Подходит ли лучевая система отопления для обогрева одноэтажного дома

Описание системы

О происхождении названия системы отопления Ленинградка существует много мнений. Одни считают, что систему впервые применили Ленинградские строительные организации. Однако из-за простоты установки она вполне могла использоваться в любом регионе. Другие говорят, что в этом городе были разработаны технические регламенты для системы, которые впоследствии стали использоваться по всей стране. В любом случае,  во времена массового возведения домов барачного типа и зданий социального назначения, система «Ленинградка» пользовалась большой популярностью. Это объясняли низкой себестоимостью системы и простотой ее монтажа.

Схема системы отопления Ленинградка в частном доме представляет собой закольцованную систему, на которой последовательно установлены теплообменники. В результате горячая вода движется от котла или ввода центрального отопления и проходит через все батареи. Однако с удалением от котла теплоноситель остывает, в результате первые радиаторы нагреваются сильнее тех, которые расположены на конце линии. Особенно обделенными тепловой энергией оказываются последние батареи.

В таких системах теплоноситель может перемещаться естественным путем или с использованием насоса, не оказывая особого влияния на расположение радиаторов.

Однотрубная система отопления Ленинградка с естественной циркуляцией является оптимальным вариантом для одноэтажных строений, где радиаторы размещают на одном уровне. Кроме того, ленинградская система отопления предполагает прохождение магистральной трубы, которая замыкает контур системы отопления, достаточно близко к полу. При этом появляется возможность максимально скрыть ее под напольным покрытием.

При обустройстве отопления по схеме системы отопления Ленинградка в многоэтажных домах требуется дополнительная установка циркуляционного насоса, так как поднять теплоноситель на большую высоту естественным путем практически невозможно. В этом случае нужно будет установить котел большой мощности и выполнить  точные расчеты вертикальных и горизонтальных участков системы. Однако этот вариант поставит под сомнение рентабельность эксплуатации системы. Другими словами, установка циркуляционного насоса потребует дополнительных расходов, но избавит от лишних проблем и хлопот.

Однотрубная горизонтальная

Самый простой вариант однотрубной горизонтальной системы отопления с нижним подключением.

При создании системы отопления частного дома своими руками схема с однотрубной разводкой может оказаться самой выгодной и дешевой. Она одинаково хорошо подходит как для одноэтажных домов, так и для двухэтажных. В случае с одноэтажным домом она выглядит очень просто – радиаторы соединяются последовательно – с целью обеспечения последовательного протекания теплоносителя. После последнего радиатора теплоноситель отправляется по цельной обратной трубе в котел.

Достоинства и недостатки схемы

Для начала мы рассмотрим основные достоинства схемы:

• простота реализации;
• отличный вариант для небольших домов;
• экономия материалов.

Однотрубная горизонтальная схема отопления — отличный вариант для небольших помещений с минимальным количеством комнат.

Схема действительно очень простая и понятная, поэтому с ее реализацией сможет справиться даже новичок. Она предусматривает последовательное соединение всех устанавливаемых радиаторов. Это идеальная схема разводки отопления для частного дома небольших размеров. Например, если это однокомнатный или двухкомнатный дом, то «городить» более сложную двухтрубную систему не имеет особого смысла.

Глядя на фото такой схемы, мы можем отметить, что обратная труба здесь цельная, она не проходит через радиаторы. Поэтому такая схема более экономичная в плане расхода материалов. Если у вас нет лишних денег, такая разводка станет для вас наиболее оптимальной – она сэкономит деньги и позволит обеспечить дом теплом.

Что касается недостатков, то их мало. Главным недостатком является то, что последняя батарея в доме будет холоднее, чем самая первая. Это связано с последовательным проходом теплоносителя через батареи, где он отдает накопленное тепло в атмосферу. Еще одним недостатком однотрубной горизонтальной схемы является то, что при выходе из строя одной батареи придется отключать сразу всю систему.

Несмотря на определенные недостатки, такая схема обогрева продолжает использоваться во многих частных домах небольшой площади.

Особенности монтажа однотрубной горизонтальной системы

Создавая водяное отопление частного дома своими руками, схема с однотрубной горизонтальной разводкой окажется самой простой для реализации. В процессе монтажа необходимо смонтировать батареи отопления, после чего соединить их отрезками трубы. После подключения самого последнего радиатора необходимо развернуть систему в обратном направлении – желательно, чтобы отводящая труба проходила по противоположной стене.

Однотрубная горизонтальная схема отопления может использоваться и в двухэтажных домах, каждый этаж здесь подключается параллельно.

Чем больше ваше домовладение, тем больше в нем окон и тем больше в нем радиаторов. Соответственно, растут и тепловые потери, в результате чего в последних комнатах становится ощутимо прохладнее. Компенсировать падение температуры можно путем увеличения количества секций на последних радиаторах. Но лучше всего смонтировать систему с байпасами или с принудительной циркуляцией теплоносителя – об этом мы расскажем чуть позже.

Аналогичная схема отопления может быть использована для обогрева двухэтажных домов. Для этого создаются две цепочки радиаторов (на первом и втором этажах), которые подключаются параллельно друг другу. Обратная труба в этой схеме подключения батарей одна, она начинается от последнего радиатора на первом этаже. Туда же подключается обратная труба, спускающаяся со второго этажа.

Автоматическая подпитка

Для системы отопления с закрытым контуром наиболее целесообразно выполнить обустройство автоматического узла подпитки. Несмотря на его высокую стоимость, применение такого оборудования экономически оправдано. Твердотопливные котлы, которые используются в закрытых системах отопления, имеют высокую производительность. Снижение уровня теплоносителя может привести к критическому перегреву теплообменника, топки и самого котла. При этом интенсивное движение теплоносителя по контуру может привести к быстрому уменьшению его количества. А отсутствие устройства безопасности непосредственно на котле не даст возможность оперативно отслеживать количество воды в трубопроводах и радиаторах.

Для устройства узла автоматической подпитки используются различные виды устройств и запорной арматуры. Наиболее целесообразно приобрести специализированное устройство — редуктор подпитки. Он совмещает в одном корпусе все необходимые функциональные элементы:

• Обратный клапан;
• Фильтр;
• Манометр с задвижкой;
• Устройство контроля давления.

На крышке редуктора расположен винт, контролирующий рабочее давление устройства. Его рекомендуется установить на два бара – оптимальное давление в автономной закрытой системе отопления.

Автономная система автоматической подпитки является одной из наиболее сложных, в техническом исполнении и дорогостоящих. Ее использование экономически оправдано для обслуживания крупных систем отопления на несколько коттеджей с использованием твердотопливных котлов. Такая система, чаще всего, имеет коммерческое применение, и устанавливается на туристических объектах, лыжных курортах и базах отдыха, удалённых от централизованных инфраструктур. Она состоит из следующих элементов:

• Ёмкость для воды объёмом 50-100 л;
• Погружной насос;
• Реле давления;
• Высасывающий шланг;
• Воздушный клапан;
• Датчик уровня;
• Штуцер с фильтром грубой очистки;
• Датчик уровня жидкости.

В случае если в качестве теплоносителя используется не вода, а гликолесодержащие растворы система доукомплектовывается устройством перемешивания, чтобы предотвратить расслоение теплоносителя на различные фракции по плотности.

Принцип действия автоматической системы подпитки отопления для крупных тепловых узлов следующий:

1. Теплоноситель подается в емкость через штуцер с фильтром. Это исключит возможность попадания загрязнения в трубопроводы отопления;
2. Для заполнения системы отопления используется объемный насос с ограниченной производительностью. Это позволит равномерно заполнить трубопроводы и теплотехнические устройства теплоносителем при первом пуске;
3. При достижении заданного давления реле отключает насос и прекращает подачу теплоносителя. При снижении рабочего давления реле осуществляет автоматическое включение насоса;
4. Сигнал с датчика уровня жидкости, расположенного в ёмкости, подключается к световой сигнализации в разрыв цепи;
5. Воздушный клапан устанавливается в крышку ёмкости для выравнивания давления при отборе теплоносителя;
6. Все энергозависимые устройства контроля, подключается через блок бесперебойного питания, что обеспечит постоянный контроль давления теплоносителя в системе отопления.

Наиболее простая ситуация с газовыми котлами, которые используются в автономных системах отопления квартир. Практически все современные модели особенно двухконтурных газовых котлов уже имеют встроенный редуктор подпитки. Он соединяется с подающим патрубком ГВС. И при падении давления автоматически добавляет теплоноситель в трубопровод. Мастеру при установке не нужно выполнять специальных операций и дополнительных подключений. Все необходимые элементы управления и контроля уже входят в стандартную комплектацию.

Читайте так же:

Устройство и принцип раздачи теплоносителя

Система называется однотрубной, поскольку нагретая вода подается и уходит из радиаторов отопления по единому коллектору. Трубопровод является общим для всех батарей, подсоединенных к магистральной ветви. То есть, входная и выходная подводка каждого отопительного прибора подключается к одной трубе, как показано на примере схемы теплоснабжения одноэтажного здания.

Классический вариант закрытой схемы с принудительным движением теплоносителя, подключенной к газовому котлу

Как работает однотрубная радиаторная система отопления:

1. Поступающий от котла прогретый теплоноситель достигает первой батареи и делится тройником на два неравных потока. Основная масса воды продолжает двигаться прямо по магистрали, меньшая часть затекает в радиатор (примерно 1/3).
2. Отдав тепло стенкам батареи и охладившись на 10—15 °С (в зависимости от мощности и реальной отдачи радиатора), малый поток через выходящий патрубок возвращается в общий коллектор.
3. Смешиваясь с основным потоком, охлажденный теплоноситель снижает его температуру на 0.5—1.5 градуса. Смешанная вода доставляется к следующему отопительному прибору, где цикл теплообмена и охлаждения главного потока повторяется.
4. В результате каждая последующая батарея получает теплоноситель с более низкой температурой. В конце остывшая вода направляется обратно в котел по той же магистрали.

Цвет и размер стрелок на рисунке характеризует температуру и количество воды соответственно. Сначала потоки разделяются, потом смешиваются, остывая на пару градусов

Чем ниже температура циркулирующей воды, тем меньше тепла достается последним обогревателям. Проблема решается тремя способами:

• в конце магистрали ставятся батареи повышенной мощности – наращивается число секций либо увеличивается площадь панельных стальных радиаторов;
• путем увеличения диаметра трубы и производительности насоса повышается расход теплоносителя через основной коллектор;
• комбинация двух предыдущих вариантов.

Подключение радиаторов к единой распределяющей магистрали – главное отличие однотрубной разводки от остальных двухтрубных систем, где подача и возврат теплоносителя организован по двум раздельным ветвям.

Как рассчитать диаметр труб

При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:

• чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
• подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
• в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
• если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.

Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно иженерным расчетам. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:

• G – массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
• Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
• Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.

Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.

Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:

• S – площадь искомого сечения трубы, м²;
• V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
• ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.

Продолжение примера. Посчитанный расход 258 кг/ч обеспечивается насосом, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / (3600 х 0.4) = 0.00018 м². Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – Ø25 мм).

Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.

Схема подключения лучевой разводки

Трубопроводы, как правило, размещаются в цементной стяжке, выполненной по черновому полу. Один конец подключается к соответствующему коллектору, второй выводит из пола под соответствующим радиатором. Сверху на стяжку настилается чистовой пол. При монтаже лучевой системы обогрева отопления в многоквартирном доме вертикальную магистраль выполняют в канале. На каждом этаже ставится своя пара коллекторов. В отдельных случаях, если хватает напора насоса и на последнем этаже мало потребителей, их подключают напрямую к коллекторам первого этажа.

Схема лучевой системы отопления

Чтобы эффективно бороться с пробками, воздушные клапана ставят на коллекторе и на конце каждого луча.

Подготовительные работы

Во время подготовки к монтажу выполняются следующие работы:

• установить место размещения радиаторов и других потребителей тепла (теплых полов, полотенцесушителей и т.п.);
• выполнить тепловой расчет каждого помещения, учитывая его площадь, высоту потолка, количество и площадь окон и дверей;
• подобрать модель радиаторов с учетом результатов тепловых расчетов, вида теплоносителя, давления в системе, рассчитать высоту и количество секций;
• сделать трассировку прямых и обратных трубопроводов от коллектора до радиаторов, учитывая расположение дверных проемов, строительных конструкции и других элементов.

Существует два типа трассировки:

• прямоугольно- перпендикулярная, трубы укладываются параллельно стенам;
• свободная, трубы укладываются по кратчайшему маршруту межу дверью и радиатором.

Первый тип имеет красивый, эстетичный вид, но требует заметно большего расхода труб. Вся эта красота будет закрыта чистовым полом и напольным покрытием. Поэтому владельцы чаще выбирают свободную трассировку.

Для трассировки труб удобно применять бесплатные компьютерные программы, они помогут выполнить трассировку, позволят точно определить длину труб и составят ведомость на закупку арматуры.

Монтаж системы

Укладка лучевой системы на черновой пол потребует ряда мероприятий, направленных на сокращение транспортных потерь тепла и предотвращение замерзания, если в качестве теплоносителя была выбрана вода.

Между черновым и чистовым полом следует предусмотреть расстояние, достаточное для устройства теплоизоляции.

Если черновым полом служит бетонное перекрытие (или фундаментная плита), то на нее потребуется уложить слой теплоизолирующего материала.

Для лучевой трассировки применяют металлопластиковые или полиэтиленовые трубы, обладающие достаточной гибкостью. Для радиаторов тепловой мощностью до 1500 ватт применяют 16 миллиметровые трубы, для более мощных диаметр увеличивают до 20 мм.

Они прокладываются в гофрированных рукавах, дающих дополнительную термоизоляцию и необходимое пространство для тепловых деформаций. Через метр- полтора рукав крепят стяжками или хомутиками к черновому полу, чтобы предотвратить его смещение во время выполнения цементной стяжки.

Далее монтируется слой теплоизоляционного материала толщиной не менее 5 см, из плотной базальтовой ваты, пеноплекса или пенополистирола. Этот слой тоже необходимо зафиксировать к черновому полу с помощью тарельчатых дюбелей. Теперь можно заливать стяжку. Если разводка выполняется на втором этаже или выше, термоизоляцию укладывать необязательно.

Важно помнить, что под залитым полом не должно оставаться соединений. Если на втором, мансардном, этаже немного потребителей, а напор, создаваемый циркуляционным насосом, достаточный, то часто применяют схему с одной парой коллекторов

Трубы к потребителям на втором этаже протягивают трубы от коллекторов с первого этажа. Трубы собирают в пучок и проводят по вертикальному каналу на второй этаж, там их сгибают под прямым углом ведут до точек размещения потребителей

Если на втором, мансардном, этаже немного потребителей, а напор, создаваемый циркуляционным насосом, достаточный, то часто применяют схему с одной парой коллекторов. Трубы к потребителям на втором этаже протягивают трубы от коллекторов с первого этажа. Трубы собирают в пучок и проводят по вертикальному каналу на второй этаж, там их сгибают под прямым углом ведут до точек размещения потребителей.

Важно помнить, что при сгибе нужно соблюдать минимальный радиус изгиба для данного диаметра тубы. Его можно посмотреть на сайте производителя, а для гибки лучше пользоваться ручным трубогибом

В месте выхода вертикального канала нужно предусмотреть достаточное пространство для размещения закругленного участка.

Главные элементы конструкции

Важнейшим компонентом лучевой разводки являются коллекторы. При проектировании лучевой системы отопления двухэтажного (или многоэтажного) дома коллекторный шкаф потребуется разместить на каждом этаже. Коллекторы и регулирующая арматура (ручная либо автоматизированная) монтируются в шкафы, где к ним обеспечивается удобный доступ во время эксплуатации и периодического или аварийного обслуживания.

Малое по сравнению с тройниковой разводкой число соединений обеспечивает большую гидродинамическую устойчивость всей системы отопления.

Второй компонент – это циркуляционный насос, он обеспечивает создание напора в системе для подачи нагретого теплоносителя по трубам в радиаторы и сбор обратки.

Подбор и монтаж циркулярного насоса

Для лучевой системы отопления чаще всего выбирают вариант нижней подачи горячей жидкости в радиаторы. Для обеспечения ее принудительной циркуляции применяется циркуляционный насос. Его мощности должно хватать, чтобы обеспечить напор, позволяющий теплоносителю достичь самых удаленных теплообменников, включая теплые полы.

Принудительная циркуляция ускоряет оборот теплоносителя по кольцам системы. Это позволяет снизить перепад между входящей и исходящей температурой контура отопления. Такой рос эффективности отопления позволяет либо понизить мощность бойлера, либо иметь больший запас мощности на случай экстремальной погоды.

При подборе устройства учитывают два основных параметра, определяющих его мощность и число оборотов:

• производительность, кубометры в час;
• напор, в метрах;
• уровень шума.

При выборе циркулярного насоса учитывайте производительность и напор

Для корректного подбора потребуется учесть диаметр и общую длину разводящих труб, максимальный перепад высот по отношению к высоте монтажа насоса. При проведении инженерно-сантехнических расчетов используют специальные таблицы, предлагаемые производителями.

Специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил по монтажу насоса:

• приборы с влажным ротором монтируются так, чтобы вал был расположен горизонтально;
• устройства со встроенным термостатом монтируются на ближе чем на 70 см от отопительного котла во избежание ошибочных срабатываний;
• циркуляционный насос монтируется на возвратном участке трубопроводной системы, поскольку его температура ниже и устройство прослужит дольше;
• современные термостойкие насосы могут размещаться и на магистрали подачи;
• отопительный контур следует снабдить устройством для выпуска воздушных пробок, его может заменить насос со встроенным воздушным клапаном;
• устройство следует размещать максимально близко к расширительной емкости;
• перед монтажом насоса проводят промывку системы от механических загрязнений.

Если параметры электросети в месте установки не отличаются стабильностью, рекомендуется подключать насос и систему управления котла через стабилизатор напряжения достаточной мощности. Если нередки перебои с электроснабжением, следует предусмотреть устройство бесперебойного питания- либо аккумуляторное, либо с автоматически запускаемым электрогенератором.

Часто при оптимизации стоимости системы возникает искушение обойтись без циркуляционного насоса. Такой вариант в принципе допустим для одноэтажных построек малой площади. Эффективность отопления при этом снизится. При использовании естественной циркуляции следует использовать трубы большего сечения. Кроме того, расширительную емкость следует разместить в самой высокой точке здания

Выбор и роль распределительного коллектора

Этот важнейший элемент системы распределяет поток горячего теплоносителя, подаваемый бойлером, по отдельным лучам разводки. Второй коллектор собирает отдавшую свое тепло жидкость и возвращает ее в теплообменник для последующего нагрева. Возвратный клапан может перепускать часть обратного потока в основной контур, если требуется понизить температуру теплоносителя, не меняя режим работы котла.

На рынке предлагаются коллекторы, поддерживающие от 2 до 18 лучей. Коллекторы комплектуются запорной или регулировочной арматурой, или автоматическими терморегулирующими клапанами. С их помощью задается требуемый температурный режим по каждому лучу.

Принцип работы и типы управления узлом

Самой главной задачей подпиточного узла является возможность дополнения недостающей части теплового носителя в отопительную систему, что позволит нормализовать показатели рабочего давления.

На сегодняшний день практикуется пара вариантов восполнения объёма утраченного теплового носителя:

• Ручное управление наиболее удобно при обслуживании небольшой отопительной системы, в которой есть возможность самостоятельно осуществлять контроль уровня давления в строго соответствии с показателями манометра. В этом случае поступление теплового носителя происходит посредством самотёка или при помощи подпиточного насосного оборудования.
• Автоматический режим подпитки самостоятельно включается при падении уровня давления внутри системы ниже установленных пределов. В этом случае происходит срабатывание клапана на подпитку системы отопления и открытие проточного отверстия с принудительным поступлением теплового носителя. После выравнивания показателей давления закрывается клапан, а также производится стандартное выключение насосного оборудования.

Несмотря на удобство второго варианта, очень важно помнить, что автоматический режим подпитки предполагает обязательное включение в систему дополнительного элемента, нуждающегося в электрическом снабжении. При частых перебоях с электроснабжением целесообразно продублировать атематическое управление рычагом ручной подпитки

Простейшая гравитационная установка в ручном варианте осуществляет обычный набор водопроводной воды до выхода излишков из переливной трубы на расширительном бачке, а достоинством автоматики является практически полное отсутствие необходимости контролировать процесс подпитки системы.

Как вам статья?