Системы отопления с нижней разводкой — преимущества и недостатки

Разновидности подключения

Горизонтальная разводка реализуется для мало- или одноэтажных домов по тупиковой схеме, прямоточной или с коллектором.

Вертикальная разводка с циркуляционным насосом считается наиболее эффективной. Все радиаторы подключаются к вертикальному стояку, что хорошо работает в многоэтажных зданиях.

Как работает двухтрубная схема с нижним подключением

Название «двухтрубная» происходит из принципа подключения труб отопления: рабочая жидкость поступает и подается обратно по разным магистралям. Параллельное присоединение батарей обеспечивает максимальную эффективность теплоотдачи и передвижения теплоносителя. Если схема реализуется в многоэтажном доме, то по квартирам отопление разводят при помощи коллектора, который облегчает подключение и регулировку температуры в каждом отдельном радиаторе. Такой же принцип используется и в частном доме при наличии нескольких этажей или сложной схемы отопления. Осуществляется схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой при наличии сложного оборудования контроля и управления, поэтому для одноэтажных и небольших домов она не подходит.

В таблице приведены результаты примерного расчета количества секций радиаторов для одного отапливаемого помещения:

Работа системы отопления с верхней разводкой и с нижним подключением труб отличается, прежде всего, направлением движения рабочей жидкости. В двухтрубной схеме подача проходит параллельно обратке, внизу, а нагретая рабочая жидкость течет по главному стояку в направлении снизу вверх. По мере продвижения теплоноситель, проходя через радиаторы отопления, передвигается по трубам обратки, и попадает в котел. Воздушные пробки, неизменно возникающие в любой схеме, выпускаются открыванием кранов Маевского, устанавливаемыми на всех батареях или радиаторах. Вместо кранов Маевского устанавливаются автоматические клапана — воздухоотводчики.

В таблице ниже приведены данные по расчету мощности радиаторов в зависимости от отапливаемой площади комнаты:

Любая схема двухтрубной разводки труб отопления с нижним подключением имеет один или несколько отопительных контуров, по которым жидкость течет по трассе подачи и обратки. Если труба подачи проложена на уровне радиатора или ниже, то появление воздуха в системе практически гарантировано, поэтому краны Маевского должны быть на каждом этаже, даже если это одноэтажное здание. Удалить воздух из системы можно и другим способом: проложить отдельные воздушные линии рядом с трассой отопления, включенные в разводку, и подсоединенные на выходе к расширительной емкости.

В этом случае краны Маевского или воздухоотводчики не понадобятся, но воздушные трассы значительно усложняют схему и практическую сторону разводки – возможности крепления труб, повороты и размещение дополнительных трасс по стенам или полу, что делает такую конструкцию громоздкой и объемной. Кроме того, подключение труб для воздушных линий – это размещение стояков от пола до потолка в каждой комнате, что нивелирует все преимущества нижнего подключения.

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления

Циркуляция теплоносителя осуществляется тремя способами:

• самотёчным (гравитационный);
• принудительным с помощью насоса;
• комбинированным.

Кроме того, системы разделяются на открытые и закрытые. Этот показатель характеризует взаимодействие теплоносителя и атмосферы.

При нагревании объём любого жидкого теплоносителя увеличивается. Известно, что жидкость практически не поддаётся сжатию, поэтому для размещения «излишков» требуется отдельное устройство – расширительный бак.

Открытый тип

Схема двухтрубной системы отопления открытого типа.

В открытых системах бак устанавливают в высшей точке, он соединён с атмосферой патрубком.

Преимущества открытой системы – простота и минимум дополнительных устройств. В качестве расширительного бачка используют любую металлическую ёмкость.

Готовый расширительный бак под СО открытого типа.

По мере необходимости в бак добавляют воду. Для этого:

• устанавливают краны и соединяют систему с водопроводом;
• доливают теплоноситель через открывающийся люк.

Внимание! Открытую систему не допускается заполнять антифризом – испарившиеся газы могут быть ядовиты.

Закрытый тип

В закрытых системах используют герметичный расширительный бачок с эластичной диафрагменной или баллонной мембраной внутри. Мембрана разделяет устройство на 2 части. В одну камеру насосом нагнетают воздух под давлением 1,2–1,5 атм, а вторая соединена с трубой системы отопления.

Когда теплоноситель нагревается и расширяется, его избыток заполняет бачок. При понижении температуры жидкости мембрана выдавливает теплоноситель в систему. Предварительное нагнетание в бак воздуха позволяет поддерживать давление, необходимое для работы котла, автоматика которого отключает питание при давлении меньше 1,2 атм.

В герметичных конструкциях можно использовать антифризы или гликоли.

Схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.

В закрытых сетях бак располагают неподалёку от котла, что упрощает контроль за работоспособностью всей конструкции.

Самотёчные схемы

Самотёчные (гравитационные) системы работают за счёт законов физики. При нормальном атмосферном давлении, будучи нагретой до 50оС, вода имеет плотность 988 кг/м3, а при 85оС — 968 кг м3.

Схема двухтрубной гравитационной системы открытого типа.

В отопительном контуре горячая вода (более лёгкая) поднимается по трубам, а остывший в радиаторах теплоноситель движется вниз, возвращаясь в котел по «обратке». Циркуляционный насос не используется.

Преимущества самотёчных систем:

• редкие случаи завоздушивания – низкая скорость теплоносителя медленно выдавливает воздух в расширительный бак;
• долгий срок службы из-за отсутствия циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака, которые имеют ограниченный ресурс;
• использование дешёвого теплоносителя (воды) – при утечках не придётся покупать антифриз;
• саморегуляция – при снижении температуры воздуха в здании, вода в системе охлаждается быстрее, что увеличивает скорость циркуляции, повышая температуру в помещениях.

Независимость от электричества позволяет эксплуатировать систему в дачных домах, где часто отключают электроснабжение, а также устанавливать твердотопливные котлы – при отключении циркуляционного насоса, котёл не закипит и не взорвётся.

Самотёчные системы обладают и рядом недостатков:

• невысокий перепад давления вынуждает использовать трубы больших диаметров (до 75-100 мм) в стояках и до 50 мм в подающих ветвях;
• максимальная длина контура – 30 м;
• долгий разогрев после включения, вызванный медленным движением теплоносителя;
• трубопроводы укладывают под углом к горизонту, а расширительный бачок нельзя выносить за пределы отапливаемого помещения, что влияет на привлекательность интерьера;
• не подходят для зданий выше 3 этажей.

Как итог, самотёчные системы предпочтительны:

• в местности с перебоями в электрообеспечением;
• для помещений, где не важен внешний вид конструкции;
• для загородных домов не выше 7-9 метров;
• для котлов на твёрдом топливе (уголь, дрова, брикеты), которые нельзя остановить мгновенно при отключении электричества.

Байпас с циркуляционным насосом.

Часть недостатков устраняют, установив в разрыв подающей трубы байпас с насосом. В обычном режиме теплоноситель нагнетается в систему циркуляционным насосом, при отключении электричества поток направляется по открытой трубе самотёком.

Ограничения схемы двухтрубного отопления с нижней разводки

Отопительные двухтрубные системы с естественной циркуляцией носителей тепла и нижней разводкой имеют серьезные ограничения и поэтому их реализуют нечасто. Дело в том, что практически все батареи в такой схеме являются конечными и им требуются спускники. А поскольку в конструкционном решении также предусматривают расширительный бак открытого типа, сообщающийся с внешней средой, то заниматься стравливанием воздуха жильцам придется ежедневно. 

Воздушные линии, закольцовывающие подающие магистрали, практически устраняют данную проблему, но в итоге система получается еще более сложной и громоздкой в исполнении. 

Двухтрубное отопление с нижней разводкой, по количеству труб, требующихся для монтажа, не уступает конструкции с верхним вариантом разводки. В случае если предпочтение отдается второму способу, тогда теряется основное преимущество нижнего расположения труб, которое заключается в отсутствии трубопровода на виду. 
Монтаж воздушных линий предусматривает, что стояки располагаются в помещении, начиная от пола до самого потолка. И в таком случае теряется весь смысл в нижней разводке. 

Преимущества схемы отопления с нижней разводкой

Двухтрубные системы отопления, в которых предусмотрена нижняя разводка, имеют преимущества перед верхним вариантом: 

• снижение теплопотерь происходит за счет того, что трубы не проходят под полом верхних этажей или по чердачному помещению;
• эксплуатация системы возможна до того, как будут завершены в доме строительные работы;
• когда на верхнем этаже идет ремонт, на нижнем этаже отопление можно не отключать;
• управление системой по причине его компактности размещают в одном месте (обычно, это подвальное помещение);
• присутствует возможность распределять теплоснабжение по комнатам, а значит, тепло будет расходоваться экономно. 

Недостатки схемы отопления с нижней разводкой

К недостаткам, которыми обладает двухтрубная схема разводки отопления, относится:

• значительный расход труб и других материалов – почти в 2 раза больший, чем при создании однотрубной системы (подробнее: “Однотрубное отопление с нижней разводкой – делаем систему сами”);
• пониженное давление, которое наблюдается в подводящей теплоноситель магистрали;
• потребность установить кран Маевского на каждый радиатор и постоянно стравливать воздух из отопительной системы;
• при установке воздушных труб все преимущества конструкции нивелируются. 

Монтаж однотрубной системы

Схема установки однотрубной системы с нижним подведением труб к батареям включает такие обязательные этапы, как установка котла и расширительного бачка, монтаж труб и нагревательных элементов, подключение магистрали к водопроводу и к источнику подачи энергоресурса (электричеству или газу).

Установка котла

Котел должен располагаться в углублении, но это вовсе не означает, что его нужно устанавливать в подвальном помещении. Достаточно будет небольшого кармана в полу с бетонной стяжкой для выравнивания и оформлением керамической плиткой из эстетических соображений.

Большинство отопительных котлов требует возведения дымохода. Схема конструирования дымохода подразумевает подбор трубы необходимого диаметра, ее монтаж на крыше, отделка места стыка огнеупорным материалом, теплоизоляция, а также присоединение к котлу при помощи трубы из гофрированного металла.

Важно: непосредственно к котлу можно присоединять только металлические трубы, способные выдержать воздействие высоких температур.

Расширительный бачок

[nggallery id=11]

Этот элемент устанавливается на высоте около 3 метров так, чтобы он являлся самой высокой точкой отопительной системы.

Трубы и радиаторы

Трубы следует монтировать с минимальным количеством изгибов, чтобы не затруднять естественную циркуляцию теплоносителя. В условиях однотрубной системы это особенно важно. Концы стояков подачи и обратки присоединяются к соответствующим участкам котла. Рекомендуется использовать фильтры, чтобы котел не засорялся ржавчиной и другими примесями, которые могут попадать в воду в процессе ее прохождения по трубам.

На этом же этапе монтируются краны и воздушные клапаны Маевского.

Радиаторы крепятся на стену под подоконником при помощи специальных дюбелей. Расстояние от пола/стены/подоконника до батареи должно составлять соответственно 10-12/2-5/10 см.

Завершающий этап монтажа однотрубной системы отопления подключение котла к водопроводу и пробный пуск оборудования, призванный выявить возможные недочеты и участки негерметичного соединения элементов.

Варианты обустройства трубопроводов

Существуют два типа двухтрубной разводки: вертикальный и горизонтальный. Вертикально трубопроводы располагают обычно в многоэтажных домах. Такая схема позволяет обеспечить отоплением каждую квартиру, но при этом происходит большой расход материалов.

Верхняя и нижняя разводка

Распределение теплоносителя осуществляют по верхнему или нижнему принципу. При верхней разводке подающий трубопровод проходит под потолком и спускается к радиатору. Обратная труба проходит по полу.

При такой конструкции хорошо происходит естественная циркуляция теплоносителя, благодаря перепаду высот он успевает набирать скорость. Но такая разводка не получила широкого применения из-за внешней непривлекательности.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой встречается гораздо чаще. В ней трубы располагают внизу, но подача, как правило, проходит немного выше обратки. Причем трубопроводы иногда проводят под полом или в подвале, что является большим преимуществом такой системы.

Такое расположение подходит для схем с принудительным движением теплоносителя, так как при естественной циркуляции котел должен быть ниже радиаторов не менее чем на 0,5 м. Поэтому его очень сложно установить.

Встречное и попутное движение теплоносителя

Схема двухтрубного отопления, в которой горячая вода двигается в разные стороны, называется встречной или тупиковой. Когда движение теплоносителя осуществляется по обоим трубопроводам в одном направлении, называется попутной системой.

В таком отоплении зачастую при монтаже труб прибегают к принципу телескопа, что облегчает регулировку. То есть, при сборке трубопровода укладывают последовательно участки труб, постепенно уменьшая их диаметр. При встречном движении теплоносителя обязательно присутствуют термоклапаны и игольчатые вентили для регулировки.

Веерная схема подключения

Веерная, или лучевая схема применяется в многоэтажных домах для подключения каждой квартиры с возможностью установления счетчиков. Для этого на каждом этаже устанавливают коллектор с выходом трубы на каждую квартиру.

Причем для разводки применяются только цельные участки труб, то есть не имеющие стыков. На трубопроводы устанавливают тепловые приборы учета. Это позволяет каждому владельцу контролировать свой расход теплоэнергии. При строительстве частного дома такая схема применяется для поэтажной разводки трубопроводов.

Для этого в обвязке котла устанавливают гребенку, от которой и подключают по отдельности каждый радиатор. Это позволяет равномерно распределить теплоноситель между приборами и уменьшить его потери из системы отопления.

Принцип работы узла

Разбираясь, что такое элеватор, стоит отметить необходимость этого комплекса для соединения с его помощью тепловых сетей и частных потребителей. Тепловой узел – это модуль, выполняющий функции насосного оборудования. Чтобы увидеть, что такое элеватор в системе отопления, необходимо опуститься в подвал практически любого многоквартирного дома. Там среди запорной арматуры и измерителей давления удастся обнаружить искомый элемент отопительной системы (схема указана на рисунке ниже).

Выясняя, элеватор, что это такое, стоит определить его функционал по выполняемым задачам. В их число входит перераспределение давления изнутри отопительной системы, при этом выдается теплоноситель с допустимой температурой. Фактически объем воды удваивается, перемещаясь по магистралям от котельной. Такой эффект достигается при наличии воды в отдельном герметизированном сосуде.

Температура теплоносителя, поступающего из котельной, обычно находится в пределах 105-150 0 С. Использовать его с данным параметром в бытовых условиях не представляется возможным по соображениям безопасности.

Нормативными документами регламентировано граничное температурное значение для теплоносителя, которое должно составлять не более 95 0 С.

Для справки. В настоящее время активно обсуждается вопрос о снижении температуры горячей воды с 60 0 С, предусмотренной СанПин, до 50 0 С, мотивируя это необходимостью экономить на ресурсах. Как отмечают эксперты, такую минимальную разницу потребитель не заметит, а для того, чтобы ежесуточно проводилась надлежащая дезинфекция воды в трубах, рекомендуется повышать ее до 70 0 С. Насколько эта инициатива рациональна и обдумана, пока рано судить. Изменения в СанПин еще не внесены.

Возвращаясь к теме элеватора системы отопления, отметим, что температуру в системе обеспечивает именно он. Благодаря данным действиям удается снизить риски:

• с чрезмерно перегретыми батареями легко получить ожег;
• радиаторы отопления не всегда способны выдерживать длительное время воздействие повышенной температуры теплоносителя под давлением;
• разводка из полимерных или металлопластиковых труб не предусматривает их применение с таким горячими теплоносителями.

Чем удобен именно этот узел

Элеваторный узел в любом многоквартирном доме

Можно услышать мнение о том, что было бы удобнее не использовать элеватор отопления с таким принципом работы, а подавать напрямую воду меньшей температуры. Однако, это мнение ошибочное, ведь придется существенно повысить диаметры магистралей для передачи более холодного теплоносителя.

ВИДЕО: Элеваторный узел магистрали ЦО

Фактически, грамотная схема теплового узла отопления позволяет подмешивать в подающий объем воды часть объема из обратки, который уже остыл. Хотя в некоторых источниках элеваторный узел системы отопления относят к устаревшему гидравлическому оборудованию, но он доказал свою эффективность в работе. Более современными приборами, используемыми вместо схемы элеваторного узла, являются следующие типы:

• пластинчатый теплообменник;
• смеситель с трехходовым клапаном.

Функционирование элеватора

Рассматривая, элеваторный узел системы отопления, что это такое и как работает, стоит отметить, что у рабочей конструкции есть сходство с водяными насосами. Однако, эксплуатация не требует передачи энергии из других систем. Свою надежность он проявляет при определенных условиях.

Снаружи базовая часть аппарата внешне схожа с гидравлическим тройником, смонтированным на обратной ветке. Однако, сквозь стандартный тройник теплоноситель безболезненно проникал бы в обратку без прохождения по радиаторам. Такое поведение являлось бы бессмысленным.

Стандартная схема элеватора

В классической схеме элеваторного узла системы отопления присутствуют следующие составные части:

• Предкамера, подающая труба, на конце которой расположено сопло определенного диаметра. В нее поступает теплоноситель из обратки.
• В выходной части вмонтирован диффузор. Он передает воду потребителям.

Сегодня встречаются узлы, где диаметр сопла регулируется электрическим приводом. Это дает возможность оптимизировать температуру теплоносителя в автоматическом режиме.

Выбор узла с электроприводом основан на том, что можно изменять коэффициент смешения теплоносителя в пределах 2-5, что невозможно в элеваторах, где диаметр сопла не регулируется. Таким образом система с регулируемым соплом позволяет значительно экономить на отоплении, что возможно в домах, где установлены центральные счетчики.

Как работает схема теплового узла

В целом принцип работы можно описать таким образом:

• вода перемещается по магистрали от котельной к входу в сопло;
• во время прохода по небольшому диаметру существенно повышается скорость рабочего теплоносителя;
• формируется район с небольшим разряжением;
• за счет образовавшегося вакуума вода подсасывается из обратки;
• турбулентные потоки однородной массой отправляются к выходу сквозь диффузор.

Более подробно можно все рассмотреть на рабочей схеме.

Для эффективной работы системы, в которой задействована схема элеваторного узла системы отопления, нужно обеспечить величину по значениям давления между подачей и обраткой больше, чем значение расчетного гидросопротивления.

Недостатки системы

Кроме позитивных качеств, тепловой узел или схема теплового узла имеют определенный недостаток. Он заключаются в следующем. Элеватор системы отопления не имеет возможности проводить регулировку выходной температурной смеси. В такой ситуации понадобится замерить разогретый теплоноситель из магистрали или от обратного трубопровода. Понижать температуру удастся лишь при изменении габаритов сопла, что конструкционно не получается сделать.

В некоторых случаях спасают элеваторы, имеющие электропривод. В их конструкцию входит механический привод. Данный узел приводится в действие с помощью электрического привода. Таким способом удается варьировать в диаметре сопла. Базовым элементом такой конструкции является дроссельная иголка, имеющая конусный вид. Она входит в отверстие по внутреннему диаметру конструкции. Перемещаясь на определенное расстояние, ей удается корректировать температуру смеси именно за счет изменения диаметра сопло.

На валу бывает смонтирован как привод ручной в виде рукоятки, так и запускаемый дистанционно электроприводной движок.

За счет таких модернизированных решений котельная в подвале не претерпевает значительных дорогостоящих переоборудований. Достаточно смонтировать регулятор, чтобы получить современный тепловой узел.