Проектирование и монтаж коллекторной отопительной системы

Здесь вы узнаете:

Коллектором в отоплении называют элемент водопроводной арматуры, предназначенный для раздачи по ветвям, сбора и смешения теплоносителя из множества параллельных теплообменных контуров.

Коллекторная схема обеспечивает одновременную подачу теплоносителя на контуры теплых полов и радиаторов отопления (их максимальное количество в одной гребенке достигает 12) с одинаковым напором и температурой, которую можно устанавливать терморегулятором. Коллекторная магистраль отличается от однотрубных и двухтрубных систем тем, что подходит к радиаторам отопления снизу.

Принцип работы коллекторной системы

Коллектор, это металлическая гребенка с выводами для подключения труб и приборов. Коллекторная система отопления является двухтрубной. Через одну гребенку подается горячая вода, а к другой — подключаются трубы, собирающие остывшую воду (обратку).

Эта система отопления работает следующим образом. Вода от источника отопления поступает в подающую гребенку (распределительный коллектор подачи), а оттуда по трубам доносит тепло к каждому радиатору и напольному отоплению. Остывшая вода из радиаторов через обратную гребенку (коллектор обратки) поступает обратно в отопительный котел.

В коллекторной системе отопления имеется закрытый расширительный бак и циркуляционный насос, который движет теплоноситель. Минимальный объем расширительного бака равен не менее 10% суммарного объема всех отопительных приборов. Насос устанавливается на любом из трубопроводов, идущих к коллекторам.

Коллекторы устанавливаются в специальные шкафы, которые монтируют в нишах стен или в отдельном помещении. Шкафы коллекторов должны располагаться примерно на одинаковом расстоянии от каждого отопительного прибора. Трубы могут подводиться к радиаторам сверху, с боку и снизу. Наибольшее распространение получила нижняя подводка труб к радиаторам. Этот вариант дает наилучшую возможность скрыть трубы в полу. На каждую гидравлическую цепь, идущую от коллектора, устанавливается запорная арматура, что дает возможность отключать любой радиатор, не нарушая работу отопительной системы. На каждый радиатор устанавливают кран для выпуска накопившегося воздуха — кран Маевского, или же на коллектор — воздуховыпускные клапаны. Также на коллектор могут быть установлены счетчики тепла и водосливные краны.

Каждая гидравлическая цепь, размещенная после коллекторов, является самостоятельной системой. Это дало возможность создания теплых полов. Это полы, в конструкции которых укладываются трубы параллельно или в виде спиралей, которые обогревают поверхность пола. Трубы укладывают на теплоизоляционную прокладку, подключают к коллектору и после проверки герметичности трубопроводов заливают их бетоном. Высота стяжки не должна превышать 7 см. Шаг укладки и диаметр труб определяется расчетом. Длина одного отопительной спирали не должна превышать 90 м. В основном для теплого пола применяются металлопластиковые трубы, которые легко принимают любую кривизну.

При работе отопления теплого пола понижение температуры происходит по высоте помещения, а при установке радиаторов — наоборот, чем выше, тем теплее.

Достоинства и недостатки коллекторного отопления

Коллекторное отопление в квартире или частном доме имеет плюсы и минусы. Среди преимуществ этой системы необходимо отметить:

1. Ремонтопригодность. При обнаружении поломки можно с легкостью отключить отдельно взятый участок трубопровода, не прерывая полностью работу системы.
2. Можно применять трубы небольшого сечения. Поскольку каждая выходящая из распределителя ветка питает только один радиатор, то для ее прокладки есть возможность выбрать трубы небольшого сечения, при этом их можно с легкостью расположить в стяжке.
3. Простота эксплуатации. За счет того, что у каждого прибора автономное управление, у владельца дома появляется возможность устанавливать температуру в любой конкретной комнате. А если необходимо, то отключать в помещении приборы отопления. Причем температура в остальных комнатах останется прежней.
4. Можно установить коллекторную систему отопления частного дома своими руками.

Затраты экономического плана – один из минусов данного отопления

Для того чтобы создать несколько веток, которые имеют различные характеристики, например разное давление теплоносителя, используют распределительную разводку с гидравлическим компенсатором. Гидрострелка — это вместительная труба, где к выходам подсоединено несколько независимых веток.

Подогретый котлом теплоноситель попадает в гидрострелку. Циркулируя, вода на различном расстоянии от врезок забирается и переходит по контурам.

За счет того, что подогретая вода с минимальными потерями доходит к радиаторам, увеличивается КПД системы. Это позволяет уменьшать мощность котла, экономя затраты на топливо.

Отопительная система имеет и недостатки. Главные из них:

1. Расход труб. В отличие от классического подсоединения расход труб во время обустройства коллекторной схемы повышается в 2−3 раза. Отличие в затратах обусловлено количеством задействованных помещений.
2. Требуется наличие циркуляционных насосов, что повлечет дополнительные материальные вложения.

Если что-то случится с трубами, придется вскрывать пол

Также недостатком является зависимость от электроэнергии: даже при работающем котле во время отключения электричества радиаторы останутся холодными. Поэтому эти системы не советуют использовать в тех районах, в которых отключение электричества — частое явление.

Во время укладки труб в стяжку необходимо не забывать, что любое соединение — это возможное место протечки, и при появлении неполадок нужно будет вскрывать пол. А это довольно трудоемкая и затратная работа. Потому соединение разводки контуров производят только над уровнем пола.

В каких случаях приемлема коллекторная система отопления

Стандартного решения при составлении схемы коллекторной системы нет, общепринятые стандарты планировки тоже отсутствуют. Подбором оборудования должны заниматься специалисты, учитывая конкретные задачи, которые требуется решать.

Не следует игнорировать мнение специалистов: такая система не может быть рекомендована для отопления в многоэтажных домах.

Варианты отопительной системы в многоэтажных домах

Проблема в том, что отопление в квартире обеспечивается подачей теплоносителя как минимум двумя стояками. Обязательное же условие рассматриваемой системы — подключение всех радиаторов к одному стояку.

Оставив один источник поступления тепла, потребуется перекрыть остальные, т.е. заварить их. Вся нагрузка сосредоточится на оставленном стояке, при этом в пределах конкретно взятой квартиры произойдет образование замкнутой гидравлической цепи.

Все находящиеся на верхних этажах радиаторы будут отрезаны от централизованной системы отопления и теплоноситель в них поступать не будет. Естественно, жильцы верхних этажей выразят недовольство и будут требовать в принудительном порядке восстановления прежних коммуникаций.

Единственным законным вариантом применения коллекторных схем в многоквартирном доме будет такой, когда в процессе строительства были установлены дополнительные вентили, позволяющие подключение контуров разных конфигураций.

Как выбрать распределительный коллектор

Производители предлагают достаточно разнообразный модельный ряд коллекторных систем, а народные умельцы собирают такое устройство из подручных средств. Выбор зависит от места эксплуатации, стоимости изделия, наличия автоматики, надежности и эффективности.

• Наиболее простой вариант – труба из нержавеющей стали, к которой приварены выходы для подключения радиаторов. Несмотря на видимую простоту, такая распределительная гребенка обойдется в солидную сумму, потому что для удобства эксплуатации потребуется установка дополнительных элементов.
• Более надежный и недорогой вариант – коллектор, собранный из полипропиленовых труб, соединительных тройников, необходимых вентилей и запорных кранов.
• Если же требуется полная автоматика в управлении, то лучше выбрать устройство с максимально возможным набором контролирующих элементов. Расходомеры, датчики температуры помогут равномерно распределить поток тепла между радиаторами и контурами теплого пола. Правда, стоимость такой модели будет довольно высокой.

Помимо экономических факторов на выбор коллектора могут повлиять технические условия эксплуатации: максимальное давление системы, потребление устройством электрической энергии, количество подключаемых контуров и потенциальная возможность их добавления. Коллекторная система отопления возможна только в современных новостройках, где в каждой квартире установлены дополнительные вентили для подключения устройств различной конфигурации.

Принципы составления схем разводки

Единых стандартов планировки при составлении схем разводки коллекторной системы не существует. Оборудование подбирается под конкретные задачи.

Но специалисты сходятся в одном авторитетном мнении, что такая система никак не подходит для отопления квартир. Это обусловлено сложностью реализации проекта за счет того, что в жилое помещение обычно подведено два или более стояков.

А одним из обязательных условий реализации схемы является необходимость подключения всех батарей к одному стояку.

Вам также может быть полезна информация о том, как подключить радиатор отопления.

Чтобы воплотить в квартире схему коллекторной разводки, придется оставить лишь один канал тепла, предварительно заварив остальные – он возьмет на себя всю нагрузку

Если же заварить все остальные каналы подачи воды с тем, чтобы один стояк взял на себя всю нагрузку, образуется замкнутая гидравлическая цепь в пределах одной квартиры. Все расположенные выше по стояку отопительные приборы буду отрезаны от системы и не получат желаемого тепла.

Жильцы, живущие сверху, рано или поздно выявят причину такого явления, и схему придется повторно переделывать в принудительном порядке, выложив при этом немаленькую сумму.

Коллекторную разводку отопления допускается устанавливать в многоквартирных домах новой постройки при условии, что еще на этапе строительства в них установили дополнительные вентили для подключения контуров различной конфигурации.

При обустройстве коллекторной системы следует учитывать ряд ключевых моментов, которые свойственны и для других типов систем

Коллекторная система как нельзя лучше подходит для частных домов.

Главное – при проектировании разводки придерживаться основных рекомендаций профессионалов:

1. Наличие воздухоотводчика. Автоматизированный клапан размещают непосредственно на коллекторах подачи и обратки.
2. Наличие расширительного бака. Показатель его объема должен составлять как минимум 3% относительно суммарного объема теплоносителя. Но допускается использовать и устройства и с большим объемом.
3. Место размещения расширительного бака. Его устанавливают на «обратке», размещая перед циркуляционным насосом по ходу воды. Подробнее о его установке рассказано в другой нашей статье.
4. Установка циркуляционных насосов на каждом контуре. Место их расположения непринципиально, но максимальную эффективность из-за низкой рабочей температуры они проявляют на «обратке».

При необходимости задействования гребенки, оснащенной гидравлическим компенсатором, расширительный бак устанавливают перед основным насосом, призванным обеспечивать передвижение воды в малом контуре.

Благодаря размещению расширительного бака перед насосом можно существенно снизить риск повреждения устройства под действием турбулентности воды

Циркуляционный насос фиксируют таким образом, чтобы вал находился строго горизонтально. В противном случае первая же воздушная пробка оставит агрегат без смазки и охлаждения.

Если в системе отопления присутствуют дополнительные распределительные узлы – они не должны быть сообщающимися.

Выбор труб для системы отопления

При создании коллекторной схемы разводки для отопления малоэтажного жилого дома или другой частной постройки необходимо учитывать способ прокладки труб по дому. Если трубная разводка будет проходить под полом, в бетонной стяжке, то трубы отопления рекомендуется покупать бухтой, чтобы не делать соединений в полу, как и указывалось выше.

Пластиковые трубы должны иметь достаточную гибкость, материал труб не должен подвергаться коррозии и влиянию агрессивных сред, не должен разрушаться при низких или слишком высоких температурах, срок службы труб должен быть предельно высоким.

Требования к температурной устойчивости и прочности труб на разрыв определяются рабочими характеристиками монтируемой системы отопления в доме или в квартире. Для индивидуальной застройки давление в трубах не должно превышать 1,5 атм., а предельный температурный режим должен лежать в диапазоне 500С -750С. Если в доме будет работать система «теплый пол», то температура теплоносителя в трубах не должна подниматься выше 300С -400С.

Коллектор для комбинированного отопления

При монтаже коллекторной схемы отопления в многоквартирном доме давление в трубах будет всегда высоким, и материал труб должен выдерживать ≥ 10-15 атм. при температуре теплоносителя до 110-1200С. Поэтому при разводке труб отопления в многоквартирном доме рекомендуется применять гофрированные трубы, изготовленные из нержавеющей стали, а не металлопластик или ПВХ изделия. В качестве действующего примера можно привести марку труб Kofulso, которые выдерживают давление более 15 атм. при температуре теплоносителя ≥ 1100С. Сила давления, которая вызывает разрушение этого материала – 215 кгс/см², что является превосходным показателем.

Коллекторная разводка в квартире

Радиус изгиба таких нержавеющих труб равен их диаметру, что позволяет укладывать их практически в любых местах и с любым изгибом, не опасаясь, что труба в месте перегиба даст утечку. Соединения при такой трубной разводке выполняются при помощи специальных фитингов, а места скруток фиксируются контрагайкой, обеспечивающей герметичность соединения гофрированных труб силиконовыми уплотнителями.

Но нержавеющая сталь – не самый дешевый материал, и при коллекторной разводке труб в двух- или трехэтажном доме такой проект обойдется довольно дорого. По\этому имеет смысл использовать трубы из сшитого полиэтилена, например, марки PE-X. Эти трубы, как и другая ПВХ продукция, выпускается в продажу в бухтах, длина одной трубы – 200 метров, материал способен выдержать давление до 10 кгс/см² при температуре теплоносителя в системе до 950С. Допускается кратковременное повышение температуры до 1100С.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали

Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена соединяются между собой также при помощи специальных фитингов в виде пластмассовых или металлических (бронзовых, латунных, медных) штуцеров со стопорным кольцом, которое плотно надевается на трубу и герметично обжимает ее. Преимущество таких труб в том, что сшитый полиэтилен имеет механическую память, то есть, сборка проводится по такой схеме: специальным экстендером труба растягивается, чтобы можно было вставить штуцер, а через некоторое время (до минуты) труба принимает исходный диаметр и плотно обжимает штуцер. Дополнительно герметичность обеспечивается стопорным кольцом.

Установка коллекторной системы отопления

Установить коллекторную систему отопления желательно в период предчистовой отделки.

При горизонтальном типе разводки отопления для распределительного коллектора, насоса и оборудования для регулировки параметров устанавливают специальную закрытую коробку.

Коллекторный короб лучше разместить в месте, где отсутствует влажность. Обычно в качестве расположения короба используют нишу в коридоре, гардеробную, кладовку, а также специально отведенное под коммуникации место – бойлерную.

В здании, состоящем из двух этажей, коллекторы с сопутствующим оборудованием устанавливают на всех этажах.

У каждого коллектора есть определенное количество входных и выходных отверстий, ровно столько, сколько отопительных приборов – батарей или витков теплого пола.

Во всех комнатах прокладывают отдельные ветви, объединяющие несколько приборов обогрева, при таком подключении два радиатора из одного помещения для коллектора будут представлять единое отопительное устройство.

Для организации теплого пола применяют коллекторную систему отопления с разводкой в полу. Однако, не только монтаж теплого пола использует прокладку труб снизу.

Чаще всего коллекторная система отопления предполагает размещение магистралей отопления под бетоном, высота стяжки должна варьироваться от 5 см до 8 см. в бетон размещают только цельные магистрали, в основном это трубы из металлопластика с диаметром 1,6 см. Такие трубы достаточно гибкие, их легко прокладывать под бетоном.

Стоит помнить, что перед заливкой бетона на трубы укладывается слой теплоизоляции и делается это для того, чтобы исключить контакт бетона и труб.

Слой теплоизоляции между магистралями и бетоном продлит срок эксплуатации труб. Поверх стяжки кладут листы фанеры, а на них уже напольное покрытие.

Подвести магистрали к радиаторам можно как сверху, так и снизу, то есть коллекторная разводка системы отопления может быть верхней или нижней.

Установка распределительной гребенки

На этажах домов с горизонтальной разводкой отопления для размещения коллектора, циркуляционного насоса и регулировочной аппаратуры потребуется установить закрытый короб – коллекторный шкаф.

Закрытый короб защитит оборудование и запорную арматуру от внешнего механического воздействия и придаст помещению более эстетичный внешний вид

Коллекторный шкаф устанавливают в отдельных нишах помещений, защищенных от влаги. Чаще всего для этого выделяют место в коридоре, гардеробной или кладовой.

При проектировании отопления двухэтажного здания потребуется установить две коллекторные группы: на первом и втором уровнях. Дополнительные распределительные узлы позволят обеспечить приблизительно одинаковую протяженность контура.

Как вариант можно взять за основу схему, при которой первая группа будет отвечать за распределение тепла по отдельным контурам, а вторая – выступать ключевым компонентом при обустройстве «теплого» пола.

Подогретый теплоноситель из комнаты с котлом поступает по главным магистралям к коллекторам, установленным поэтажно

Количество входов и выходов коллектора всегда равно числу расположенных на этаже отопительных элементов: радиаторов или колец теплых полов. Для каждой комнаты прокладывают отдельную ветку, которая, объединив несколько отопительных приборов, воплотит попутную или тупиковую схему.

Чтобы уменьшить затраты на подключение радиаторов, применяют «проходную» схему.

При «проходной» схеме термоклапан устанавливают только на первый контур радиатора; за счет чего расход воды регулируется на всех последовательно включенных за ним приборам

При «проходной» системе несколько последовательно включенных приборов будут восприниматься как один элемент.

Варианты кладки трубопровода

При коллекторной разводке чаще всего применяют способ укладки труб в бетонную стяжку. Ее толщина варьируется в пределах 50-80 мм, что вполне достаточно для «замоноличивания» внутридомовой разводки отопительной системы.

Но согласно СНиПу укладывать в бетон допускается только неразрывные соединения.

Подключение к коллектору любого радиатора или конвектора производится через две трубы: «подачу» и «обратку», поэтому трубы прокладывают в стяжке пола попарно

Для этого часто используют металлопластиковые трубы диаметром в 16 мм. За счет того, что они легко гнутся, трубопровод удобно прокладывать под полом.

Планируя после опрессовки системы залить металлопластиковые трубы бетонной стяжкой, необходимо их предварительно обернуть теплоизоляцией.

Такая прослойка позволит свести к минимуму риск повреждения труб под действием теплового расширения, поскольку в этом случае они будут «тереться» не о бетон, а об изоляцию.

При укладке труб в стяжку соединения согласно требованиям СНиПа необходимо оставлять доступными, размещая их для этого выше уровня пола

Сверху стяжки укладывается фанера, которая закрывается финишным напольным покрытием: линолеумом или паркетом.

Трубы могут подводиться также к радиаторам сбоку или сверху, например: в пространстве подшивного потолка.

Некоторые мастера предпочитают прокладывать трубы наружным способом, размещая их вдоль стен и пряча за декоративными плинтусами. Но такой способ монтажа влечет неминуемое увеличение протяженности трубопровода.

Трубопровод не рекомендуется прокладывать через дверные проемы. Это может привести к тому, что при установке порога межкомнатной двери в момент сверления труба повредится.

В случае если трубопровод нужно проложить через стену, чтобы предупредить его повреждение под действием усадки здания, отверстие в стене стоит оборудовать гильзой.

На каждую идущую от распределительной гребенки гидравлическую цепь устанавливают отдельную запорную арматуру.

Чтобы иметь возможность спускать накопившийся в системе воздух монтируют:

• на распределительном узле – воздуховыпускные клапаны;
• на радиаторах (скапливается в наивысших точках)– краны Маевского.

Благодаря тому, что идущая после коллекторов каждая гидравлическая цепь является самостоятельной системой, ее удобно использовать при создании «теплых полов».

Главное преимущество коллекторной системы напольного исполнения в том, что тепловые потоки распределяются по полу равномерно

Циркуляция воздуха при обустройстве напольного варианта происходит естественным образом.

При воплощении такой системы металлопластиковые трубы укладывают на теплоизоляционную прокладку, формируя узор в виде змейки или спирали. Диаметр труб и шаг укладки определяется согласно расчетам. Одно условие – протяженность одного контура не должна превышать 90 метров.

Уложенные контуры подключают к распределительному узлу, а после проверки герметичности соединений заливают бетонным раствором. Высота стяжки составляет 70-90 мм.

По такому же принципу монтируется как коллекторная система двухэтажного коттеджа, так и жилого здания с большим количеством этажей.