Каждый, кто сталкивался со строительством частного дома, знает, насколько важно правильно спроектировать, рассчитать и смонтировать систему отопления. Касаемо естественной циркуляции – неверный уклон, и она перестанет функционировать при малейшем завоздушивании. Говоря о принудительной – нужен правильный расчет параметров циркуляционного насоса. Сегодняшняя статья пригодится тем, кто только планирует водяное отопление частного дома своими руками. Схемы систем и нюансы работы мы рассмотрим подробно, стараясь не «сыпать» научными терминами, а объяснить понятным языком.
Читайте в статье:
Водяное отопление частного дома: плюсы и минусы системы
Как и у любого вида отопления, у водяного есть сторонники и противники. Но наше дело не принимать одну из сторон, а взвешенно разобраться со всеми параметрами. Разберем достоинства обогрева жилища водой.
| Достоинства | Недостатки |
|---|---|
| Теплоемкость воды выше того же параметра воздуха в 4 000 раз – это доказанное физическое свойство | Монтаж отопления своими руками и последующая эксплуатация требуют большей затраты сил, нежели другие виды отопления |
| Расходы на монтаж и последующую эксплуатацию сравнительно невелики | Контроль уровень теплоносителя и периодические ревизии нагревателя воды обязательны |
| Такое отопление позволяет использование в качестве нагревателя, любого топлива или электричества | Если это отопление дачного домика, на зимний период, когда нагреватель не используется, вода сливается. В противном случае трубы разморозятся (проблема решается заменой воды на антифриз). А если воды нет, то взаимодействие с воздухом ведет к ускоренной коррозии металлических труб внутри |
| Трубы прокладываются под полом или скрываются натяжным (подвесным) потолком |
Какой использовать теплоноситель: свойства воды и антифриза
Вопрос, какой теплоноситель лучше, сложен. С одной стороны водяное отопление в частном доме не требует затрат. Если дом отапливается зимой, его используют, то трубы прослужат много лет. Если в системе нет воздуха, коррозии не удастся привести трубы в негодность. С другой стороны, долго разогревается, но он и остывает дольше. А это плюс.
Мнение эксперта
Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО "АСП Северо-Запад"
Спросить у специалиста“Выбор теплоносителя зависит от степени утепленности дома. Если термоизоляция выполнена по правилам, лучше использовать воду – это дешевле. Если же жилище не утеплено должным образом, придется тратиться на дорогостоящий антифриз. В этом случае при использовании воды будет перерасход топлива или электричества – топить нужно постоянно.”
Какие требования предъявляются к автономному отоплению
Требований к автономным водяным системам отопления предъявляется немного. Отметим доступность используемого топлива, экономичность в эксплуатации и надежность системы. Компактность тоже не на последнем месте. Отопление должно выполнять функции с высоким процентом коэффициента полезного действия.
Переведем на простой язык. Топливо, используемое для нагрева теплоносителя (воды) должно быть дешевле, чем другие виды. Для каждого региона оно разное. В одной деревне доступнее дрова, в другой уголь, а в третьей подведен природный газ. Какие нюансы стоит учесть:
- Экономичность в эксплуатации. Возвращаемся к утеплению стен дома: нет утечек тепла – на лицо экономия топлива.
- Надежность отопительной системы. Если циркуляция прекращается, нужно время для ее запуска. Теплоноситель остывает, а нагрев ведет к перерасходу дров, газа, угля.
- Компактность. При монтаже водяного отопления рассчитывают «золотую середину». Теплоносителя слишком мало – система не прогреет дом. В обратном случае – перерасход топлива и медленный нагрев.
Нюансы, присущие водяному отоплению
Водяное отопление жилого помещения подразумевает обязательную установку нагревателя. Это может быть электрокотел, или иное устройство, использующее жидкое или твердое топливо. Для движения теплоносителя по системе может использоваться циркуляционный насос, но применяется он не всегда.
Полезно знать! Водяное отопление, в отличие от электрического, еще некоторое время поддерживает тепло даже при отключении нагревателя. Если сравнивать с инфракрасным обогревом, то жидкий теплоноситель выигрывает, особенно в отношении домов без необходимой термоизоляции.
Из чего состоит водяная отопительная система
Перед тем, как сделать отопление в частном доме, следует рассчитать необходимое количество материала. А сделать это невозможно, не зная из каких элементов состоит система. Выделяют 5 основных составляющих:
- котел;
- трубы;
- радиаторы;
- циркуляционный насос (не всегда);
- расширительный бак.
Статья по теме:
Преимущества и недостатки, принцип работы, критерии выбора, обзор лучших производителей и моделей, как сделать котел своими руками – читайте в нашей публикации.
Роль котла в отопительной системе частного дома
Котел – главный узел системы. С его помощью происходит нагрев теплоносителя. Котлы бывают твердотопливными (дрова, уголь, пеллеты или торф), газовыми или электрическими. Экономичнее других считаются газовые котлы, однако даже при сегодняшнем уровне газификации «голубое топливо» добралось не до каждого уголка необъятной России.
Важно! Котел, независимо от вида топлива, требует постоянного внимания и периодических ревизий. Только в этом случае можно быть уверенным в том, что отопительная система не подведет в неподходящий момент.
Перед тем, как установить котел отопления в частном доме, нужно рассчитать мощность, необходимую для обогрева всей площади жилых помещений. Для этих целей предлагаем воспользоваться удобным калькулятором ниже.
Калькулятор расчета необходимой мощности котла
На словах составить и обговорить систему отопления – дело нехитрое. Однако, чтобы она правильно функционировала, была эффективной и экономной, следует подробно спланировать и рассчитать каждый элемент и узел. Разводка отопления от котла в частном доме прокладывается не только с учетом красоты и комфорта. Важно учитывать тип системы, характеристики материалов, которые будут использоваться, и придерживаться общих требований.
Основные требования
Основная задача заключается в соединении котла и всех радиаторов самым эффективным способом. При этом важно учесть целый ряд требований:
- Разводка должна прокладываться по маршруту с наименьшей протяженностью.
- Гидросопротивление труб, запорной арматуры и фитингов следует по возможности уменьшать.
- Необходимо продумать и скомпоновать на линии все функциональные узлы с минимальным количеством колен, тройников и клапанов. Имеется в виду группа безопасности, расширительный бак, циркуляционный насос штуцера для слива и наполнения системы и т.д.
- Трубы подбираются исходя из эксплуатационных характеристик материала и системы отопления.
- Диаметр труб рассчитывается для минимизаций потерь в напоре с одной стороны и снижения объема трубопровода с другой.
Диаметр труб
Теоретически рассчитать оптимальный диаметр труб для системы отопления в доме достаточно сложно. Учитывается требуемый напор, статическое и динамическое давление, сопротивление трубопровода с учетом маршрута прокладки, шероховатости внутренней поверхности труб и многих дополнительных параметров. На практике все равно придется выбирать из достаточно ограниченного списка диаметров труб из того или иного материала. Типоразмеры и основные характеристики труб давно стандартизированы, как и все дополнительные элементы, необходимые для сборки контура отопления от котла к радиаторам.
Основная идея заключается в том, чтобы обеспечить:
- скорость движения теплоносителя в трубах на уровне 0,4-0,6 м/с;
- сопротивление всего контура отопления ниже, чем напор, создаваемый насосом или гравитацией в системе с естественной циркуляцией;
- минимальный объем теплоносителя в трубах. Не путать с общим объемом, включая котел и при необходимости аккумулирующую емкость.
Уменьшаем сопротивление труб и контура
При любой схеме разводки или способе циркуляции теплоносителя следует снизить сопротивление трубопровода и обеспечить оптимальное движение жидкости по трубам, избегая как ламинарное движение, так и полностью турбулентное.
Для систем с естественной циркуляцией:
- Любые развороты и колена по маршруту выполняются с учетом минимально допустимого радиуса разворота, для используемого типа труб.
- Переходы между трубами с различным диаметром, врезка стояков в коллектор раздатки выполняется без заужения меньшего диаметра и по возможности с постепенным расширением/сужением канала.
- Перед запорной, регулирующей арматурой, радиаторами или другим оборудованием следует формировать ровный участок трубы не менее 5-6 диаметров трубы, чтобы исключить лишнюю турбулентность и завихрения в потоке жидкости.
Для системы с принудительной циркуляцией предыдущие советы не являются обязательными, важно, чтобы сопротивление контура было меньше, чем создаваемый насосом напор. Однако при выполнении всех требований снизится нагрузка на насос и соответственно повысится его рабочий ресурс. За счет принудительной прокачки теплоносителя можно использовать металлопластиковые трубы с малым сечением, нижнюю двухтрубную или однотрубную схему подключения, в том числе с запаковкой труб в стяжку или стены.
Схемы разводки
На практике применяется большое число возможных типов подключения. Выделить можно четыре основных, а на их базе уже подобрать либо готовое решение, либо комбинированное.
- Однотрубная разводка с разгонным коллектором или без него. От котла труба идет к первому радиатору. Радиаторы подключаются последовательно, и от последнего в контуре теплообменника идет труба обратки к холодному входу котла. По способу ориентации разводки:
Для любого способа включения обязательно подбирается набор регулирующего оборудования группы безопасности и диагностики. Состав оборудования различается в зависимости от наличия насоса или использования гравитационной системы.
Для естественной циркуляции все предельно просто:
- Нужна линия от котла к расширительному баку, расположенному как можно выше.
- От расширительного бака или от коллектора непосредственно возле бака отводится труба для подключения радиаторов. В случае разгонного коллектора и нижней однотрубной разводки труба опускается с постепенным наклоном к первому радиатору.
- Далее выполняется разводка по радиаторам согласно выбранному способу подключения, с обязательным уклоном минимум 2-3 градуса.
- От последнего радиатора ведется к котлу обратная линия с подключением к нижнему холодному вводу. На обратной линии непосредственно возле котла врезается тройник с запорным вентилем и штуцером для слива теплоносителя.
Важнее правильно выполнить разводку труб. Точки соединения и фитинги не должны заужать сечение канала. Разворот трубы или колено подбирается с радиусом разворота не менее 1,5 диаметра трубы. Если труба опускается к радиатору сверху или поднимается, то сначала формируется колено, а после врезается байпас и радиатор.
Для принудительной циркуляции состав оборудования значительно расширен:
- Расширительный бак , мембранного типа. Допускается установка на горячем и на холодном выходе котла, главное как можно ближе к теплообменнику или теплоаккумулятору. Для твердотопливных (ТТ) котлов в виду невозможности точно регулировать температуру воды на выходе вначале монтируется прямой отвод длиной не менее метра стальной трубой, а уже после подключение оборудования. Расширительный бак для ТТ котлов устанавливается на обратной, холодной линии.
- Группа безопасности (воздухоотводчик, предохранительный клапан, манометр). Группа безопасности располагается на горячем выходе котла. От группы безопасности котла должен быть короткий участок трубы с максимально допустимым диаметром и без какой-либо запорной арматуры, способной сузить канал (допускаются шаровые вентили). Группа безопасности устанавливается в верхней точке контура.
- Фильтр грубой очистки . Обязательный элемент, даже с учетом подготовки теплоносителя. Устанавливается перед циркуляционным насосом на обратной линии.
- Циркуляционный насос . По умолчанию устанавливается на обратной линии, где температура теплоносителя меньше. Если разводка системы хотя бы теоретически подходит для естественной циркуляции, то насос подключается параллельно общей трубе с байпасом. Запорная арматура устанавливается по обе стороны насоса и на байпасе. В остальных случаях насос допускается устанавливать прямотоком в разрыв обратки с запорными вентилями с обеих сторон.
- Дополнительные манометры для диагностики. Для диагностики и проверки работоспособности отопления важно знать давление на обоих выводах котла, с двух сторон циркуляционного насоса и фильтра грубой очистки, помимо манометра, установленного с группой безопасности. В зависимости от последовательности подключения оборудования точки могут совмещаться и в конечном итоге понадобится установить 2-3 манометра с помощью трехходовых клапанов или тройников.
- Трехходовой клапан для байпаса на котел.
- Тройниковый отвод с запорной арматурой для наполнения системы теплоносителем и слива.
Перед выбором всего списка оборудования следует выяснить, что уже есть в самом котле отопления, часто в настенных газовых или электрических котлах имеется расширительный бак и группа безопасности как минимум.
Без оглядки на способ разводки и вариант циркуляции теплоносителя желательно на каждый радиатор предусмотреть байпас. Это позволит избежать остановки движения жидкости из-за воздушных пробок и даст возможность регулировать тепловую мощность каждого радиатора в отдельности при установке трехходового клапана с терморегулятором.
Все оборудование должно компоноваться по возможности недалеко от котла, с доступом для осмотра и проведения профилактических работ. Исключением является коллекторная разводка, при которой часть оборудования остается возле котла (общий циркуляционный насос, расширительный бак, группа безопасности), а часть – в точке установки коллектора (запорная и регулирующая арматура, дополнительные насосы для контуров, воздухоотводчики и т.п.)
Цена за 1м2 работ
Сложно самостоятельно учесть все нюансы и правильно выполнит разводку теплосети по дому. Куда лучше доверить эту работу специалистам, которые предложат оптимальный вариант и набор дополнительного оборудования. Опираясь на опыт, проектировщики и монтажники способны правильно расставить акценты в зависимости от пожелания заказчика: делать отопление с максимальной эффективностью и комфортом в эксплуатации или же стремиться к экономии средств на работу и монтаж.
Стоимость работ включает в себя отдельно установку котла, подключение дополнительного оборудования, разводку труб и установку радиаторов. По каждому пункту действует свой прейскурант, согласно которому подсчитывается стоимость всех работ по оборудованию системы отопления в доме.
| Вид работы | единицы измерения | Стоимость, руб. |
| Установка котла отопления мощностью до 50 кВт | шт. | 12000-20000 |
| Установка котла мощностью свыше 50 кВт | шт. | 25000-50000 |
| Монтаж группы безопасности | шт. | от 1500 |
| Расширительный бак | шт. | от 2000 |
| Циркуляционный насос | шт. | от 2000 |
| Установка и подключение гребенки (коллектора) | шт. | от 1500 |
| Разводка труб D16-25 | пог.м. | 60-85 |
| Разводка труб D32-40 | пог.м. | 75-90 |
| Разводка труб D55-63 | пог.м. | 90-120 |
| Разводка труб D75-110 | пог.м. | 100-150 |
| Установка и подключение радиатора | шт. | 2000-5000 |
| Установка терморегулятора | шт. | 500 |
| Опрессовка согласно требованиям производителя котельного оборудования | от 4500 | |
| Пусконаладочные работы | от 3500 |
Разводка труб от котла к радиаторам может составить в среднем 300-500 рублей за погонный метр с учетом прокладки, подключения, прохода и штробы стен. Цены представлены ориентировочные для Москвы и региона.
За покупками
- Что нужно, чтобы смонтировать работающую систему водяного отопления ?
Вот полный список:
- Котел. Он должен обеспечивать минимальные эксплуатационные расходы и по возможности требовать минимального внимания владельца;
- Обвязка котла — группа безопасности (воздушник, манометр и предохранительный клапан), циркуляционный насос и расширительный бак, компенсирующий увеличение объема при нагреве;
Я намеренно исключил из рассмотрения открытые гравитационные системы, в которых функции всей обвязки выполняет открытый расширительный бачок. Они предельно просты конструктивно, но отличаются от закрытых систем с принудительной циркуляцией долгим нагревом, большим разбросом температур между отопительными приборами и образованием накипи в теплообменнике котла.
- Трубы — розлив, подводки к радиаторам и (опционально) стояки отопления;
- Собственно отопительные приборы и их обвязка — краны для отключения или дроссели для раздельной регулировки.
Котел
- Как выбрать котел для водяного отопления ?
Если у вас в доме или на участке есть газ — отлично. Более дешевого источника тепла не найти: полученная при сжигании природного газа тепловая энергия обходится всего в 50-70 копеек за киловатт-час.
Наиболее экономичная разновидность газовых котлов — с электророзжигом.
За счет чего обеспечивается экономия?
- Отсутствие пилотной горелки экономит до 25% газа, который сгорает при простое котла, когда теплоноситель нагрет до достаточно высокой температуры;
- Еще 10 — 12% экономии обеспечивает утилизация теплоты конденсации водяного пара, который в традиционных котлах покидает дом вместе с остальными продуктами сгорания.
В отсутствие газопровода вблизи дома остальные источники тепла располагаются по экономичности в таком порядке:
Несколько нюансов:
- Источником питания газового котла может быть не только магистральный газ, но и баллоны или собственный газгольдер. Но в этом случае стоимость киловатт-часа вырастет до 3 и 2,3 рублей соответственно;
- Я привел усредненные цены на момент написания статьи (начало 2017 года), актуальные для центральных областей страны на небольшом удалении от столицы. Однако региональные цены на энергоносители и местные тарифы на коммуналку могут внести свои поправки.
Скажем, в Москве киловатт-час электроэнергии стоит по одноставочному тарифу не 4, а 5 рублей. В Севастополе, где я живу, пеллеты вдвое дороже, чем в Московской области — 15000 рублей за тонну против 7000; - Для растопки твердотопливного котла на угле нужны дрова, что дополнительно увеличит эксплуатационные расходы и затраты времени;
- Газовые, дизельные и электрические котлы могут работать без обслуживания до тех пор, пока подается электричество, газ или жидкое топливо. Пеллетный котел с бункером и механизмом подачи пеллет способен на автономную работу в течение недели. Твердотопливный котел придется растапливать и чистить от золы несколько раз в день;
Некоторые разновидности котлов рассчитаны на более долгую автономную работу. Скажем, пиролиз (тление дров при ограниченном доступе воздуха с последующим дожиганием продуктов сгорания в отдельной камере) увеличивает автономность до 10-12 часов. Котлы верхнего горения с телескопическим воздуховодом и вовсе способны проработать на одной закладке до суток.
- Замена дизтоплива на отработку уменьшит эксплуатационные расходы в 5-6 раз. Однако котлы на отработке не пользуются большой популярностью, поскольку постоянный канал поставки отработанного моторного масла есть разве что у работников автосервисов.
Еще один источник дешевого тепла — котел на отработке.
Для частного дома с качественным утеплением стен и перекрытий, расположенного в центральных областях страны, мощность котла подбирается из расчета 100 ватт на один квадратный метр площади.
Для домов в северных или южных регионах, строений с некачественным или, наоборот, очень эффективным утеплением и с большой высотой потолков лучше воспользоваться формулой Q=V*Dt*k/860.
Переменные в этой формуле (слева направо):
- Потребность помещения в тепле в киловаттах;
- Его объем в кубометрах;
- Разница температур между улицей и домом (ее обычно принимают равной разнице между санитарной нормой -18 — 22 градусами — и температурой самой холодной пятидневки в вашем населенном пункте);
- Коэффициент утепления. Его можно подобрать по таблице:
Например, для дома размером 10х10х6 метров с кирпичными стенами толщиной 50 см и двойными стеклопакетами, расположенного в Сургуте (температура самых холодных пяти дней зимы — -43), потребность в тепле составит (10*10*6)*(22 — -43)*1,9/860=86 киловатт.
- Есть ли недорогая альтернатива твердотопливным котлам в отсутствие газа ?
Тепловые насосы работают на электричестве, но используют его не для прямого нагрева воздуха в доме, а для перекачки тепла от низкопотенциального источника — грунта, воды или воздуха.
Поскольку электроэнергия расходуется лишь компрессором, на каждый киловатт-час электричества владелец получает от трех до шести киловатт-часов тепла, что сокращает расходы на обогрев до сопоставимых с твердотопливным отоплением и даже газом.
Многих потенциальных покупателей отпугивают высокая стоимость тепловых насосов и дорогостоящий монтаж системы отопления. Достаточно сказать, что установка геотермального насоса требует бурения скважин глубиной в несколько десятков метров или укладки горизонтального коллектора в котлован, площадью втрое превышающий площадь дома.
Однако в теплых регионах может быть реализована схема обогрева «воздух-воздух»: тепловой насос отбирает энергию у воздуха за пределами дома и отапливает его без посредничества теплоносителя, простым обдувом внутреннего теплообменника.
Ничего не напоминает?
Все правильно, именно так работает любой бытовой кондиционер в режиме нагрева.
Бытовая сплит-система — частный случай теплового насоса.
Именно кондиционеры я использую в качестве основного источника тепла для своего дома.
Вот краткий отчет об их эксплуатации:
- Четыре постоянно работающих зимой инвертора вместе с установкой обошлись мне примерно в 110 тысяч рублей;
- Отапливаемая площадь дома — 154 м2. На ней поддерживается температура в 20-22 градуса;
- Кондиционеры продолжают работать на обогрев даже при редких в Севастополе заморозках (минимальная температура, которой была испытана система отопления — -21 градус);
- Расход электроэнергии на отопление в зимние месяцы составляет примерно 1500 КВт-ч. Сколько это в деньгах, читатель может подсчитать по местным тарифам.
На фото — внешние блоки кондиционеров, отапливающих спальню и детскую на первом этаже.
Обвязка котла
- Как выбрать обвязку для котла?
Ее основные элементы я уже перечислил. Тонкости, впрочем, есть и здесь.
При выборе циркуляционного насоса смотрите в первую очередь на его производительность. Минимального напора в 2 метра (0,2 кгс/см2) вполне достаточно для того, чтобы заставить работать систему отопления многоквартирного дома.
Производительность насоса подбирается по формуле Q=0,86R/Dt.
В ней:
- Q — искомое значение в кубометрах в час;
- R — мощность котла или обслуживаемого насосом контура с принудительной циркуляцией теплоносителя;
- Dt — разность температур между подачей и обраткой (обычно она примерно равна 20 градусам).
Так, для нашего замерзающего в Сургуте дома понадобится насос с производительностью 0,86*86/20=3,7 м3/ч.
Предохранительный клапан должен быть настроен на максимально допустимое для отопительной системы давление (обычно 2,5 кгс/см2.
Объем мембранного расширительного бачка обычно с небольшим запасом берется равным 1/10 от объема теплоносителя в контуре. Чтобы узнать с максимальной точностью последний параметр, достаточно заполнить контур водой и слить ее в тару известного объема.
В сбалансированной отопительной системе с алюминиевыми или биметаллическими радиаторами объем теплоносителя примерно равен 15 литрам на киловатт мощности котла.
Стандартное давление зарядки расширительного бачка — 1,5 кгс/см2. Примерно такое же рабочее давление должно поддерживаться в системе отопления при работе. Увеличить его можно с помощью крана, соединяющего отопительный контур с системой ХВС, или простой накачкой воздуха в расширительный бак через золотник.
Трубы
- Какие трубы использовать для разводки отопления в доме ?
На мой взгляд, лучший материал для автономной системы водяного отопления — полипропилен с армированием алюминиевой фольгой.
Почему именно он?
- Эти трубы — одни из самых дешевых. Так, при наружном диаметре 20 мм погонный метр трубы стоит всего 70 рублей. Сравните эту стоимость с гофрированной нержавейкой (от 290 рублей за метр) и медью (от 400 рублей);
- Их соединения — необслуживаемые и прочностью не уступают цельной трубе. Фитинг можно прятать в штробу или стяжку;
- Прочность и термостойкость полипропилена вполне достаточна для скромных эксплуатационных параметров автономной системы (до +75С при давлении не более 2,5 атмосфер).
Почему я советую именно армированные трубы и именно алюминием?
Дело не в стойкости к гидростатическому давлению — она и так избыточна. Ключевые слова — «удлинение при нагреве». По этому параметру полипропилен без армирования впереди планеты всей: нагретая на 50 градусов метровая труба становится длиннее на 6,5 мм. Армирование стекловолокном уменьшает удлинение до 3,1 мм, а алюминием — до 1,5 мм/метр.
Для сравнения — стальная труба в тех же условиях удлинится на 0,5 мм.
При монтаже длинных прямых участков розлива трубы размыкаются компенсаторами — кольцевыми или П-образными изгибами, которые позволяют избежать деформации трубопровода.
- Каким должен быть диаметр труб ?
Внутренний диаметр подбирается в зависимости от тепловой нагрузки на соответствующий участок контура. Для розлива тепловая нагрузка равна мощности котла, для подводок — мощности отопительного прибора, для стояка — суммарной теплоотдаче всех подключенных к нему приборов.
Значения внутреннего диаметра подбираются из еще одной таблицы.
Диаметр может быть уменьшен за счет увеличения скорости теплоносителя (читай — производительности насоса). Однако тут нас ждет ловушка: вслед за ростом скорости потока появятся гидравлические шумы — вначале на дросселирующей арматуре, а потом и на всех фитинговых соединениях. Поэтому скорость лучше подбирать из ряда 0,4 — 0,6 м/с (синие столбцы в таблице).
В системе с естественной циркуляцией диаметр розлива увеличивается как минимум на один шаг. Инструкция связана с минимальным гидравлическим напором, обеспечивающим движение теплоносителя: при увеличении диаметра падает гидравлическое сопротивление трубопровода.
Отопительные приборы
- Какие батареи лучше приобрести ?
Наш выбор — алюминиевые секционные радиаторы. Дешево и сердито: максимальная теплоотдача (при стандартном размере батарей — примерно 200 ватт на секцию) и минимальная цена (от 300 рублей).
- Как подобрать количество секций?
Мощность отопительного прибора для отдельного помещения рассчитывается по той же схеме, что и потребность дома в тепле. Чтобы пересчитать мощность в количество секций, достаточно разделить ее на тепловой поток от одной секции. Он всегда указывается производителем в технической документации на прибор.
Тут есть одна тонкость. Как правило, изготовитель указывает тепловой поток для вполне определенной разницы температуры между теплоносителем и воздухом в помещении — 70 градусов (90С/20С).
По мере охлаждения теплоносителя или нагрева воздуха мощность секции будет падать пропорционально дельте температур: скажем, при 60С в батарее и 25С в комнате секция будет отдавать мощность вдвое меньше номинальной.
Обвязка отопительных приборов
- Какая арматура нужна для отключения и регулировки батарей?
Если вы планируете только отключать радиаторы (при избытке тепла или для ремонта) — установите на обе подводки к батарее шаровые краны. Они долговечны, отказоустойчивы и всегда герметичны в закрытом положении.
Для дросселирования (регулировки проходимости) принято использовать игольчатые дроссели, или клапана для радиаторов. Внутри это типичные винтовые вентиля с металлическим клапаном.
Если вы хотите, чтобы проходимость подводок регулировалась автоматически, ваш выбор — клапана с термоголовками. После грубой регулировки они будут менять свою пропускную способность в зависимости от температуры воздуха в комнате.
Разводка
- Как развести отопление по дому ?
Наиболее простая и отказоустойчивая схема — однотрубная ленинградка, кольцо розлива по периметру дома с подключенными параллельно ему отопительными приборами. Ее главный недостаток — большой разброс температур между первыми и последними радиаторами.
Если в доме несколько отапливаемых этажей, обычно монтируется двухтрубная система отопления. Она может быть тупиковой (когда теплоноситель при перетоке из подачи в обратку разворачивается на 180 градусов) и попутной (направление движения теплоносителя сохраняется).
Тупиковая схема нуждается в обязательной балансировке — ограничении проходимости ближних к котлу радиаторов дросселями. Без балансировки основной объем теплоносителя циркулирует именно через эти радиаторы, а дальние приборы практически не греют. На моей памяти это как минимум один раз привело к серьезной аварии — разморозке контура в сильные холода.
Попутная схема (петля Тихельмана) формирует несколько параллельных контуров одинаковой протяженности. В ней температура радиаторов всегда примерно одинакова без балансировки.
Тупиковая двухтрубная схема используется в тех случаях, когда какое-либо препятствие (высокий проем, несущая стена и т.д.) не дает закольцевать петлю Тихельмана.
Монтаж
- Как самому спаять полипропиленовые трубы ?
Для этого понадобятся:
- Шейвер (зачистка) для удаления армирования из области пайки;
Шейвер заодно снимает наружную фаску на трубе, упрощая монтаж фитинга.
- Ножницы — труборез;
- Паяльник с насадками соответствующего диаметра и рабочей температурой 260 градусов.
Монтаж соединения выполняется так:
- Шейвер надевается на трубу и делает несколько оборотов, удаляя алюминиевую фольгу;
Если ее оставить, контактирующая с водой фольга будет постепенно разрушаться. Это приведет к расслоению трубы и падению прочности соединения.
- Труба вставляется в раструб нагретой до рабочей температуры насадки. Одновременно на вторую сторону насадки надевается фитинг;
- Оплавленные детали совмещаются поступательным (без вращения) движением и несколько секунд удерживаются неподвижно. После того, как оплавленный пластик схватится, можно переходить к монтажу следующего соединения.
- Где установить группу безопасности ?
На выходе из котла. Именно там начинает расти давление при недостаточной проходимости розлива или низкой скорости циркуляции.
- Где ставится расширительный бак ?
В любой точке контура, но не ближе двух диаметров розлива от насоса при установке перед ним и не ближе десяти диаметров розлива при установке после насоса. Иначе возникающие при вращении крыльчатки турбулентности резко уменьшат ресурс мембраны бачка.
- Может ли гравитационная система отопления быть переведена на принудительную циркуляцию?
Вполне: насос можно поставить и в закрытый, и в открытый контур.
Обычно монтаж отопления с возможностью работы и с естественной, и с принудительной циркуляцией выполняется так:
- Диаметр и конфигурация розлива (уклон, разгонный коллектор, разница в высоте между котлом и отопительными приборами) делаются типичными для гравитационной системы;
- Перед котлом параллельно розливу ввариваются два отвода, между которыми подключается насос;
- Между врезками ставится шариковый обратный клапан.
При работе насоса клапан срабатывает и перекрывает байпас. Теплоноситель циркулирует с высокой скоростью принудительно. Стоит насосу отключиться из-за перебоев с подачей электроэнергии — и система самостоятельно переходит в режим естественной циркуляции: клапан открывается, и вода свободно движется по розливу.
Вместо обратного клапана иногда ставится обычный вентиль или шаровый кран. В этом случае систему приходится переводить в режим естественной циркуляции своими руками.
Заключение
Разумеется, в небольшом по объему материале трудно ответить на все связанные с автономным отоплением вопросы. Дополнительную информацию вы найдете в видео в этой статье. Не стесняйтесь оставлять на портале свои комментарии. Успехов, камрады!
Эффективное отопление частного жилья можно осуществить различными способами. Определиться с оптимальным вариантом необходимо еще на стадии проектировки. Это позволяет справиться с проблемой обогрева верхней и нижней части строения при наличии определенных материальных средств.
Стоит отметить, что разводка отопления может быть реализована в виде двухтрубной и однотрубной системы. Каждый вариант предполагает учет специфических эксплуатационных и конструкционных особенностей.
Однотрубная разводка предполагает соединение элементов в последовательном порядке. Здесь радиаторы наполняются теплоносителем по очереди. Другими словами, трубопровод отопления дома состоит из единой трубы, по которой рабочая жидкость перемещается к обогревательным элементам.
Подобная разводка отопительного трубопровода от котла может быть представлена в нескольких вариантах.
Горизонтальный тип
Горизонтальная однотрубная разводка предполагает расположение трубопровода в горизонтальной плоскости. Радиаторы в данном случае устанавливаются на едином уровне по отношению друг к другу.
Если горизонтальная однотрубная разводка монтируется в двухэтажном частном строении, в таком случае необходим стояк, который сможет обеспечить подачу теплоносителя к первому радиатору на верхнем этаже.
Сделать возможной регулировку температуры в такой ситуации позволяют специальные краны, расположенные перед первыми радиаторами на каждом из этажей.
Схема разводки отопления горизонтального типа в однотрубных системах предполагает принудительную циркуляцию рабочей жидкости. Это в свою очередь требует применения специальных насосов. Такое оборудование является зависимым от электроснабжения дома.
Вертикальный тип
Монтаж однотрубного отопления с вертикальной разводкой позволяет исключить необходимость установки нагнетательных насосов, наличие которых обязательно требует горизонтальная разводка. Обусловлено это эффектом естественной циркуляции теплоносителя по трубопроводу. Обеспечивается решение расположением труб под определенным уклоном.
Отсутствие насосов делает систему отопления абсолютно независимой от электроснабжения строения. Данный фактор положительным образом отражается на удобстве эксплуатации отопительного оборудования в доме.
Двухтрубное отопление
Двухтрубная отопительная система требует подсоединения каждого радиатора к трубопроводам, которые отвечают за поступление нагретого и отвод охлаждающегося теплоносителя. Основным положительным моментом такой конструкции является возможность корректировки температуры отдельных обогревательных элементов.
При реализации такого проекта предусматривается несколько вариантов разводки:
- Нижняя двухтрубная разводка – основной теплоагрегат, который подает теплоноситель к элементам отопления, размещается в подвальном помещении либо над уровнем пола нижнего этажа. От магистральной трубы в многоэтажном строении отводятся стояки, наличие которых обеспечивает поступление рабочей жидкости к радиаторам. В последствии остывшая жидкость перемещается в обратном направлении по отводящим трубам.
- Верхняя двухтрубная разводка – предполагает подачу теплоносителя от главного теплогенератора непосредственно на чердак дома. Проходя через радиаторы отопления, подогретая рабочая жидкость возвращается обратно от верхней разводки по соответствующим стоякам.
В целях удаления воздуха, который накапливает в процессе эксплуатации, двухтрубную систему рекомендуется дополнять специальным расширительным бачком. Монтаж бачка своими руками позволяет обеспечить высокие показатели давления при передвижении теплоносителя, что способствует повышению эффективности отопления.
Данный вариант является наиболее распространенным в случае монтажа двухтрубного отопления.
Функциональность обеспечивается принудительной циркуляцией теплоносителя. Существуют следующие варианты реализации подобной схемы:
- Тупиковый. Характеризуется сравнительно невысоким расходом материалов при обустройстве отопления. Очевидным негативным моментом здесь выступает внушительная длина контура системы, который прокладывается по широкому кругу от основного нагревательного агрегата. Соблюдение подобного требования усложняет регулировку температуры отдельных элементов отопления.
- Попутный. Позволяет сделать коррекцию температуры теплоносителя в отдельных радиаторах более удобной за счет одинаковой длины циркуляционных контуров. В то же время реализация такого проекта нуждается в применении основательного количества труб.
- Лучевой. Предполагает лучевое распределение теплоносителя, которому сопутствует максимальная затрата расходных материалов. Очевидным плюсом при этом является возможность скрытой укладки трубопроводной системы в толщу бетона. Это позволяет сохранить внешнюю привлекательность обогреваемых помещений.
Режимы циркуляции теплоносителя
Перемещение рабочей жидкости при обустройстве отопления в верхней и нижней части строения может осуществляться в следующих режимах:
- принудительном;
- естественном (вертикальная однотрубная и двухтрубная разводка отопления).
Данный способ перемещения подогретой рабочей жидкости в верхней части строения от нагревательного агрегата и ее возвращение предполагает наличие насосов. Реализация такого подхода не требует расположения отдельных труб под наклоном.
Впрочем, устройство отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд недостатков:
- шум при эксплуатации насосов;
- от электроэнергии.
Движение рабочей жидкости обеспечивается за счет эффекта разности температур. Поскольку горячая вода является менее плотной по сравнению с холодной, становится возможным сделать ее перемещение под напором последней. Благодаря этому обеспечивается взаимное движение разогретого и остывшего теплоносителя.
Для обеспечения работоспособности отопления на основе эффекта естественной циркуляции требуется монтаж труб с различным сечением. Элементы наиболее крупного диаметра применяются при монтаже прямого трубопровода. Помимо прочего, здесь требуется создание наклона трубопровода от радиаторов к генератору тепла и от расширительного резервуара котла к отопительным элементам.
К преимуществам такого решения можно отнести общую простоту , удобство эксплуатации, а также обогрев помещений независимо от наличия электроэнергии.
Какой схеме разводки стоит отдавать предпочтение?
Выбор схемы зависит непосредственно от характера жилья, в котором планируется обустройство отопления. Особое внимание необходимо уделять типу чердака и наличию подвальных помещений.
План по реализации водяного отопление дома в несколько этажей разрабатывается с учетом места расположения обогревательного агрегата. Лишь после определения зоны для его монтажа можно приступать к расчетам выгодного размещения прочих элементов: труб для подводки и отвода теплоносителя, стояков, радиаторов.
Обычно радиаторы располагают непосредственно под оконными проемами. Только в таком случае можно избежать запотевания стекол за счет обогрева внутренней поверхности оконных рам.
В процессе разработки проекта по отоплению дома стоит постараться минимизировать количество изгибов и продолжительных участков трубопровода. В противном случае может происходить замедление циркуляции теплоносителя, что ухудшит показатели эффективности работы системы. Лучше, чтобы выбранная схема предполагала размещение отопительного котла ниже горизонтального центра радиаторов.
От того, какая именно разводка будет выбрана для отопления жилья, будет зависеть не только расход труб, но также скорость и объемы выполняемых работ. Выбор отразится на эффективности отопления всего строения и возможности качественного обогрева отдельных помещений. В значительной мере возможность реализации того или иного проекта зависит от потребностей владельца дома и количества доступных средств.
При крайне ограниченном бюджете предпочтение стоит отдавать монтажу однотрубного отопления. Если же есть возможность сильно не экономить, то рекомендуется монтаж двухтрубной системы, которая позволит жильцам частного дома ощущать себя наиболее комфортно в самые лютые морозы.
Можно приобрести сколь угодно мощный котел отопления, но не добиться при этом ожидаемого тепла и комфорта в доме. Причиной этому вполне могут стать неправильно подобранные приборы конечного теплообмена в помещениях, в роли которых традиционно чаще всего выступают радиаторы. Но даже и вроде бы вполне подходящие по всем критериям оценки иногда не оправдывают надежд своих хозяев. Почему?
А причина может крыться в том, что подключение радиаторов произведено по схеме, весьма далекой от оптимальной. И это обстоятельство просто не позволяет им показать те выходные параметры теплоотдачи, что анонсируются производителями. Поэтому давайте подробнее разберемся с вопросом: какие возможны схемы подключения радиаторов отопления в частном доме. Посмотрим , в чем преимущества и недостатки тех или иных вариантов. Увидим, какие технологические приёмы используются для оптимизации некоторых схем.
Необходимая информация для правильного выбора схемы подключения радиатора
Для того чтобы дальнейшие пояснения стали неопытному читателю более понятными, имеет смысл для начала рассмотреть, что же собой в принципе представляет стандартный радиатор отопления. Термин «стандартный» применён оттого, что существуют и совершенно «экзотические» батареи, но в планы этой публикации их рассмотрение не входит.
Принципиальное устройство радиатора отопления
Итак, если изобразить обычный радиатор отопления схематично, может получиться примерно такая картина:
С точки зрения компоновки – это обычно совокупность теплообменных секций (поз.1). Количество этих секций может различаться в довольно широком диапазоне. Многие модели батарей позволяют варьировать это количество, добавляя и уменьшая, в зависимости от необходимой тепловой суммарной мощности или исходя из предельно допустимых размеров сборки. Для этого между секциями предусматривается резьбовое соединение с помощью специальных муфт (ниппелей) с необходимым уплотнением. Другие радиаторы такой возможности не предполагают секции их соединены «намертво» или вовсе представляют собой единую металлическую конструкцию. Но в свете нашей темы это отличие принципиального значения не имеет.
А вот что важно – это, так сказать гидравлическая часть батареи. Все секции объединены общими коллекторами, расположенными горизонтально сверху (поз. 2) и снизу (поз. 3). И вместе с тем , в каждой из секций предусмотрено соединение этих коллекторов вертикальным каналом (поз. 4) для движения теплоносителя.
Каждый из коллекторов имеет соответственно по два входа. На схеме они обозначены G1 и G2 для верхнего коллектора, G3 и G4 – для нижнего.
В подавляющем большинстве схем подключения, используемых в отопительных системах частных домов, всегда задействованы только два этих входа. Один подключен к трубе подачи (то есть идущей от котла). Второй – к «обратке», то есть к трубе, по которой теплоноситель возвращается от радиатора в котельную. Остальные два входа перекрываются заглушками или иными запорными устройствами.
И вот что важно – от того, как взаимно будут расположены эти два входа, подачи и «обратки», как раз во многом и зависит эффективность ожидаемой теплоотдачи радиатора отопления.
Примечание : Безусловно, схема дана со значительным упрощением, и во многих типах радиаторов может иметь свои особенности. Так, например , в знакомых всем чугунных батареях типа МС - 140 каждая секция имеет по два вертикальных канала, соединяющих коллекторы. А в стальных радиаторах и вовсе нет секций – но система внутренних каналов в принципе повторяет показанную гидравлическую схему. Так что все, что будет говориться далее, в равной мере относится и к ним.
Где труба подачи, а где «обратки»?
Вполне понятно, что для того чтобы правильно оптимально расположить вход и выход в радиатор, необходимо по меньшей мере знать, в каком направлении осуществляется движение теплоносителя. Иными словами, где же подача, а где «обратка». А принципиальное отличие может скрываться уже в самом типе отопительной системы – она бывает однотрубной или
Особенности однотрубной системы
Эта система отопления особенно распространена в многоэтажках, пользуется довольно широкой популярностью и в одноэтажном индивидуальном строительстве. Ее широкая востребованность прежде всего зиждется на том, что при создании требуется значительно меньше труб, сокращаются объемы монтажных работ.
Если объяснить максимально просто , то эта система представляет собой одну трубу, проходящую от патрубка подачи до входного патрубка котла (как вариант – от подающего до обратного коллектора), на которую словно «нанизаны» последовательно подключенные радиаторы отопления.
В масштабах одного уровня (этажа) это может выглядеть примерно так:
Совершенно очевидно, что «обратка» первого в «цепи» радиатора становится подачей очередного – и так дальше, до конца этого замкнутого контура. Понятно, что от начала к концу однотрубного контура температура теплоносителя неуклонно снижается, и это является одним из наиболее значимых недостатков подобной системы.
Возможно и расположение однотрубного контура, которое характерно для зданий в несколько этажей. Такой подход обычно практиковался при строительстве городских многоквартирных домов. Однако, можно его встретить и в частных домах в несколько этажей. Об этом тоже не следует забывать, если, скажем, дом достался хозяевам от старых владельцев, то есть с уже смонтированной разводкой контуров отопления.
Здесь возможны два варианта, показанные ниже на схеме соответственно под буквами «а» и «б».
Цены на популярные радиаторы отопления
- Вариант «а» называется стояком с верхней подачей теплоносителя. То есть от подающего коллектора (котла) труба поднимается свободно к самой высокой точке стояка, а затем последовательно проходит вниз через все радиаторы. То есть подача горячего теплоносителя непосредственно на батареях осуществляется по направлению сверху вниз.
- Вариант «б » - однотрубная разводка с нижней подачей. Уже на пути вверх, по восходящей трубе, теплоноситель минует череду радиаторов. Затем направление потока меняется на противоположное, теплоноситель проходит ещё через вереницу батарей, пока не попадает в коллектор «обратки».
Второй вариант применяется из соображений экономии труб, но очевидно , что недостаток однотрубной системы, то есть падение температуры от радиатора к радиатору по ходу теплоносителя, выражено в еще большей степени.
Таким образом, если у вас в доме или квартире смонтирована однотрубная система, то для выбора оптимальной схемы подключения радиаторов в обязательном порядке следует уточнить, в каком направлении осуществляется подача теплоносителя.
Секреты популярности системы отопления «ленинградка»
Несмотря на довольно значимые недостатки однотрубные системы все же остаются довольно популярными. Пример тому – о которой подробно рассказывается в отдельной статье нашего портала. А еще одна публикация посвящена – тому элементу, без которого однотрубные системы нормально работать не в состоянии.
А если система двухтрубная?
Двухтрубная система отопления считается более совершенной. Она проще в управлении, лучше поддается тонким регулировкам. Но это на фоне того, что для ее создания потребуется больше материала, и монтажные работы становятся более масштабными.
Как видно по иллюстрации, и труба подачи, и обратная по сути представляют собой коллекторы, к которым подключены соответствующие патрубки каждого из радиаторов. Очевидное достоинство – температура в подающей трубе-коллекторе выдерживается практически единой для всех точек теплообмена, то есть почти не зависит от расположения конкретной батареи по отношению к источнику тепла (котлу).
Применяется такая схема и в системах для домов в несколько этажей. Пример показан на схеме ниже:
В этом случае стояк подачи сверху заглушен , как и труба «обратки», то есть они превращены в два параллельных вертикальных коллектора.
Здесь важно правильно понять один нюанс. Наличие двух труб около радиатора еще вовсе не означает, что и система уже сама по себе является двухтрубной. Например, при вертикальной разводке может быть вот такая картина:
Такое расположение может ввести неопытного в этих вопросах хозяина в заблуждение. Несмотря на наличие двух стояков, система все равно однотрубная , так как радиатор отопления подключён только к одной из них. А вторая – это стояк, обеспечивающий верхнюю подачу теплоносителя.
Цены на алюминиевые радиатор
алюминиевый радиатор
Иное дело, если подключение выглядит следующим образом:
Разница очевидна: батарея врезана в две разных трубы – подачи и «обратки». Именно поэтому между входами и не наблюдается перемычки-байпаса – он при такой схеме совершенно не нужен.
Существуют и иные схемы двухтрубного подключения. Например, так называемое коллекторное (его еще именуют «лучевым» или «звездой»). К такому принципу нередко прибегают, когда стараются все трубы разводки контура разместить скрытно, например, под покрытием пола.
В таких случаях в определенном месте размещают коллекторный узел, а от него уже проводятся отдельные трубы подачи и «обратки» на каждый из радиаторов. Но по своей сути, это все равно двухтрубная система.
К чему все это рассказывается? А к тому, что если система двухтрубная, то для выбора схемы подключения радиаторов важно четко знать – какой из труб являете коллектором подачи, а какая подсоединена к «обратке».
А вот направление потока по самим трубам, что было определяющим при однотрубной системе, здесь уже роли не играет. Движение теплоносителя непосредственно через радиатор будет зависеть исключительно от взаимного расположения патрубков врезки в подачу и в «обратку».
Кстати, даже в условиях не самого большого дома вполне может применяться и сочетание обеих схем. Например, применена двухтрубная, однако, на отдельном участке, скажем, в одном из просторных помещений или в пристройке размещены несколько радиаторов, связанных по однотрубному принципу. А это значит, что для выбора схемы подключения важно не запутаться, и индивидуально оценить каждую точку теплообмена: что для нее будет определяющим - направление потока в трубе или взаимное расположение труб-коллекторов полдачи и «обратки».
Если такая ясность достигнута, можно подбирать оптимальную схему подключения радиаторов к контурам.
Схемы подключения радиаторов к контуру и оценка их эффективности
Все сказанное выше было своеобразной «прелюдией» к этому разделу. Сейчас мы будем знакомиться с тем, как можно подключить радиаторы к трубам контура, и какой из способов дает максимальную эффективность теплообмена.
Как мы уже видели, задействуются два входа радиатора, и еще два - глушатся. Какое же направление движения теплоносителя через батарею станет оптимальным?
Еще несколько предваряющих слов. Каковы «побудительные причины» перемещения теплоносителя по каналам радиатора.
- Это, во-первых, динамический напор жидкости, создаваемый в контуре отопления. Жидкость стремится заполнить весь объем, если для того созданы условия (отсутствуют воздушные пробки). Но вполне понятно, что, как и любой поток, будет стремиться протекать по пути наименьшего сопротивления.
- Во-вторых, «движущей силой» становится и разница температур (и, соответственно – плотности) теплоносителя в самой полости радиатора. Более горячие потоки стремятся вверх, стараясь вытеснить остывшие.
Совокупность этих сил и обеспечивает протекание теплоносителя через каналы радиатора. Но в зависимости от схемы подключения общая картина может довольно сильно различаться.
Цены на чугунные радиаторы
чугунный радиатор
Диагональное подключение, подача сверху
Такую схему принято считать наиболее эффективной. Радиаторы при подобном подключении показывают свои возможности в полной мере. Обычно при расчетах системы отопления именно она берется за «единицу», а на все остальные будет вводиться тот или иной поправочный понижающий коэффициент.
Совершенно очевидно, что никаких препятствий при таком подключении теплоноситель встретить не может априори. Жидкость полностью заполняет объем трубу верхнего коллектора, равномерно протекает по вертикальным каналам от верхнего коллектора к нижнему. В итоге вся теплообменная площадь радиатора прогревается равномерно, достигается максимальная теплоотдача батареи.
Одностороннее подключение, подача сверху
Очень распространенная схема – именно так обычно монтируются радиаторы в однотрубной системе в стояках многоэтажек при верхней подаче, или на нисходящих ветках – при нижней подаче.
В принципе, схема довольно эффективная, особенно если сам радиатор имеет не слишком большую длину. Но если секций в батарею собрано много, то не исключается появление негативных моментов.
Вполне вероятна ситуация, что кинетической энергии теплоносителя будет недоставать для того, чтобы потоку пройти полноценно по верхнему коллектору до самого конца. Жидкость ищет «лёгких путей», и основная масса потока начинает проходить по вертикальным внутренним каналам секций, которые расположены ближе к патрубку входа. Таким образом, нельзя полностью исключить образования в «периферийной зоне» участка застоя, температура которого будет ниже, чем в близлежащей от стороны врезки области.
Даже при нормальных размерах радиаторов по длине обычно приходится мириться с потерей тепловой мощности примерно на 3÷5 % . Ну а если батареи длинные, то эффективность может быть и еще ниже. При этом лучше применить или первую схему, или использовать специальные приемы оптимизации подключения – этому будет посвящён отдельный раздел публикации.
Одностороннее подключение, подача снизу
Схему никак нельзя назвать эффективной, хотя, кстати, используется она довольно часто при монтаже однотрубных систем отопления во многоэтажных домах, если подача осуществляется снизу. На восходящей ветке все батареи в стояке чаще всего строители врежут именно так. и, наверное, это и есть единственно хоть сколько-то оправданный случай ее использования.
При всей, вроде бы, схожести с предыдущей, недостатки здесь лишь усугубляются. В частности, возникновение застойной зоны в удаленной от входа стороне радиатора становится еще более вероятным. Это легко объяснимо. Мало того что теплоноситель будет искать наиболее короткий и свободный путь, его стремлению вверх будет способствовать и разница в плотности. И периферия может или «замереть» или циркуляция в ней будет недостаточна. То есть дальний край радиатора станет ощутимее холодней.
Потери эффективности теплоотдачи при таком подключении могут достигать 20÷22 % . То есть без крайней необходимости прибегать к ней не рекомендуется. И если обстоятельства не оставляют другого выбора, то рекомендуется прибегнуть к одному из способов оптимизации.
Двустороннее нижнее подключение
Такая схема применяется довольно часто, обычно из соображений максимально скрыть из видимости трубы подводки. Правда, эффективность ее все же далека от оптимальной.
Совершенно очевидно, что самый простой путь для теплоносителя – это нижний коллектор. Распространение его по вертикальным каналам вверх происходит исключительно из-за разности в плотности. Но этому течению становятся «тормозом» встречные потоки остывшей жидкости. Как результат – верхняя часть радиатора может прогреваться гораздо медленнее и не столь интенсивно, как хотелось бы.
Потери в общей эффективности теплообмена при таком подключении могут доходить до 10÷15%. Правда, подобная схема также легко поддается оптимизации.
Диагональное подключение с подачей снизу
Сложно придумать ситуацию, при которой пришлось бы вынуждено прибегнуть к подобному подключению. Тем не менее , рассмотрим и эту схему.
Цены на биметаллические радиаторы
биметаллические радиаторы
Входящий в радиатор прямой поток постепенно растрачивает свою кинетическую энергию, и может просто «не добивать» по всей длине нижнего коллектора. Этому способствует и то, что потоки на начальном участке устремляются вверх, и как по кратчайшему пути, и за счёт разницы температуры. В итоге на батарее с большим комическом секций вполне вероятно появление застойной области с пониженной температурой под патрубком врезки в обратку.
Примерные потери эффективности, несмотря на кажущуюся схожесть с самым оптимальным вариантом, при таком подключении оцениваются в 20%.
Двустороннее подключение сверху
Скажем честно – это больше для примера, так как применить на практике подобную схему – будет верх неграмотности.
Посудите сами – для жидкости открыт прямой проход через верхний коллектор. И вообще никаких других побудительных мотивов для распространения по остальному объёму радиатора. То есть реально будет греться только область вдоль верхнего коллектора – остальная часть оказывается «вне игры». Оценивать потери эффективности в данном случае вряд ли стоит – радиатор сам по себе превращается в однозначно неэффективный.
К верхнему двустороннему подключению прибегают нечасто. Тем не менее , существуют и такие радиаторы – выраженно высокие, нередко одновременно выполняющие роль сушилок. И если приходится подводить трубы именно так, то в обязательном порядке применяют различные способы превращения подобного подключения в оптимальную схему. Очень часто это уже заложено в конструкции самих радиаторов, то есть верхнее одностороннее подключение остается таковым только визуально.
Как можно оптимизировать схему подключения радиатора?
Вполне понятно, что любым хозяевам хочется, чтобы их система отопления показывала максимальную эффективность при минимальных энергозатратах. А для этого надо стараться применять наиболее оптимальные схемы врезки. Но часто подводка труб уже имеется и не хочется ее переделывать. Или изначально владельцы планируют проложить трубы так, чтобы они стали практически незаметны. Как быть в таких случаях?
В интернете можно встретить немало фотографий, когда оптимизировать врезку стараются изменением конфигурации труб, подходящих к батарее. Эффект повышения теплоотдачи при этом, должно быть, и достигается, но вот внешне некоторые произведения такого «искусства» выглядят, скажем прямо, «не очень».
Существуют и иные методы решения этой проблемы.
- Можно приобрести батареи, которые, внешне ничем не отличаясь от обычных, все же имеют в своей конструкции особенность, превращающий тот или иной способ возможного подключения в максимально близкий к оптимальному. В нужном месте между секциями в них установлена перегородка, кардинально изменяющая направление движения теплоносителя.
В частности, радиатор может быть предназначен для нижнего двустороннего подключения:
Вся «премудрость» - в наличии перегородки (пробки) в нижнем коллекторе между первой и второй секциями батареи. Теплоносителю деваться некуда, и он поднимается по вертикальному каналу первой секции вверх. А затем, из этой верхней точки, дальнейшее распределение, совершенно очевидно, уже идет , как в самой оптимальной схеме с диагональным подключением с подачей сверху.
Или, например, упомянутый выше случай, когда требуется обе трубы подвести сверху:
В этом примере перегородка установлена на верхнем коллекторе, между предпоследней и последней секцией радиатора. Получается, что всему объему теплоносителя остается только один путь – через нижний вход последней секции, вертикально по ней – и далее в трубу обратки. В итоге «маршрут движения » жидкости по каналам батареи опять-таки становится диагональным сверху вниз.
Многие производители радиаторов этот вопрос продумывают заранее – в продажу поступают целые серии, в которых одна и та же модель может быть рассчитана на различные схемы врезки, но в итоге получается оптимальная «диагональ». Это указывается в паспортах изделия. При этом важно еще учитывать и направление врезки – если изменить вектор потока, то весь эффект теряется.
- Существует и иная возможность повысить эффективность радиатора по этому принципу. Для этого в специализированных магазинах следует отыскать специальные клапаны.
Они должны соответствовать своими размерами выбранной модели батарей. При вкручивании такого клапана он перекрывает переходной ниппель между секциями, а же затем в его внутреннюю резьбу запаковывается труба подачи или «обратки», в зависимости от схемы.
- Показанные выше внутренние перегородки предназначены по больше мере для улучшения теплоотдачи при двухстороннем подключении батарей. Но существуют способы и для односторонней врезки — речь идет о так называемых удлинителях потока.
Такой удлинитель – это труба, обычно с диаметром условного прохода в 16 мм, которая соединена с проходной пробкой радиатора и при сборке оказывающаяся в полости коллектора, по его оси. В продаже можно отыскать такие удлинители под требуемый тип резьбы и необходимой длины. Или же просто приобретается специальная муфта, а трубку к ней нужной длины подбирают отдельно.
Цены на металлопластиковые трубы
металлопластиковые трубы
Что этим достигается? Давайте посмотрим на схему:
Теплоноситель, поступающий в полость радиатора, по удлинителю потока попадает в дальний верхний угол, то есть на противоположный край верхнего коллектора. И вот отсюда его движение к выходному патрубку уже будет осуществляться опять же по оптимальной схеме «диагональ сверху вниз».
Многие мастера практикуют и самостоятельное изготовление подобных удлинителей. Если разобраться, то ничего невозможного в этом нет.
В качестве самого удлинителя вполне можно использовать металлопластиковую трубу для горячей воды, диаметром 15 мм. Останется лишь с внутренней стороны в проходную пробку батареи запаковать фитинг для металлопласта. После сборки батареи удлинитель нужной длины становится на место.
Как видно из изложенного, практически всегда можно отыскать решение, как превратить малоэффективную схему врезки батарей в оптимальную.
А что можно сказать про одностороннее нижнее подключение?
Могут недоуменно спросить – а почему в статье пока еще никак не упомянута схема нижнего подключения радиатора с одной стороны? Ведь она пользуется довольно широкой популярностью, так как в максимальной степени позволяет осуществить скрытую подводку труб.
А дело в том, что выше рассматривались возможные схемы, так сказать, с гидравлической точки зрения. И в их череде одностороннему нижнему подключению просто нет места – если в одной точке и подавать, и отбирать теплоноситель, то никакого потока через радиатор и вовсе не случится.
То, что принято понимать под нижним односторонним подключением на деле предполагает только подвод труб к одному краю радиатора. А вот дальнейшее движение теплоносителя по внутренним каналам, как правило, организуется по одной из оптимальных схем, рассмотренных выше. Это достигается или особенностями устройства самой батареи, или специальными адаптерами.
Вот лишь один из примеров радиаторов, специально предназначенных для подводки труб с одной стороны снизу:
Если разобраться в схеме то сразу становится понятно, что система внутренних каналов, перегородок и клапанов организует движение теплоносителя по уже известному нам принципу «одностороннее с подачей сверху», который может считаться одним их оптимальных вариантов. Есть похожие схемы, которые дополнены еще и удлинителем потока, и тогда вообще достигается самая эффективная картина «диагональ сверху вниз».
Даже обычный радиатор вполне можно преобразовать в модель с нижним подключением. Для этого приобретается специальный комплект – выносной адаптер, который, как правило, сразу оснащается и термоклапанами для термостатической регулировки радиатора.
Верхний и нижний патрубки такого устройства запаковываются в гнезда обычного радиатора безо всяких доработок. В итоге – готовая батарея с нижним односторонним подключением, да еще и с устройством терморегулирования и балансировки.
Итак, со схемами подключения разобрались. Но что еще может оказывать влияние на эффективность теплоотдачи радиатора отопления?
Как сказывается на эффективности работы радиатора его расположение на стене?
Можно приобрести очень качественный радиатор, применить оптимальную схему его подключения, но в итоге не добиться ожидаемой теплоотдачи, если не принимать во внимание еще ряд важных нюансов его установки.
Существует несколько общепринятых правил расположения батарей в комнате относительно стены, пола, подоконников, других предметов интерьера.
- Чаще всего радиаторы располагают под оконными проемами . Это место все равно невостребованное для других объектов, а помимо этого – потоки нагретого воздуха становятся подобием тепловой завесы, которая во многом ограничивает свободное распространение холода от поверхности окна.
Безусловно, это лишь один из вариантов установки, и радиаторы могут монтироваться и на стенах, вне зависимости от наличия на тех оконных проемов – все зависит от потребного количества таких приборов теплообмена.
- Если радиатор устанавливается под окном, то стараются придерживаться правила, что его длина должна составлять около ¾ ширина окна. Так будут получены оптимальные показатели теплоотдачи и защиты от проникновения холодного воздуха от окна. Батарею устанавливают по центру, с возможным допуском в ту или иную сторону до 20 мм.
- Не следует устанавливать батарею слишком высоко – нависающий над ней подоконник способен превратиться в труднопреодолимую преграду для восходящих конвекционных потоков воздуха, что приводит к снижению общей эффективности теплообмена. Стараются выдерживать просвет порядка 100 мм (от верхнего края батареи до нижней поверхности «козырька»). Если не получается задать все 100 мм, то хотя бы не менее ¾ от толщины радиатора.
- Существует определенная регламентация и просвета снизу, между радиатором и поверхностью пола. Слишком высокое расположение (более 150 мм) может привести к образованию вдоль покрытия пола слоя воздуха, незадействованного в конвекции, то есть ощутимо холодной прослойки. Слишком маленькая высота , менее 100 мм, привнесет ненужные трудности при проведении уборок, пространство под батареей может превратиться в скопление пыли, что, кстати, тоже негативно скажется на эффективности тепловой отдачи. Оптимальная высота – в пределах 100÷120 мм.
- Следует выдерживать и оптимальное расположение от несущей стены. Еще при установке кронштейнов для навеса батареи учитывают, что между стеной и секциями должен оставаться свободный просвет как минимум в 20 мм. В противном случае и там могут скопиться залежи пыли, нарушится нормальная конвекция.
Эти правила можно считать ориентировочными. Если других рекомендаций производитель радиаторов не дает , то следует руководствоваться ими. Но весьма часто в паспортах конкретных моделей батарей имеются схемы, в которых уточняются рекомендуемые параметры установки. Безусловно , тогда за основу при проведении монтажных работ берутся именно они.
Следующий нюанс – насколько открытой оказывается установленная батарея для полноценного теплообмена. Безусловно, максимальные показатели будут при совершенно открытой установке на ровной вертикальной поверхности стены. Но, вполне понятно, к такому способу прибегают не столь часто.
Если батарея стоит под окном, то конвекционному потоку воздуха может мешать подоконник. То же самое, даже в большей мере, касается и ниш в стене. Кроме того, радиаторы нередко стараются прикрыть , а то и вовсе полностью закрытыми (за исключением фронтальной решетки ) кожухами. Если эти нюансы не учесть при выборе требуемой мощности обогрева, то есть тепловой отдачи батареи, то вполне можно столкнуться с печальным фактом, что достичь ожидаемой комфортной температуры – не получается.
Ниже в таблице приведены основные возможные варианты установки радиаторов на стене по их «степени свободы». Каждый из случаев характеризуется своим показателем потери эффективности общего теплообмена.
| Иллюстрация | Эксплуатационные особенности варианта установки |
|---|---|
 | Радиатор установлен так, что сверху не перекрывается ничем, или же подоконник (полка) выступают не более, чем на ¾ толщины батареи. В принципе, преград для нормальной конвекции воздуха не наблюдается. Если батарея не закрыта плотными шторами, то нет помех и для прямого теплового излучения. При расчетах такая схема установки принимается за единицу. |
 | Горизонтальный «козырек» подоконника или полки полностью перекрывает радиатор сверху. То есть появляется довольно значимое препятствие для восходящего конвекционного потока. При нормальном просвете (о котором уже говорилось выше – около 100 мм) преграда не становится «фатальной», но определенные потери эффективности все же наблюдаются. Инфракрасное излучение от батареи остается в полном объеме. Итоговую потерю эффективности можно оценить примерно в 3÷5%. |
 | Схожая ситуация, но только сверху расположился не козырёк, а горизонтальная стенка ниши. Здесь потери уже несколько больше – помимо просто наличия препятствия для воздушного потока, некоторая часть тепла будет расходоваться на непродуктивный прогрев стены, которая обычно обладает весьма внушительной теплоемкостью. Поэтому вполне можно ожидеть тепловых потерь применрно 7 - 8%. |
 | Радиатор установлен как в первом варианте, то есть препятствий для конвекционных потоков не наблюдается. Но с лицевой стороны по всей свой площади прикрыт декоративной решёткой или экраном. Значительно снижается интенсивность инфракрасного теплового потока, что, кстати является определяющим принципом теплопередачи для чугунных или биметаллических батарей. Общие потери эффективности нагрева могут достигать 10÷12%. |
 | Декоративный кожух закрывает радиатор со всех сторон. Несмотря на наличие щелей или решеток для обеспечения теплообмена с воздухом в помещении, показатели и теплового излучения, и конвекции резко уменьшаются. Стало быть, приходится говорить о потере эффективности, доходящей до 20÷25%. |
Итак, нами были рассмотрены основные схемы подключения радиаторов к контуру отопления, проанализированы достоинства и недостатки каждой из них. Получена информация по применяемым способам оптимизации схем, если по каким-либо причинам другими путями изменить их невозможно. Наконец, приведены рекомендации по размещению батарей непосредственно на стене – указаны те риски потери эффективности, которые сопровождают избранные варианты установки.
Надо полагать, эти теоретические познания помогут читателю выбрать правильную схему исходя из конкретных условий создания системы отопления . Но логичным, наверное, было бы завершить статью предоставлением нашему посетителю возможности самостоятельно оценить необходимую батарею отопления, так сказать, в числовом выражении, с привязкой к конкретному помещению и с учетом всех рассмотренных выше нюансов.
Пугаться не надо – все это будет несложно, если воспользоваться предлагаемым онлайн-калькулятором. А ниже будут приведены необходимые краткие пояснения по работе с программой.
Как рассчитать, какой радиатор нужен для конкретного помещения?
Все достаточно просто.
- Поначалу рассчитывается то количество тепловой энергии, которое необходимо для прогрева помещения в зависимости от его объема , и для компенсации возможных тепловых потерь. Причем , учитывается довольно внушительный список разносторонних критериев.
- Затем производится корректировка полученного значения в зависимости от планируемой схемы врезки радиатора и особенностей его расположения на стене.
- Итоговое значение покажет, какой мощности необходим радиатор для полноценного обогрева конкретной комнаты. Если приобретается разборная модель, то можно заодно