Что такое обратка системы отопления и почему она холодная

Собственники, организующие отопление своих частных коттеджей или дач, используют различные варианты подключения теплообменных приборов и теплых полов, при организации обогрева контур условно разбивают на две ветви — подающую и обратную. При его устройстве важно правильно смонтировать не только подводящий тепловой носитель трубопровод, но и обратную ветвь, при этом важно знать следующее — обратка системы отопления что это такое.

В любой отопительной системе теплоноситель циклически перемещается по замкнутому контуру, если в самотечном варианте движение жидкости происходит за счет снижения плотности воды при высокой температуре и вытеснении ее вверх низкотемпературным водяным столбом, то в замкнутой линии ее толкает рабочее колесо циркуляционного насоса.

В обоих случаях обратка системы отопления должна быть правильно смонтирована — при открытом расширительном баке выдерживают уклоны под определенным углом, а в многоконтурной разводке с электронасосом устанавливают отдельный коллектор обратки. Он выполняет функции перенаправления охлажденного потока к котлу и смешивания входящего и выходящего разнотемпературных тепловых носителей.

Рис. 1 Пример размещения отопительного оборудования

Обратка системы отопления что это такое

Зная элементарные принципы устройства отопления, ответить на вопрос, что такое обратка, довольно просто — это трубопровод, по которому выходящий из теплопередающих устройств носитель направляется к котельному оборудованию для последующего нагрева.

Практически в любой обогревательный прибор встроены минимум два патрубка для подключения, а при двухтрубной системе обратный и подающий контуры имеют четкое разграничение (отдельные коллекторы). При однотрубном способе подключения приборы последовательно соединяются друг с другом, поэтому подающим служит трубопровод, подключенный к первой от котла батарее в цепи, а обратным труба, выходящая из последней. При использовании популярной «ленинградки» обраткой следует считать трубопроводный участок после всех обогревателей в цепи.

Рис. 2 Многоконтурная схема отопления коттеджа — пример (синим отмечена обратка системы отопления)

Роль обратки и ее отличие от подачи

Иногда при самостоятельном проведении сантехнических работ, пользователь не знает, как определить трубу подачи и обратки при подключенной батарее. При полном незнании конструкции можно воспользоваться термометром, выявив подающий и обратный трубопровод по температурной разнице, если известны схемы отвода теплоносителя в радиаторы отопления, рассматривает следующие варианты:

• При диагональном и боковом включении подача всегда находится вверху, а отвод снизу.
• В нижней подводке направление движения входных и выходных потоков иногда указано стрелками на подводящем узле (бинокле).
• В «ленинградке» обратной считается труба, отходящая от последней в ряду батареи отопления.
• В коллекторной раздаче подающие гребенки оснащены регулируемыми датчиками подачи в виде арматуры с прозрачными колпаками и помещенными внутри индикаторами, запорные клапаны обратной гребенки закрываются резьбовыми заглушками. Также цветовая маркировка прямой подачи красного цвета, а обратки — синего.

Рис. 3 Организация систем отопления, использующих открытый расширительный бак

Обратка играет не менее важную роль, чем прямая линия для подвода носителя в теплообменные устройства или подогреваемые полы, ее предназначение и способы установки:

В самотечных конструкциях с открытым накопительным баком. Перемещение воды в открытых контурах происходит вследствие разницы в гидростатических давлениях охлажденного и горячего водяного столбов из-за того, что горячая жидкость обладает более низкой плотностью.

Из этого следует, что чем больше температурный перепад между холодным и горячим водяным столбом, тем существеннее разница между подачей и обраткой в давлениях и соответственно сила, выталкивающая вверх нагретый поток.

Поэтому обратка проектируется и монтируется с учетом следующих правил:

• Теплопотери в обратке должны быть довольно существенными для максимального снижения охлаждения воды, то есть батареи должны обладать значительной теплоотдачей.
• С увеличением расстояния от нижней точки радиаторов до входных патрубков котла увеличивается протяженность низкотемпературного столба и соответственно он эффективнее вытесняет подогретый теплоноситель. Высокое расположение котла от батареи удлиняет участок с охлажденной обраткой, одновременно сокращая отрезок высокотемпературного столба — в итоге большая разница температур намного дальше смещает рабочее тело вверх по контуру и обогрев происходит эффективнее.
• Верхней установке котла противоречит условие, при котором он должен находиться на высоте ниже уровня последних батарей в цепи для самотечного поступления в него носителя под уклоном. При низкой установке котла в подвале для обеспечения нормальной циркуляции при монтаже следует соблюдать уклоны в сторону нагревательного агрегата (2 — 3 мм. на погонный метр).

Следует отметить, что обе приведенные схемы рабочие (последнюю используют чаще) и их выбор связан с удобством монтажа котельного оборудования в доме.

Рис. 4 Отопительная система закрытого типа — схема

Возможно, читая. что такое обратка системы отопления, будет интересным почитать про Подключение котла к системе отопления

В закрытых схемах с электронасосом. В многоконтурное отопление с нагревающимися полами устанавливают циркулярные насосы, создающие требуемое давление в магистрали, во многих случаях эксплуатируются два циркулярника – один прокачивает воду по всей системе, а второй подает теплоноситель в полы или радиаторные обогреватели.

При коллекторной разводке важную роль играет температура обратки относительно подводки, разница не должна превышать 10º С, стандартные перепады 55 — 45, 50 — 40, 45 — 35, 40 — 30 градусов. Для достижения этих параметров остывший теплоноситель из коллектора обратки частично смешивается с поступающим от котла горячим, а затем подается в теплые полы.

В обвязке котлов. При включении котлов в работу начальная разница между температурой подачи и обратки довольно существенна — это приводит к образованию конденсата на стенках нагревательной камеры и дымоходных трубах, который вступая в химическую реакцию с углекислым газом и другими продуктами горения вызывает ускоренную коррозию их поверхности.

Для предотвращения этих негативных последствий создается малый контур с регулировкой обратного клапана, в котором температуры поступающего в котел и нагреваемого теплоносителя быстро выравниваются. После достижения заданного температурного порога автоматически открывается термоклапан, и к малому отопительному контуру подключается вся системная магистраль.

Иногда, для выравнивая температурных параметров подачи и обратки, между ними устанавливается байпасная перемычка небольшого диаметра, ширину ее проходного канала допускается регулировать винтовыми вентилями (шаровые краны используют только для полного запирания и открывания проходов).

Варианты организации подачи и отвода теплоносителя к радиаторам

При монтаже отопительных систем используются две основные разводки: с одной или двумя трубами, нередко практикуют комбинированное подведение отдельно стоящих теплообменников. Во многих случаях точками подключения радиаторов является два их патрубка, расположенные с боковых сторон, аналогично подсоединяются модификации с двумя нижними отводами при монтаже с помощью специальных н-образных узлов нижнего подключения (биноклей).

Рис.5 Верхняя подача в многоквартирном доме — схема движения

Однотрубная система

Данная разводка получила широкое распространение в коммунальном в хозяйстве и быту благодаря следующим своим преимуществам и особенностям:

• Вариант с одной трубой является наиболее выгодным с финансовой точки зрения, позволяя сэкономить материалы по сравнению с двухтрубной в два раза.
• Помимо экономии материалов снижается сложность монтажа и соответственно расходы на обустройство однотрубной разводки — в стенах делается меньше штроб, приобретается относительно небольшое количество различного вида фитингов: отводов, тройников, запорных и регулирующих вентилей, соединительных муфт, ускоряется проведение работ по сборке магистрали с помощью пайки, прессовых или компрессионных фитингов.
• В линии с одной трубой теплоноситель движется последовательно по всей цепи радиаторов, при этом первый, наиболее близко расположенный к нагревательному котлу или теплосети имеет наивысшую теплоотдачу, а крайний самый холодный.

Рис. 6 Боковая и диагональная разводка систем, указана подача и обратка системы отопления

• Во многих многоквартирных домах основной разводкой является однотрубная, широко используемая в схемах подачи теплоносителя сверху, при этом радиаторы каждой квартиры подключаются параллельно стояку. При их присоединении используется байпасная перемычка, обеспечивающая проходимость магистрали при засорении или неисправности одной из ветвей.
• Для выравнивания температур нагрева радиаторов в цепи однотрубной системы используется более сложная арматура с запорными и регулирующими клапанами в подающей и обратной ветвях, чем в двухтрубной магистрали. Обычно на каждый обогреватель устанавливается термодатчик, дающий возможность регулировать входящий поток для выравнивания их температурных параметров.
• В однотрубной системе используются все стандартные способы подключения труб к радиаторам: боковая подводка, диагональная, нижняя двух основных типов: при помощи н-образного узла нижнего подключения и «ленинградки», в которой вход и выход в радиаторы располагаются по бокам и подсоединяются к центральному трубопроводу.
• Основные схемы разводки при однотрубной системе — вертикальная и горизонтальная, первый вид широко используется в многоквартирных домах, где стояк присоединяется вертикально и теплоноситель подается сверху или по петлевому контуру снизу вверх, при этом используется боковая подводка к радиаторам. Аналогичное подключение используется и в индивидуальных домах при организации самотечного отопления с верхним расширительным баком на чердаке и боковым подключением теплообменников.

При горизонтальной разводке никогда не используется прямое последовательное подключение нагревателей, в котором выход каждого соединен с входом следующего — засорение канала приводит к прекращению циркуляции в контуре и остыванию последующих приборов. Основная схема подсоединения радиаторов – «ленинградка» с подключением боковых отводов к основной линии, при этом используется нижнее или диагональное подсоединение с разных сторон.

Рис. 7 Система отопления «Ленинградка»

Двухтрубная система отопления

Отопление с двумя трубами также широко применяется в многоквартирных жилых домах, обслуживаемых коммунальными службами, и в бытовом домостроении при проектировании индивидуальных коттеджей и дач. Система отличается следующими особенностями и преимуществами:

• Использование двух раздельных контуров подачи и обратки обеспечивает равномерный прогрев всех радиатором в линии. Правда достигают этого не во всех случаях, а только при использовании специальных схем подключения: лучевой разводки и попутной Тимельмана.
• При двухтрубной системе требуется двухкратное увеличение количества материалов — труб, фитингов, запорных кранов, также возрастают сроки проведения монтажных работ.
• Использование двух труб эффективно при довольно большом количестве нагревателей — можно сэкономить на терморегуляторах и балансировочных вентилях (также не требуются байпасы), установив их в одной точке трубопровода (к примеру, рядом с коллекторными гребенками). Таким образом, возможно регулировать объем подачи теплоносителя в линию и температуру нагрева всех радиаторов в доме одним прибором, а не на каждом обогревателе, как в однотрубной разводке.
• Так как все радиаторы расположены параллельно и не связаны друг с другом, каждый из них можно отключать, снимать для профилактики и ремонта без последствий для всей магистрали.

Рис. 8 Тупиковая двухтрубная разводка (подача красная и обратка системы отопления синяя)

Обогрев с использованием двух труб производится при помощи следующих схем подключения теплообменников:

Тупиковая. В данном виде от котла отходят две петли, которые подключаются к каждому прибору, при этом до самого дальнего из них теплоноситель доходит и отходит по самому длинному пути. При таком размещении наиболее удаленные от котла радиаторы будут нагреваться меньше всего, для температурного баланса придется уменьшать подачу на горячих приборах и повышать на холодных, устанавливая терморегуляторы или регулирующие вентили на каждом радиаторе. Еще одним выходом из положения является увеличение количества секций наиболее удаленных нагревателей, также общий контур можно разбить на двое или более ветвей, выровняв протяженность отдельных линий.

Рис. 9 Лучевая разводка

Лучевая. Подобная схема размещения подводящих трубопроводов часто используются в индивидуальных жилых домах при использовании коллекторов, для ее реализации коллекторные гребенки размещается в центре этажа жилого дома, а к каждому теплообменнику подходят трубы подачи и обратки. Благодаря этому, любой контур имеет приблизительно одинаковую длину — это способствует равномерному прогреву подсоединенных к системе отопительных приборов.

Попутная или петля Тихельмана. Это лучший вариант для эффективной работы в двухтрубной разводке, используемый во всех грамотно спроектированных и смонтированных контурах, его преимущество состоит в том, что общая длина подающего и обратного участков одинакова для всех обогревателей. Теплоноситель обратки и подачи перемещается в одном направлении (отсюда название попутная), каждый радиатор имеет одинаковую температуру нагрева, общую температуру в системе отопления возможно устанавливать одним термостатическим регулятором или винтовым вентилем, управляющим объемом подачи.

Рис. 10 Петля Тихельмана

Обратка системы отопления и способы устройства

Радиаторы, применяемые в отоплении, изготавливают отличными технологиям из разных материалов, известные разновидности — стальные панельные, биметаллические (секционные) из стали и алюминия, трубчатые, слегка напоминающие внешним видом старые чугунные батареи. Для подключения используют три способа подсоединения их выходных патрубков к трубам.

Нижнее

В современных домах коттеджного типа или на дачах модно использовать обогрев помещений теплыми полами без применения ухудшающих эстетичный внешний вид комнат и занимающих определенную площадь радиаторов. Чаще всего используют совмещение двух методов обогрева помещений с помощью полов и батарей, при этом для выравнивания уровней пола на всем этаже трубопровод, подходящий к радиаторам, располагают в стяжке. Из пола или стены на небольшой высоте монтируют трубные выводы, к которым затем подключают радиатор при помощи н-образного узла (бинокля). Помимо удобства подсоединения, данная подводка имеет эстетичный внешний вид, а при расположении в стенах создает дополнительные преимущества при уборке помещений и мытье полов.

Специальный узел нижнего подключения используется в однотрубных и двухтрубных разводках, также распространение получила одна из однотрубных разновидностей – «ленинградка», применяемая при горизонтальном размещении.

Схемы с нижней разводкой трубопроводов не смотря на свой эстетичный вид обладают существенным недостатком, которым является слабый нагрев верхней части радиатора и соответственно меньшая на 20 % теплоотдача, для устранения этого явления некоторые узлы нижнего подключения имеют выносной баспас, подсоединяемый к верхнему патрубку — таким образом реализовывается более эффективная подводка носителя.

На нашем сайте есть отдельная статья о Подключение биметаллических радиаторов отопления, здесь много полезной информации не только о биметаллических радиаторах

Рис. 11 Где подача и обратка в системе отопления с нижней подводкой

Боковое

Самый распространенный, но не слишком эффективный метод с точки зрения теплоотдачи, используется во всех отопительных системах многоквартирных домов, самотечных контурах индивидуальных домов и дач, горячий тепловой носитель поступает в верхний радиаторный патрубок, а обратный поток выходит через нижний патрубок в той же плоскости.

В многоквартирных домах при верхней подаче теплоносителя его температура при прохождении по всему контуру понижается, и внизу радиаторы выделяют меньше тепла. Поэтому для выравнивания температур на нижних этажах увеличивают количество радиаторных секций по сравнению с верхними, но часто сталкиваются с основным недостатком боковой системы подключения — слабым прогревом наиболее удаленных секций.

Методов борьбы с данным явлением не слишком много, помимо увеличения диаметра подводящих труб используют самодельные удлинители потока в виде обычной трубки, вставляемые во входной радиаторный патрубок и направляющие основной поток теплоносителя в удаленные секции.

Рис. 12 Подача и обратка в системе отопления с боковым, диагональным и нижним подключением

Диагональное

Как указывалось выше, боковое подсоединение не всегда справляется с организацией достаточного прогрева протяженных радиаторов по всей длине, в этом случае на помощь приходит диагональная подводка. При организации подводки по диагонали теплоноситель от котла поступает в верхний радиаторный патрубок, а выходит в обратную линию через вывод, расположенный внизу на противоположном конце.

Диагональное подключение очень часто используют при однотрубной и двухтрубной подводке в индивидуальных домах, по сравнению с другими видами оно обеспечивает максимальную теплоотдачу радиаторов.

Рис. 13 Варианты боковой перекрестной (диагональной) и нижней подводки

Возможные причины, почему трубы обратки холодные или слишком горячие

При недостаточном обогреве помещений следует искать неполадки в системе отопления, при этом полезно знать, как определить отводы подачи и обратки, холодная температура последних говорит о неисправностях в отопительном контуре. В этом случае нарушается работа всех автоматических систем и терморегуляторов, связанных с реагированием на температурные параметры выходного теплоносителя — это может привести к сбою в работе всей системы.

Основными причинами холодных труб обратки являются:

Ошибки в монтаже . Подобная ситуация с большой вероятностью может произойти при нижней подводке специальными узлами панельных стальных радиаторов, имеющих два встроенных вывода со стандартным осевым размером. Помимо того, что их встроенные внутрь радиаторные каналы рассчитаны на подключение только своей подающей или обратной линии, корректная работа самих узлов становится невозможной, если перепутать подходящие к ним трубы, вид которых указан стрелками на корпусе приборов.

Завоздушивание. Наличие воздуха в любых стояках, трубопроводе или радиаторах приводит к сбоям в работе системы, при которых на теплообменники поступает недостаточное количество теплоносителя, в результате чего температура выходящей жидкости будет слишком мала.

Рис. 14 Трубопровод обратки в коллекторной разводке

Уменьшение сечения канала. При механических дефектах, загрязнении каналов в результате использования жесткой воды или просроченного антифриза, при котором заужено сечение, объем теплоносителя, поступающего в обогреватель слишком мал и обратка будет иметь низкую температуру. Часто забиваются узкие проходные каналы запорной сантехнической арматуры — в этом случае кран нужно демонтировать и очистить средством для удаления известковых отложений или других продуктов распада.

Поломки оборудования. Выход из строя циркуляционного насоса приведет к прекращению движения потока жидкости, охлаждению всех контуров и холодной обратке, такая проблема может произойти от недостаточной скорости движения жидкости в линии, возникающий при неисправности или недостаточной мощности циркуляционного электронасоса. При механических повреждениях, ослаблении компрессионных муфт происходит разгерметизация, вытекание теплоносителя и соответственно потеря работоспособности всей системы.

Технологические причины. В принудительных контурах движение теплоносителя осуществляется при помощи электронасоса, при его отключении из-за отсутствия электроэнергии движение жидкости и обогрев помещений прекращаются, также не работает электрический котел и батареи остаются холодными. Если прекращена подача топлива для газонагревательного котла или дизельного горючего, дом также останется без обогрева.

Рис. 15 Нарушения при пайке полипропилена

Передавливание подачи

Уменьшение подачи способствует снижению температуры обратной линии, причин этому несколько, помимо забивания основного прохода из-за загрязнений, часто засоряются зауженные каналы в местах размещения запорных клапанов регулировочных вентилей, в отводах с подключенными вспомогательными приборами, например счетчиками жидкости или терморегуляторами.

Во многих случаях определяющим фактором низкой подачи становятся грубые ошибки в монтаже, при этом нужно обратить внимание в первую очередь на нарушения технологии, связанные с пайкой полипропиленовых труб неопытными специалистами. При перегреве поверхностей во время стыковки происходит вдавливание расплавленного полипролена внутрь трубной оболочки и заужение проходного канала, приводящее к недостаточному нагреву всех обогревателей и холодной обратке.

При засорах потребуется промывка системы горячей жидкостью и перепайка всех стыков при неправильном соединении полипропиленовых труб.

Рис. 16 Засоренный трубопровод отопления

Плохо циркулирует теплоноситель

Плохая циркуляция часто встречается в открытых самотечных системах, она происходит в случае недостаточной температурной разницы носителя на входе и выходе котла. В замкнутом контуре при возникших проблемах эксплуатации его низкая скорость связана с плохой работой циркулярного электронасоса, забиванием канала и арматуры известковым налетом, продуктами разложения антифризов.

Может потребоваться промывка частей системы со сливом теплоносителя, отдельные приборы (насос, гидрострелка, трехходовой кран) при сильных загрязнениях снимают и чистят отдельно. На циркуляционном насосе следует выбрать более высокую скорость вращения вала электродвигателя с рабочим колесом (стандартное устройство содержит 2 или 3 скорости).

Перегрев теплоносителя обратки

Иногда возникает ситуация, когда средняя температура воды в обратке слишком высока, данное явление может привести к сбою работы системы, режим которой связан с измерением температуры носителя в линии. Основными причинами данного явления являются слишком высокая скорость циркуляции воды по отопительному контуру и переток через байпасы однотрубных систем, соединяющих подающий и обратный трубопровод. Так как носитель переносит тепло с малой эффективностью, отдавая его радиаторам в слишком большом объеме или минуя их по байпасной перемычке, данное явление приводит к неоправданному повышенному расходу электроэнергии, снижению КПД всей системы.

Для ликвидации негативных последствий перегрева в частном доме снижают скорость вращения центробежного колеса циркуляционного насоса, уменьшают температуру нагрева рабочего тела, сужают проходной канал байпасов, устанавливая трубы меньшего сечения или монтируя в каждом из них вентильные регулировочные краны, аналогичные операции с байпасом проводят и в многоквартирных домах.

Рис. 17 Как выбрать схему подключения с точки зрения эффективности

Для реализации отопления в частных домах используют однотрубные и двухтрубные системы, первые является наиболее бюджетными, а вторые обеспечивает равномерный прогрев всех теплообменников при использовании петли Тихельмана. Необходимо отметить, что обратка системы отопления играет важную роль: его правильный монтаж повышает эффективность работы системы, а температурные параметры используют при работе автоматических приборов, оптимизирующих обогрев и повышающих КПД, а также в выявлении неисправностей.