Эффективность системы отопления зависит от схемы, выбранной при проектировании. Создавая проект отопительной системы на базе жидкого теплоносителя, специалисты в первую очередь выбирают схему подключения радиаторов: одно- или двухтрубную.
Однотрубная схема проста в реализации: теплоноситель из теплообменника котла поступает в трубу, к которой последовательно подключены все входы и выходы радиаторов. Контур замкнутый. Пройдя через все батареи, остывший теплоноситель вновь поступает в теплообменник котла.
При монтаже отопительной системы по этой схеме используется минимум труб, что позволяет сэкономить. Проблема в том, что температуру радиаторов регулировать не получится: каждый последующий будет холоднее предыдущего. А если одна из батарей выйдет из строя, для её демонтажа придётся полностью отключать всю систему невзирая на время года.
Поэтому однотрубные отопительные системы монтируют исключительно в одноэтажных домах небольшой площади. В одно- или двухкомнатных домах перепад температуры от первого к последнему радиатору в контуре будет не настолько значительным, чтобы это вызывало дискомфорт. Если помещений в доме больше, вполне возможно, что в одном из них будет намного холоднее, чем в других.
Особенности двухтрубной отопительной системы
Схема прокладки двухтрубной системы отопления в частном доме зависит от количества этажей. В пределах одного этажа такая система представляет собой замкнутый контур, состоящий из двух параллельных труб. Теплоноситель от теплообменника котла подаётся по одной из труб на входы радиаторов. Выходы радиаторов соединены с другой трубой (обратной), по которой остывший теплоноситель поступает в теплообменник котла. Таким образом, теплоноситель в трубах перемещается в противоположных направлениях.
Двухтрубная система сложна в проектировании и установке. Для обустройства двухтрубной системы требуется намного больше комплектующих, чем для монтажа однотрубной. Но высокая себестоимость двухтрубной системы окупается за счёт её многочисленных преимуществ:
- двухтрубная схема подходит для домов с любым количеством и любой площадью этажей. Можно подобрать оптимальную схему разводки для домов даже очень большой площади;
- тепло равномерно распределяется по всем помещениям независимо от того, насколько они удалены от котла;
- легко регулировать температуру в каждой комнате;
- при необходимости можно отключить и снять радиатор. Отключение всей отопительной системы и слив воды не требуется. Поэтому дом не останется без отопления, даже если одна или несколько батарей будут повреждены;
- если дом к зиме ещё не построен до конца, то можно двухтрубную систему проложить на одном этаже и перезимовать, а строительство возобновить весной.
Как организовать циркуляцию теплоносителя в контуре
Теплоноситель в небольшом контуре (до 30 м) вполне может перемещаться под действием силы гравитации. Для этого необходимо:
- использовать трубы увеличенного диаметра;
- предусмотреть уклон, благодаря которому теплоноситель будет циркулировать по трубам;
- при прокладке по возможности избегать сгибов труб . Чем больше сгибов, тем выше гидродинамическое сопротивление в системе.
В системе с принудительной циркуляцией можно использовать тонкие трубы и сгибать их произвольное количество раз. Перемещение теплоносителя обеспечивается циркуляционным насосом, который монтируют рядом с котлом. Циркуляционный насос обеспечивает высокую скорость перемещения теплоносителя по трубам. Благодаря этому радиаторы прогреваются намного быстрее, а тепло распределяется равномерно. Установка циркуляционного насоса позволяет проектировать очень длинные контуры.
Двухтрубные отопительные системы для зданий разной этажности
Если в здании всего один этаж, то радиаторы подключают к двум параллельным трубам по уже описанной схеме. Она называется горизонтальной.
Если этажей больше, то проектируют вертикальную схему. На каждом этаже монтируют отдельный замкнутый контур и подключают его к двум параллельным трубам-стоякам. По одному стояку горячий теплоноситель поднимается вверх. Другой стояк – обратный, по нему остывший теплоноситель перемещается вниз, к теплообменнику котла.
Для более равномерного распределения тепла в доме можно установить несколько стояков отопительной системы. К каждому из них подключают радиаторы в помещениях, расположенных одно над другим.
Способы подключения радиаторов
Распределение тепла в радиаторе зависит от способа его подключения. Существует 3 варианта:
- диагональное подключение – подводящая и обратная трубы подключаются с разных сторон радиатора, в противоположных углах. Например, подводящая труба подключается к верхнему левому входу, обратная – к нижнему правому. Тепло распределяется максимально равномерно по всей поверхности радиатора;
- нижнее подключение – подводящая и обратная трубы подключаются снизу, с разных сторон. В результате верхняя часть радиатора всегда будет холоднее нижней;
- боковое подключение – подводящая и обратные трубы подключаются к радиатору с одной и той же стороны, одна сверху, другая – снизу. Противоположная сторона радиатора прохладнее той, к которой подключены трубы.
Расширительный бачок в открытой и закрытой схеме
Расширительный бачок устанавливают для компенсации увеличения объёма теплоносителя при нагревании. Благодаря наличию расширительного бачка, лишний теплоноситель поступает в резервуар, а клапан сброса не срабатывает.
В открытых системах резервуар с теплоносителем устанавливают в верхней точке контура. Через расширительный бачок их системы выходит лишний воздух. При повышении температуры вода расширяется и поступает из труб в бачок. За уровнем воды в бачке нужно следить, поскольку она постепенно испаряется. Признак недостатка теплоносителя в системе – бульканье воды в трубах.
Мембранный расширительный бачок в закрытых системах герметичен, поэтому теплоноситель из него не испаряется. Резервуар оснащают устройствами для автоматического или ручного спуска воздуха.
В закрытых системах теплоноситель перемещается благодаря циркуляционному насосу. В открытых системах теплоноситель может циркулировать как принудительно (с помощью насоса), так и естественным образом – под действием силы гравитации.
Верхняя разводка двухтрубной отопительной системы
В системе с верхней разводкой теплоноситель сперва поднимается к верхней точке контура, а затем поступает в радиаторы. Остывший теплоноситель по обратному контуру перемещается вниз. Чтобы теплоноситель в системе циркулировал под действием гравитации (без насоса), горизонтальные трубопроводы проектируют с уклоном, имеющим коэффициент 0,002–0,003.
Для регулировки напора периодически выполняется подпитка системы. Её можно организовать одним из двух способов:
- добавлять теплоноситель в расширительный бак;
- добавлять воду из водопровода в обратный контур.
Подпитка системы теплоносителем способствует увеличению напора.
Нижняя разводка двухтрубной отопительной системы
При нижней разводке обе трубы прокладывают параллельно на небольшом расстоянии над полом или зашивают под ним. Радиаторы и конвекторы расположены выше труб. Входы батарей соединяются с трубой, по которой перемещается горячий теплоноситель, выходы – с обраткой.
Выбор элементов двухтрубной отопительной системы
«Сердце» отопительной системы частного дома – котёл. Как правило, в коттеджах устанавливают газовые или твердотопливные модели, лишь в редких случаях – электрические. Мощность котла рассчитывают по принципу: на 1 м² площади дома – 0,1 кВт. То есть для дома площадью 150 м² понадобится котёл мощностью не менее, чем 15 кВт.
Циркуляционный насос и резервный источник электропитания
Очень важен выбор циркуляционного насоса. Устройство должно работать максимально тихо. Неприятные шумы, издаваемые насосом, зачастую обусловлены его вибрацией. Звуки распространяются по трубам, поэтому хорошо слышны даже в удалённых от котельной помещениях. Дорогие модели отличаются от дешёвых не только долговечностью, но и тихой работой, отсутствием вибрации. Поэтому, если вы хотите, чтобы люди в доме не страдали от назойливых шумов, на приобретении циркуляционного насоса экономить не стоит. Лучше сразу купить дорогую модель, чем потом страдать от головной боли на протяжении всего отопительного сезона.
Циркуляционные насосы подключаются к электросети. Следовательно, при отключении электроэнергии отопительная система прекращает работу. Целесообразно заранее приобрести резервный источник электропитания.
Трубы
Для монтажа отопительного контура нужны трубы. Можно остановить выбор на изделиях из оцинкованной или нержавеющей стали. Но нужно учитывать, что стоят они очень дорого.
Намного дешевле стоят трубы из полимерных материалов. Для установки отопительной системы отлично подойдут трубы из сшитого полиэтилена – PEX. В результате обработки определёнными веществами и действия высокой температуры между молекулярными цепочками обычного полиэтилена образуются горизонтальные связи. Из-за них материал и получил название сшитого.
В отличие от обычных труб ПНД, изделия из PEX отличаются термостойкостью, что позволяет использовать их в отопительных системах. Максимальная температура, которую способны выдержать трубы из PEX-A +95 °C, PEX-B +110 °C. Правда, воздействие максимальной температуры на трубы из PEX может быть лишь очень кратковременным. Чтобы трубы прослужили долго, рекомендуется поддерживать рабочую температуру в системе не выше +80 °C. Трубы способны кратковременно выдержать давление 10 атм, но рабочее давление в системе должно быть не выше 6 атм. При условии соблюдения требований к рабочей температуре и давлению трубы PEX прослужат до 50 лет. В противном случае срок их службы сокращается до 10 лет.
Трубы из PEX отличаются гибкостью, поэтому зачастую повороты можно обустроить даже без фитингов. Сшитый полиэтилен не подвержен коррозии. Внутренняя поверхность труб гладкая, поэтому на ней не оседают загрязнения. Трубы из PEX устойчивы к гидроударам. При необходимости трубы можно зашить в стену.
В компании FD Pipe system можно купить трубы PEX для установки отопительной системы, фитинги к ним. Такие трубы подойдут как для монтажа контура с радиаторами, так и для укладки тёплого пола. В продаже есть ПНД-гофрированные трубы, которыми защищают трубы тёплого пола от механических повреждений.