Делаем лучевую систему отопления своими руками

Обзор схем и составных элементов системы отопления

На первом этапе необходимо выбрать принцип работы системы отопления. Еще 20-25 лет назад альтернативы практически не было – делали гравитационную открытую систему. Поэтому вопрос как правильно смонтировать отопление сводился к выбору диаметра стальных труб и их правильному уклону. Но появление на рынке основных элементов закрытой системы значительно расширило возможности выбора схемы.

Гравитационная система отопления

Схема гравитационного отопления

Главным источником нагрева воды для нее служит твердотопливный котел (возможна работа на дизеле или отработанном масле). Установка газовых моделей невозможна, так как их нормальное функционирование подразумевает повышенное давление в трубах. Самостоятельное монтирование системы отопления с газовым котлом возможно. Но в этом случае используется корпус твердотопливного, в который монтируется специальная газовая горелка.

До того как правильно смонтировать отопление в частном доме, нужно выбрать его основные компоненты. Помимо котла обязательными являются такие элементы:

• Трубы. Для этого типа отопления можно использовать пластиковые модели (полипропилен, металлопластик) или стальные. Диаметр лучше всего выбрать большой – от 40 мм. Таким образом можно снизить общее гидравлическое сопротивление;
• Расширительный бак. Необходим для стабилизации системы в случае перегрева теплоносителя;
• Запорная арматура. Ее монтаж является обязательным, так как во время проведения ремонтных или профилактических работ понадобится перекрыть поток теплоносителя на определенном участке системы;
• Подпиточный узел. Потребуется для добавления теплоносителя. В целях оптимизации его нередко включают в конструкцию расширительного бака.

Комплектация радиатора для однотрубной системы отопления

Гравитационная система в большинстве случаев делается однотрубной (ленинградка). Для того чтобы правильно смонтировать радиатор отопления, необходимо на каждый из них установить байпас. Это тоже нужно учесть при покупке комплектующих и составлении общей схемы монтажа.

Кроме этих компонентов необходим монтаж манометров. Если этот прибор не предусмотрен в конструкции котла – следует установить его на выходном патрубке.

Для монтирования радиатора отопления обязательно предусматривают наличие в нем крана Маевского. Он необходим для устранения воздушных пробок в системе.

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией

Закрытая схема отопления с твердотопливным котлом

Намного сложнее смонтировать систему отопления с принудительной циркуляцией. Разница заключается в создании повышенного давления в магистрали. Это способствует увеличению протяженности трубопроводов и оптимальному температурному режиму работы всей системы.

Комплектацию этой схемы лучше всего рассмотреть на примере обвязки твердотопливного котла. Так как у большинства газовых моделей подавляющая часть компонентов входит в состав конструкции (циркуляционный насос, расширительный бак и т.д.). Поэтому, для того чтобы самому смонтировать систему отопления, помимо котла система в обязательном порядке должна содержать:

• Циркуляционный насос. Он создаст необходимый уровень напора теплоносителя;
• Закрытый расширительный бак. Служит компенсатором при повышении давления в системе выше критического;
• Группа безопасности. Отчасти дублирует функции расширительного бака. Если показатели давления будут слишком большими, то воздухоотводчик и сливной клапан снизят его, удалив излишки воздуха и теплоносителя из системы;
• Запорная арматура ;
• Узел подпитки .

Как самому смонтировать систему отопления закрытого типа, а главное – какую схему разводки труб выбрать? Специалисты рекомендуют устанавливать двухтрубную, так как радиаторы в таком случае будут подключаться параллельно, что обеспечит равномерное распределение температуры по всей системе.

Монтировать систему отопления принудительного типа намного проще, чем с естественной циркуляцией. К тому же первая является единственным вариантом для домов со средней и большой площадью.

Типы лучевой системы отопления

Наглядная схема системы отопления в частном доме.

Лучевая система отопления в частном доме может устанавливаться как с принудительной, так и с естественной циркуляцией теплового носителя. В настоящее время система с естественной циркуляцией используется очень редко, так как здесь необходимо использование труб с очень большим диаметром, что для частного дома не очень удобно. Помимо этого, данная система комплектуется расширительным баком, установка которого необходима в самой высокой точке двухэтажного дома, что опять же не совсем удобно. Но в то же время лучевая система отопления с естественной циркуляцией поможет сэкономить на монтаже, так как не потребует дополнительного дорогого оборудования (насосы, датчики температуры, воздухоотводчики и др.).

Коллекторная отопительная система с принудительной циркуляцией используется наиболее широко, основным ее преимуществом является искусственная прогонка тепла по трубам. Для этих целей в подающей или обратной магистрали устанавливается специальный насос. Принудительная циркуляция дает возможность снизить разность температур воды на входе и выходе, а также упрощает саму отопительную систему, что делает ее более компактной и помогает избежать лишнего расхода материалов. Данная система отопления абсолютно не зависит от проекта дома и расположения в нем обогреваемых помещений. Не играет особой роли и гидравлическое сопротивление трубопровода, и протяженность веток. А за счет установки современных автоматических приборов можно изменять температуру в зависимости от погодных условий и индивидуальных пожеланий жильцов. Все эти достоинства делают данную систему универсальной.

Выбор труб для системы отопления

Самыми распространенными для монтажа систем отопления в двухэтажных домах являются металлопластиковые трубы. Это связано прежде всего с тем, что на изделиях из полимерных материалов не откладывается осадок и они устойчивы к коррозии. Довольно невысокая цена является еще одним преимуществом металлопластиковых труб. Все соединения выполняются без использования сварки при помощи резьбовых или прессовых соединений, что максимально упрощает монтаж. Тем не менее у таких труб есть один недостаток — высокий коэффициент теплового расширения, что при неправильной эксплуатации может привести к протечкам.

Плюсы и минусы лучевой системы отопления

К недостаткам лучевой разводки отопления в доме относятся:

• большое количество материалов и, как следствие, более высокая стоимость;
• необходимость наличия специального места для коллекторного блока.

Преимуществами лучевой системы являются:

простота монтажа за счет малого количества соединительных элементов;
скрытая прокладка труб в полу;
гидравлическая устойчивость, что особенно важно при использовании импортной сантехники;
возможность отключения каждого радиатора по отдельности, при том что все остальные работают в обычном режиме;
регулирование температуры в каждом отдельном помещении;
сбалансированность системы, все помещения прогреваются равномерно.

При разработке проекта лучевой системы отопления необходимо его максимально детализировать, это существенно упростит монтаж и поможет избежать проблем в будущем. Также следует отметить, что фактические расходы всегда будут превышать плановые, это нужно учитывать при составлении сметы. Но, несмотря ни на что, лучевая система отопления является высокоэффективной и способна создать максимальный комфорт в жилом помещении.

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
2. При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
4. По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
2. Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Комбинированная схема разводки трубопроводов отопления

Нередко в помещении установлен всего не один отопительный прибор, а несколько. Подводить к каждому радиатору отдельную двухтрубную петлю-ветку при коллектроно-лучевой разводке нерационально. Лучше до каждой комнаты проложить отдельную ветку, которая внутри помещения обойдет несколько отопительных приборов, реализуя тупиковую или попутную схему.

Схема комбинированной разводки системы отопления.

Рассчитывают такую систему как лучевую. Ветки, снабжающие теплоносителем несколько радиаторов, подвергаются отдельному расчету как тупиковые или попутные. В современных системах радиаторы снабжаются термоклапанами (терморегуляторами), настраиваемыми пользователями на разные температуры, исходя из текущих требований комфортности нахождения в помещении. Стабильность температурного режима в помещении становится трудно поддерживать.

Оказывается можно избавиться от нестабильности, одновременно уменьшив затраты на подключение радиаторов, соединяя их по т.наз. «проходной схеме».

«Проходная» схема соединения радиаторов.

Термоклапан ставится только на первый в контуре радиатор, регулируя расход теплоносителя по всем последовательно включенным отопительным приборам. Они воспринимаются как один радиатор. Сложности балансировки возникнут при многосекционных приборах (по 10 и более секций).

Плюсы и минусы лучевой системы

Как и остальных видов разводки у лучевой имеется как ряд преимуществ, так и недостатков. Причем перед монтажом стоит ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами и особенностями использования. Это позволит избежать сложностей и проблем в дальнейшем. Начать стоит с минусов.

Распределительный щит

Минусы лучевой системы

К числу основных недостатков такой схемы разводки относят:

1. Потребность в приобретении и прокладке значительного количества труб. Для каждого отопительного элемента в доме потребуется не менее 2 труб, которые требуется соединить в единую сеть, подключить посредством системы фитингов.
2. Значительное количество труб обусловливает высокую сложность монтажа. Поэтому, при постройке дома установка отопления отличается крайне высокой стоимостью.
3. Монтировать лучевую разводку можно исключительно скрытно. Традиционная тройниковая система обычно монтируется вдоль стен, однако из-за большого числа приводящих и отводящих труб прокладывать лучевую можно исключительно под полом. Альтернативой выступает закрепление труб в стенах, однако это существенно увеличивает количество требуемого материала и сложность работ.
4. Отсутствие стыковочных модулей. При прокладке труб обязательно стоит не допускать поворотов и стыков. Именно в таких участках чаще всего происходит прорыв. А поскольку ремонт лучевой разводки существенно осложняется из-за необходимости срывать напольное покрытие, то проще не допустить проблемы.
5. Если имеется большое число комнат, в которых требуется различная температура, то нужно каждый из трубопроводов снабдить отдельной помпой для принудительной циркуляции.

Плюсы лучевой системы

К основным преимуществам относят удобство в процессе эксплуатации. К системе прилагается значительное количество оборудования, чтобы управлять отоплением было максимально просто.

1. При помощи коллекторного шкафа можно легко регулировать температуру каждого конкретного радиатора. Также, можно без проблем полностью остановить ток жидкости к любому из радиаторов, без отключения остальных.
2. Каждая приводящая и отводящая труба идет исключительно к одному нагревательному элементу. Что позволяет использовать трубы небольшого диаметра. Их легко маскировать под напольным покрытием. А также незначительно нагреть дом.
3. С учетом использования гидрострелок, представляющих собой емкость с большой емкостью можно устроить в разных помещениях различную температуру.
4. Экономичность. Потери энергии теплоносителем при движении значительно ниже. К тому же прогревается пол, который затем передает тепло в атмосферу.
5. Позволяет эффективно распределить тепло даже в самые отдаленные комнаты.

Как включить в схему циркуляционный насос

Этот конструктивный элемент может устанавливаться непосредственно на этапе сборки системы либо врезаться в уже существующую конструкцию с естественным током воды. В последнее время в продаже появились насосы, устанавливать которые можно как на обратную, так и на подводящую трубу. Однако стоят они довольно-таки дорого. Поэтому большинство хозяев загородных домов предпочитает приобретать менее выносливые модели старого образца. Поскольку повышенные температуры последние переносят не слишком хорошо, устанавливают их строго на обратную трубу на байпасе с тремя кранами. Перед самим насосом при этом в обязательном порядке монтируется фильтр очистки теплоносителя.

Особенности монтажа

Прокладка труб скрытого типа подразумевает обязательную организацию тепловой изоляции. Обогревательные элементы могут нагреваться и до +90 °C, что плохо может сказываться как на стяжке, так и на элементы из дерева. Просто необходим теплоизолирующий материал, сдерживающий скорость теплопередачи, чтобы тепло успело распределяться системой. Рынок предлагает особые полиэтиленовые кожухи для скрытой прокладки трубопровода.

Чтобы монтировать металлопластик, потребуются определённые умения

Качество подготовленной трубы (её торца калибратором) очень важно для герметичного соединения фитингом. Обычно используют надёжные обжимные фитинги, соединения ветвей фитингами на отопительных батареях и коллекторах делают не разборными

Какие есть фитинги для металлопластиковых труб, можете прочитать здесь.

Подготовка к установке

Перед тем, как начать все монтажные работы, стоит правильно подобрать все требуемые элементы и продумать места нахождения приборов, в том числе необходимо:

1. Определиться с местом установки отопительных батарей.
2. Подобрать тип радиаторов в связи с показателями давления и вида теплового носителя. Подсчитать необходимое число секций либо площадь панельных отопителей, чтобы тепла хватило для прогрева всех помещений.
3. Нарисовать схему отопительных радиаторов и пролегание труб. Не стоит забывать про другие элементы обогрева (котёл, насос и коллекторы).
4. На бумагу записать все необходимые элементы, и закупиться. Для того, чтобы быть уверенным в расчётах, можете посоветоваться со специалистом.

Более подробно про распределительную гребенку можно прочитать здесь.

Монтаж лучевой системы отопления

Первоначально ставятся радиаторы в каждом помещении. Их расположение на одном уровне проверяют нивелиром. Мощность устройств рассчитывают исходя из теплопотерь. На обогревательных батареях ставят заглушки, узлы подключения термостатической головки, краны (к ним подсоединяются переходные фитинги на металлопластик).

Ставится ящик для коллекторов. Как правило, выбираются простые и дешёвые распределители, снабжённые шаровыми кранами с выводами на 16 мм и подсоединением на ¾. На коллектор монтируются американки.

Подключить коллекторное устройство к котлу (к тройникам магистрали от котла) можно скрыто под полом либо по стенам. Затем коллектор соединяют подачей и обраткой 16 мм со всеми устройствами отопления.

Схемы водяного отопления

Они могут классифицироваться по нескольким параметрам.

Количество розливов

Однотрубная отопительная система (ленинградка) подходит для поквартирного отопления или для обогрева небольшого по площади частного дома. Она представляет собой единственный кольцевой розлив, параллельно которому подключены отопительные приборы.

Классическая ленинградка

Преимущество ленинградки — абсолютная отказоустойчивость: пока между концами розлива есть хотя бы минимальный перепад давления, циркуляция в ней не остановится.

Без пары недостатков тоже не обошлось:

1. Розлив должен образовывать замкнутое кольцо, что накладывает ряд ограничений на планировку отапливаемого помещения;
2. Для ленинградки типичен значительный перепад температуры между батареями в начале и в конце розлива.

В двухтрубной системе каждый радиатор (или группа  радиаторов) представляет собой байпас между двумя розливами (подающим и обратным). Именно двухтрубная схема применяется в большинстве многоквартирных домов. Она позволяет выровнять температуру батарей и практически не имеет ограничений по размерам контура.

Подающий и обратный розливы в подвале многоквартирного дома

Направление движения теплоносителя

Двухтрубная система может быть тупиковой и попутной. В первом случае при перетоке из подающего в обратный розлив направление движения теплоносителя меняется на противоположное, во втором — сохраняется прежним.

Первая схема нуждается в обязательной балансировке — дросселировании подводок ближних к вводу отопления или котлу приборов. Без балансировки большая часть объема теплоносителя станет циркулировать именно через ближние радиаторы, дальние же будут заметно холоднее.

Распределение температур радиаторов в тупиковой двухтрубной системе

В практике автора был случай, когда отсутствие балансировки двухтрубной системы привело к полной остановке циркуляции в дальних радиаторах и разморозке розливов.

Попутная схема (она же — петля Тихельмана) — это несколько (по числу отопительных приборов или их групп) параллельных отопительных контуров равной протяженности и равного гидравлического сопротивления. Петля Тихельмана не требует балансировки и обеспечивает одинаковую температуру всех батарей.

Схема контура с попутным движением теплоносителя

Ориентация

Разводка отопления может быть вертикальной (стоячной) и горизонтальной (например, в случае поквартирного отопления). В большинстве многоквартирных домов отопительный контур включает и вертикальные, и горизонтальные участки. Типичный пример — стояки и розливы отопления.

Схема подключения лучевой разводки

Выбирая отопительную схему, в большинстве случаев останавливаются на лучевой поэтажной разводке трубопровода. Все трубы скрываются от глаз в толще пола. Коллектор – главный распределительный орган устанавливается в нише стенового ограждения, часто в специальный шкаф, расположенный в центре дома/квартиры.

В подавляющем большинстве случаев реализации лучевой разводки требуется наличие циркуляционного насоса, а иногда нескольких, установленных на каждое кольцо или ветку. Его необходимость описана выше. Лучевую разводку сборки системы отопления чаще всего выполняют на базе одно- и двухтрубного монтажа, практически полностью вытесняя тройниковый тип подключения.

Это упрощенная схема лучевой разводки, в которой каждый радиатор подключается к разъему коллектора для прямой и обратной подачи теплоносителя

На каждом этаже возле стояка двухтрубной системы монтируются подающий и обратный коллекторы. Под полом трубы от обоих коллекторов проходят в стене или под полом и подключаются к каждому радиатору в рамках этажа.

Каждый из контуров должен иметь приблизительно одинаковую протяженность. Если этого не получается достичь, то каждое кольцо необходимо оснастить собственным циркуляционным насосом и автоматикой для регулировки температуры.

При этом изменение температурного режима будет полностью независимым на каждом контуре и не будет влиять друг на друга. Т.к. трубопровод будет находиться под стяжкой, каждый радиатор нужно оборудовать воздушным краном. Воздухоотводчик можно разместить также и на коллекторе.

Предварительный этап

До начала работ задача хозяина заключается в правильном подборе всех комплектующих и мест расположения оборудования, а именно:

• определить места расположения радиаторов;
• выбрать тип радиаторов, исходя из показателей давления и типа теплоносителя, а также определить количество секций или площадь панелей (сделать расчет тепловых потерь и подсчитать тепловую мощность, необходимую для качественного обогрева каждой комнаты);
• изобразить схематично расположение радиаторов и маршруты прохождения трубопровода, не забыв про остальные элементы системы отопления (котел, коллекторы, насос и т.д.);
• составить бумажный список всех элементов и сделать покупки. Чтобы не ошибиться в расчета, можно пригласить специалиста.

Итак, чтобы приступить к следующему этапу, необходимо учесть правила монтажа лучевой системы

Правила установки лучевой разводки

Если вы выбрали укладку труб под пол, следуйте нескольким правилам, которые помогут избежать теплопотерь и замерзания теплоносителя. Между черновым и чистовым полом должно быть достаточно пространства (об этом далее в описании).

При монтаже труб в пол важно учесть несколько требований, одним из которых является наличие достаточного пространства между чистовым и черновым полами

В качестве чернового пола может быть бетонная фундаментная плита. По ней сначала укладывают слой утеплителя, затем устраивают трубопровод. Если проложить трубы без теплоизолирующей подложки, то вода на данных участках может замерзнуть, теряя много тепла.

Что касается труб, то лучше остановить свой выбор на полиэтиленовых или металлопластиковых моделях, которые обладают высокой гибкостью. Трубопровод из полипропилена плохо гнется, поэтому не подходит для лучевой разводки.

Трубопровод необходимо прикрепить к основанию, чтобы он не всплыл во время заливки чистовым слоем стяжки. Закрепить можно с помощью монтажной ленты, пластиковых хомутов или другими доступными методами.

Трубу под стяжкой нужно обязательно утеплить, чтобы снизить теплопотери доя минимума, а на первом этаже обязательно необходимо уложить слой теплоизоляции

Затем вокруг трубопровода укладываем утеплитель слоем в 50 мм из пеноплекса или пенопласта. Изоляцию также крепим к основанию пола с помощью дюбелей-гвоздей. Финальным этапом является заливка раствором слоем 5-7 см, который будет служить основанием чистового пола. На эту поверхность можно уже укладывать любое напольное покрытие.

Если укладка труб производится на втором этаже и выше, то монтаж слоя теплоизоляции является опциональным

Запомните одно важное правило, на участках трубопровода, находящегося под полом, не должно быть никаких соединений

При наличии циркуляционного насоса достаточной мощности и производительности коллектор иногда размещают на этаж ниже относительно уровня расположения радиаторов.

Если коллектор размещается на нижнем уровне (подвале), то нужно учесть несколько правил правильной подводки труб от гребенки к радиаторам, которые находятся на следующем уровне

Разновидности схем подключения радиаторов

Характерно, что для хорошего отопления недостаточно того, чтобы котлы хорошо нагревали воду

Очень важно для поступления теплоносителя в радиаторы правильно их подключить

На практике для однотрубного используется нерегулируемое последовательное подключение. Правда, этой проблемы удастся избежать, если у вас будет использована двухтрубная система. Данная система также не использует регулятор, однако, если радиатор завоздушится, система будет функционировать, поскольку вода будет проходить через перемычку (байпас). Правда для такой системы, как теплый пол, данный вариант не подходит.