Горизонтальная разводка системы отопления: гарантия эффективности и экономичности

Основные особенности

Вертикальная схема отличается от горизонтального аналога, в первую очередь, незначительными потерями тепла. Эта особенность – заслуга тщательно продуманного расположения магистральных труб, которые функционируют как стояки.

Интересно, что своим появлением данная методика обязана новым строительным стандартам в стране. Изначально она не была широко распространена, что связано с определенными нюансами установки. Дело кардинально изменилось, когда в СССР стали активно возводиться пятиэтажные хрущевки, площадь квартир в которых была невелика, а потому в горизонтальной разводке не было никакой необходимости. С целью экономии и была создана вертикальная методика, характеризующаяся рядом нюансов:

• По вертикали идут несколько стояков с циркулирующим теплоносителем, к которым подключаются радиаторы;
• Каждый из радиаторов может настраиваться по отдельности;
• В помещения теплоноситель попадает по отдельному контуру.

Г. Врезка батарей с перемычками (байпасами)

Под номером 11 показаны перемычки-байпасы. Номер 12 – вентили (шаровые краны) на входе и на выходе радиатора.

Такой подход дает сразу массу преимуществ:

— Во-первых, несложно будет снять радиатор, например, для проведения профилактики, ремонта или замены – это не отразится на работе остальной системы. Циркуляция теплоносителя по общему контуру от этого не прекратится.

— Во-вторых, появляется возможность регулировки уровня нагрева батарей, используя вентили на входе в них.

— В-третьих, некоторые помещения, которые временно не используются, можно вообще отключить от отопления, оставив только магистральный проход теплоносителя через них.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Для чего нужна принудительная циркуляция

В естественных системах, чтобы носитель равномерно распределял тепло в батареях отопления, трубы монтируют с уклоном.  В одноэтажных частных домах такие условия соблюдать легко. При установке труб по большому периметру и на несколько этажей в системе могут возникать воздушные пробки. Кроме того, жидкость остывает и крайние радиаторы не получают энергии.

При воздушной пробке теплоноситель прекращает движение, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя некоторых приборов нагревательного котла. Для устранения таких проблем и неисправностей необходимо применять циркуляционный насос. С его помощью можно сократить потери тепла и ускорить перемещение жидкости в системе.

Насос для принудительной циркуляции

Однотрубные горизонтальные системы

Принципиальная схема горизонтального отопительного комплекса любого типа предусматривает обеспечение процессов подачи и отвода воды. В зоне непосредственной подводки в любом случае должно быть организовано подключение двух контуров, однако в удалении от прибора подачу и слив воды можно осуществлять и через одну трубу. Именно по этому принципу работает горизонтальная однотрубная система отопления, позволяющая экономить свободное место и расходные материалы при технической организации инфраструктуры. Но сокращение рабочих контуров также дает и ощутимые недостатки, связанные с быстрым остыванием теплоносителя, снижением управляемости и динамичности системы. Однотрубная схема в основном используется в частных домах, где есть возможность обеспечения более гибкой регуляции, при необходимости компенсирующей недостатки такой разводки.

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 разводка предполагает подключение каждого отопительного прибора (или небольшой их группы) непосредственно к распределительному коллектору, раздающему горячую и собирающему охлажденную воду

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.

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.

Подключение теплого пола к системе отопления через распределительный коллектор является единственно возможным вариантом для обогрева больших площадей таким способом

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.

По коллекторному принципу устроены системы водяных “теплых полов”, аналогично подключаемых к распределительной гребенке.

Коллекторные гребенки теплых полов отличаются меньшим количеством гнезд в сравнении с радиаторными лучевыми системами. Нужен более мощный насос.

Разводку систем напольного обогрева производят медными и металлопластиковыми трубами, используя неразъемные соединения.

После устройства и опрессовки теплого пола выполняется заливка стяжки, которая защищает трубы от повреждений и играет роль теплопроводящего элемента.

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

Что такое разводка отопления

Разводкой системы отопления называется схема, по которой располагаются нагревательные приборы и соединительные трубы между ними. Эффективность работы всей системы зависит именно от типа разводки, так же, как эстетичность и экономичность. Наиболее популярными являются горизонтальная и вертикальная схемы разводки, так как трубопровод может принимать либо строго горизонтальное, либо строго вертикальное положение.

Горизонтальная разводка отличается особыми хорошими эстетическими, техническими и эксплуатационными характеристиками. Подобная коммуникация может быть как двухтрубной, так и однотрубной системой. Второй вариант не используется при обогреве многоквартирных домов и имеет достаточно узкую специализацию. В отоплении многоквартирных домов используется двухтрубная система отопления.

Варианты отопления частного дома

Схематическое изображение отопительной системы дома

Можно выделить основные виды топлива (энергии), которое может использоваться для отопления:

• кокс, дрова уголь (твердотопливные материалы);
• газ;
• бензин, дизельное топливо (жидкотопливные материалы);
• электричество (её генерируют и солнечные батареи в том числе).

Традиционные виды топлива (кокс, уголь, дрова) считаются устаревшими морально. К тому же, их использование ограничено фактически невозможностью автоматизации процесса отопления. Обычная дровяная печь, например, требует “заправки” дровами один раз в 6-7 часов, более совершенные пиролизные котлы, работающие без остановки 10-12 часов.

Газ – на сегодняшний момент наиболее дешёвое топливо (по крайней мере, для жителей России), однако его использование в отдалённых населённых пунктах не всегда возможно из-за банального отсутствия газопровода.

Если подключиться к магистральному газопроводу нельзя, всё равно есть возможность автономно отапливать дом газом при помощи газгольдера!

Проводить отдельную ветку в малый населенный пункт – экономически нецелесообразно. Именно по этой причине Россия, лидирующая по мировым запасам газа, не входит даже в первую двадцатку стран по уровню газификации территории (и это вполне объясняется объективными причинами).

Жидкое топливо имеет два существенных недостатка:

1. дороговизна;
2. опасность использования.

Впрочем, если в качестве теплоносителя при использовании для нагрева жидкого топлива брать автомобильный антифриз, то можно существенно сэкономить. Дело в том, что такой теплоноситель нагревается чрезвычайно быстро, удерживая тепло несколько суток. В целом, если произвести расчёт исходя из площади дома, то использование жидкого топлива иногда даже полностью экономически целесообразно (правда, подойдёт далеко не каждый тип антифриза).

Электричество – самый удобный в плане технической реализации вид теплоносителя, однако стоит оно дорого, да и подорожания происходят регулярно. Многие могут привести пример солнечных батарей. Однако тут надо учитывать такой фактор: безусловно, загородный дом в этом случае сможет отапливаться самостоятельно.

Стандартная солнечная батарея на крыше дома

Особенности однотрубных систем

Однотрубную разводку в самом простом варианте называют «ленинградкой». Она далеко не идеальна, но популярна из-за своей простоты. Ленинградка представляет собой такую систему, при которой все элементы отопления подключены последовательно к одной трубе, которая выполняет и роль подачи, и роль обратки. Получается, что магистраль закольцована (на котел при индивидуальной системе отопления или на стояк при централизованной), а к ней в нужных местах в разрыв или параллельно подсоединены радиаторы или другие устройства.

Однотрубная система в самом простом варианте

Теплоноситель по направлению движения последовательно поступает в каждый их отопительных приборов. В этом и заключается основной недостаток. В первый радиатор поступает самый горячий теплоноситель. Часть тепла отбирается на его нагрев. Теплоноситель становится холоднее,  подмешивается в магистраль, снижая  общую температуру. После чего, уже с чуть более холодный, он поступает на второй радиатор, где снова немного остывает и, добавляясь к основному потоку, еще больше охлаждает его. По мере продвижения все более холодный теплоноситель поступает в каждый последующий элемент отопления. При достаточно длинной цепочке и большом количестве приборов последний радиатор бывает совершенно неэффективным.

Чтобы обойти это свойство и добиться примерно равной отдачи от каждого прибора, можно увеличивать количество секций радиатора по мере их удаления от выхода котла. Таким образом можно компенсировать систему (выровнять теплоотдачу каждого элемента). Как вариант использования недостатков во благо можно рассмотреть такой способ:  самые «горячие» отопительные приборы устанавливать в самых холодных комнатах (например, на северной стороне) или в тех, где требуется повышенная температура – детские и спальни.

Для того чтобы была возможность регулировать температуру на радиаторе ставят байпас и краны

Некоторые разновидности подключения радиаторов позволяют устанавливать регуляторы и краны, которыми можно регулировать интенсивность потока теплоносителя в каждом отопительном элементе, выравнивая при необходимости температуры. Это позволяет добиться более-менее равной теплоотдачи от каждого из них, но такое возможно далеко не всегда.

По способу разводки однотрубная система может быть горизонтальной или вертикальной.

Одноконтурная трубная разводка отопления

Принцип ее работы – обеспечение передвижения рабочей жидкости по одной трубе. Что это значит? По общему стояку нагретая вода или антифриз выдавливается на верхний уровень системы отопления, а радиаторы последовательно подключаются в трубе обратной подачи теплоносителя в котел. Очевидно, что верхние этажи или самые первые в схеме радиаторы будут нагреваться быстрее и сильнее, поэтому однотрубная система отопления используется только в одноэтажных или малоэтажных (2-3 этажа) домах, где разница в температуре подачи и обратки не так заметна. В одноэтажном доме все радиаторы будут нагреваться практически до одной и той же температуры. Достоинства, особенности отличие однотрубной системы отопления:

1. Соблюдение гидродинамического равновесия в системе;
2. Простой проект, быстрый монтаж;
3. Низкие финансовые и трудовые затраты из-за монтажа только одной магистрали без датчиков и других приборов контроля и автоматического управления;
4. Организация движения рабочей жидкости по принципу естественной циркуляции (гравитационная схема), которая не требует врезки циркуляционного насоса и подключения электричества. Этим преимущественно и отличается однотрубная разводка от двухтрубной.

Но однотрубная система отопления имеет и недостатки, причем существенные:

1. Сложные расчеты из-за необходимости соблюдения гидравлической устойчивости и высокого гидравлического сопротивления;
2. Полная зависимость всех приборов и узлов системы из-за последовательного их включения;
3. Для одного стояка самым оптимальным будет подключение не более 5-7 радиаторов;
4. Нельзя регулировать температуру в каждом отдельном радиаторе;
5. Высокие потери тепла.

Для владельцев одноэтажных загородных домов вопрос о том, какая лучше — однотрубная или двухтрубная система отопления и что лучше выбрать, не стоит – если дом одноэтажный, то однотрубное отопление – наилучший вариант и в плане монтажа, и в плане трудозатрат, и с точки зрения экономии энергоносителей.

Как можно усовершенствовать одноконтурную схему разводки

Если вы не знаете, что лучше выбрать — систему отопления однотрубную или двухтрубную – то остановитесь на промежуточном варианте, схема которого носит название ленинградка. В этой схеме добавлен байпас – трубная перемычка для каждого радиатора, позволяющая его обойти полностью или частично. В байпас врезается запорный кран, которым можно регулировать полную или частичную подачу тепла в обход батареи.

Кроме того, к байпасу можно подключить термодатчик, и контроль за температурой улучшится. Также с байпасом можно проводить ремонт или замену узлов без остановки всего отопления. Перемычку можно легко установить в уже работающую систему.

Собирается однотрубная система отопления частного дома по горизонтальной и вертикальной схеме. Если основным будет вертикальный стояк, то все отводы и радиаторы подключаются к нему сверху вниз. Горизонтальный стояк работает по принципу последовательного подключения радиаторов. И в первом, и во втором варианте разводки трубопровода будут появляться воздушные пробки, и это также можно отнести к недостаткам, которыми обладает однотрубная система отопления.

Технология сборки одноконтурной системы

1. Сначала устанавливается котел, после чего по комнатам разводятся трубы;
2. Если собирается ленинградка, то в точках присоединения батарей и байпасов врезаются тройники;
3. В схеме с естественной циркуляцией соблюдается уклон труб 2-4 градуса на погонный метр;
4. В трубу обратной подачи жидкости врезается насос, и подключается к сети;
5. В самой высокой точке трубной разводки крепится и подключается расширительный резервуар;
6. Подключаются радиаторы, на них устанавливаются краны Маевского, чтобы можно было стравливать воздух;
7. Однотрубное отопление опрессовывается и запускается в работу.

Варианты устройства двухтрубной системы

Основным отличием двухтрубной схемы обогрева частного дома является подключение каждой батареи к магистрали как прямого, так и обратного тока, что увеличивает в два раза расход труб. Зато у владельца дома появляется возможность регулирования уровнем теплоотдачи каждого отдельно взятого отопительного прибора. В итоге можно обеспечить разный температурный микроклимат в комнатах.

При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.

Вертикальная система с нижней разводкой

Устраивают ее следующим образом:

• От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
• Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
• От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.

При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.

Схема двухтрубной автономной системы водяного отопления дома с нижней разводкой. Теплоноситель поднимется вверх по вертикальным стоякам из центральной трубы

Вертикальная система с верхней разводкой

В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.

Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.

Схема двухтрубной автономной системы отопления дома с верхней разводкой. Теплоноситель двигается вверх по центральному стояку, а затем опускается вниз, проходя по всем установленным радиаторам

Горизонтальная система отопления – три основных типа

Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:

• Тупиковая схема (А). Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
• Схема с попутным продвижением воды (Б). Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
• Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В). Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.

Вот так это выглядит:

Три схемы устройства горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления, которые чаще всего используются при строительстве малоэтажных домов и частных коттеджей

При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.

Комбинированная система отопления: радиаторы и теплый пол

Скажу сразу, что этот вариант сейчас применяют везде, где это только возможно.

Ее популярность объясняется повышением комфортности проживания в частном доме.

Вы можете забыть о теплых носках и тапочках и просто ходить по комфортному теплому полу.

Суть такой СО состоит в том, что тепловые потери помещения делятся между радиаторами (или другими приборами отопления) теплым полом.

Здесь в тандеме работают высокотемпературное и низкотемпературное отопление.

Если кто не в курсе, то напомню, что температура теплоносителя в радиаторах может доходить до 90 градусов, то теплых полах она не должна превышать 50.

Это позволяет добиться комфортной температуры поверхности пола.

К сожалению в нашей стране много людей, которые предпочитают сначала сделать, а только потом подумать… Ну, или вообще никогда не подумать.

Так вот, эти люди подключают водяные теплые полы (ВТП) без группы автономной циркуляции (ее называют еще смесительным узлом).

В результате по трубам начинает циркулировать нагретая до 70-80 градусов вода, а покрытие пола начинает обжигать ноги.

Конечно, вы рано или поздно привыкните ходить ро дому в пляжных тапочках, но лучше все изначально сделать по правилам.

Кроме ВТП могут быть использованы электрические теплые полы.

В некоторых случаях будет гораздо дешевле уложить в стяжку кабель или нагревательный мат, чем тянуть трубы и делать коллекторные шкафы.

Увеличатся только счета за электричество, но с этим иногда можно мириться.