5 основных элементов лучевой системы отопления

Что должно быть в коллекторном ящике

Размещать коллекторный ящик можно в любом удобном месте. Трубы от каждой батареи и от котла тянутся именно в него. В коллекторном ящике устанавливаются две гребенки – одна на подачу, вторая на обратку. В случае необходимости может быть несколько пар гребенок. Например, первая раздает теплоноситель по батареям, а вторая по теплым полам.

В коллекторной гребёнке есть отверстия для подводки труб, а есть для установки оборудования:

• расходомеры;
• сервоприводы;
• воздухоотводчики: их задача простая – выводить воздушные пробки.

Расходомер – это прибор, которым можно регулировать гидравлическое сопротивление каждой ветки контура. Он устанавливается на гребенке подачи. Расходомеры можно не использовать, если все кольца одинаковой длины, но так бывает крайне редко. Без балансировки система отопления не будет работать, как должна. Некоторые ветки могут остаться без теплоносителя.

Сервопривод – электрический прибор, который перекрывает подачу теплоносителя в кольцо (или наоборот) в зависимости от показаний термодатчиков, установленных в каждой комнате. Датчик температуры и сервопривод соединены проводами. Также в коллекторном ящике можно установить специальный блок, который принимает радиосигнал от термостата и по проводам передает его на сервопривод.

В сервоприводе нет движущихся элементов. Там установлена полимерная капсула, в которой содержится рабочее вещество. Вокруг капсулы намотана медная проволока. Когда на обмотку поступает ток, она нагревает рабочее вещество. Вследствие этого происходит тепловое расширение, капсула увеличивает в объеме и перекрывает поток.

В лучевой схеме системы отопления для теплых полов, помимо всего перечисленного, перед коллектором устанавливается смесительный узел. Он снижает температуру подачи, подмешивая в нее обратку. Как известно, в низкотемпературных системах вода не должна быть горячее 40 градусов.

Преимущества и недостатки лучевой схемы

Начнем с недостатков лучевой схемы отопления. Он всего один и заключается в высокой цене на оборудование. Хороший коллектор, как и все остальные комплектующие, стоит дорого. На разводку потребуется больше труб, чем в простых системах, кроме этого, их еще нужно утеплить.

Но, потратившись, вы получаете следующие преимущества:

• трубы укладываются скрытым методом и их не видно;
• практически нет соединений;
• возможность регулировать гидравлическое сопротивление каждого кольца по отдельности.

Кроме этого, появляется возможность внедрения новых технологий. Например, регулировать температуру в каждой комнате со своего смартфона или компьютера.

Выводы

Как вы уже поняли, лучевая разводка – это дело недешёвое. Такие схемы в основном применяют в больших коттеджах. Для частного дома, а тем более квартиры, можно найти варианты намного бюджетнее. Таким образом, если вас не вынуждают обстоятельства, то коллекторную разводку вполне можно заменить на обычную двухтрубную.

Структура системы лучевого отопления

Любая отопительная система имеет в своей структуре источник тепла (котел, печь, бойлер), приборы обогрева (радиаторы, конвекторы), трубы, запорную и регулирующую арматуру и в большинстве случаев циркуляционный насос

Лучевая схема также подразумевает применение указанных выше элементов, а также важное и отличающее ее от других оборудование – коллектор

Многие из перечисленных структурных составляющих стандартны, поэтому останавливаться на их описании нецелесообразно. Ниже будут рассматриваться только те из них, к которым предъявляются особые требования.

Источники тепла

Как известно, это основной агрегат любой системы обогрева дома, к выбору которого следует подходить обоснованно. Лучевая схема конструктивно достаточно сложна и, соответственно, требует мощного оборудования.

Коллектор отопления

Вторым по важности элементом в такой системе теплоснабжения является коллектор. Он представляет собой устройство в виде короткой трубы с многочисленными патрубками для подключения радиаторов. В литературе часто можно встретить другое его название – гребенка

В литературе часто можно встретить другое его название – гребенка.

Рисунок 2 – Отопительный коллектор

Основная его функция заключается в централизованном распределении теплоносителя от источника тепла к отопительным приборам. Так же он позволяет регулировать интенсивность нагрева каждого из них, а также отключать отдельный контур для ремонта или плановой замены без влияния на работу системы за счет установки различного вида запорной и терморегулирующей арматуры.

Лучевое отопление, как двухтрубная система, подразумевает использование двух коллекторов: подачи и отвода, устанавливаемые, как правило, спарено. А для размещения всего узла рекомендуется применение специального шкафа, который не только обеспечит свободный доступ к оборудованию, но и скроет его неэстетичный вид.

https://youtube.com/watch?v=KgwDK9nMGWQ

Циркуляционный насос

Система лучевого отопления подразумевает, как правило, принудительную циркуляцию теплоносителя, поэтому обязательно требует установку насоса.

В зависимости от сложности конфигурации схемы, а также протяженности трубопроводов может потребоваться два устройства, монтируемых как на подаче, так и на обратке.

Трубы

Для организации лучевой схемы теплоснабжения могут использоваться металлические, металлопластиковые и полипропиленовые трубы. При выборе конкретного вида следует исходить не только из стоимости изделий, но и трудоемкости монтажа и ремонта. В связи с этим наибольшее применение нашел вариант из пластика.

Советы при подключении батарей по диагональной схеме

Существуют два основных метода обогрева домов — самотечный и принудительный. В самотечном контуре горячий теплоноситель из котла самостоятельно поднимается вверх по стояковой трубе, на конце которой установлен открытый расширительный бак (его обычно размещают на чердаке частного дома). Самотечное движение воды происходит из-за того, что горячая жидкость имеет меньшую плотность за счет ее расширения при нагревании, и поэтому она выталкивается вверх нижними холодными массами. Далее нагретая вода поступает в радиаторы, установленные ниже расширительного бака, при этом все подводящие трубы должны иметь некоторый уклон.

Рис. 7 Самотечная двухтрубная система отопления — схема подключения радиатора

Диагональная схема в самотечных системах

В самочечных (гравитационных) контурах теоретически можно применить последовательное диагональное подключение батарей с входящим потоком через их верхний патрубок и отводом через нижний с другой стороны. От последнего радиаторного обогревателя вода может отводиться под уклоном к котлу, который обычно располагают в подвальном помещении. Существенный недостаток такого расположения — различная температура ближних к котлу и дальних радиаторов, которую невозможно выровнять терморегуляторами из-за последовательного подключения, поэтому количество батарей при такой разводке ограничено.

Данного недостатка избегают, используя параллельное двухтрубное подсоединение батарей к стоякам подачи и обратки. При таком подключении к каждому радиатору сверху от расширительного бака подходит своя труба, аналогично к котлу подводятся отдельные трубы от каждого прибора, соединяемые в одном узле. В данной схеме имеется возможность сделать температуру каждого теплообменника одинаковой, используя терморегуляторы или производя балансировку кранами с вентилями, регулирующими объем проходящего потока теплоносителя через каждый прибор.

Основные недостатки гравитационных контуров — малая высота зданий (не более 2-х этажей), небольшое количество монтируемых теплообменников из-за ограничений в длине трубопроводов, невозможность организовать теплые полы.

Рис. 8 Диагональное подключение радиаторов отопления в системе отопления с принудительным перемещением теплоносителя

Диагональ в принудительных системах

В принудительных системах для передвижения теплоносителя по трубам подключают циркуляционный электронасос (его обычно ставят в обратную линию), который проталкивает водный поток своим рабочим колесом с лопастями. Это позволяет не делать уклоны, не нужно выводить открытый расширительный бак большого объема на чердак (вместо него устанавливается небольшой закрытый гидроаккумулятор), в систему можно заливать ядовитый антифриз — этиленгликоль. Так как подсоединение по диагонали является наилучшим с точки зрения эффективности работы (теплоотдачи) радиаторов, его используют довольно часто, хотя в эстетичности внешнего вида оно уступает другим вариантам.

Сравнение с другими схемами разводки отопления

Отопительные системы совершенствовались на протяжении десятилетий и по схеме разводки уже совсем не похожи на своих предшественников. В современных домах мы уже давно ушли от классических дровяных печей — современному человеку нужна автоматизация и не нужны лишние заботы с отоплением дома.

Однотрубная система

В данном виде разводки используется одна труба, которая последовательно идёт к радиаторам отопления, от одного к другому и возвращается к отопительному котлу. Для движения теплоносителя по трубам отопления может использоваться циркуляционный насос.

Двухтрубная система

В отличии от однотрубной, в двухтрубной системе радиаторы отопления подключаются параллельно. К каждому радиатору отопления подходит труба с горячим теплоносителем и уходит труба с остывшим. Для движения теплоносителя по трубам отопления может использоваться циркуляционный насос.

Как организовать лучевую систему

Наиболее важным элементов при организации подобных систем является узел коллектора. При необходимости проводить разводку на каждом из этажей, потребуется разместить такой на каждом из этажей.

Коллекторы в процессе прокладки размещают в специальные шкафы, в которых предусматривается возможность регулировать работу системы. При прокладке требуется обеспечить минимальное число сочленений труб, что существенно увеличивает безопасность и стабильность в работе оборудования.

Также, требуется правильно подобрать нагревательный котел с учетом мощности, затрат тепловой и электрической энергии, коэффициент полезного действия с учетом потерь тепла системой. Вне зависимости от вида топлива, которое затрачивает котел в процессе обогрева, потребность расчета является обязательной.

Выбираем насос принудительной циркуляции

Основное применение лучевых схем систем отопления дома – горизонтальное расположение, с подачей теплоносителя снизу. Чтобы обеспечить возможность функционирования требуется использовать циркуляционный насос, который обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по ветвям сети.

Выбирать такой вид агрегата стоит по нескольким параметрам:

• производительность;
• высота напора.

Чтобы правильно подобрать насос требуется учитывать ширину просвета труб, протяженность и уровень высоты, относительно самого насоса. Все расчеты проводятся заранее.

Метод подключения без насоса

Работу системы можно обеспечить и без покупки и подключения насоса и ряда приборов для удаления излишков воздуха, но при этом требуется обеспечить соблюдение некоторых условий, которые крайне затруднительно осуществить. Требуется выбирать трубы с большим диаметром и монтировать расширительную емкость на максимальной высоте от пола.

Этот способ можно использовать в помещениях с малыми габаритами, чтобы обеспечить достаточное тепло в помещении. Однако, выбирать между принудительной или естественной подачей воды требуется ещё в процессе расчётов.

Правило монтируем циркуляционную помпу

Имеется ряд рекомендация по правильному монтажу помпы:

1. Насосы с влажным силовым агрегатом устанавливаются горизонтально.
2. Устройство термостатом запрещается максимально приближать к горячим поверхностям, чтобы избежать искаженных показателей.
3. Монтаж обычно проводится на возвратных участках системы, чтобы обеспечить нормальную работу системы, чтобы не допускать превышения температурных показателей. Ряд современных насосов может также монтировать около котла и без проблем работать при высокой температуре.
4. Если на контуре отопления отсутствует механизм устранения лишнего воздуха, обязательно стоит выбирать насос с возможность отвода газов.
5. Желательно монтировать его максимально близко к расширяющей емкости.
6. До монтажа желательно провести очистку системы от всех твердых фракций.
7. До запуска лучевой системы обязательно стоит провести предварительное тестирование с водой.

Выбираем распределительный коллектор

Это устройство имеет второе название – распределительная гребенка. Получило оно его за выполняемую функцию – подачу жидкости, проводящей тепло к каждому отдельному нагревательному элементу, радиаторам, теплому полу и другим. Также, в определенные отверстия возвращается теплоноситель на обратном пути, после чего подаётся котел, либо смешивается с содержимым труб для снижения температуры.

Количество одновременно поддерживаемых труб достигает 12. В некоторых моделях, для сложных лучевых систем отопления двухэтажного дома их число может быть больше. Каждый коллектор включается шаровой кран, который позволяет регулировать ток жидкости к каждому радиатору. Это нужно для регулировки количества теплоносителя, который идет по ветвям.

Выбираем трубы

Есть ряд аспектов, по которым определяются эксплуатационные характеристики будущего трубопровода. Выбирать стоит после того, как определитесь, куда будут монтировать сеть: под маскирующее покрытие или в цементную стяжку.

Причем в конструкции обязательно должна быть прослойка из воздухонепроницаемого материала. В противном случае, возможно покидание мельчайших частиц кислорода, которые содержатся в теплоносителе. В результате наблюдается ржавление котла и радиаторов.

Также, стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. При лучевой разводке не требуется использовать трубы стандартного диаметра. Оптимальный просвет – от 24 до 32 миллиметров.
2. Стоит выбирать изделия, в достаточной степени защищённые от механических повреждений. Чаще всего их заливают цементом, при этом требуется не допускать чрезмерного давления на сеть.

Коллекторно-лучевая система отопления

Коллектор в системе отопления лучевого типа.

Рассматривать коллектор отопления следует совместно с рассмотрением лучевой схемы разводки теплоносителя, так будет проще понять его основные функции и достоинства.

Как известно, существует три основных вида разводки труб:

1. Однотрубная схема. Здесь радиаторы включены последовательно, то есть теплоноситель подается к первому прибору, затем проходит через батарею и поступает к следующему, постепенно проходя весь контур и возвращаясь к котлу. Очевидно, что после каждого радиатора вода остывает, и прогрев батарей происходит неравномерно;
2. Двухтрубная схема. Данное решение предусматривает подачу воды по одной трубе, а отвод – по второй, то есть контур состоит из двух магистралей, между которыми параллельно включены радиаторы. Такая схема позволяет прогревать приборы более равномерно;
3. Лучевая схема. Теплоноситель подается в распределительный узел (коллектор системы отопления), откуда поступает к каждому радиатору по отдельной трубе, а затем по обратным трубам возвращается назад, собирается гребенкой и поступает в котел. Таким образом можно добиться максимально равномерного распределения тепла в помещении.

Однотрубная и двухтрубная схемы разводки.

Лучевая схема разводки.

Лучевая схема позволяет максимально равномерно прогревать каждый отдельный радиатор, более того, она дает возможность регулировать интенсивность подачи тепла в каждую батарею.

Шкаф коллектора для радиаторного отопления с подающей и обратной гребенками.

Также в такой схеме можно отключить любой прибор без изменений работы всей системы, а в многоэтажных домах можно отключать целые этажи без перебоев подачи теплоносителя в остальные секции здания.

Для реализации этих преимуществ используют коллекторы отопления, которые входят в распределительный узел в виде пары приборов – подающей и обратной гребенки. Обвязка коллектора отопления запорной арматурой, воздушными и сливными кранами, расходомерами и термостатическими головками позволяет осуществить автоматическое регулирование температурных режимов на каждом отдельном отопительном приборе.

Использование расходомеров позволяет осуществлять регулировку подачи.

Еще одно преимущество лучевой разводки – это возможность спрятать трубопровод под плинтусом или в толще пола. Часто именно эта особенность влияет на выбор схемы разводки.

В системе «теплый пол» обязательно используется коллектор для систем отопления пола.

Также нельзя не упомянуть такую систему, как «теплый пол». Здесь контуры не подключены к радиаторам, а уложены особым образом в стяжку пола с целью ее прогрева.

Единственный существенный недостаток данного решения – это высокая цена материалов и работ.

Общие требования к монтажу лучевой разводки

При коллекторно-лучевой разводке распространен способ укладки труб в полу в стяжке, толщина которой составляет 50-80 мм. Сверху укладывается фанера, закрываемая финишным напольным покрытием (паркет, линолеум). Такая толщина стяжки вполне достаточна для свободного «замоноличивания» внутриквартирной (внутридомовой) лучевой разводки системы отопления. Возможна наружная прокладка труб вдоль стен под декоративными плинтусами, влекущая неминуемое увеличение длины трубопроводов. Известны варианты прокладки труб лучевой разводки в пространстве подшивного (подвесного) потолка, в штробах.

Подключение радиаторов при коллекторно-лучевой схеме.

Используются металлопластиковые или трубы из сшитого полиэтилена (PEX-трубы), укладываемые в гофротрубе или в теплоизоляции. Безусловным преимуществом здесь обладают PEX-трубы. Согласно СниП «замоноличивать» в бетон можно только неразрывные соединения. PEX-трубы соединяются посредством натяжных фитингов, относящихся к неразрывным соединениям. Металлопластиковые трубы используют обжимные фитинги с накидными гайками. «Замоноличивать» их – значит нарушать СниП. Каждое разъемное соединение труб должно быть доступным для техобслуживания (подтяжки).

Даже без фитингов не всякая металлопластиковая труба однозначно подходит для укладки в стяжку пола. Продукция производителей страдает серьезным дефектом: слои алюминия и полиэтилена расслаиваются под воздействием многократно изменяющейся температуры теплоносителя. Ведь металл и пластик имеют различные коэффициенты объемного расширения. Поэтому соединяющий их клей должен быть:

• внутренне прочным (когезивным);
• адгезивным к алюминию и полиэтилену;
• гибким;
• эластичным;
• термостойким.

Этим требованиям удовлетворяют не все клеевые составы даже известных европейских производителей металлопластиковых труб, которые со временем расслаиваются, внутренний слой полиэтилена в такой трубе «схлопывается», уменьшая ее сечение. Нормальная работа системы нарушается, причем место неисправности найти практически невозможно – обычно «грешат» на неисправности термостатов, насосов и других изделий с подвижными узлами.

В свете вышесказанного рекомендуем читателям обратить внимание на металлопластиковые трубы фирмы VALTEC, использующей американский клей концерна DSM, обеспечивающий прочность соединения металл/пластик, адгезию и полное отсутствие расслоений

Рекомендации экспертов: 10 советов тем, кто решил сам монтировать лучевую систему отопления

Эксперты в сфере отопления рекомендуют прислушаться к следующим советам:

В процессе монтажа терморегуляторы и термостаты следует устанавливать на некотором расстоянии от источников тепла, чтобы их показания не искажались; Перед началом установки циркуляционного насоса рекомендуется промыть систему, чтобы в ней не осталось твердых включений, негативно влияющих на ротор и крыльчатку; Если предполагается, что насос будет установлен на ветке с горячей водой, то при покупке агрегата следует обращать внимание на температурный режим эксплуатации. Насос, не предназначенный для работы с горячими температурами, устанавливается в обратку; Желательно вместе с насосом монтировать воздухоотводчик

Перед контрольным и последующими запусками насоса система должна быть заполнена водой

Всухую прибор включать нельзя. Черновой пол, на который выкладываются трубопроводы лучевой системы, желательно застелить теплоизолирующей пленкой, а на трубы надеть гофрированные рукава. Чтобы проще отличать подающие трубы и возвратные, рукава следует выбирать двухцветные. Для отопления производители выпускают красные и синие. Они не должны надеваться плотно. Между рукавом и трубой должно быть свободное пространство в 2-3 мм, поскольку горячие трубы от тепла расширяются. Если дом, пусть даже частный, выстроен в два этажа или он просто имеет мансарду, на каждом этаже устанавливается отдельный коллектор. Стояк при этом размещается в углу, ближайшем к месту размещения коллекторов. В многоэтажных зданиях для удобства монтажа коллекторы располагаются обычно друг над другом и каждый, соответственно, на своем этаже. По мнению некоторых специалистов, нет необходимости устанавливать манометры или термометры на коллекторе. Термостаты ставятся в обогреваемом помещении, они имеются на котлах и счетчике. Кстати, основные показания берутся именно с последнего. Измерительные приборы на коллекторе – ненужная роскошь. В каменных и, особенно, в панельных домах отопление будет экономичным и в достаточной степени эффективным, если предварительно провести утепление наружных стен и пола. Не следует экономить на стальной арматуре, соединяющей радиатор с теплым полом. Трубка Г-образных изделий прочнее отопительных труб, поэтому она исключит поломку в соединении.

Недостатки и достоинства коллекторной схемы

Сложность трубной разводки при реализации коллекторной схемы компенсируется ее преимуществами:

Каждый радиатор – это автономный и отдельно управляемый элемент

То есть, в каждом помещении можно установить желаемую температуру независимо от температуры в котле или в других цепях отопления, или отключить радиатор (группу радиаторов) без остановки отопительной системы; Принимая во внимание тот факт, что каждый теплопровод, подключенный к коллектору от отопительной системы, транспортирует горячую жидкость только в один отопительный прибор, целесообразнее применять трубы уменьшенного диаметра по сравнению с расчетным общим диаметром труб. При этом рекомендуется соблюдать минимально допустимое расстояние между отопительным устройством или группой радиаторов, и коллектором

Раздельное подключение приборов отопления

Раздельное подключение приборов отопления

Самодельная или заводская коллекторная система отопления схема которой для общих случаев приведена выше, ценится потребителями из-за возможности создания нескольких независимых отопительных контуров с разной температурой и давлением. Такая схема позволяет при одном котле организовать разные температурные режимы для разных помещений в одном здании. Чтобы подключить несколько контуров, оборудуется другой вариант коллектора – гидрострелка, которая внешне выглядит как большая водопроводная труба.

Гидрострелка устанавливается не так, как коллектор – между трубой подачи теплоносителя и обратной трубой цикл обращения замыкается. Котел продолжает непрерывно нагревать жидкость в первичном контуре, и теплоноситель в гидрострелке начинает двигаться, позволяя врезаться в него для подключения радиаторов в разных точках и на разных уровнях.

Из-за такого необычного подключения радиаторов к гидрострелке в конечной точке отдельно взятого теплоприемника (радиатора) будут разные показатели температуры и давления. Включение гидрострелки целесообразно при комбинировании разводки труб отопления с применением радиаторов и системы «теплый пол».Самодельная гидрострелка

В местах присоединений контуров давление и температура в трубах будут разными, но, если коллекторное отопление частного дома своими руками схемы и чертежи которой разрабатывались для циркуляционных насосов, будет их использовать, то эта разница перепадов не имеет значения. Также отопительные контура можно подключать последовательно (не больше двух в цепи), но при такой организации подключения контура невозможно будет регулировать отдельно друг от друга.Последовательное соединение коллекторов

Недостатки коллекторной организации трубной разводки следует отметить следующие:

1. Энергопотребление коллекторной схемы выше, чем при последовательном подключении батарей. Причем, чем больше отапливаемая площадь, тем выше тепловые расходы;
2. Коллекторному отопительному оборудованию присуща работа только в одно- или двухтрубной конструкции отопительной системы, которую можно развести по стенам помещений. Но при организации лучевой разводки провести трубы по стенам или скрытым способом не получится из-за большого объема практической схемы и большого количества труб отопления;
3. При прокладке труб в полу под бетонную стяжку проявляются следующие недостатки способа: для труб, проложенных под полом, не разрешается делать какие-либо соединения – ни сварные, ни резьбовые, ни какие-нибудь другие, чтобы не допустить скрытой протечки, иначе придется снимать слой бетонной стяжки, а это – почти капитальный ремонт помещения со всеми вытекающими последствиями;
4. Суммарное гидравлическое сопротивление коллекторного контура отопления будет значительным, особенно пир прокладке труб с небольшим диаметром. Также при реализации коллекторной схемы разводки труб необходимо использование циркуляционного насоса (насосов), так как естественное давление в трубах не позволит теплоносителю свободно перемещаться по трубам;
5. При использовании в коллекторной схеме отопления нескольких автономных отопительных контуров обязательно на каждый большой контур монтируется свой циркуляционный насос. Это приводит к финансовым затратам как при монтаже системы, так и в процессе ее эксплуатации;
6. Энергозависимость коллекторной системы отопления – один из существенных ее недостатков, так как циркуляционные насосы требуют подключения к электросети. При аварийном отключении электричества отопление не сможет обеспечить требуемый тепловой режим, так как движение теплоносителя по трубопроводу просто остановится.