепловую нагрузку и качественно установить необходимые компоненты отопления. Из года в год просматривается тенденция в необходимости снижения энергозатрат. Старые, неэффективные системы требуют срочной замены на более новые, с лучшими показателями теплоотдачи. Именно о таких, о коллекторных системах отопления будет идти речь в этой статье.

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.

Особенности подключения радиатора по диагонали

Благодаря подключению подводящих патрубков с двух сторон, нагретый теплоноситель равномерно распределяется по всем секциям. Самой эффективной считается схема, когда подача подсоединена вверху, а отток – внизу. Ведь по законам физики горячая жидкость всегда располагается выше холодной. Однако бывает диагональное подключение радиаторов отопления с нижней подачей теплоносителя. КПД такой системы меньше. Связано это с тем, что по тем же законам физики остывающему теплоносителю в нижней части секций сложнее направляться вверх к отводящему трубопроводу.

Большим КПД обладает система, у которой подающая труба подключена к верхнему коллектору отопительного прибора

Увеличенное количество трубных линий портит внешний вид, но в частном доме эстетика уходит на задний план. Подключение приборов обогрева по диагонали с верхней подачей обладает большим КПД, и это главное для потребителя.

Схема комплектации отопительного прибора при диагональном способе подсоединения тоже отличается. Батарею обязательно оснащают краном Маевского. Устанавливают его на свободном от трубопровода верхнем коллекторе. Кран помогает стравливать воздух, иначе при завоздушивании часть секций не прогреется.

Независимо от того, что у диагонального подключения радиаторов подача снизу или сверху, отводящая труба всегда подходит. Снять при необходимости батарею невозможно без разрезания трубопровода. Чтобы избежать таких неудобств, подключение выполняют разъемными муфтами. Раньше использовались так называемые резьбовые сгоны. Их недостаток в том, что металл быстро поддается коррозии. Через пару лет раскрутить такой сгон сложно. В современном отоплении ставят «американки». Муфта состоит из двух частей, между которыми расположено уплотнительное кольцо. «Американка» легко раскручивается ключами, после чего можно свободно демонтировать прибор обогрева.

Вместе с «американками» на каждый патрубок ставят запорную арматуру. Если радиатор зимой потек, его кранами перекрывают и демонтируют для ремонта. Остальная система продолжает функционировать.

В отоплении с диагональным способом подсоединения важно правильно расположить на стене радиатор. По установленным нормам соблюдают следующее расстояние:

• от нижней поверхности подоконника до верхней части секций 5-10 см;
• от пола до нижней части секций 8-12 см;
• от стены до секций тыльной стороны отопительного прибора 2-5 см.

Соблюдение зазоров обеспечивает оптимальные условия для конвекции воздушных масс вокруг батареи.

Оборудование

При сооружении системы в частном доме понадобится некоторое количество дополнительного оборудования помимо труб и вентилей. С функциями некоторых его видов нам предстоит коротко познакомиться.

Устройство термостатической головки.

Коллекторная — система на любителя

Еще эту систему называют лучевой. Суть схемы такова. В отапливаемом помещении, обычно ближе к центру, располагается коллектор, от которого к каждому радиатору идут две трубы – подающая и обратная.

Трубы в ней, как правило, используются из металлопластика или сшитого полиэтилена. Прокладываются они чаще всего в конструкции пола (в стяжке), реже по потолку нижнего этажа. Лучи, подходящие к радиаторам, имеют разную длину, поэтому для правильной работы необходима тщательная балансировка. Преимуществами такой системы является отсутствие соединений труб, находящихся в стяжке, так как лучи делаются из цельных кусков и быстрота монтажа. При чём второе преимущество достаточно спорное. Самым главным минусом такой системы является дороговизна – большое количество трубы, коллекторы стоят денег.

Как происходит коллекторно-лучевая разводка отопления?

Во главу угла (а точнее в определенное место где не будет он мешаться) устанавливается коллектор отопления. Его можно установить открыто или в шкаф. Сейчас вариантов полно на рынке от простых накладных до встраиваемых с перламутровыми замками))).

Коллектор отопления нужно брать именно для отопления. Обычный коллектор для водопровода не подойдёт. В нем должны быть специальные вентили и клапана, которые в дальнейшем поспособствуют балансировке системы. А еще с помощью них можно перекрыть ветку к определенному радиатору и осуществить его снятие или замену. Всё это позволит избавиться от ненужных дополнительных кранов на радиаторах.

Коллекторный узел связывается с котлом отопления. Для этого необходимо заложить достаточно толстую трубу не менее чем 25 мм (для сшитого полиэтилена) или 32 мм (для полипропилена). Поэтому выбор места для коллектора определяется еще и возможностью притянуть такую трассу к нему. На эту трассу устанавливается грязевой фильтр. А сам коллектор отсекается от контура котла дополнительными кранами, чтобы иметь возможность заменить котел без слива всего теплоносителя.

К каждому радиатору отопления от коллектора приходит две трубы. Их диаметр обычно составляет каких-то 16 мм (для сшитого полиэтилена). Такого диаметра хватит даже для самого мощного радиатора. Эти трубы обязательно должны быть в утеплителе или минимально в гофре.

Утеплять трубы необходимо для того, чтобы не происходил, перегрев стяжки пола и как следствие её разрушение (растрескивание).

При лучевой разводке труб их небольшой диаметр в 16 мм способствует укладке в стяжку пола.

Полипропилен также удобно вряд ли получится спаять. К тому же его диаметр будет больше, а надежность соединений ниже. Поэтому предпочтение следует отдать как раз сшитому полиэтилену. О выборе труб здесь.

Включение в систему распределительного коллектора

Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая “лучевая схема” с применением распределительного коллектора.

Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.

Лучевая система подключения радиаторов

Наиболее равномерное и управляемое разделение потока теплоносителя по приборам отопления можно осуществить с помощью распределительного коллектора.

Устройство включает в себя две гребенки, в одну из которых горячая вода поступает из котла и распределяется по радиаторам, а в другую охлажденная вода возвращается и направляется обратно к котлу.

Подключение радиаторов через распределительный коллектор происходит параллельно, поэтому при такой разводке достигается минимальная разница температуры теплоносителя, подводимого к приборам отопления.

Это значительно облегчает расчет параметров радиаторов на стадии проектирования, а также позволяет легко регулировать мощность каждого прибора в период эксплуатации.

Вторым значимым плюсом такой разводки является возможность управления параметрами подачи теплоносителя ко всем приборам из одного места. Коллектор помещают в специальный шкаф с доступом к индикаторам и элементам управления: вентилям, кранам и насосам.

Это удобно с позиции регулирования микроклимата дома и позволяет легче вписать радиаторы в интерьер помещения.

К минусам систем с коллекторной схемой разводки отопления следует отнести максимальную длину труб подвода и отвода воды к радиаторам. Этот вариант является самым дорогим по стоимости элементов контура и самым сложным при монтаже, а также требует определенной квалификации.

Как правило, трубы в лучевой разводке отопления монтируют в стяжку пола. Это означает, что проектировать и устанавливать такую систему необходимо при строительстве или капитальном ремонте частного дома.

Выполнить коллекторный вариант для подсоединения радиаторов или изменить геометрию контуров в помещениях с уже проведенным внутренним ремонтом достаточно сложно. Это второй существенный минус разводки такого типа.

Правила использование теплого пола

Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений – обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.

Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:

• количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
• при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.

Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.

В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.

Часто коллектор снабжают смесительным узлом, для регулировки температуры воды, подаваемой к трубам теплого пола. Дело в том, что для радиаторов отопления, как правило, используют жидкость с температурным диапазоном 70-80°С, тогда как для теплого пола необходимо около 40°С.

Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета.

Достаточно широко распространены ситуации, когда в частных домах вся система водоподготовки объединяется в одном техническом помещении, максимально удалённом от обитаемой зоны. Также часто можно встретить проекты домов, имеющих несколько санузлов, в том числе на разных этажах. Для таких ситуаций характерна значительная протяжённость трубопроводов горячего водоснабжения, что сулит жильцам некоторые неудобства.

Например, при открытии горячей точки водоразбора требуется время, порой немалое, пока вода, проследовав по каналам и отдав им часть собственного тепла, начнёт поступать из крана при номинальной температуре. Это не только вызывает определённые неудобства при каждом использовании санузла, но также приводит к перерасходу воды, которая на многих объектах частного строительства служит стратегическим ресурсом.

Проблему решает узел рециркуляции, поддерживающий постоянный проток в системе ГВС. Благодаря этому горячая вода поступает из крана сразу после открытия, к тому же её температура может быть точно отрегулирована вне зависимости от режима работы нагревательного прибора.

Узлами рециркуляции могут быть укомплектованы те системы, в которых за нагрев воды отвечает накопительный нагреватель, бойлер косвенного нагрева или второй контур котла. При использовании проточных газовых и электрических нагревателей их гораздо разумнее переместить ближе к точкам водоразбора.

Нужно отметить, что рециркуляция ГВС подразумевает совершенно иную топологию системы. Поэтому реализация такой идеи возможна только в процессе строительства, ну или как минимум капитального ремонта. При попытках доработать имеющийся сантехнический комплекс с целью организовать рециркуляцию, вряд ли получится обойтись малой кровью.

Насосный узел и обвязка

Схема компоновки узла рециркуляции может отличаться в зависимости от используемого водогрейного и насосного оборудования. Например, конструкцией некоторых бойлеров косвенного нагрева предусмотрен третий отвод из верхней трети ёмкости для подключения возвратной трубы рециркуляции. Если такого отвода нет, обратный поток подключается через тройник к патрубку подачи холодной воды.

Пример схемы обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией ГВС: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла с расширительным баком; 3 — циркуляционный насос системы ГВС; 4 — группа безопасности бойлера с расширительным баком; 5 — потребители горячей воды; 6 — радиаторы отопления; 7 — бойлер косвенного нагрева; 8 — циркуляционный насос бойлера; 9 — обратные клапаны; 10 — циркуляционный насос системы отопления; 11 — сетчатый фильтр грубой очистки

Если взять в качестве примера стандартный электрический водонагреватель с двумя отводами, то на патрубке подачи холодной воды сначала устанавливается разъёмное соединение с накидной гайкой и группа безопасности для бойлеров. Ниже монтируется тройник, на два свободных отвода которого устанавливают шаровые краны. Один из них предназначен для подключения к магистрали ХВС, другой — для обратной трубы петли рециркуляции.

Схема рециркуляции ГВС с накопительным бойлером: 1 — накопительный водонагреватель; 2 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 3 — группа безопасности; 4 — обратные клапаны; 5 — циркуляционный насос; 6 — недельно-суточный таймер; 7 — потребители горячей воды

Таким образом, подача холодной воды в систему происходит только при снижении давления от открытия водоразбора, в остальных случаях горячая вода циркулирует по замкнутой петле, включающей весь объём бойлера.

Это главный недостаток водонагревательных приборов, конструкция которых не предусматривает их использование в системах ГВС с рециркуляцией. При такой схеме подключения бойлер не будет как положено отдавать 2/3 своего объёма с неизменно высокой температурой, ведь при подпитке весь объём жидкости будет равномерно охлаждаться.

Что касается самого насоса, для этих целей ведущими производителями сантехнического оборудования (Wilo, Grundfos) разработаны целые серии приборов. Их основное отличие от стандартных циркуляционных насосов — резьбовые патрубки для подключения такого же типоразмера, который обычно используется в бытовых системах водоснабжения — под резьбу 1/2″ или 1/4″.

В остальном такие насосы практически полностью идентичны оборудованию, которое используется в системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Из дополнительных функций могут иметься в наличии регулировка производительности, суточно-недельный таймер и термостат.

Система трубопроводов

Один из главных недостатков систем ГВС с рециркуляцией заключён в их повышенной материалоёмкости. Помимо того что водопроводный контур состоит из двух труб, замкнутых в петлю, дополнительно требуется обеспечить теплоизоляцию каналов, дабы сдерживать в пределах нормы паразитные утечки тепла. Но обе эти проблемы решаются относительно легко.

Лучший вариант материала для обустройства системы с рециркуляцией — полиэтиленовые трубы (PEX) с надвижными пресс-фитингами. Да, монтаж таких систем требует использования специального дорогостоящего оборудования, однако вполне можно обойтись комплектом ручного инструмента для опрессовки, взятым в аренду. При этом в пересчёте на погонаж сами трубы обходятся значительно дешевле полипропиленовых и металлопластиковых, а срок их службы несопоставимо выше.

В любом случае, схема прокладки трубопровода достаточно проста. Первая её часть, подающая воду к сантехническому оборудованию, монтируется непрерывной линией от теплового узла последовательно к каждой точке водоразбора. На последней точке в цепи трубопровод не заканчивается, он возвращается обратно к тепловому узлу. Это обстоятельство нужно учитывать при рассмотрении различных схем прокладки, чтобы минимизировать расход материалов на организацию петли.

Перед прокладкой каждый отдельный сегмент трубопровода облачается в поясную теплоизоляцию из вспененного полиэтилена или каучука. Последний материал более предпочтителен для тех участков труб, которые впоследствии будут замурованы. Теплоизоляция должна размещаться вплотную к фитингам, все стыки между оболочкой нужно обязательно проклеить металлизированным скотчем.

Эксплуатация и режимы работы

Мнение, что система рециркуляции послужит причиной дополнительных энергозатрат, не лишено оснований, однако во многом преувеличено. Дело в том, что в отопительный период, когда в горячей воде есть самая насущная необходимость, паразитные теплопотери так или иначе остаются внутри теплового контура здания, а потому не могут считаться бесцельной тратой.

Летом же, когда в обогреве помещений надобности нет, рециркуляцию можно попросту отключить, обесточив насос и перекрыв кран на обратной стороне петли. Правда, для этого устройство принудительной циркуляции должно размещаться по схеме после всех точек водоразбора.

Рециркуляция ГВС может быть относительно легко автоматизирована. Даже если насос не снабжён встроенным программируемым таймером, ничто не мешает установить отдельное управляющее устройство и отключить работу системы ночью или в отсутствие хозяев. Если же жильё снабжено системой бытовой автоматизации, можно наладить работу системы рециркуляции на основе алгоритмов «Умного дома» или охранной сигнализации. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Естественная циркуляция основана на физических законах. Разогретый теплоноситель от котла устремляется вверх, а затем к радиаторам. Отдавая им тепло и остывая он движется вниз к отводящей трубе, а впоследствии снова к котлу.

Основное преимущество конструкции с принудительной циркуляцией — её долголетие, благодаря отсутствию сопутствующих мелких частей и насоса (около 50 лет).

При внедрении циркуляционного насоса система становится принудительной и убирает недостатки предыдущего типа:

• Ускоряется нагрев помещений за счёт возрастания скорости теплоносителя.
• Радиаторы имеют равную степень нагрева.
• Возможно применение расширительного резервуара закрытого типа, а следовательно снижение количества испарённой жидкости.
• Монтаж схемы более прост.
• Уменьшение завоздушенности.

Но в то же время появляются следующие недостатки:

1. Зависимость от наличия электричества (при отсутствии автономного генератора).
2. Стоимость насоса и сопутствующей арматуры достаточна высока.