Устройство и монтаж лучевой системы отопления

Преимущества лучевой схемы

Большие возможности регулирования температуры отдельных элементов лучевой разводки позволяет существенно экономить энергию путём модернизации отопительной системы.

Это, как правило, установка датчиков и иного оборудования, автоматически поддерживающих определённый температурный режим в отдельных помещениях в зависимости от уличной температуры.

Лучевая разводка отопления в частном доме имеет очевидные достоинства:

1. Для каждого отопительного прибора может быть реализована гибкая система контроля температуры.
2. Наиболее высокий КПД среди всех существующих отопительных систем.
3. Все коммуникации прокладываются скрытно – они заделываются в конструкцию стен и пола, на виду остаётся лишь сам радиатор (о способах подключения расскажет эта статья ).
4. Отопительные приборы и отдельные узлы могут ремонтироваться без остановки всей системы.
5. Проектирование и монтаж достаточно просты вследствие использования труб одного сечения от распределительного коллектора до радиатора и отсутствия каких-либо соединений на этом участке.

К недостаткам относят высокую материалоёмкость и связанную с ней высокую стоимость данной системы отопления в доме. Кроме того, с одной ветки коллекторного контура бывает достаточно трудно полностью слить теплоноситель.

Наиболее распространена коллекторно-лучевая схема отопления в современных многоквартирных домах, где прокладка труб осуществляется под бетонной стяжкой. Наряду с положительным эффектом улучшения внешнего вида помещений, в случае необходимости ремонта коммуникаций работа осложняется.

Принцип работы

Лучевая система работает довольно просто. Нагретая в котле жидкость (вода) движется по трубам, отдавая тепло радиаторам и другим отопительным устройствам, прогретые трубы наполняют помещение теплотой, сначала верх, затем низ. Таким образом процесс повторяется снова и снова, и помещение в короткие сроки становится теплым. Сегодня отопление принято разделять на:

• системы с принудительной циркуляцией;
• системы с естественной циркуляцией.

Общая схема реализации. Лучевой тип отопления относится к системам с принудительной циркуляцией, так как в процессе участвует насос, который обеспечивает рабочее давление и необходимую скорость теплоносителя (иногда данную схему называют коллекторной). Как и любое отопление с принудительной циркуляцией, лучевая схема обладает плюсами и минусами.

Как организовать лучевую систему

Наиболее важным элементов при организации подобных систем является узел коллектора. При необходимости проводить разводку на каждом из этажей, потребуется разместить такой на каждом из этажей.

Коллекторы в процессе прокладки размещают в специальные шкафы, в которых предусматривается возможность регулировать работу системы. При прокладке требуется обеспечить минимальное число сочленений труб, что существенно увеличивает безопасность и стабильность в работе оборудования.

Также, требуется правильно подобрать нагревательный котел с учетом мощности, затрат тепловой и электрической энергии, коэффициент полезного действия с учетом потерь тепла системой. Вне зависимости от вида топлива, которое затрачивает котел в процессе обогрева, потребность расчета является обязательной.

Выбираем насос принудительной циркуляции

Основное применение лучевых схем систем отопления дома – горизонтальное расположение, с подачей теплоносителя снизу. Чтобы обеспечить возможность функционирования требуется использовать циркуляционный насос, который обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по ветвям сети.

Выбирать такой вид агрегата стоит по нескольким параметрам:

• производительность;
• высота напора.

Чтобы правильно подобрать насос требуется учитывать ширину просвета труб, протяженность и уровень высоты, относительно самого насоса. Все расчеты проводятся заранее.

Метод подключения без насоса

Работу системы можно обеспечить и без покупки и подключения насоса и ряда приборов для удаления излишков воздуха, но при этом требуется обеспечить соблюдение некоторых условий, которые крайне затруднительно осуществить. Требуется выбирать трубы с большим диаметром и монтировать расширительную емкость на максимальной высоте от пола.

Этот способ можно использовать в помещениях с малыми габаритами, чтобы обеспечить достаточное тепло в помещении. Однако, выбирать между принудительной или естественной подачей воды требуется ещё в процессе расчётов.

Правило монтируем циркуляционную помпу

Имеется ряд рекомендация по правильному монтажу помпы:

1. Насосы с влажным силовым агрегатом устанавливаются горизонтально.
2. Устройство термостатом запрещается максимально приближать к горячим поверхностям, чтобы избежать искаженных показателей.
3. Монтаж обычно проводится на возвратных участках системы, чтобы обеспечить нормальную работу системы, чтобы не допускать превышения температурных показателей. Ряд современных насосов может также монтировать около котла и без проблем работать при высокой температуре.
4. Если на контуре отопления отсутствует механизм устранения лишнего воздуха, обязательно стоит выбирать насос с возможность отвода газов.
5. Желательно монтировать его максимально близко к расширяющей емкости.
6. До монтажа желательно провести очистку системы от всех твердых фракций.
7. До запуска лучевой системы обязательно стоит провести предварительное тестирование с водой.

Выбираем распределительный коллектор

Это устройство имеет второе название – распределительная гребенка. Получило оно его за выполняемую функцию – подачу жидкости, проводящей тепло к каждому отдельному нагревательному элементу, радиаторам, теплому полу и другим. Также, в определенные отверстия возвращается теплоноситель на обратном пути, после чего подаётся котел, либо смешивается с содержимым труб для снижения температуры.

Количество одновременно поддерживаемых труб достигает 12. В некоторых моделях, для сложных лучевых систем отопления двухэтажного дома их число может быть больше. Каждый коллектор включается шаровой кран, который позволяет регулировать ток жидкости к каждому радиатору. Это нужно для регулировки количества теплоносителя, который идет по ветвям.

Выбираем трубы

Есть ряд аспектов, по которым определяются эксплуатационные характеристики будущего трубопровода. Выбирать стоит после того, как определитесь, куда будут монтировать сеть: под маскирующее покрытие или в цементную стяжку.

Причем в конструкции обязательно должна быть прослойка из воздухонепроницаемого материала. В противном случае, возможно покидание мельчайших частиц кислорода, которые содержатся в теплоносителе. В результате наблюдается ржавление котла и радиаторов.

Также, стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. При лучевой разводке не требуется использовать трубы стандартного диаметра. Оптимальный просвет – от 24 до 32 миллиметров.
2. Стоит выбирать изделия, в достаточной степени защищённые от механических повреждений. Чаще всего их заливают цементом, при этом требуется не допускать чрезмерного давления на сеть.

Как включить в схему циркуляционный насос

Этот конструктивный элемент может устанавливаться непосредственно на этапе сборки системы либо врезаться в уже существующую конструкцию с естественным током воды. В последнее время в продаже появились насосы, устанавливать которые можно как на обратную, так и на подводящую трубу. Однако стоят они довольно-таки дорого. Поэтому большинство хозяев загородных домов предпочитает приобретать менее выносливые модели старого образца. Поскольку повышенные температуры последние переносят не слишком хорошо, устанавливают их строго на обратную трубу на байпасе с тремя кранами. Перед самим насосом при этом в обязательном порядке монтируется фильтр очистки теплоносителя.

Схема подключения лучевой разводки

Выбирая отопительную схему, в большинстве случаев останавливаются на лучевой поэтажной разводке трубопровода. Все трубы скрываются от глаз в толще пола. Коллектор – главный распределительный орган устанавливается в нише стенового ограждения, часто в специальный шкаф, расположенный в центре дома/квартиры.

В подавляющем большинстве случаев реализации лучевой разводки требуется наличие циркуляционного насоса, а иногда нескольких, установленных на каждое кольцо или ветку. Его необходимость описана выше. Лучевую разводку сборки системы отопления чаще всего выполняют на базе одно- и двухтрубного монтажа, практически полностью вытесняя тройниковый тип подключения.

Это упрощенная схема лучевой разводки, в которой каждый радиатор подключается к разъему коллектора для прямой и обратной подачи теплоносителя

На каждом этаже возле стояка двухтрубной системы монтируются подающий и обратный коллекторы. Под полом трубы от обоих коллекторов проходят в стене или под полом и подключаются к каждому радиатору в рамках этажа.

Каждый из контуров должен иметь приблизительно одинаковую протяженность. Если этого не получается достичь, то каждое кольцо необходимо оснастить собственным циркуляционным насосом и автоматикой для регулировки температуры.

При этом изменение температурного режима будет полностью независимым на каждом контуре и не будет влиять друг на друга. Т.к. трубопровод будет находиться под стяжкой, каждый радиатор нужно оборудовать воздушным краном. Воздухоотводчик можно разместить также и на коллекторе.

Предварительный этап

До начала работ задача хозяина заключается в правильном подборе всех комплектующих и мест расположения оборудования, а именно:

• определить места расположения радиаторов;
• выбрать тип радиаторов, исходя из показателей давления и типа теплоносителя, а также определить количество секций или площадь панелей (сделать расчет тепловых потерь и подсчитать тепловую мощность, необходимую для качественного обогрева каждой комнаты);
• изобразить схематично расположение радиаторов и маршруты прохождения трубопровода, не забыв про остальные элементы системы отопления (котел, коллекторы, насос и т.д.);
• составить бумажный список всех элементов и сделать покупки. Чтобы не ошибиться в расчета, можно пригласить специалиста.

Итак, чтобы приступить к следующему этапу, необходимо учесть правила монтажа лучевой системы

Правила установки лучевой разводки

Если вы выбрали укладку труб под пол, следуйте нескольким правилам, которые помогут избежать теплопотерь и замерзания теплоносителя. Между черновым и чистовым полом должно быть достаточно пространства (об этом далее в описании).

При монтаже труб в пол важно учесть несколько требований, одним из которых является наличие достаточного пространства между чистовым и черновым полами

В качестве чернового пола может быть бетонная фундаментная плита. По ней сначала укладывают слой утеплителя, затем устраивают трубопровод. Если проложить трубы без теплоизолирующей подложки, то вода на данных участках может замерзнуть, теряя много тепла.

Что касается труб, то лучше остановить свой выбор на полиэтиленовых или металлопластиковых моделях, которые обладают высокой гибкостью. Трубопровод из полипропилена плохо гнется, поэтому не подходит для лучевой разводки.

Трубопровод необходимо прикрепить к основанию, чтобы он не всплыл во время заливки чистовым слоем стяжки. Закрепить можно с помощью монтажной ленты, пластиковых хомутов или другими доступными методами.

Трубу под стяжкой нужно обязательно утеплить, чтобы снизить теплопотери доя минимума, а на первом этаже обязательно необходимо уложить слой теплоизоляции

Затем вокруг трубопровода укладываем утеплитель слоем в 50 мм из пеноплекса или пенопласта. Изоляцию также крепим к основанию пола с помощью дюбелей-гвоздей. Финальным этапом является заливка раствором слоем 5-7 см, который будет служить основанием чистового пола. На эту поверхность можно уже укладывать любое напольное покрытие.

Если укладка труб производится на втором этаже и выше, то монтаж слоя теплоизоляции является опциональным

Запомните одно важное правило, на участках трубопровода, находящегося под полом, не должно быть никаких соединений

При наличии циркуляционного насоса достаточной мощности и производительности коллектор иногда размещают на этаж ниже относительно уровня расположения радиаторов.

Если коллектор размещается на нижнем уровне (подвале), то нужно учесть несколько правил правильной подводки труб от гребенки к радиаторам, которые находятся на следующем уровне

Что делать, если дом большой по площади

1. Для большого двухэтажного здания с большим числом раздельных помещений лучше всего подходит двухтрубная схема отопления. Она должна иметь верхний розлив и постоянную разводку радиаторов.
2. Прямо от генератора тепла согретая вода течет вверх по подающей трубе. Она огибает здание по его чердаку либо по потолку верхнего этажа.
3. Далее вода попадает в стояки, к ним подсоединены батареи. Они не размыкают полностью стояк. Каждый прибор оснащен регулировочным дросселем и перемычкой.
4. Желательно установить отсекающий вентиль на второй ветке подводящего трубопровода. Кран для стравливания воздуха можно поставить лишь один и прикрутить его у расширительного бачка на верхнем участке контура.
5. По второй (нижней) трубе, огибающей здание дом по подвалу либо полам первого этажа, вода течет обратно в котел.

То есть система с такой схемой может работать без зависящих от электроэнергии агрегатов (например, насоса). Исходя из этого, если возникнут форс-мажорные обстоятельства, вы никогда не замерзнете.

Повышение тепловой инерционности системы

Вы можете повысить своими руками тепловую инерционность обогревательной системы.

1. Удобно сделать это, выбрав чуть большее сечение контурных труб, чем необходимо по проекту.
2. Также можно заменить батареи из алюминия на чугунные аналоги. Они имеют расширенный внутренний объем секций, который увеличивает теплопроводность и теплоемкость материала. Существует мнение, что все чугунные батареи для систем отопления имеют некрасивый дизайн. Однако, это не так. Да, морально устаревшие их модели советских времен все еще выпускаются. Но помимо них рынок предлагает и современные аналоги. Например, красивые напольные радиаторы из кованого чугуна либо настенные батареи с плоскими эстетичными формами.

Особенность схемы горизонтальной прокладки труб

Схема горизонтального отопления в двухэтажном доме

В подавляющем большинстве горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой устанавливается в одно или двухэтажных частных домах. Но, кроме этого, она может применяться для подключения к централизованному отоплению. Особенностью подобной системы является горизонтальное расположение основной и обратной (для двухтрубной) магистрали.

При выборе этой системы прокладки трубопроводов необходимо учитывать нюансы подключения к различным видам отопления.

Центральное горизонтальное отопление

Для составления инженерной схемы следует руководствоваться нормами СНиП 41–01–2003. В нем говорится, что горизонтальная разводка системы отопления должна обеспечивать не только должную циркуляцию теплоносителя, но и обеспечить его учет. Для этого в многоквартирных домах обустраивают два стояка — с горячей водой и для приема остывшей жидкости. Обязательно выполняется расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления, в которую входит монтаж теплового счетчика. Он устанавливается на входном патрубке сразу после подключения трубы к стояку.

Кроме этого, учитывается гидравлическое сопротивление на определенных участках магистрали

Это важно, так как горизонтальная разводка системы отопления будет эффективно работать только при поддержании соответствующего напора теплоносителя

В большинстве случаев для многоквартирных домов устанавливается однотрубная горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Поэтому при выборе количества секций в радиаторах нужно учитывать их удаленность от центрального распределительного стояка. Чем дальше будет расположена батарея – тем больше должна быть ее площадь.

Автономное горизонтальное отопление

Отопление с естественной циркуляцией

В частном доме или в квартире без подключения к центральному теплоснабжению чаще всего выбирается горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Однако при этом нужно учитывать режим работы — с естественной циркуляцией или принудительной под давлением. В первом случае сразу от котла монтируется вертикальный стояк к которому подключаются горизонтальные участки.

К преимуществам этой схемы обустройства поддержания комфортного уровня температуры можно отнести следующее:

• Минимальные затраты на приобретение расходных материалов. В частности, горизонтальная однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не включает в себя циркуляционный насос, мембранный расширительный бак и защитную арматуру — воздухоотводчики;
• Надежность работы. Так как давление в трубах равно атмосферному — превышение температурного режима компенсируется с помощью расширительного бачка.

Но также следует отметить и недостатки. Главным из них является инертность системы. Даже грамотно спроектированная горизонтальная однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией не сможет обеспечить быстрый нагрев помещений. Это объясняется тем, что теплосеть начинает свое движение только после достижения определенной температуры. Для домов большой площадью (от 150 м.кв.) и при наличии двух этажей и более рекомендуется горизонтальная система отопления с нижней разводкой и принудительной циркуляцией жидкости.

Отопление с принудительной циркуляцией и горизонтальным расположением труб

В отличие от вышеописанной схемы для принудительной циркуляции не нужно делать стояк. Напор теплоносителя в горизонтальной двухтрубной системе отопления с нижней разводкой создается с помощью циркуляционного насоса. Это отражается на улучшении эксплуатационных качеств:

• Быстрое распределение горячей воды по всей магистрали;
• Возможность регулирования объема теплоносителя для каждого радиатора (только для двухтрубной системы);
• Для установки требуется меньшая площадь, так как отсутствует распределительный стояк.

В свою очередь, горизонтальную разводку системы отопления можно сочетать с коллекторной. Это актуально для трубопроводов с большой протяженностью. Таким образом можно добиться равномерного распределения горячей воды по всем комнатам дома.

Во время расчета горизонтальной двухтрубной системы отопления нужно учитывать поворотные узлы, именно в этих местах наибольшие гидравлические потери напора.

Виды систем отопления многоквартирных домов

В зависимости от структуры, характеристик теплоносителя и схем разводки трубопроводов отопление многоквартирного дома подразделяют на следующие типы:

По расположению источника тепла

• Поквартирная система отопления, при которой газовый котёл устанавливается в кухне или отдельном помещении. Некоторые неудобства и вложения в оборудование с лихвой компенсируются возможностью включать и регулировать отопление по своему усмотрению, а также низкими эксплуатационными затратами за счёт отсутствия потерь в теплотрассах. При наличии собственного котла практически отсутствуют ограничения по реконструкции системы. Если, к примеру, хозяева пожелают заменить батареи на тёплые водяные полы — к этому нет никаких технических препятствий.
• Индивидуальное отопление, при котором своя котельная обслуживает один дом или жилой комплекс. Такие решения встречаются как в старом жилом фонде (кочегарки), так и в новом элитном жилье, где сообщество жильцов само решает, когда начать отопительный сезон.
• Центральное отопление в многоквартирном доме наиболее распространено в типовом жилье.

Устройство центрального отопления многоквартирного дома, передача тепла от ТЭЦ осуществляется через местный теплопункт.

По характеристикам теплоносителя

• Водяное отопление, в качестве теплоносителя используется вода. В современном жилье с поквартирным или индивидуальным отоплением встречаются экономичные низкотемпературные (низкопотенциальные) системы, где температура теплоносителя не превышает 65 ºС. Но в большинстве случаев и во всех типовых домах теплоноситель имеет расчётную температуру в пределах 85-105 ºС.
• Паровое отопление квартиры в многоквартирном доме (в системе циркулирует водяной пар) имеет ряд существенных недостатков, в новых домах давно не используется, старый жилой фонд повсеместно переводят на водяные системы.

По схеме разводки

Основные схемы отопления в многоквартирных домах:

• Однотрубная — как подача, так и обратный отбор теплоносителя к отопительным приборам осуществляется по одной магистрали. Такая система встречается в «сталинках» и «хрущёвках». Обладает серьёзным недостатком: радиаторы расположены последовательно и из-за остывания в них теплоносителя температура нагрева батарей падает по мере удаления их от теплопункта. Для того, чтобы сохранить теплоотдачу, количество секций увеличивается по ходу движения теплоносителя. В чистой однотрубной схеме невозможна установка приборов регулирования. Не рекомендуется изменять конфигурацию труб, устанавливать радиаторы другого типа и габаритов, иначе работа системы может быть серьёзно нарушена.
• «Ленинградка» — усовершенствованный вариант однотрубной системы, который, благодаря подключению тепловых приборов через байпас, снижает их взаимовлияние. Можно установить на радиаторы регулирующие (не автоматические) устройства, заменить радиатор на иной тип, но схожей ёмкости и мощности.

Слева — стандартная однотрубная система, в которую мы не рекомендуем вносить никаких изменений. Справа — «ленинградка», возможна установка ручных регулирующих вентилей и корректная замена радиатора

Двухтрубная схема отопления многоквартирного дома стала широко использоваться в «брежневках», популярна и по сей день. Подающая и обратная магистрали в ней разделены, поэтому теплоноситель на входах во все квартиры и радиаторы имеет почти одинаковую температуру, замена радиаторов на иной тип и даже объём не оказывает существенного влияния на работу других приборов. На батареи можно устанавливать приборы регулирования, в том числе автоматические.

Слева — усовершенствованный вариант однотрубной схемы (аналог «ленинградки»), справа — двухтрубный вариант. Последний обеспечивает более комфортные условия, точное регулирование и даёт более широкие возможности по замене радиатора

Лучевая схема применяется в современном нетиповом жилье. Подключение приборов параллельное, взаимное влияние их минимально. Разводка, как правило, выполняется в полу, что позволяет освободить стены от труб. При установке приборов регулирования, в том числе автоматических, обеспечивается точное дозирование количества тепла по помещениям. Технически возможна как частичная, так и полная замена системы отопления в многоквартирном доме с лучевой схемой в пределах квартиры с существенным изменением её конфигурации.

При лучевой схеме в квартиру входят подающая и обратная магистрали, а разводка осуществляется параллельно отдельными контурами через коллектор. Трубы, как правило, располагают в полу, радиаторы аккуратно и незаметно подключают снизу

Особенности монтажа

Прокладка труб скрытого типа подразумевает обязательную организацию тепловой изоляции. Обогревательные элементы могут нагреваться и до +90 °C, что плохо может сказываться как на стяжке, так и на элементы из дерева. Просто необходим теплоизолирующий материал, сдерживающий скорость теплопередачи, чтобы тепло успело распределяться системой. Рынок предлагает особые полиэтиленовые кожухи для скрытой прокладки трубопровода.

Чтобы монтировать металлопластик, потребуются определённые умения

Качество подготовленной трубы (её торца калибратором) очень важно для герметичного соединения фитингом. Обычно используют надёжные обжимные фитинги, соединения ветвей фитингами на отопительных батареях и коллекторах делают не разборными

Какие есть фитинги для металлопластиковых труб, можете прочитать здесь.

Подготовка к установке

Перед тем, как начать все монтажные работы, стоит правильно подобрать все требуемые элементы и продумать места нахождения приборов, в том числе необходимо:

1. Определиться с местом установки отопительных батарей.
2. Подобрать тип радиаторов в связи с показателями давления и вида теплового носителя. Подсчитать необходимое число секций либо площадь панельных отопителей, чтобы тепла хватило для прогрева всех помещений.
3. Нарисовать схему отопительных радиаторов и пролегание труб. Не стоит забывать про другие элементы обогрева (котёл, насос и коллекторы).
4. На бумагу записать все необходимые элементы, и закупиться. Для того, чтобы быть уверенным в расчётах, можете посоветоваться со специалистом.

Более подробно про распределительную гребенку можно прочитать здесь.

Монтаж лучевой системы отопления

Первоначально ставятся радиаторы в каждом помещении. Их расположение на одном уровне проверяют нивелиром. Мощность устройств рассчитывают исходя из теплопотерь. На обогревательных батареях ставят заглушки, узлы подключения термостатической головки, краны (к ним подсоединяются переходные фитинги на металлопластик).

Ставится ящик для коллекторов. Как правило, выбираются простые и дешёвые распределители, снабжённые шаровыми кранами с выводами на 16 мм и подсоединением на ¾. На коллектор монтируются американки.

Подключить коллекторное устройство к котлу (к тройникам магистрали от котла) можно скрыто под полом либо по стенам. Затем коллектор соединяют подачей и обраткой 16 мм со всеми устройствами отопления.