Система отопления играет важную роль для создания комфортных условий при круглогодичном проживании. Чтобы обеспечить равномерный обогрев всех комнат и помещений, необходимо выполнить грамотную разводку магистральных труб. Для этого нужно изучить возможные способы организации отопления.
Существуют различные схемы — одно- и двухтрубные, отличающиеся типом циркуляции теплоносителя, прокладкой труб с нижней и верхней разводкой, вертикальным и горизонтальным подключением. Правильно выполнив необходимые расчеты с учетом потребностей для каждого помещения, можно организовать отопительную систему наименее затратную в финансовом плане, эффективную по теплоотдаче и удобную в эксплуатации.
Основные элементы и принцип работы
Работа любой автономной системы отопления представляет собой повторяющийся цикл. Отопительный котел нагревает теплоноситель до определенной температуры. Горячая жидкость по замкнутому контуру поступает в радиаторы, отдает через них тепло воздуху и возвращается в нагревательный прибор.
Принципиальная схема отопления включает в себя:
- котел для разогрева носителя;
- предохранительный клапан;
- полипропиленовые трубы;
- расширительный бак;
- механизм, отводящий воздух;
- запорную арматуру;
- краны Маевского;
- радиаторы;
- циркуляционный насос, если принудительная циркуляция.
Составляющие системы зависят от выбранной разводки отопления.
В качестве отопительного прибора можно установить газовый, твердотопливный или электрический котел. Альтернативный вариант – подключение к горячему водоснабжению квартиры.
Применение теплого пола – самый комфортный способ обогрева. Для помещений с небольшой площадью достаточно проложить одну трубу в цементную стяжку напольного основания. При значительных объемах монтируют плинтусную систему отопления, которая совмещает в себе теплый пол и радиаторный обогрев.
Способы организации циркуляции носителя
В одном частном доме может быть организовано несколько замкнутых контуров, которые будут обогревать помещения в разных режимах. Они отличаются способом развязки, типом циркуляции теплоносителя.
Движение теплового носителя по замкнутому контуру (обычно его функцию выполняет вода) происходит в естественном или принудительном режиме. Горячая жидкость, подогретая котлом, подается в радиаторы. Эта часть контура называется прямым ходом. После батарей вода остывает и возвращается в котел для нагрева. Этот участок называют обратным ходом.
Естественная циркуляция
Вода при естественной циркуляции движется «самотеком» благодаря физическому эффекту изменения плотности воды. В схему обязательно включают коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой разогретый теплоноситель поднимается вверх, а потом по трубопроводу распределяется по радиаторам. Остывшая жидкость, которая возвращается по обратке, имеет более высокий показатель плотности, поэтому вытесняет горячую из котла. Это является движущей силой для циркуляции воды.
Трубы прокладывают с небольшим уклоном, составляющим 3-5 градусов, благодаря которому вода движется по трубопроводу «самотеком». Схема с естественной циркуляцией самая простая и менее затратная, ее легко организовать своими руками. Но подходит она для домов небольшой площадью, так как радиус контура для эффективной работы системы не должен превышать 30 метров. К минусам можно отнести использование труб большого диаметра и низкое давление в отопительном контуре.
Использование циркуляционного насоса
Для принудительной циркуляции теплоносителя в системах отопления по замкнутому контуру устанавливается циркуляционный насос. Он обеспечивает ускоренную подачу горячей жидкости к радиаторам, а остывшей – к отопительному котлу. Вода движется благодаря разности давлений, которые возникают между прямым и обратным ходом теплоносителя.
Наличие насоса не требует соблюдения уклона трубопровода для организации движения жидкости. Это является плюсом принудительной циркуляции. Недостаток в энергозависимости: если нет электричества, не работает насос. На тот случай в частном доме необходимо иметь мини-электростанцию (генератор), обеспечивающую функционирование электроприборов при отключении электропитания.
Схема с принудительной циркуляцией может использоваться для любых домов независимо от площади. Важно правильно подобрать мощность насоса и обеспечить бесперебойное электроснабжение.
Однотрубная система для небольшого дома
В отопительной системе, состоящей из одного трубопровода, теплоноситель последовательно течет через все батареи, отдавая каждому прибору часть тепла. Поэтому в следующий радиатор попадает жидкость более низкой температуры. Самой холодной комнатой становится та, что находится в конце цепочки. Для повышения комфортности устанавливают большее количество секций.
Эта схема применяется для домов с небольшой площадью и ограниченным бюджетом. На ее прокладку потребуется минимальное количество труб, фурнитуры и запорной арматуры. Недостатки однотрубной системы:
- невозможность регулирования теплоотдачи для каждой батареи;
- снижение температуры носителя по мере удаления от отопительного котла.
В «ленинградской» схеме, где вода течет последовательно по всем батареям, независимая регулировка для каждой решена путем установки запорных кранов и байпаса (обходной трубы). Если отключается один из радиаторов, жидкость продолжает циркулировать через байпас.
Способы организации двухтрубной схемы
Система отопления по двухтрубной схеме намного эффективнее однотрубного варианта. Она используется не только для частных домов, но и многоквартирных. Нагретый теплоноситель по одной трубе поступает к каждому радиатору, а по другой в охлажденном виде возвращается в котел. У владельца дома появляется возможность обеспечить разный температурный режим в помещениях путем регулировки теплоотдачи отдельно взятого отопительного прибора.
Основные преимущества системы с двумя трубопроводами:
- в батареи поступает теплоноситель одинаковой температуры;
- нет ограничения на количество устанавливаемых секций в отдельном помещении;
- температура жидкости, поступающей в отопительный прибор, не зависит от отключения одного из радиаторов.
Основной недостаток двухтрубной прокладки – большое количество труб. Это увеличивает материальные затраты и усложняет монтаж. Возможно вертикальное и горизонтальное устройство трубопровода.
Вертикальная прокладка с нижней и верхней разводками
Монтаж системы с нижней разводкой осуществляется следующим образом. От нагревательного котла прокладывают подающий трубопровод по подвалу или цокольному этажу. От магистральной трубы вверх пускают стояки, по которым горячий теплоноситель попадает в батареи. Из радиатора остывшая жидкость возвращается по обратке, которая находится ниже подающего контура, в отопительный котел.
В схеме с нижней разводкой обязательно должна присутствовать верхняя воздушная линия для отвода собравшегося воздуха, установлен расширительный бак и краны Маевского на всех батареях верхнего этажа. Для хорошей циркуляции жидкости котел должен быть заглублен и находиться ниже отопительных приборов.
Вертикальная система с верхней разводкой предусматривает подачу теплоносителя по магистральным трубам на утепленный чердак или под потолок верхнего этажа. Затем горячая жидкость распределяется по нескольким стоякам и поступает в радиаторы. Отдавая тепло на обогрев комнаты, она остывает и возвращается по трубопроводу обратно в котел. Чтобы удалять воздух, в систему включают расширительный бак.
Три типа горизонтальной системы
Наиболее распространенный вариант обогрева частного двухэтажного дома является горизонтальная двухтрубная система автономного отопления с принудительной циркуляцией. Ее можно сделать по одной из схем.
Тупиковая
Горячий и холодный теплоносители движутся в противоположном направлении. Ближние радиаторы нагреваются быстрее. Чем ниже скорость жидкости, тем заметнее разница в нагреве батарей. При естественной циркуляции температура в некоторых помещениях будет повышаться медленнее, чем других. Плюс – в малом расходе труб. Минус – в большом радиусе циркуляционного контура от наиболее удаленной батареи до котла, что затрудняет регулировку системы.
Попутная
Потоки горячей и охлажденной жидкости движутся в одном направлении. Циркуляционные контуры одинаковые, поэтому регулировку выполнять проще. Для прокладки потребуется большое количество труб, что увеличивает стоимость и портит интерьер.
Лучевая
Схема состоит из двух гребенок. В одну из котла поступает горячая вода и распределяется по батареям, во вторую остывший теплоноситель, который возвращается в нагревательный прибор. Радиаторы подключаются параллельно через центральный коллектор. Поэтому легко обеспечить равномерный обогрев всех помещений. Плюс в том, что распределитель размещают в специальном шкафу с доступом к элементам управления: кранам, вентилям и насосам. Это дает возможность регулировать микроклимат по всему дому с одной точки.
Минусом является то, что лучевой метод наиболее затратный, так как требует значительного расхода материалов. Трубы укладывают в бетонную стяжку, что позволяет сохранить привлекательность интерьера.
Выбирая схему разводки, следует учитывать много факторов: площадь помещений, этажность, финансовую возможность, используемые при строительстве дома материалы.
