Типовые схемы систем отопления и способы подключения радиаторов

Системами отопления являются искусственно созданные инженерные сети различных сооружений, основными функциями которых является обогрев зданий в зимнее и переходное время года, компенсация всех теплопотерь строительных конструкций, а также поддержание параметров воздуха на комфортном уровне.

Разновидности разводки отопления

В зависимости от способа подвода теплоносителя к радиаторам распространение получили следующие схемы систем обогрева зданий и сооружений:

Данные способы отопления принципиально различаются друг от друга, и каждый обладает как положительными свойствами, так и отрицательными.

Однотрубная схема отопительных систем

Однотрубная система отопления: вертикальная и горизонтальная разводка.

В однотрубной схеме систем отопления подвод горячего теплоносителя (подача) к радиатору и отвод остывшего (обратка) осуществляется по одной трубе. Все приборы относительно направления движения теплоносителя соединены между собой последовательно. Поэтому температура теплоносителя на входе в каждый последующий радиатор по стояку значительно снижается после снятия тепла с предыдущего радиатора. Соответственно теплоотдача радиаторов с удалением от первого прибора снижается.

Такие схемы используются, в основном, в старых системах центрального теплоснабжения многоэтажных зданий и в автономных системах гравитационного типа (естественная циркуляция теплоносителя) в частных жилых домах. Главным определяющим недостатком однотрубной системы является невозможность независимой регулировки теплоотдачи каждого радиатора в отдельности.

Для устранения этого недостатка возможно использование однотрубной схемы с байпасом (перемычкой между подачей и обраткой), но и в этой схеме первый радиатор будет на ветке всегда самый горячий, а последний самым холодным.

В многоэтажных домах используется вертикальная однотрубная система отопления.

В многоэтажных домах использование такой схемы позволяет экономить на длине и стоимости подводящих сетей. Как правило, отопительная система выполнена в виде вертикальных стояков, проходящих через все этажи здания. Теплоотдача радиаторов рассчитывается при проектировании системы и не может быть отрегулирована с помощью радиаторных вентилей или другой регулирующей арматуры. При современных требованиях к комфортным условиям в помещениях, эта схема подключения приборов водяного обогрева не удовлетворяет требованиям жителей квартир, находящихся на разных этажах, но присоединенных к одному стояку системы отопления. Потребители тепла вынуждены «терпеть» перегрев или недогрев температуры воздуха в переходный осенний и весенний период.

Отопление по однотрубной схеме в частном доме.

В частных домах однотрубная схема используется в гравитационных отопительных сетях, в которых циркуляция горячей воды осуществляется благодаря дифференциалу плотностей нагретого и остывшего теплоносителей. Поэтому такие системы получили название естественных. Главным плюсом этой системы является энергонезависимость. Когда, например, при отсутствии в системе циркуляционного насоса, подключаемого к сетям электроснабжения и, в случае перебоев с энергопитанием, система отопления продолжает функционировать.

Главным недостатком гравитационной однотрубной схемы подключения является неравномерное распределение температуры теплоносителя по радиаторам. Первые радиаторы на ветке будут самые горячие, а по мере удаления от источника тепла температура будет падать. Металлоемкость гравитационных систем всегда выше, чем у принудительных за счет большего диаметра трубопроводов.

Видео о устройстве однотрубной схемы отопления в многоквартирном доме:

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

Попутная схема или «петля Тихельмана»

Попутная схема разводки отопления.

Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.

Веерная (лучевая)

Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.

Веерная или лучевая система отопления.

В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Разновидности подключения радиаторов

Основными способами подключения приборов отопительных систем является несколько типов:

• Боковое (стандартное) подключение;
• Диагональное подключение;
• Нижнее (седельное) подключение.

Боковое подключение

Боковое подключение радиатора.

Подключение с торца прибора – подача и обратка находятся с одной стороны радиатора. Это наиболее распространенный и эффективный способ подключения, он позволяет снять максимальное количество тепла и использовать полностью теплоотдачу радиатора. Как правило, подача находится сверху, а обратка снизу. При использовании специальной гарнитуры возможно подключение снизу–вниз, это позволяет максимально спрятать трубопроводы, но снижает теплоотдачу радиатора на 20 – 30%.

Диагональное подключение

Диагональное подключение радиатора.

Подключение по диагонали радиатора – подача находится с одной стороны прибора сверху, обратка с другой стороны снизу. Такой тип подключения используется в тех случаях, когда длина секционного радиатора превышает 12 секций, а панельного 1200 мм. При установке длинных радиаторов с боковым подключением присутствует неравномерность прогрева поверхности радиатора в наиболее удаленной от трубопроводов части. Чтобы радиатор прогревался равномерно, применяют диагональное подключение.

Нижнее подключение

Нижнее подключение с торцов радиатора

Подключение с низа прибора – подача и обратка находятся внизу радиатора. Такое подключение используется для максимально скрытого монтажа трубопроводов. При монтаже секционного прибора отопления и подключения его нижним способом подающий трубопровод подходит с одной стороны радиатора, а обратный с другой стороны нижнего патрубка. Однако эффективность теплоотдачи радиаторов при такой схеме снижается на 15-20%.

Нижнее подключение радиатора.

В случае когда нижнее подключение используется для стального панельного радиатора, тогда все патрубки на радиаторе находятся в нижнем торце. Конструкция самого радиатора при этом выполнена таким образом, что подача поступает по коллектору сначала в верхнюю часть, а затем обратка собирается в нижнем коллекторе радиатора, тем самым теплоотдача радиатора не снижается.

Нижнее подключение в однотрубной схеме отопления.

Разновидности систем отопления многоквартирного дома

При проектировании систем отопления большого масштаба (в частности, расчеты регулировки системы отопления многоквартирного дома и ее полноценного функционирования) внешним и внутренним факторам эксплуатации оборудования уделяется особо пристальное внимание. Разработаны и успешно применяются на практике несколько схем обогрева при центральном отоплении, отличающиеся друг от друга структурой, параметрами рабочей жидкости и схемами разводки труб в многоквартирных домах.

Какие бывают виды систем отопления многоквартирного дома

В зависимости от монтажа теплогенератора или местоположения котельной:

1. Автономная система в квартире, где котел отопления монтируется в отдельном помещении или на кухне. Затраты на покупку котла, радиаторов и соответствующих материалов для разводки труб возвращаются быстро, так как такую автономную систему можно регулировать, исходя из собственных соображений относительно температурного режима в доме. Кроме того, индивидуальный трубопровод не теряет тепло, а наоборот – помогает отапливать помещения, так как проложен по квартире или по дому. Индивидуальный котел не нужно приспосабливать под реконструкцию централизованного отопления – один раз составленная и внедренная схема отопления будет работать всю жизнь. И, наконец, уже рабочую схему можно дополнить параллельно или последовательно включаемыми контурами, например, «теплым полом»;
2. Вариант индивидуального отопления, который рассчитан на обслуживание всего многоквартирного дома или целого жилого комплекса – мини-котельная. В качестве примера можно привести старые котельные, обслуживающие квартал, или новые комплексы для одного или нескольких домов на разных источниках энергии – от газа и электричества до солнечных батарей и термальных источников;

Централизованная схема отопления в многоэтажном доме – самое распространенное до сих пор рабочее решение проблемы.

Схемы отопления в зависимости от параметров рабочей жидкости:

1. Отопление на обычной воде, в трубах которого теплоноситель не нагревается выше 65-70 0 C. Это разработка из области низкопотенциальных систем, но чаще всего работают старые схемы с температурой рабочей жидкости, достигающей 80-105 0 C;
2. Отопление паровое, где в трубах перемещается не горячая вода, а пар под давлением. Такие системы уходят в прошлое, и сегодня практически не используются при доставке тепла и обогреве любых типов многоквартирных домов.

Исходя из схемы трубной разводки:

1. Самая распространенная — однотрубная система отопления многоэтажного дома, где и трубы подачи, и трубы обратки – это одна нитка теплотрассы. Такую схему до сих пор можно встретить в «хрущевках» и «сталинках», но на практике у нее есть большой недостаток: последовательно включенные в схему батареи или радиаторы не обеспечивают равномерного переноса тепла – каждый следующий обогревательный прибор будет немного холоднее, а последний радиатор в трубопроводе будет самым холодным. Для хотя бы примерно одинакового распределения тепла по помещениям каждый следующий в схеме радиатор необходимо оснащать бо́льшим числом секций. Кроме того, в однотрубной схеме отопления в пятиэтажном доме нельзя использовать радиаторы, не соответствующие расчетным параметрам, и приборы для регулировки отдачи тепла – клапаны и т.д. регулирования;
2. Схема «Ленинградка» — более совершенное решение, но по той же однотрубной схеме. В этой схеме есть байпас (трубная перемычка), которая может подключать или отключать дополнительные обогревательные приборы, тем самым регулируя теплоотдачу в помещении;

Более совершенная двухтрубная система отопления в многоквартирном доме начала свое существование со строительства зданий по проекту так называемой «брежневки» — панельного дома. Подача и обратка в такой схеме работают раздельно, поэтому температура рабочей жидкости на входах и выходах квартир 9 этажного дома всегда одинакова, как и в радиаторах или батареях. Еще один плюс – возможность монтажа на каждом обогревательном приборе регулирующего автоматического или ручного клапана;

Лучевая (коллекторная) схема – последняя разработка для нетипового жилья. Все обогревательные приборы включены параллельно, а с учетом того, что это — закрытая система оо в многоквартирном доме, трубную разводку можно сделать скрытой. При реализации лучевой схемы все регулировочные устройства могут ограничивать или увеличивать подачу тепла дозировано.

Функционирование отопительной системы многоквартирного дома

Автономные системы отопление многоэтажного жилого дома выполняют одну функцию — своевременная транспортировка нагретого теплоносителя и его регулировка у каждого потребителя. Для обеспечения возможности общего управления схемой в доме монтируется единый распредузел с элементами регулировки параметров теплоносителя, совмещенный с теплогенератором.

Автономная система отопления многоэтажного дома обязательно включает в себя следующие узлы и компоненты:

1. Трасса трубопровода, по которой рабочая жидкость доставляется в квартиры и помещения. Как уже говорилось, схема разводки труб в многоэтажных домах может быть одно- или двухконтурной;
2. КПиА — контрольные приборы и аппаратура, которая отражает параметры теплоносителя, регулирует его характеристики и учитывает все его изменяющиеся свойства (расход, давление, скорость притока, химический состав);
3. Распределительный узел, который разводит по трубным магистралям нагретый теплоноситель.

Практическая схема отопления жилого многоэтажного дома включает в себя набор документации: проект, чертежи, расчеты. Вся документация на отопление в многоквартирном доме составляется ответственными исполнительными службами (проектными бюро) в строгом соответствии с ГОСТ и СНиП. Ответственность за то, что централизованная система центрального отопления будет эксплуатироваться правильно, возлагается на управляющую компанию, как и ее ремонт или полная замена системы отопления в многокартирном доме.

Как работает система отопления в многоквартирном доме

Нормальная работа отопления многоквартирного дома зависит от соблюдения основных параметров оборудования и теплоносителя – давления, температуры, схемы разводки. Согласно принятым нормативам основные параметры должны соблюдаться в следующих пределах:

1. Для многоквартирного дома высотой не больше 5 этажей давление в трубах не должно превышать 2-4,0 Атм;
2. Для многоквартирного дома высотой 9 этажей давление в трубах не должно превышать 5-7 Атм;
3. Разброс значений температуры для всех схем отопления, работающих в жилых помещениях — +18 0 C/+22 0 C. Температура в радиаторах на лестничных площадках и в технических помещениях -+15 0 C.

Выбор трубной разводки в пятиэтажном или многоэтажном доме зависит от количества этажей, общей площади здания, и тепловой мощности отопительной системы с учетом качества или наличия теплоизоляции всех поверхностей. При этом разница в давлении между первым и девятым этажами не должна быть больше 10%.

Однотрубная разводка

Самый экономичный вариант трубной разводки – по одноконтурной схеме. Однотрубный контур более эффективно работает в домах малой этажности и с небольшой площадью обогрева. Как водяная (а не паровая) система отопления, однотрубная разводка стала применяться с начала 50-х годов прошлого столетия, в так называемых «хрущевках». Теплоноситель в такой разводке течет по нескольким стоякам, к которым подключаются квартиры, при этом вход для всех стояков – один, что делает монтаж трассы простым и быстрым, но неэкономичным за счет тепловых потерь в конце контура.

Так как обратная магистраль физически отсутствует, а ее роль выполняет труба подачи рабочей жидкости, то это порождает ряд отрицательных моментов в работе системы:

1. Помещение прогревается неравномерно, и температура в каждой отдельно взятой комнате зависит от расстояния радиатора до точки забора рабочей жидкости. При такой зависимости температура на дальних батареях всегда будет меньше;
2. Ручная или автоматическая регулировка температуры на обогревательных приборах невозможна, но в схеме «ленинградки» можно устанавливать байпасы, что позволяет подключать или отключать дополнительные радиаторы;
3. Схему однотрубного отопления сложно сбалансировать, так как это возможно только при включении в контур запорной арматуры и термоклапанов, которые при изменении параметров теплоносителя могут вызвать сбой всей отопительной системы трехэтажного или более высокого дома.

В новостройках однотрубную схему давно не реализуют, так как практически невозможно эффективно осуществить контроль и учет расхода теплоносителя для каждой квартиры. Сложность состоит именно в том, что на каждую квартиру в «хрущевке» может приходиться до 5-6 стояков, а это значит, что нужно врезать столько же водомеров или счетчиков горячей воды.

Правильно составленная смета на отопление многоэтажного дома с однотрубной системой должна включать в себя не только затраты на техническое обслуживание, но и модернизацию трубопроводов – замену отдельных компонентов на более эффективные.

Двухтрубная разводка

Эта схема отопления более эффективна, так как в ней забор остывшей рабочей жидкости осуществляется через отдельную трубу – обратку. Номинальный диаметр труб обратной подачи теплоносителя выбирается таким же, как и для подающей теплотрассы.

Двухконтурная отопительная система устроена так, что вода, отдавшая тепло в помещения квартиры, подается обратно в котел через отдельную трубу, а значит, не смешивается с подачей и не забирает температуру у доставляемого к радиаторам теплоносителя. В котле остывшая рабочая жидкость снова подогревается и направляется в подающую трубу системы. При составлении проекта и во время эксплуатации отопления следует принимать во внимание такие ряд особенности:

1. Регулировать температуру и давление в теплотрассе можно в любой отдельно взятой квартире, или в общей тепломагистрали. Чтобы отрегулировать параметры системы, в трубу врезаются смесительные узлы;
2. При проведении ремонтных или профилактических работ систему отключать не нужно – нужные участки отсекаются запорной арматурой, и неисправный контур ремонтируется, в то время, как остальные участки работают и перемещают тепло по дому. В этом состоит и принцип работы, и преимущество двухтрубной системы перед остальными.

Параметры давления в трубах отопления в многоквартирном доме зависят от количества этажей, но лежит в диапазоне 3-5 Атм, что должно обеспечить доставку нагретой воды на все этажи без исключения. В высотных домах для подъема теплоносителя на последние этажи могут быть задействованы промежуточные насосные станции. Радиаторы для любых систем отопления выбираются согласно проектным расчетам, и должны выдерживать требуемое давление и поддерживать заданный температурный режим.

Автономное отопление

Схема разводки труб отопления в многоэтажном доме играет большую роль при поддержании заданных параметров оборудования и рабочей жидкости. Так, верхняя разводка системы отопления чаще применяется в малоэтажных домах, нижняя – в высотных. Способ доставки теплоносителя — централизованный или автономный – также способен повлиять на надежную работу отопления в доме.

В подавляющих случаях делают подключение к центральной отопительной системе. Это позволяет уменьшить текущие затраты в смете на отопление многоэтажного дома. Но практически уровень качества подобных услуг остается крайне низким. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается автономному отоплению многоэтажного дома.

Современные новостройки подключаются к мини-котельным или к централизованному отоплению, и работают эти схемы настолько эффективно, что менять способ подключения на автономное или другое (общедомовое или поквартирное) не имеет смысла. Но автономная схема отдает предпочтение именно поквартирному или общедомовому распределению тепла. При монтаже отопления в каждой отдельной квартире выполняется автономная (независимая) разводка труб, монтируется отдельный котел в квартире, приборы контроля и учета тоже устанавливаются для каждой квартиры отдельно.

При организации общедомовой разводки необходимо строительство или монтаж общей котельной со своими специфическими требованиями:

1. Должно быть установлено несколько котлов – газовых или электрических, чтобы была возможность в случае аварии продублировать работу системы;
2. Проводится только двухконтурная трасса трубопровода, план которой составляется в процессе проектирования. Такая система регулируется для каждой квартиры отдельно, так как настройки могут быть индивидуальными;
3. Обязателен график плановых профилактических и ремонтных мероприятий.

В общедомовой системе отопления контроль и учет расхода тепла производится поквартирно. На практике это означает, что на каждый патрубок подачи теплоносителя от основного стояка устанавливается счетчик.

Централизованное отопление для многоквартирного дома

Если подключить трубы к центральному теплоснабжению, то какая будет разница в схеме разводки? Главный рабочий узел схемы подачи тепла – элеватор, который стабилизирует параметры жидкости в пределах заданных значений. Это нужно из-за длинной протяженности теплотрасс, в которых тепло теряется. Элеваторный узел нормализует температуру и давление: для этого в теплопункте давление воды увеличивается до 20 Атм, что автоматически увеличивает температуру теплоносителя до +120 0 C. Но, так как такие характеристики жидкой среды для труб недопустимы, элеватор их нормализует до допустимых значений.

Тепловой пункт (элеваторный узел) функционирует и в двухконтурной схеме отопления, и в однотрубной системе отопления многоквартирного высотного дома. Функции, которые он будет выполнять при таком подключении: Уменьшать рабочее давления жидкости при помощи элеватора. Конусообразная задвижка изменяет приток жидкости в распределительную систему.

Заключение

При составлении проекта на отопление не забывайте, что смета на монтаж и подключение централизованного отопления к многоквартирному отличается от расходов на организацию автономной системы в меньшую сторону.