Вертикальная разводка системы отопления — преимущества, недостатки, необходимые радиаторы и комплектующие

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции

Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и формулы.Правильный расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

Однотрубная система отопления

Ключевой признак однотрубных систем – все приборы соединяются последовательно, отсутствует деление на обратный контур и подающую магистраль.

Подобные конструкции с вертикальным расположением стояков можно встретить в большинстве жилых домов, возведенных в советские годы. По единой магистрали перемещается нагретая и охлажденная жидкость. Она циркулирует по одной из двух схем:

1. С замыкающими участками конструкции. Отличительный элемент установки – байпас, расположенный между трубами присоединения к радиатору. Теплоноситель делится на два потока: один поступает в отопительные приборы верхних этажей, остальная часть спускается по стояку через байпас. Охлажденная водяная смесь соединяется с горячим теплоносителем и спускается к нижним этажам. Схема позволяет устанавливать трехходовой вентиль для поддержания комфортного температурного режима в комнатах.
2. С проточной конфигурацией: теплоноситель последовательно стекает от верхних этажей вниз, постепенно расходуя энергию. Для нивелирования разницы потребуется установить на нижних этажах дома радиаторы с большим количеством секций.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя

Схема получила высокую распространенность благодаря следующим преимуществам:

• возможность отказаться от насоса и сделать систему гравитационной;
• низкие расходы на строительные материалы;
• простые узлы обвязок;
• облегченный монтаж по сравнению с коллекторной и двухтрубной разводкой.

Также перечислим основные минусы:

• неравномерный прогрев дома: температура на верхних этажах значительно выше, чем на нижних. Неправильное распределение теплогидравлических нагрузок ведет к необходимости увеличения размера приборов по мере остывания теплоносителя;
• вертикальная однотрубная конструкция с нижней разводкой отопления не сможет успешно функционировать без циркуляционного насоса, воздухоотводчика и расширительного бака;
• при использовании проточной схемы владелец дома не сможет установить кран двойной регулировки и настраивать температуру в помещении.

Схема однотрубной системы отопления с насосной циркуляцией воды с проточным движением воды и через байпасы

Однотрубная конфигурация с естественным движением теплоносителя подходит только для коттеджей с чердачным помещением, в котором устанавливается верхняя разводка. Следует помнить, что данная схема значительно осложняет осуществление врезки теплого пола.

Замена, перенос и выбор радиаторов в многоквартирном доме

Оговоримся, что какие любые изменения в поквартирное отопление в многоквартирном доме необходимо согласовывать с исполнительными органами и эксплуатирующими организациями.

При замене радиатора рекомендуем подключить его через запорные вентили, это даст возможность осуществлять его обслуживание, не отключая систему отопления

Мы уже упоминали, что принципиальная возможность замены и переноса радиаторов обусловлена схемой. Как правильно выбрать радиатор для многоквартирного дома? Необходимо учесть следующее:

• В первую очередь радиатор должен выдерживать давление, которое в многоквартирном доме выше, чем в частном. Чем больше количество этажей, тем выше может быть испытательное давление, оно может достигать 10 атм, а в высотных зданиях даже 15 атм. Точное значение можно узнать в местной эксплуатирующей службе. Отнюдь не все радиаторы, продающиеся на рынке, обладают соответствующими характеристиками. Значительная часть алюминиевых и многие стальные радиаторы не подойдут для многоквартирного дома.
• Можно ли и насколько изменить тепловую мощность радиатора, зависит от применённой схемы. Но в любом случае теплоотдачу прибора необходимо рассчитать. У одной типовой секции чугунной батареи теплоотдача равна 0,16 кВт при температуре теплоносителя 85 ºС. Умножив число секций на эту величину, получим тепловую мощность существующей батареи. Характеристики нового отопительного прибора можно найти в его техническом паспорте. Панельные радиаторы не набираются из секций, имеют фиксированные размеры и мощность.

Усреднённые данные теплоотдачи различных типов радиаторов, могут различаться в зависимости от конкретной модели

Материал также имеет значение. Центральное отопление в многоквартирном доме зачастую характеризуется низким качеством теплоносителя. Наименее чувствительны к загрязнениям традиционные чугунные батареи, хуже всего реагируют на агрессивную среду алюминиевые. Неплохо себя проявили биметаллические радиаторы.

Виды систем отопления

Для обеспечения теплоснабжения многоэтажных жилых и коммерческих зданий применяются разные системы теплообеспечения. Чаще всего используются системы, использующие жидкий теплоноситель, который по трубам поступает к радиаторам отопления. Нагретая жидкость нагревает секции батареи, а уже от них происходит нагрев воздуха в помещении. Классическая схема такого теплоснабжения подразумевает наличие многих элементов – водогрейного или отопительного котла, расширительного бака, аппаратуры контроля, радиаторов и труб по которым поступает теплоноситель. Все, казалось бы, просто и элементарно, но есть несколько существенных моментов, определяющих специфику каждой системы. И эта специфика заключается, прежде всего, в варианте организации доставки нагретого теплоносителя к каждой конкретной точке подключения системы и отвода остывшего теплоносителя от нее.

Однотрубная система отопления

Первый момент заключается в том, как происходит подводка труб к радиатору

В этом плане необходимо понимать, что в частном доме или квартире с отдельным котлом отопления может быть реализована одна из двух схем – однотрубная и двухтрубная.  Это важно потому, что здесь заложена принципиальная разница – при однотрубной теплоноситель последовательно подается в батареи, при этом после первого радиатора остывший теплоноситель поступает во второй, где он остывает еще больше, и уже после крайней батареи, пройдя все точки, опять возвращается в отопительный котел. Схематически такая схема представляет собой одну трубу с небольшими расширениями, в виде радиаторов. Схема обеспечивает проток теплоносителя с минимальными потерями и может применяться как в открытых, так и закрытых системах отопления

Схема обеспечивает проток теплоносителя с минимальными потерями и может применяться как в открытых, так и закрытых системах отопления.

Преимуществом такой схемы выступает простота и удобство построения, легкость монтажа и дешевизна. Из минусов стоит упомянуть неравномерность прогрева помещения и возможность применения только в одноэтажных планировках схемы, а также большими проблемами в установке приборов регулирования температуры в помещениях на радиаторах. Кроме того, схема требует установки большого количества кранов и задвижек, чтобы в случае необходимости не сливать полностью теплоноситель при ремонте одной батареи. Хотя с другой стороны, если батареи подключены по диагональной схеме, то перекрывать движение теплоносителя в системе, так или иначе придется.

Двухтрубная система отопления

Двухтрубная система отопления по сравнению с однотрубной, имеет ряд преимуществ. Прежде всего, это заключается в том, что к каждой отдельной батареи подходит ответвление от трубы с нагретым теплоносителем. После отдачи тепла охлажденный теплоноситель также уходит в отдельную трубу. Таким образом, двухтрубная система обеспечивает более эффективную схему подачи теплоносителя к радиаторам. При наличии запорной арматуры можно перекрыть подачу воды в секции батареи, и таким образом снизить температуры в отдельном помещении. Такое построение системы отопления помогает обеспечить и ремонт батареи достаточно перекрыть краны на радиаторе, чтобы приступить к ремонту, при этом отключения отопления не происходит, и системе исправно работает в других помещениях.

К положительным сторонам этой системы можно также отнести возможность использования двухтрубной схемы для малоэтажных жилых домов – для того чтобы сделать обвязку двухэтажного здания эта схема как нельзя кстати.

Что касается минусов, то здесь нужно иметь в виду, что придется прокладывать в два раза больше труб –  для трубы прямой подачи и обратки. Но здесь нужно помнить, что и однотрубная и двухтрубная система описывается как система отопления одного или максимум двух этажей, что не совсем применимо для многоквартирного дома в три и более этажей. Кроме этого, данные схемы часто применяются для индивидуального теплоснабжения, где нет необходимости устанавливать дополнительный счетчик тепла, поскольку достаточно приборов учета потребления газа, электричества или жидкого топлива индивидуального потребителя.

Оценка

Преимущества

Чем лучевая система отопления лучше последовательной? Вот типичный список аргументов ее сторонников:

1. Минимальный разброс температур между отопительными приборами. Они запитаны от общего коллектора и питаются с одной подающей нитки;
2. Удобство управления. Из коллекторного шкафа вы можете изменить температуру любого участка системы отопления;

Коллекторный шкаф — узел управления отоплением во всем доме.

1. Независимая регулировка температуры приборов. Если вы прикроете или полностью отключите любой из них, это никак не скажется на работе остальных батарей;
2. Скрытая прокладка подводок. Уложенные в стяжку или штробы, они не будут портить дизайн жилого помещения.

Подводки отопительных приборов будут скрыты настеленным по лагам полом.

Недостатки

Вначале — несколько критических комментариев к тем свойствам коллекторной разводки, которые я упомянул в числе ее преимуществ.

1. В двухтрубной последовательной системе тоже можно получить одинаковую температуру батарей. При тупиковой разводке она достигается балансировкой системы (то есть дросселированием подводок ближних к котлу батарей), при попутной разводке температура на всех отопительных приборах будет одинаковой и без балансировки;

Петля Тихельмана, или двухтрубная система с попутным движением теплоносителя. Температура всех радиаторов одинакова без балансировки.

1. Управлять температурой воздуха в комнате удобнее всего непосредственно из нее. Если вам нужно идти через весь дом к коллекторному шкафу для того, чтобы уменьшить нагрев батареи — это, согласитесь, вовсе не выглядит преимуществом;
2. Независимая регулировка температуры радиаторов возможна в любой двухтрубной системе. При однотрубной разводке она тоже достижима: достаточно подключать батареи не в разрыв розлива, а параллельно ему.

Подключение радиатора параллельно розливу в однотрубной ленинградке. Краны на подводке позволяют уменьшить нагрев батареи, не влияя на работу остальных отопительных приборов.

И собственно недостатки:

• Дорого. Суммарная длина отопительных подводок в случае лучевой разводки труб будет в несколько раз больше, чем при последовательном подключении батарей;
• Сложно. Штробление стен или заливка стяжки с коллекторной разводкой возможны только на стадии капитального ремонта частного дома или квартиры. Между тем развести батареи последовательно можно и после окончания чистового ремонта: из грязных работ предстоит только бурение стен под розливы;

Отопление с последовательным подключением радиаторов можно развести после окончания чистовой отделки.

Ненадежно. Для работы системы отопления нужен циркуляционный насос, что делает ее энергозависимой. При остановке циркуляции (например, в случае длительного отключения электричества) вода в трубах замерзнет. Отогреть скрытые в полу или стенах подводки куда сложнее, чем проложенные открыто розливы.

Подводка ниже соединения с радиатором заполнена водой. Слить ее полностью невозможно.

Выводы

На мой взгляд, лучевая разводка оправдана лишь в одном случае: если вы монтируется водяные теплые полы.

Аргументы? К вашим услугам:

1. Длина одного контура теплого пола не может превышать 120 метров из-за высокого гидравлического сопротивления труб, поэтому в доме в любом случае будет несколько параллельных контуров;
2. Параллельные контуры удобнее всего подключить к выводам распределительного коллектора. Альтернативные способы монтажа подразумевают открытую прокладку розливов и открытый монтаж дросселей или термоголовок, что, сами понимаете, идет вразрез с эстетикой.

Водяной теплый пол: коллекторная разводка полностью оправдана.

Высокотемпературную систему радиаторного отопления дешевле, проще и разумнее развести последовательно.

Однотрубная или двухтрубная система

Важно определиться, для какой схемы водяные вертикальные батареи отопления будут работать лучше всего. На первый взгляд кажется, что традиционная двухтрубная система отопления со своими преимуществами оптимально подойдет для вертикальной разводки

Выяснить это можно лишь после анализа эксплуатационных и технических характеристик каждой схемы.

Однотрубная система отопления

Однотрубная вертикальная система отопления

В ней теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру, причем радиаторы подключаются последовательно, т.е

степень нагрева воды в последней батарее будет значительно ниже, чем в первой. Для горизонтальной системы это было бы очень важно. Но так как протяженность теплового контура небольшая — уровень температуры теплоносителя в водяных вертикальных батареях отопления будет относительно одинаков

В качестве дополнительной меры регулировки можно установить байпасы между входными и выходными патрубками каждого радиатора.

Другие особенности однотрубной вертикальной разводки системы отопления заключаются в следующем:

• Минимальное количество расходных материалов для установки трубопровода;
• Возможность сделать гравитационную систему без установки циркуляционного насоса;
• Оптимальный объем теплоносителя. Этот параметр можно регулировать с помощью выбора труб больших или меньших диаметров.

Учитывая эти факторы, вертикальная однотрубная отопительная система была выбрана в качестве оптимальной для многоэтажных домов, построенных в 60-80 г.г. прошлого века.

Двухтрубная система отопления

Виды двухтрубной вертикальной системы отопления

Для этой системы необходим монтаж двух контуров магистрали. В одну из них поступает горячий теплоноситель, а вторая выполняет функцию обратного трубопровода.

При этом они должны располагаться рядом друг с другом, так как подключение вертикальных стальных радиаторов отопления происходит параллельно. В результате объем необходимой воды значительно увеличивается, что сказывается на гидродинамическом сопротивлении системы. Зачастую двухтрубная разводка для вертикального отопления делается с принудительной подачей теплоносителя. Для этого устанавливаются мощные циркуляционные насосы, а также средства контроля — расширительные мембранные баки, воздухоотводчики.

На практике двухтрубная вертикальная система отопления с нижней разводкой встречается крайне редко. Это связано с трудоемкостью монтажа, специфическими эксплуатационными характеристиками. Специалисты выделяют одно существенное преимущество подобной схемы — низкую вероятность появления воздушных пробок.

Ветроэлектрогенератор

Энергия ветра давно используется для получения электричества. Но ее также можно применять для обогрева загородного жилья. Учеными создан безредукторный ветроэлектрогенератор, который монтируется на вертикальной оси вращения на крыше дома. Для снижения шума при работе конструкции ось должна быть оснащена виброизолятором. В подвале размещают электрический водонагреватель и тепловой аккумулятор.

Это устройство довольно сложно в изготовлении, имеет большой размер и вес. Его долго и непросто монтировать. Для получения максимальной энергии ветра необходимо возвести достаточно высокую башню.

Плюсы и минусы

Несомненным достоинством этого вида отопления является его экологичность. Извлечение энергии из ветра не наносит никакого урона окружающей среде. Кроме того, эта энергия абсолютно бесплатна, а расходы на изготовление и монтаж оборудования относительно невелики.

Несмотря на несомненные достоинства, этот способ отопления загородных домов не пользуется популярностью, что связано с непостоянством силы и скорости ветра.

Особенности подключения батарей в квартирах

Когда построенный новый дом предают заказчику, вся отопительная система должна быть согласована с принимающей управляющей компанией и соответствовать нормативам СНиП. В основном один теплосчётчик устанавливают для всех квартир в подъезде. Расценка за потреблённую тепловую энергию определяет денежные затраты на 1 кв.м. полезной площади жилья.

При замене старых батарей отопления на новые радиаторы хозяева жилья часто совершают ошибку, не согласовав установку новых приборов с теплоснабжающей организацией. В этих случаях жильцы, стремясь получить максимальный эффект обогрева своих помещений устанавливают непомерно большей площади отопительные панели и батареи.

Замена отопления в новостройке. Подключение. Опрессовка. #17

При выявлении таких нарушений управляющая компания или теплосбытовая фирма через суд взыщут штраф и заставят демонтировать или переустановить приборы обогрева, отвечающие требованиям СНиП.

Чтобы избежать неприятностей, хозяин квартиры должен на стадии проектирования согласовать с вышеуказанными организациями установку новых батарей. Для этого нужно написать заявление соответствующей формы и приложить схему подключения новых радиаторов.

Естественная и принудительная циркуляция теплоносителя

Стоит отметить, что метод подводки труб к радиаторам будет зависеть еще и от того, каким образом обеспечивается циркуляция теплоносителя внутри отопительного контура. Различают два вида циркуляции – естественная и принудительная.

Естественная циркуляция жидкости внутри отопительного контура достигается за счет применения физических законов, при этом дополнительное оборудование устанавливать не нужно. Оно возможно только при использовании воды в качестве теплоносителя. Если же применяется любой антифриз, он не сможет свободно циркулировать по трубам.

Отопление с естественной циркуляцией включает котел для подогрева воды, расширительный бак, 2 трубопровода для подачи и обратки, а также радиаторы. В данном случае работающий котел постепенно нагревает воду, которая расширяется и продвигается по стояку, пройдя сквозь все радиаторы в системе. Затем уже остывшая вода самотеком поступает обратно в котел.

Чтобы обеспечить свободное продвижение воды, горизонтальные трубы монтируют с небольшим уклоном к направлению движения теплоносителя. Отопительная система с естественной циркуляцией является саморегулируемой, поскольку количество воды изменяется в зависимости от ее температуры. При нагреве воды увеличивается циркуляционный напор, что обеспечивает равномерный прогрев помещения.

В системах с естественной циркуляцией жидкости можно выполнять монтаж радиатора с нижним подключением при условии двухтрубной подводки, а также использовать схему с верхней разводкой в одно- и двухтрубном контуре. Как правило, данный тип циркуляции осуществляется лишь в небольших домах.

Если площадь дома превышает 100 м2, то способ циркуляции теплоносителя должен быть принудительным. При этом нужно будет установить специальный циркуляционный насос, который обеспечит движение антифриза или воды по контуру. Мощность насоса зависит от размеров дома.

Циркуляционный насос можно монтировать как на подающей, так и на обратной трубе

Очень важно в верхней точке трубопровода установить автоматические спускники или предусмотреть краны Маевского на каждом радиаторе, чтобы удалять воздушные пробки вручную.. Использование циркуляционного насоса оправдано как в одно-, так и двухтрубных системах с вертикальным и горизонтальным типом подключения радиаторов

Использование циркуляционного насоса оправдано как в одно-, так и двухтрубных системах с вертикальным и горизонтальным типом подключения радиаторов.

Вертикальная разводка системы отопления

Такой тип разводки всё ещё используется в многоквартирных домах, поскольку именно этот тип наиболее подходит для отопления большого количества этажей. Также вертикальная разводка позволяет экономить материалы, и её легче монтировать. Данный тип схемы бывает однотрубным и двухтрубным, и двухтрубный тип более предпочтительный. Двухтрубная разводка отопления вертикального типа также позволяет менять отопительные приборы без остановки всей системы отопления. На отопители можно устанавливать автоматические или ручные вентили регулировки температуры.

Однотрубная схема вертикального типа не позволяет отключать радиаторы по отдельности, но зато на монтаж такой системы уходит гораздо меньше труб, чем на двухтрубную схему. Вертикальный тип разводки позволяет равномерно распределить тепло по всему помещению, но отапливаемая площадь комнат несколько ограничена. Вертикальную разводку целесообразно применять в том случае, если здание имеет от трёх этажей и выше.

Вертикальная разводка также позволяет организовать систему отопления, которая не будет оборудована циркуляционным насосом. Такое техническое решение применимо к частным домостроениям. Главным недостатком вертикальной схемы отопления является то, что её невозможно масштабировать. Также может вызвать неудобства тот факт, что регулировать температуру в каждой отдельной комнате – не удастся.

Разводка отопления вертикального типа может иметь верхнее или нижнее расположение. Эти два типа обладают некоторыми особенностями. Если используется однотрубная вертикальная разводка верхнего типа, то в ней подача осуществляется с чердачного помещения, где установлен специальный резервуар (лежак). Далее из резервуара теплоноситель распределяется по стоякам, которые подводят тепло к отопительным приборам.

Разводка вертикального типа с нижней подачей оборудована резервуаром в подвальном помещении, из которого вода поступает в стояки. По стоякам теплоноситель движется вверх, попутно проходя через отопительные приборы в каждой квартире. Если вертикальная разводка смонтирована по двухтрубной схеме, то в её контуре можно использовать регулируемые отопительные приборы. Также к такой системе можно подключать и приборы учета тепла.

Преимущества и недостатки вертикальной системы

При двухтрубной системе отопления с нижней разводкой подающий и обратный магистральные трубопроводы проходят в полу нижнего этажа здания или в подвале, а теплоноситель поступает независимо в каждый радиатор.

Преимущества: хорошая регулировка системы отопления, возможность отдельного отключения каждого отопительного прибора, отсутствие перерасхода отопительных приборов.

Недостатки: увеличивается протяженность трубопроводов по сравнению с однотрубной схемой, практическая невозможность установки квартирных теплосчётчиков.

Сборка секционных батарей отопления

Секционные приборы обогрева помещений удобны тем, что их можно собирать из любого расчётного количества регистров. Можно добавлять или демонтировать секции тем самым, корректируя теплоотдачу прибора. В случае выхода из строя секции её можно убрать, заменив новым регистром. Сборку секционных приборов отопления производят следующим образом.

1. Для сборки секционной батареи понадобятся фитинги внешней резьбой (ниппели), заглушка, два запорных шаровых крана и кран Маевского. Процесс сборки секций происходит следующим образом.
2. На рабочем столе или поддоне укладывают, собранную в заводских условиях, батарею, к которой нужно подсоединить дополнительные секции.
3. На два ниппеля (фитинга) одевают паронитовые кольца.

Как собрать (добавить) секции к алюминиевому радиатору

• Ниппели имеют две разнонаправленные резьбы. Их чуть-чуть вкручивают в отверстия батареи с одной стороны.
• Одну или несколько секций в сборе придвигают к основной батарее так, чтобы во вторые отверстия вошли свободные концы фитингов.
• Специальный ключ продевают через отверстие первого блока и слегка проворачивают ниппель до щелчка. Щелчок свидетельствует о том, что резьбы двух деталей совпали правильно.
• Поворотом ключа ниппель втягивают в первый секционный блок.
• Вставив ключ со стороны второго блока, окончательно стягивают секции в единую конструкцию.

Все скручивания нужно производить не спеша, не прилагая чрезмерных усилий. Во время сборки нужно обязательно следить за тем, чтобы соединяемые детали стыковались без перекосов.

Конструктивные особенности схемы отопления

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: «Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах»). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам.