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.
Недостатки вертикальных батарей отопления
Как у любых других отопительных приборов (и не только отопительных) у высоких радиаторов, помимо преимуществ, есть и свои недостатки.
Невозможность установки под окном. Вертикальные батареи не могут, как горизонтальные, размещаться непосредственно под окном. Поэтому, для них необходимо предусматривать свободный (от мебели и других предметов интерьера) участок стены, что является проблемным для небольших помещений или смарт-квартир.
Цена. Если сравнивать высокие радиаторы с внутрипольными конвекторами (если конвекторы тоже будут европейского производства), то первые окажутся намного доступнее. Если же сравнивать вертикальные отопительные приборы с горизонтальными (особенно если вторые будут китайского или украинского производства), то первые будут намного дороже. Но, этот минус вполне оправдывается комфортом обогрева и качеством изготовления вертикальных радиаторов. Поэтому, если вы «Не настолько богаты, чтоб покупать дешёвые вещи», то вертикальные радиаторы предназначены именно для Вас.
Особенности комплектации
Правильная обвязка радиатора однотрубной горизонтальной системы отопления
Во время выполнения установки горизонтального однотрубного отопления с естественной циркуляцией следует соблюдать угол наклона труб. Он выполняется в сторону радиаторов по направлению движения воды. Самая низкая точка обратной магистрали не должна находиться ниже уровня котла. Следует помнить, что любая горизонтальная разводка отопления характеризуется повышенным сопротивлением — чем больше диаметр трубы, чем выше этот показатель.
В комплектацию двухтрубной системы обязательно должны входить циркуляционный насос и мембранный расширительный бак. Без этих элементов безопасная работа отопление невозможна. Также устанавливаются измерительные приборы — манометры и термометры.
Так какую же горизонтальную систему отопления выбрать — двухтрубную или однотрубную? Это определяется характеристиками дома. Для зданий с большой площадью рекомендовано устанавливать двухтрубную разводку с принудительной циркуляцией. Если же скорость нагрева воздуха в комнатах и возможность регулирования температуры не важны — можно монтировать однотрубное отопление.
Пример расчета однотрубного отопления – гидравлические потери:
Конденсатоотводчики
Чтобы контролировать поток пара и конденсата, эти две жидкости должны быть разделены. Обычный метод заключается в установке конденсатоотводчика на выходе каждого радиатора. Это устройство позволяет воздуху и воде существовать в радиаторе, но не парам. Если ловушки не работают, систему нельзя контролировать.
Внутренний элемент вышедшей из строя ловушки может быть легко заменен сантехником. Конечно, если ваши ловушки не сработали, то разумно предположить, что все ловушки в здании должны быть проверены.
Теперь, когда пар и вода разделены, мы можем перейти к управлению радиаторами. Для контроля температуры в двухтрубных паровых системах используется термостатический радиаторный клапан (ТРВ). ТРВ следят за температурой вблизи радиатора и крепятся к трубе подачи пара.
Затем вы можете вручную установить температуру: настройки обычно отображаются численно с диапазоном температур, соответствующим каждому элементу системы. Когда желаемая температура будет достигнута, клапан закроет подачу пара к отдельному радиатору. Если радиатор установлен в корпусе, то необходимо использовать модель капиллярной трубки.
Тупиковая и попутная разводка
Для двухтрубной конфигурации можно проектировать тупиковую и попутную схему.
Тупиковая схема движения теплоносителя
Попутная схема движения или петля Тихельмана
Попутная конфигурация подразумевает перемещение воды по обратному и подающему контуру в одном направлении. В обозначенной схеме циркуляционные кольца характеризуются равной длиной, и до всех радиаторов доходит одинаковое количество тепла. Попутная разводка на практике в основном используется в крупных производственных помещениях. Равномерный прогрев приборов – ключевое достоинство конструкции. Низкая распространенность схемы в жилых помещениях обусловлена следующими недостатками:
большой расход строительного материала и сложный монтаж по сравнению с тупиковой конструкцией;
необходимость применения труб большого диаметра.
Для жилых зданий чаще используют тупиковую разводку, при которой вода перемещается по подающему контуру в противоположном направлении относительно потока обратной магистрали.
Для конструкции характерна разная протяженность циркуляционных колец. Получить одинаковое гидравлическое сопротивление помогает деление протяженной магистрали на несколько отдельных контуров. Балансировка тупиковой разводки осуществляется путем установки ручных или автоматических вентилей, постепенного уменьшения сечения труб от котла к радиатору. Для реализации схемы требуется небольшое количество строительных материалов.
Тупиковое движение теплоносителя подходит для простой и многоуровневой отопительной системы.
Двухтрубная тупиковая система отопления: схемы и описание
Схемы отопления в жилых домах частного сектора домостроительства являются тупиковыми двухтрубными системами отопления, однотрубные применяются редко.
На практике существуют несколько вариантов схем. Каждая из них монтируется в соответствии с конкретными условиями жилого помещения.
Что из себя представляет
Система отопления, смонтированная таким образом, когда кольца, по которым проходит теплоноситель, не равны друг другу, называется тупиковой.
На рисунке приведена общая схема такой системы, где присутствуют два трубопровода:
- C нагретым теплоносителем. Подающая магистраль, на схеме обозначена красным цветом.
- C остывшим теплоносителем. Обратная магистраль, на схеме обозначена синим цветом.
Согласно данной схеме поток нагретого теплоносителя после выхода из газового котла протекает по подающему трубопроводу в направлении к радиаторной системе. При попадании в радиатор, в процессе прохождения сквозь него, нагретый поток теплоносителя отдает тепло. После охлаждения поток теплоносителя сразу уходит в обратную магистраль, двигаясь в направлении к газовому котлу.
Альтернативой тупиковой системе является попутная система отопления, но так называемая попутка имеет иную схему прохождения теплоносителя по системе.
Виды тупиковых систем
Вариантов таких систем существует два:
- горизонтальный, где применяется горизонтальная разводка трубопроводов;
- вертикальный, где пользуются вертикальной разводкой трубопроводов.
Горизонтальная схема
Согласно данной схеме трубопроводы, подающий и обратный, до момента присоединения к радиаторам располагаются горизонтально.
В этом случае диаметры трубопроводов одинаковы, и типоразмеры монтажных компонентов совпадают с диаметрами трубопроводов. Это существенно упрощает работы при монтаже данных систем и соответственно экономятся как средства, так и время.
При эксплуатации данной системы отопления температура теплоносителя на входе радиаторов примерно одинакова. Но существует недостаток. Дело в том, что при больших площадях и большой протяженности трубопроводов трудно отбалансировать отдельные радиаторы.
Разновидностью двухтрубной тупиковой горизонтальной системы, является схема с центральной магистралью
Важно знать, что такую разводку наиболее целесообразно монтировать в скрытом варианте или в пол при его бетонировании, или в стену под слой штукатурки. Тогда не будет нарушаться дизайн жилого помещения
Эта технология представляет собой, соединение без резиновых уплотнительных колец. Сам материал трубы является уплотнителем.
Однако при монтаже к радиаторам возникает проблема с пересечением трубопроводов, так как трубопроводы будут выступать из стяжки.
Важно знать, что решением данной проблемы является применение крестовины. При выходе к радиатору крестовина даёт возможность, не выходя за пределы монтажной плоскости, обойти магистральный трубопровод
Эта система даёт возможность подключать:
Подключаются эти контуры с применением смесительного модуля, который состоит из:
- насоса циркуляции, который придаёт динамику движения теплоносителю;
- вентиля смешения с датчиком температуры.
Этот модуль дает возможность работать контурам в независимом режиме от основной системы. В таком режиме они сами не оказывают влияние на работу общей системы.
Схема отопления в вертикальном исполнении
Эта схема используется в домах более одного этажа.
От газового котла одновременно происходит разделение на две ветви:
- первая проходит по первому этажу;
- вторая через в вертикальный стояк проходит по второму этажу.
Существуют определенные условия, обеспечивающие надежность и устойчивость работы плечевой схемы:
- количество радиаторов — на каждом этаже должно быть в пределах десяти штук;
- должны монтироваться трубопроводы с теми диаметрами, которые подходят к данной конкретной системе;
- должны монтироваться на каждом этаже двухэтажного дома, как на нижнем, так и на верхнем, вентили балансировки, имеющие автоматическую регулировку давления.
Дело в том, что вертикальную схему нельзя сделать так, чтобы теплоноситель проходил самотеком, когда движение исключительно под давлением горячего теплоносителя на холодный, поэтому необходимо применение насоса.
Схема двухтрубной тупиковой системы отопления достаточно распространена, так как проста при монтировании и ее несложно эксплуатировать. Данная схема достаточно экономична с финансовой точки зрения. В силу указанных причин частный сектор домовладений охотно ее применяет.
Типы и достоинства двухтрубной отопительной системы
Технической особенностью отопительной системы данного типа является то, что она состоит из двух магистралей трубопровода. Один используется для транспортировки нагретого в котле теплоносителя непосредственно к источникам отопления – радиаторам. А второй контур необходим для оттока из радиаторов уже отработанного теплоносителя – остывшей жидкости, которая отдала свое тепло.
В такой системе, как попутная двухтрубная система отопления, наблюдается равная температура теплоносителя, поступающего одновременно в отопительные приборы системы.
Схема двухтрубной системы отопления
Многие полагают, что стоимость двухтрубной системы, по сравнению с более простой однотрубной, увеличивается практически вдвое – ведь необходимо брать труб в два раза больше. Но это не так. Дело в том, что для правильного построения правильно функционирующей однотрубной системы следует применять трубы большего диаметра, поскольку они способствуют более активному перемещению теплоносителя и отработанной жидкости. А при создании двухтрубной системы используются трубы значительно меньшего диаметра, стоимость которых – ниже.
Такая же ситуация отмечается и при приобретении дополнительных комплектующих системы – вентилей, сгонов, соединительных элементов. Изделия большего диаметра стоят дороже. То есть, можно сделать простой вывод – на самом деле приобретение материалов для двухтрубной системы обойдется вам не намного дороже, чем для однотрубной. А вот эффективность ее работы – значительно выше.
Основные элементы двухтрубной системы отопления
Весомым преимуществом двухтрубной системы служит еще один аспект – в такой отопительной системе существует возможность установки на каждый радиатор вентилей, посредством которых можно контролировать уровень нагрева элемента. Кроме того, посредством таких вентилей можно также существенно экономить расход воды и электроэнергии на ее нагрев.
Многих владельцев домов с однотрубной системой нередко огорчает то, что весьма толстую отопительную трубу невозможно скрыть – а это существенно портит общее впечатление от комнаты. В то время, как трубы, используемые при более сложной двухтрубной системе, являются более тонкими – и спрятать их не составит труда. Да и в том случае, если трубы на виду – они не привлекают особого внимания.
Учитывая все очевидные преимущества двухтрубной системы – большую эффективность, невысокую стоимость и эстетичность, можно с уверенностью останавливать свой выбор именно на ней. Что и делают большинство владельцев загородных домов.
Система отопления частного дома
Существует два типа двухтрубной отопительной системы – горизонтальная и вертикальная 2-х трубная система отопления. Основное различие данных видов – в оси расположения трубопровода. Посредством данных труб производится соединение всех элементов отопительной системы. Разумеется, каждый вид имеет и свои недостатки, и достоинства. Общими для обоих типов можно назвать такие достоинства – прекрасная гидравлическая устойчивость и высокий уровень теплоотдачи.
Горизонтальная двухтрубная система отопления должна быть установлена в одноэтажных строениях, где трубопровод отопления имеет довольно большую длину. В таких домах подсоединение радиаторов отопления к горизонтально расположенной системе – наиболее практичное решение вопроса.
Горизонтальная двухтрубная система отопления
Вертикальная двухтрубная схема отопления является несколько дороже горизонтальной. Однако, поскольку стояк располагается вертикально, это позволяет применять ее даже в многоэтажных домах. При этом каждый этаж отдельно врезается в центральный отопительный стояк. Кроме того, преимущества вертикального типа отопительной системы состоит еще и в том, что в ней не скапливается воздух – при возникновении пузырьки сразу же поднимаются вертикально, прямо в расширительный бак.
Вертикальная двухтрубная схема отопления
Какой бы тип системы вы не выбрали, следует учитывать, что нужно непременно проводить балансировку. При выборе вертикальной системы балансировка двухтрубной системы отопления требуется самому стояку. Когда проходит горизонтальная регулировка двухтрубной системы отопления, ей подвергаются петли.
Выбор энергоносителя
В многоэтажных жилых домах этот выбор невелик, к вашим услугам только природный газ и электроэнергия. Если у вас до этого уже стояла газовая колонка, то поменять ее на котел будет несколько проще, хотя без согласования с газоснабжающей конторой не обойтись. С нуля внедрять газовое отопление будет сложнее, это связано с процедурой оформления, актов обследования дымохода и так далее.
Часто природный газ в качестве энергоносителя для квартиры не имеет альтернативы, поскольку индивидуальное электрическое отопление недоступно из-за ограниченного лимита потребляемой мощности. Другая причина, по которой не стоит останавливаться на электронагревателях, — это проживание в старых домах с ветхой проводкой. Положим, в пределах квартиры вы ее замените, а дальше? Впрочем, предприятие по обслуживанию электросетей при таких обстоятельствах не даст разрешение.
Если перечисленных ограничений не существует, выбираем энергоноситель из экономических соображений. Тут многое зависит от стоимости газа и электричества в разных странах. Например, хозяин квартиры с индивидуальным отоплением от электричества в РФ будет платить больше чем за газ, на Украине – в зависимости от тарифа на электроэнергию и так далее.
Как подключить
Все работы связанные с внесением изменений в схему теплоснабжения следует проводить в летнее время при отключенном оборудовании и слитом теплоносителе.
Этапы установки
- Подготовка системы, слив теплоносителя.
- Определение места врезки.
- Приваривание отводов к отходящему от котла трубопроводу.
- Нарезание резьбы и установка запорной арматуры.
- Приваривание обводного трубопровода котла.
- Подключение аккумулятора.
Особенности установки и схема подключения
В своем доме можно использовать самую простую гравитационную схему, если отапливаемая площадь небольшая. Аккумулятор в таком случае устанавливается на уроне котла или ниже. Таким образом, циркуляционный насос не понадобится, так как источник тепла находится внизу и соответственно теплые слои всегда будут стремиться вверх.
Необходимо помнить что чем дальше от котла находится устройство, тем больший участок трубопровода придется проложить, а это лишние потери тепла. Аккумулятор включается параллельно уходящему их котла трубопроводу. Это делается для того чтобы можно было вывести его из работы. Для этого же в трубопровод врезается вентиль.
Одновременно, от приходящего трубопровода делается отвод с врезкой вентиля на аккумулятор. Таким образом можно будет произвести переключение потока воды с котла на резервуар, тем самым снизив гидравлическое сопротивление цепи и не обогревая остывающий котел. Перед растопкой котла следует провести обратное переключение.
Практические советы
- Даже при нижней установке аккумулятора рекомендуется оснастить его циркуляционным насосом. Это значительно повысит теплоотдачу и снизит потери тепла через стенки трубопроводов.
- При использовании трубопроводов ПВХ, желательно комбинировать их с металлической запорной арматурой, так как это даст возможность всегда произвести ее ремонт.
Эти устройства требуют достаточно больших капитальных затрат, из-за большого количества металла. Вложившись один раз, можно за один-два сезона окупить все затраты, поскольку аккумулятор может выполнять и роль бойлера для ГВС, таким образом не придется тратиться на покупку и монтаж еще одного прибора.
Особенности подключения
Способы подсоединения радиаторов
При устройстве отопительных систем в частных домах применяют следующие способы подсоединения:
В этом случае подающая труба подключается сверху, а обратка – снизу к той же секции.Данная схема подключения батареи отопления позволяет радиатору равномерно нагреваться. Однако, если гармошка обладает большим количеством секций, то возникнут значительные теплопотери, соответственно лучше использовать другие варианты подключения.
Седельное и нижнее
Такой способ является отличным вариантом для тех случаев, когда трубы проходят в полу. Соединение осуществляется к патрубкам, расположенным внизу конструкции, в противоположных секциях. Недостатком данного способа является лишь низкая эффективность, так как теплопотери могут достигать 15 процентов.
Применяется при подсоединении приборов с большим количеством секций. Как несложно догадаться, подводящая труба в этом случае подключается сверху, а отводящая – снизу, в противоположной секции. Данная схема подключения батарей отопления в частном доме способствует равномерному распределению теплоносителя и максимальной теплоотдаче от приборов.
Обратите внимание! При использовании терморегулятора для отопления параллельно радиатору необходимо выполнить байпас. Это позволит регулировать степень нагрева прибора
Схема подключения радиаторов
Как мы видим, способы подключения батарей отопления зависят от ряда факторов, таких как способ прокладки труб, мощность оборудования и пр. В частности большое значение имеет вид системы. Детальней о видах отопительных систем поговорим ниже.
Схема однотрубной системы
Виды системы
При устройстве отопительных систем применяют две схемы:
- Однотрубную – является наиболее простой, так как теплоноситель циркулирует по одной трубе, к которой последовательно подсоединены отопительные приборы. Ее недостатком является то, что она не позволяет регулировать подачу тепла. Поэтому теплоотдача соответствует проектной норме, заложенной при проектировании. Такая схема применяется в небольших системах, так как при большой протяжности трубопровода и большом количестве радиаторов, приборы будут нагреваться неравномерно.
- Двутрубную — смысл ее заключается в том, что горячая вода течет по одной трубе, а остывшая возвращается в котел по другой. Подключение батарей отопления в частном доме в этом случае осуществляется, соответственно, параллельно. Достоинством такого устройства является равномерный нагрев секций, а также возможность регулировки теплоотдачи. Из недостатков можно выделить лишь потребность в большем количестве труб, соответственно стоимость конструкции возрастает.
Схема двутрубной системы
Следует отметить, что вне зависимости от типа системы, подключение батарей отопления своими руками можно реализовать двумя способами:
- По вертикальной схеме – нагревательный прибор соединяется с вертикальным стояком, от которого выполняется разводка к радиаторам.
- По горизонтальной схеме – циркуляция теплоносителя осуществляется по горизонтальным трубопроводам.
Выбор схемы подключения батарей отопления зависит от особенностей дома. К примеру, если жилье содержит несколько этажей, то соединение реализуется по вертикальной схеме.
На фото — расположенный под окном радиатор
Разновидности двухтрубных схем
В некоторых схемах работает самотечный принцип движения жидкости – контур батарей устанавливается под небольшим уклоном. Естественную циркуляцию дает разница плотности горячей и холодной воды. На практике подобный метод имеет свои ограничения в силу разных причин:
- в схеме большой длины (более 30 м) незначительный уклон почти не отражается на движении теплоносителя;
- в котле и батареях температура меняется волнообразно, ослабляя давление;
- есть вероятность переохлаждения воды в бачке и радиаторах;
- для большего эффекта нужны трубы достаточного диаметра.
Практика доказала эффективность двухтрубных схем, но они имеют несколько разновидностей, и у каждой своя специфика и степень адаптации к условиям монтажа в частном секторе. У некоторых котлов есть собственный движок, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя.
Вертикальная двухтрубная разводка в одноэтажном доме
Особенность схемы заключается в возможности соединения труб одного диаметра, при этом высокое давление образуется на разнице в ветке подачи и обратки. Обычно требуется установка расширительного бачка уровнем выше (мансарда, чердак, лестница). Если не беспокоит расположение труб у потолка, эта схема вполне может устроить. Отопительный контур с обвязкой радиатора отопления двухтрубной схемы с терморегулятором придется задекорировать.
Обратная линия проводится на уровне пола, но соединительные муфты лучше вынести на поверхность – есть вероятность течи, которую проще устранять в открытом доступе. Когда теплоноситель подается сверху, вероятность завоздушивания сводится к минимуму, благодаря высокому давлению в отопительном контуре. При наличии насоса допустимо применение труб небольшого диаметра. Обе разводки чаще всего прокладывают под радиаторами.
Вертикальная двухтрубная разводка в двухэтажном доме
Подобная схема при охвате 2-х этажей будет работать эффективнее. Здесь заметна усиленная циркуляция, благодаря разнице по высоте между котлом в подвальном помещении и уровнем батарей второго этажа. Из котла теплоноситель подается в распределительный бачок 2-го этажа, далее направляется по наклонному трубопроводу к радиаторам. Расширительный бак допустимо совместить с распределительной емкостью для горячего водоснабжения.
Дровяной или другой твердотопливный котел при двухтрубной разводке может обеспечить стабильную работу отопления, не требуя бесперебойной подачи электроэнергии.
Хороший вариант – трубы на 2-м этаже скрыть как системе «теплый пол», эта часть работает однотрубная схема, тогда нет необходимости в уклоне этой ветки двухтрубной вертикальной системы отопления с верхней разводкой.
Иногда для регулировки подачи воды устанавливают вентиль в отдельный радиатор. Его нельзя полностью перекрывать, поскольку повышается суммарная нагрузка на систему – возможен прорыв или вывод насоса из строя.
Двухтрубная система с нижней разводкой
Горизонтальная разводка имеет свои особенности, для нее требуются трубы большего диаметра и небольшой уклон трубопровода. Схему с горизонтальной разводкой можно оборудовать по принципу естественной циркуляцией. Для этого нужен гидравлический расчет двухтрубной системы отопления.
Другой вариант – снабдить насосом для принудительной циркуляции. Этот удобно в частных домах с пологой крышей, котел выносится в подвал.
Правильно обустроенная горизонтальная разводка предполагает укладку трубопровода на уровне с радиаторами или под ними. Недостаток – большая вероятность образования воздушных пробок. Для их устранения требуется снабжение всех батарей воздуховыпускными кранами Маевского.
У нижней разводки высокий КПД, при необходимости верхний этаж можно отключить, когда им не пользуются. Основное преимущество в том, что запорную арматуру выносят в одно помещение. Схему легко регулировать, вероятность течи только там, где соединительные элементы. Она подходит для зданий большой площади.
