Лучевая разводка системы отопления: технические особенности

В квартирах с индивидуальным отоплением и небольших загородных домах самой распространенной считается система отопления с естественной циркуляцией.

Другие статьи из категории

Схемы открытой и закрытой систем отопления. Их основные элементы. Отличия

Что такое группа безопасности котла и из чего она состоит?

В этой статье вы узнаете полную информацию о группе безопасности твердотопливных котлов. Об их правильной установке и принципе работы.

Какой твердотопливный котел лучше выбрать?

Вы узнаете, что представляют собой твердотопливные котлы. Принцип работы пиролизных котлов и многое другое.

Закрытая и открытая системы отопления

Отопление дома производится в результате замкнутого цикла движения теплоносителя. Для любой отопительной системы потребуется отопительное устройство, трубы, и радиаторы.

Циркуляционный насос для водяного отопления загородного дома

Главное призвание водяного насоса, применяемого в отопительной системе, считается обеспечение непрерывного перемещения теплоносителя по трубам с определённой скоростью.

Какой котел для отопления дома лучше выбрать?

В России суровый климат, поэтому помещения необходимо отапливать, чтобы в холодные дни чувствовать себя дома комфортно. Российский рынок предлагает потребителям разнообразные отопительные системы. Их основой является котел, предназначенный для нагрева требуемого объема теплоносителя.

Какие элементы системы отопления необходимы

Система автономного отопления состоит из нескольких элементов, каждому из которых отводится важная роль.

Статьи

Однотрубная и двухтрубная системы отопления:

Наибольшее распространение получила однотрубная схема создания отопления в частном доме, которая применяется для объектов, обладающих большой площадью, и для многоквартирных домов. Устанавливаются системы подобного типа по двум вариантам. Первый вариант – наиболее распространенный в виду упрощенного монтажа – называется проточным и последовательно соединяет все радиаторы. Во втором варианте часть теплоносителя из стояка движется в верхние батареи, другая же часть передается по стояку к расположенным внизу обогревательным приборам. В этом случае есть возможность регулировки объема поступающей горячей воды посредством установленных на каждую батарею кранов.

Однотрубная схема Двухтрубная схема
  • небольшой расход труб
  • естественная циркуляция теплоносителя
  • низкая стоимость монтажа
  • малые типоразмеры соединений
  • возможность поэтажного подключения
  • Тº в радиаторах примерно одинакова
  • большие теплопотери
  • невозможность регулировки
  • отключение всей системы целиком
  • большой расход труб
  • множество соединений

Схема предоставляет массу преимуществ, начиная с внушительной экономии расходных материалов и заканчивая уменьшением количества труб в дизайне интерьера.

Ограничения:

В двухтрубной схеме отопления для частного дома водный теплоноситель проходит одновременно и по радиаторам, и по магистральной линии, что позволяет добиться равномерного прогрева всех отопительных батарей в каждом помещении. Потребитель в данном случае имеет возможность выбирать любые радиаторы для установки, согласно собственным предпочтениям и дизайна интерьера. Также снимаются ограничения и по монтажу батарей внутри стены или за декоративными панелями. Дополнительным преимуществом подобной схемы является и превосходная возможность по регулированию режимов функционирования в каждой точке теплоснабжения.

Ограничения! У двухтрубной системы водяного теплоснабжения подобных требований не существует: обладая вертикальными стояками с нижней либо верхней разводкой, она эффективно может использоваться как для одноэтажных домов, так и объектов, имеющих несколько этажей.

Подключение обогреваемого пола к естественно циркулирующему отоплению

  • Монтаж такой схемы требует дополнительных затрат, чтобы обустроить безопасное использование комбинированного отопления. В некоторых случаях вода закипает, происходит разрушение труб, котла, приводящие к взрывам.
  • Идеальное решение обустройства подогреваемого пола в доме – устройство системы, работающей в штатном режиме при отключении электричества.
  • Для работы радиаторного отопления делают от котла трубопровод с уклоном, чтобы циркулировала вода, а для водяного пола требуется насос, перекачивающий теплоноситель.
  • Здесь возникает опасность: при отключении электричества вода в котле греется, а насос не циркулирует – происходит авария. Чтобы такой ситуации не возникло, дополнительно устанавливают обратный клапан, открывающийся при отключении насоса.
Читайте также:  Индукционная печь из сварочного инвертора своими руками

Коллекторный шкаф

  • Для снижения температуры воды на контур теплого пола устанавливают термостатический клапан, перекрывающий поток воды при повышении установленных параметров. Еще устанавливают клапаны обезвоздушивания. Все это монтируют в распределительный шкаф.
  • Для слаженной одновременной работы систем отопления (теплый пол, радиаторы) используют две разные подсистемы с установкой коллекторов. Это дает возможность четче регулировать поток в каждом контуре. С помощью трехходового смесительного клапана  контролируется температура отдельно в радиаторах и теплом полу. Благодаря автоматике клапана температура воды соответствует потребностям каждой из  систем.

Системы отопления с естественной циркуляцией

В системе с естественной циркуляцией используется принцип перемещения теплоносителя под влиянием конвекции. Чем больше температура, тем меньше плотность среды, и под влиянием сил, объясняемых законом Архимеда, нагретый теплоноситель перемещается в верхние точки схемы отопления, а остыв опускается вниз.

Подобная схема не требует дополнительных затрат энергии на создание циркуляции и может работать только за счет тепла вырабатываемого котлом, или другой теплогенерирующей установкой.

Подобные схемы требуют тщательного гидравлического расчета и несколько большего диаметра труб разводки. Также такие системы требовательны к соблюдению уклонов при монтаже.

Как появляется циркуляционный напор?

Графическая схема возникновения циркуляционного напора. Нажмите для увеличения.

Циркуляционный напор зависит от:

  1. разной плотности охлажденной и горячей воды;
  2. разности отметок средины котла и средины нижнего отопительного прибора – чем выше эта разница высот, тем лучше будет перетекать теплоноситель по системе.

Отопление с естественной циркуляцией характеризуется скачкообразным изменением температуры в радиаторах и котле. Она изменяется вдоль центральной оси этих приборов.

В верхней части котла или радиатора находится горячая вода, а в нижней части – более холодная.

Нагретая вода имеет плотность и вес несколько меньший, чем холодная.

Такая вода, под действием гравитационных сил, вынуждена перемещаться из верхних сосудов в нижние.

Как появляется циркуляционный напор?

Поскольку отопление дома имеет замкнутый контур по все обогревательной системе, то вода в нем не выплескивается, а стремится «успокоиться» и занять определенный уровень, но это ей не удается осуществить, поскольку в котле теплоноситель постоянно подогревается в верхней половине контура, при этом несколько уменьшая его вес относительно охлажденной воды.

Из-за того, что высокий столб утяжеленной воды после прохождения радиаторов все время выталкивает более низкий столб охлажденной воды впереди котла и подталкивает воду, возникает естественное циркулирование.

Другими словами — чем выше размещены центры радиаторов от центра котла отопления, тем большим будет циркуляционный напор.

Высота установки батарей отопления является одним из основных показателей напора воды. Уклон подающего трубопровода в сторону радиаторов, а также обратки в сторону котла будет лишь еще более способствовать этому процессу, одновременно помогая воде преодолевать в трубах местное сопротивление.

Монтаж отопления с естественной циркуляцией для частного дома нужно осуществлять таким образом, чтобы котел находился ниже всех отопительных приборов (к примеру, в подвале).

Для квартирного отопления, если котел будет установлен непосредственно в помещении на одном уровне с радиаторами, для создания большего циркуляционного напора отопительный агрегат следует устанавливать в «яму» – прямо на плиту перекрытия, предварительно выпилив вокруг него пол. Такую «яму» следует оборудовать асбестовыми плитами и железом.

Расчет системы

Расчет системы водяного отопления с естественной циркуляцией достаточно сложен и включает:

  • определение мощности котла
  • приборов отопления
  • выбор диаметра труб
Читайте также:  10 лучших инфракрасных обогревателей

Полный расчет мощности котла основан на подсчете потерь тепла через крышу, полы, стены и проемы здания в зависимости от их площади, материала изготовления и разницы температур в доме и на улице.

Упрощенный расчет можно выполнить по формуле:

Wк = Wуд х S/10;

где

  • Wк – мощность котла (кВт)
  • Wуд – удельная мощность на 10 кв. метров дома (кВт)
  • S – общая площадь дома (кв. м.).

Удельная мощность зависит от климатической зоны и составляет:

Расчет системы
  • для подмосковья 1,2 – 1,5 кВт
  • для северных районов – 1,5 – 2 кВт
  • для южных – 0,7 – 0,9 кВт.

Система отопления заполняется водой исходя из соотношения: не менее 15 литров на киловатт мощности котла.

Мощность радиаторов можно определить по той же формуле, подставив в нее величины площадей отапливаемых комнат или исходя из объема помещений – на отопление одного кубометра комнаты требуется около 40 ватт мощности.

Мощность радиаторов, расположенных на первом этаже увеличивают на 15 – 20%.

Расчет диаметра труб производится следующим образом:

Методика расчета описана в многостраничных методических указаниях и вряд ли по силам человеку без специального образования, но выход есть.

От правильности выбора схемы отопления, мощности котла и радиаторов, диаметра труб во многом зависит эффективность работы всей системы.

Лучше потратить время на расчеты или поручить их специалистам, чем жить в холодном доме или тратить силы и деньги на устранение допущенных ошибок.

Схема отопления с нижней и верхней разводкой

Водяное отопление Принято различать системы отопления с естественной циркуляцией с верхней и нижней разводкой. В первом случае теплоноситель через главный стояк поднимается в проложенный по чердаку дома магистральный трубопровод, а оттуда распределяется по нагревательным элементам.

В системе с нижней разводкой подающую магистраль, от которой запитываются восходящие стояки, монтируют в подвале и на первом этаже. Также для этих целей может использоваться подпольный канал. В такой схеме обратные стояки присоединяют к единой обратной магистрали. Принцип действия системы с нижней разводкой аналогичен той, в которой используется верхняя разводка. В обеих схемах циркуляция обеспечивается за счет того, что горячая вода вытесняется остывшей вверх по стоякам, а остывая, спускается по обратной линии и возвращается в котел для нагревания.

Схема отопления с нижней и верхней разводкой

Стоит отметить, что в тех местах, где организуется естественная циркуляция отопления, в зданиях, имеющих небольшую этажность, циркуляционное давление будет небольшим. По этой причине высокой скорости движения теплоносителя допускать нельзя. Поэтому диаметры труб берутся большими. И вполне возможно, что такая отопительная схема окажется невыгодной с экономической точки зрения. В целом знатоки считают, что устройство систем отопления на основе естественной циркуляции допустимо только для зданий небольшого размера.

Секрет монтажа расширительного бака

Казалось бы, что может быть сложного в том, чтобы следовать готовой схеме системы отопления. Однако на чертеже невозможно показать, точное местоположение элементов отопления. И в результате потраченное время и усилия окажутся излишними. Ведь при монтаже расширительного бака стоит помнить, что его следует закреплять в верхней точке всей системы отопления.

 

Секрет монтажа расширительного бака

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Двухтрубная система отопления — схема, расчет и монтаж системы
      Ну, что сказать, водяная отопительная система была всегда очень сильно распространена в различных регионах для отопления строений — причиной тому являются её доступность и простота в плане…
  2. Однотрубное отопление с нижней разводкой – расчет и разводка системы
      Одним из наиболее эффективных и экономически привлекательных вариантов систем отопления частных домов или загородных коттеджей является однотрубное отопление с нижней разводкой….
  3. Проект отопления двухэтажного частного дома
      Перед тем, как приступить к строительству частного дома, нужно определиться с системой отопления. Детально проработанный проект отопления двухэтажного дома обеспечит хорошее распределение тепла по всему…
  4. Отличие ленинградской системы отопления двухэтажного дома от многоэтажного — схемы
      Ленинградская система отопления, схема которой широко применяется в многоэтажных и частных домах — это одна из самых распространенных схем организации обогрева в зданиях. Обогрев по…
Читайте также:  Бойлер из газового баллона в системе отопления

Водяное отопление с самотечным движением жидкости

Система водяного отопления позволяет подавать разогретый теплоноситель к радиаторам, которые могут быть расположены как угодно внутри здания. Это дает возможность очень гибко распределять тепловую энергию по всему дому в зависимости от необходимости. А котел может располагаться в любом подсобном помещении.

Нужно заметить, что водяное отопления весьма сложное, и в его создании должны участвовать специалисты – теплотехники, проектировщики, монтажники… Создание такой системы своими руками возможно, скорее, для небольших частных домов с использованием, так называемых, «народных» рекомендаций.

Принцип работы водяного отопления с самотечным движением теплоносителя

Водяное отопление можно классифицировать по степени сложности.

Водяное отопление с самотечным движением жидкости

Простейшая схема основывается на саморецеркуляции теплоносителя. Трубопроводы и радиаторы размещаются таким образом, что бы в них создавался естественных ток воды. Это движение возникает за счет разности масс теплой и холодной жидкости. Как известно теплая жидкость ( или газ) легче холодной и поднимается вверх, а холодная – опускается вниз.

Направление циркуляции воды в котле вода поднимается в самую высокую точку системы, откуда, по подающему трубопроводу опускается в радиаторы. Остывая в радиаторах, она движется по ним вниз к обратному трубопроводу, по которому возвращается снова в котел.

Что бы самотечная система водяного отопления функционировала нормально, необходимо, что бы в ней поддерживалась достаточно большая скорость движения жидкости. Для этого система должна соответствовать нескольким требованиям.

Требование к самотечному водяному отоплению

Лучевая разводка и теплый пол

Лучевую схему можно применять и для обустройства системы «теплый» пол. При грамотно составленном проекте с учетом всех факторов можно отказаться от радиаторов, сделав теплый пол основным источником для отопления.

Тепловые потоки будет равномерно распределяться по всему помещению, не создавая эффект конвекции в отличие от радиаторов. В результате отсутствует циркуляция пыли в воздухе.

Перед тем, как взяться за реализацию идеи по устройству водяных теплых полов, важно учесть следующие особенности:

  • на бетонное или деревянное основание укладывается отражающий экран со слоем теплоизоляции;
  • сверху укладывается трубы по петлеобразной схеме;
  • перед заливкой бетоном производится гидравлическое испытание системы под давлением на протяжении суток;
  • финишным слоем выступает стяжка или настил.

Коллектор каждого контура должен оснащаться расходомерами и термостатическими клапанами, которые позволяют вести точный контроль расхода теплоносителя и регулировать его температуры.

Лучевая разводка и теплый пол

При разводке труб можно использовать термостатические головки и сервоприводы. Данные устройства позволяют автоматизировать работу теплого пола. Система будет реагировать на изменения в температуре помещения, настраивая комфортный режим для каждой комнаты.

Лучевая разводка для теплого пола требует оснащения коллектора несколькими комплектующими, которые позволяют контролировать, автоматизировать и управлять напольным отоплением для достижения максимального комфорта и энергоэффективности

При монтаже крайне важно правильно зафиксировать трубы, перед тем, как все заливать стяжкой. Для этого можно использовать утеплитель с пазами, арматурную сетку или скобы.

Перед укладкой трубопровода необходимо четко определить маршрут, который теплоноситель будет преодолевать для обогрева пола (не допускать скрещивания труб). Отрезать трубу лучше всего только после полной укладки и подводки к обратному и подающему коллекторам.

Важно, чтобы при заливке трубопровод находился под давлением. Пока бетонная смесь не затвердеет полностью и не пройдет три недели, подавать теплоноситель с рабочей температурой нельзя. Только потом начинаем с 25ºС и через 4 дня заканчиваем проектной температурой.