Коллекторно лучевая система отопления

Существующее на сегодняшний день многообразие схем обогрева зданий позволяет без труда выбрать оптимальный вариант теплоснабжения. Однако не все из них могут быть достаточно эффективными в случае обеспечения теплом домов со сложной конфигурацией или многокомнатной планировкой. И в трудных проектах хорошо зарекомендовала себя современная лучевая система отопления, пока не очень популярная, но постепенно получающая признание и у специалистов, и владельцев недвижимости.

В отличие от других такая схема предусматривает индивидуальный нагрев каждого из установленных приборов отопления, т.е. и подача, и отвод теплоносителя осуществляется параллельно по отдельно подведенным к радиатору трубам. Внешне конфигурация этой системы напоминает лучи, расходящиеся в разные стороны от источника тепла, что и дало ей название.

Лучевое отопление может быть организовано одно- или двухтрубным. Наибольшее применение находит второй вариант, отличающийся более высокими показателями по теплоотдаче, а, следовательно, большей эффективностью.

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.

При выборе мощности котла нужно учитывать, что разветвленная сеть трубопроводов, укладываемая при лучевом отоплении, как правило, в конструкции пола, обусловливает несколько большие теплопотери, влияющие на эффективность системы в целом.

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.

Размеры коллектора можно регулировать в процессе эксплуатации, добавляя новые секции по мере подключения новых отопительных приборов.

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.

Следует отметить, что использование коллекторов в отопительной схеме делает ее легкомодернизируемой и позволяет подключать в систему «Умный дом». Специально установленные датчики предоставляют возможность автоматического регулирования степени нагрева теплоносителя в зависимости от колебаний температуры в помещениях, а также дистанционного управления обогревом дома.

 

 

Циркуляционный насос

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

При выборе модели циркуляционного насоса следует учитывать не только его мощность, но и такой параметр, как скорость перекачивания воды в единицу времени.

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.

При приобретении труб необходимо учитывать, что их диаметр должен соответствовать габаритам входов и выходов котла и коллектора. При необходимости допускается использование переходников.

Основные преимущества и недостатки лучевой отопительной системы

Организация схемы лучевого отопления предопределила ряд ее преимуществ, среди которых нужно отметить:

• надежную работу – система исключает вероятность возникновения гидравлических ударов; в ней мало слабых мест, так как количество соединений трубопровода от коллектора до радиатора сведено к минимуму, или они вовсе отсутствуют;
• независимость от конфигурации и размеров здания (гибкость) – она позволяет обеспечить эффективный обогрев дома любой планировки и этажности;


• сбалансированность — все отопительные приборы нагреваются равномерно;
• возможность регулирования, в том числе и автоматизированного, температуры в каждом из помещений;
• простота ремонтных и профилактических работ – замена поврежденных участков не требует вскрытия напольного покрытия; для проведения таких мероприятий отключается нужный контур (луч) без влияния на функциональность системы;
• возможность модифицирования системы на любом этапе создания и эксплуатации;
• эстетичный вид – трубопроводы обычно прокладываются в конструкции пола, а коллекторы устанавливаются в специальных шкафах или нишах.

 

 

Несмотря на свою высокую эффективность, у лучевой схемы отопления есть несколько недостатков:

• высокая материалоемкость и, соответственно, цена – обусловлена значительной совокупной протяженностью трубопроводов, а также необходимостью приобретения большого количества соединительных элементов, регулирующей арматуры, коллекторов, насосов, датчиков и т.д.;
• необходимость в грамотном и качественном монтаже во избежание проблем в будущем.

Существующие схемы и нюансы монтажа лучевой системы

Классический вариант такого теплоснабжения предусматривает установку отопительных коллекторов на каждом из этажей или частей (при сложной конфигурации) здания.

При этом коллекторы монтируются на стенах (в существующих или заранее предусмотренных нишах) или размещаются в специальных шкафах, а система трубопроводов прокладывается по черновому полу, как правило, до выполнения стяжки.

При проектировании лучевой системы рекомендуется заранее определить и подготовить места установки оборудования, отопительных приборов, а также продумать схемы разводки трубопроводов.

Если коллектор расположен выше радиаторов, в нем со временем будет накапливаться воздух. Для исключения этого требуется обязательная установка автоматических воздухоотводчиков.

Существует также вариант, при котором отопительные приборы размещены уровнем выше, т.е. гребенка монтируется на цокольном этаже или подвале. В этом случае трубопроводы прокладываются по стенам, которые в последующем для придания им эстетичного вида обшиваются конструкциями различного вида (гипсокартонными листами, панелями ПВХ и т.д.).

В двухэтажных небольших по площади домах иногда можно встретить и схему с применением одного коллекторного узла, обеспечивающего обогрев обоих уровней. В этом случае требуется приобретение достаточно мощного насоса, способного прокачивать теплоноситель на все этажи. Но так как стоимость соответствующего оборудования довольно высока, такой вариант практически не применяется.

 

Источник: otopleniex.ru

1. Нагревательный котел. Этот прибор является отправной точкой, поскольку из него горячий теплоноситель направляется в трубопроводы и радиаторы. Мощность теплоагрегата должна соответствовать теплоотдаче отопительного оборудования. Здесь имеется следующий нюанс: лучевая схема разводки системы отопления в отличие от других вариантов разводки трубопровода обладает большей степенью теплопотерь, что непременно нужно учитывать при расчете параметров оборудования. 
2. Циркуляционный насос. Согласно особенности своего устройства, лучевая разводка отопления относится к закрытому типу и для ее функционирования требуется принудительная циркуляция жидкого теплоносителя. Для этой цели устанавливают специальный насос, создающий определенное давление и перекачивающий жидкость. В результате обеспечивается необходимый температурный режим, гарантирующий эффективную работу системы теплоснабжения.

   Выбирая циркуляционный насос для лучевого отопления, следует обратить внимание на ряд параметров, включая длину трубопроводов и материалы изготовления радиаторов.

   Кроме этого, мощность насоса не относится к важнейшим его характеристикам, следует учитывать скорость, с которой будет перекачиваться жидкость. Этот параметр показывает объем теплоносителя, перемещаемого циркуляционным устройством в единицу времени.

   
   

   Для коллекторных систем пола с обогревом насосы необходимо выбирать очень тщательно (прочитайте также: “Коллекторная система отопления частного дома – схема разводки”). Нужно помнить, что для подобного варианта обогрева требуются более мощные приборы для перекачивания жидкого теплоносителя.

3. Коллектор (его еще называют гребенкой). Также является важным элементом лучевой разводки системы отопления. На гребенку возлагается функция распределительного устройства, предназначенного для централизованного обеспечения радиаторов отопления теплоносителем (подробнее: “Распределительная гребенка системы отопления – назначение и принцип работы”).

   Лучевая схема системы отопления всегда содержит разнообразные терморегулирующие или запорно-регулирующие элементы. Они обеспечивают необходимый расход носителя тепловой энергии в каждой ветке конструкции. Создать дополнительные условия для более производительной работы отопительной конструкции без излишних затрат поможет монтаж термометров и удалителей воздуха, функционирующих в автоматическом режиме.

   Коллекторы на отечественном рынке предлагаются потребителям в широком ассортименте. Выбор конкретного устройства основывается на количестве запроектированных контуров обогрева или подключаемых радиаторов. Гребенки производят из различных материалов – это может быть латунь или сталь, а также полимерная продукция.



4. Шкафы. Лучевая схема отопления требует, чтобы все элементы, входящие в нее, располагались в специальных оборудованных для них конструкциях. Распределительный коллектор для отопления, запорная арматура, трубопроводы нужно помещать в коллекторные шкафы, имеющие простую конструкцию. Они бывают как встраиваемые в нишу стены, так и наружными, но при этом отличаются функциональностью и практичностью. 

Источник: teplospec.com

Достоинства подобной схемы отопления

• высокая эффективность распределения теплоносителя;
• возможность дифференцированного регулирования потока теплоносителя через каждый контур вплоть до полного отключения отдельных контуров или радиаторов без негативного воздействия на другие контуры отопления;
• возможность автоматизации процесса терморегулирования помещений, легкая интеграция в системы «Умный дом» посредством установки программируемых датчиков в отдельно взятых помещениях;

• обязательная принудительная циркуляция теплоносителя позволяет снизить зазор между температурой выходящего из котла и «обратного» теплоносителя;
• грамотно выполненный расчет подобной лучевой схемы отопления с использованием контуров теплого пола позволяет отказаться даже от использования  радиаторов.

Недостатки лучевого подключения потребителей

• значительная общая протяженность трубопроводов, создающая значительное сопротивление току теплоносителя;
• необходимость больших капиталовложений, продиктованных высокой материалоемкостью системы (вентили, клапана, коллекторы, датчики, термоголовки, трубы и пр.);
• обязательное наличие грамотных профессиональных мастеров, которые смогут обеспечить не только красивый монтаж коллекторно-лучевой схемы отопления, но и ее нормальное функционирование (шутка с огромной долей правды!);
• другие недостатки нам не известны…

Двухтрубная лучевая система отопления предполагает свой монтаж только в период строительно-ремонтных работ, так как десятки — сотни метров труб, коллекторные шкафы, циркуляционные насосы и стояки трудно «спрятать» по уже готовому ремонту.

Грамотный расчет диаметров труб и их правильный монтаж позволят избежать проблем, которые «вылезут на поверхность» в период постоянной эксплуатации системы. Например, по возможности необходимо каждое «кольцо» линии отопления делать одинаковой длины с другими, а на каждом радиаторе установить воздушные клапана. Неравномерные по длине контуры отопления необходимо снабдить собственными циркуляционными насосами.

Коллекторно-лучевая схема отопления может быть использована и для подключения однотрубных контуров (горизонтальных разводок).

Своей универсальностью она фактически вытесняет тройниковую систему разводки труб.

Во время «неотопительного сезона котел благодаря такой системе разводки может работать только на бойлер косвенного нагрева, обеспечивая горячее водоснабжение дома, что несомненно скажется на экономии энергоресурсов.

Еще раз концентрируем Ваше внимание на обязательной консультации с практическим специалистом, если Вы все же решили, что монтаж лучевой системы отопления Вам «под силу».

Источник: PlusTeplo.ru

Устройство и принцип работы

Лучевая система отопления частного дома устроена существенно сложнее, чем последовательная, или так называемая тройниковая. В ней к каждому радиатору на этаже подводится отдельная пара труб- для горячего теплоносителя и для его возврата. По принципу действия она напоминает кровеносную систему человека с ее артериями для насыщенной кислородом крови и венами для сбора обратного кровотока. К каждому органу или части тела подходят как артерии, так и вены. Аналогом сердца, перекачивающего кровь по венам и артериям, служит циркуляционный насос.

Он гонит горячую жидкость от котла к радиаторам через горячий коллектор, обратно она поступает к коллектору самотеком.

Преимущества и недостатки

Лучевая разводки системы отопления имеет следующие преимущества перед тройниковой:

• подача во все радиаторы теплоносителя одинаковой температуры;
• быстрый оборот теплоносителя позволяет быстрее прогревать весь дом;
• возможность технического обслуживания и ремонта одного радиатора при сохранении функциональности всех остальных;
• возможность установить отдельный температурный режим для каждого помещения и оперативно управлять этим режимом;
• отсутствие скрытых соединений снижает риск протечек под полом или в стенах;
• скрытый монтаж труб улучшает эстетическое впечатление, производимое интерьерами;
• удобство и скорость монтажа системы.

Существуют у такой схемы разводки и недостатки:

• высокая стоимость материалов и оборудования;
• общая длина труб в несколько раз выше, чем при тройниковой схеме;
• требуется дополнительная площадь (или отдельное помещение) для размещения коллекторов на каждом этаже.

В целом более высокая стоимость материалов и монтажа быстро окупается экономией и удобствами при эксплуатации.

Главные элементы конструкции

Важнейшим компонентом лучевой разводки являются коллекторы. При проектировании лучевой системы отопления двухэтажного (или многоэтажного) дома коллекторный шкаф потребуется разместить на каждом этаже. Коллекторы и регулирующая арматура (ручная либо автоматизированная) монтируются в шкафы, где к ним обеспечивается удобный доступ во время эксплуатации и периодического или аварийного обслуживания.

Малое по сравнению с тройниковой разводкой число соединений обеспечивает большую гидродинамическую устойчивость всей системы отопления.

Второй компонент – это циркуляционный насос, он обеспечивает создание напора в системе для подачи нагретого теплоносителя по трубам в радиаторы и сбор обратки.

Подбор и монтаж циркулярного насоса

Для лучевой системы отопления чаще всего выбирают вариант нижней подачи горячей жидкости в радиаторы. Для обеспечения ее принудительной циркуляции применяется циркуляционный насос. Его мощности должно хватать, чтобы обеспечить напор, позволяющий теплоносителю достичь самых удаленных теплообменников, включая теплые полы.

Принудительная циркуляция ускоряет оборот теплоносителя по кольцам системы. Это позволяет снизить перепад между входящей и исходящей температурой контура отопления. Такой рос эффективности отопления позволяет либо понизить мощность бойлера, либо иметь больший запас мощности на случай экстремальной погоды.

При подборе устройства учитывают два основных параметра, определяющих его мощность и число оборотов:

• производительность, кубометры в час;
• напор, в метрах;
• уровень шума.

Для корректного подбора потребуется учесть диаметр и общую длину разводящих труб, максимальный перепад высот по отношению к высоте монтажа насоса. При проведении инженерно-сантехнических расчетов используют специальные таблицы, предлагаемые производителями.

Специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил по монтажу насоса:

• приборы с влажным ротором монтируются так, чтобы вал был расположен горизонтально;
• устройства со встроенным термостатом монтируются на ближе чем на 70 см от отопительного котла во избежание ошибочных срабатываний;
• циркуляционный насос монтируется на возвратном участке трубопроводной системы, поскольку его температура ниже и устройство прослужит дольше;
• современные термостойкие насосы могут размещаться и на магистрали подачи;
• отопительный контур следует снабдить устройством для выпуска воздушных пробок, его может заменить насос со встроенным воздушным клапаном;
• устройство следует размещать максимально близко к расширительной емкости;
• перед монтажом насоса проводят промывку системы от механических загрязнений.

Если параметры электросети в месте установки не отличаются стабильностью, рекомендуется подключать насос и систему управления котла через стабилизатор напряжения достаточной мощности. Если нередки перебои с электроснабжением, следует предусмотреть устройство бесперебойного питания- либо аккумуляторное, либо с автоматически запускаемым электрогенератором.

Часто при оптимизации стоимости системы возникает искушение обойтись без циркуляционного насоса. Такой вариант в принципе допустим для одноэтажных построек малой площади. Эффективность отопления при этом снизится. При использовании естественной циркуляции следует использовать трубы большего сечения. Кроме того, расширительную емкость следует разместить в самой высокой точке здания

Выбор и роль распределительного коллектора

Этот важнейший элемент системы распределяет поток горячего теплоносителя, подаваемый бойлером, по отдельным лучам разводки. Второй коллектор собирает отдавшую свое тепло жидкость и возвращает ее в теплообменник для последующего нагрева. Возвратный клапан может перепускать часть обратного потока в основной контур, если требуется понизить температуру теплоносителя, не меняя режим работы котла.

На рынке предлагаются коллекторы, поддерживающие от 2 до 18 лучей. Коллекторы комплектуются запорной или регулировочной арматурой, или автоматическими терморегулирующими клапанами. С их помощью задается требуемый температурный режим по каждому лучу.

Схема подключения лучевой разводки

Трубопроводы, как правило, размещаются в цементной стяжке, выполненной по черновому полу. Один конец подключается к соответствующему коллектору, второй выводит из пола под соответствующим радиатором. Сверху на стяжку настилается чистовой пол. При монтаже лучевой системы обогрева отопления в многоквартирном доме вертикальную магистраль выполняют в канале. На каждом этаже ставится своя пара коллекторов. В отдельных случаях, если хватает напора насоса и на последнем этаже мало потребителей, их подключают напрямую к коллекторам первого этажа.

Чтобы эффективно бороться с пробками, воздушные клапана ставят на коллекторе и на конце каждого луча.

Подготовительные работы

Во время подготовки к монтажу выполняются следующие работы:

• установить место размещения радиаторов и других потребителей тепла (теплых полов, полотенцесушителей и т.п.);
• выполнить тепловой расчет каждого помещения, учитывая его площадь, высоту потолка, количество и площадь окон и дверей;
• подобрать модель радиаторов с учетом результатов тепловых расчетов, вида теплоносителя, давления в системе, рассчитать высоту и количество секций;
• сделать трассировку прямых и обратных трубопроводов от коллектора до радиаторов, учитывая расположение дверных проемов, строительных конструкции и других элементов.

Существует два типа трассировки:

• прямоугольно- перпендикулярная, трубы укладываются параллельно стенам;
• свободная, трубы укладываются по кратчайшему маршруту межу дверью и радиатором.

Первый тип имеет красивый, эстетичный вид, но требует заметно большего расхода труб. Вся эта красота будет закрыта чистовым полом и напольным покрытием. Поэтому владельцы чаще выбирают свободную трассировку.

Для трассировки труб удобно применять бесплатные компьютерные программы, они помогут выполнить трассировку, позволят точно определить длину труб и составят ведомость на закупку арматуры.

Монтаж системы

Укладка лучевой системы на черновой пол потребует ряда мероприятий, направленных на сокращение транспортных потерь тепла и предотвращение замерзания, если в качестве теплоносителя была выбрана вода.

Между черновым и чистовым полом следует предусмотреть расстояние, достаточное для устройства теплоизоляции.

Если черновым полом служит бетонное перекрытие (или фундаментная плита), то на нее потребуется уложить слой теплоизолирующего материала.

Для лучевой трассировки применяют металлопластиковые или полиэтиленовые трубы, обладающие достаточной гибкостью. Для радиаторов тепловой мощностью до 1500 ватт применяют 16 миллиметровые трубы, для более мощных диаметр увеличивают до 20 мм.

Они прокладываются в гофрированных рукавах, дающих дополнительную термоизоляцию и необходимое пространство для тепловых деформаций. Через метр- полтора рукав крепят стяжками или хомутиками к черновому полу, чтобы предотвратить его смещение во время выполнения цементной стяжки.

Далее монтируется слой теплоизоляционного материала толщиной не менее 5 см, из плотной базальтовой ваты, пеноплекса или пенополистирола. Этот слой тоже необходимо зафиксировать к черновому полу с помощью тарельчатых дюбелей. Теперь можно заливать стяжку. Если разводка выполняется на втором этаже или выше, термоизоляцию укладывать необязательно.

Важно помнить, что под залитым полом не должно оставаться соединений.

Если на втором, мансардном, этаже немного потребителей, а напор, создаваемый циркуляционным насосом, достаточный, то часто применяют схему с одной парой коллекторов. Трубы к потребителям на втором этаже протягивают трубы от коллекторов с первого этажа. Трубы собирают в пучок и проводят по вертикальному каналу на второй этаж, там их сгибают под прямым углом ведут до точек размещения потребителей.

В месте выхода вертикального канала нужно предусмотреть достаточное пространство для размещения закругленного участка.

Лучевая система и теплый пол

Лучевая трассировка прекрасно сочетается с системами теплых полов. При качественном расчете тепловых параметрах удается вовсе отказаться от радиаторов отопления и обогревать дом только за счет теплых полов, устроенных в каждом помещении. В этом случае конвекционные потоки воздуха будут намного менее интенсивными, это приведет к меньшему распространению пыли, чем при радиаторном отоплении.

При проектировании теплых полов следует соблюдать следующие рекомендации:

• на черновой пол монтируют слой термоизоляции с отражающим слоем из металлической фольги или лавсановой пленки с напылением;
• монтируются трубы по лучевой схеме;
• подключаются радиаторы, и система испытывается под рабочим давлением не менее 24 часов;
• если нигде нет протечек, можно заливать стяжку и устраивать чистовой пол и напольное покрытие.

Если укомплектовать коллектор расходомером и терморегулирующей арматурой, то можно точно учитывать поток теплоносителя, а также настраивать температурный режим в каждом помещении. Многие владельцы идут дальше и устанавливают моторизованные клапаны с дистанционным управлением. Они подключаются к компьютеризированной системе управления, оснащенной датчиками температуры в каждой комнате. Система может регулировать подачу теплоносителя в каждый луч в зависимости от погодных условий, направления ветра и других условий. При этом обеспечивается стабильность температурного режима и уникальный комфорт.

Трубы и слой термоизоляционного материала должны быть надежно закреплены перед заливкой цементной стяжки. При трассировке важно следить за тем, чтобы трубы не пересекали одна другую. Укладывать трубу надо из бухты, а отрезать после того, как она подведена к прямому и обратному коллектору.

В момент заливки стяжки система должна находиться под давлением. До полного затвердевания стяжки (до 21 дня) не следует повышать температуру теплоносителя выше комнатной. В противном случае возможны множественные микродеформации стяжки и повреждение материала труб. Повышение температуры до рабочей следует осуществлять постепенно, давая прогреваться материалу стяжки. Обычно на набор температуры отводят 4-5 дней.

Источник: pechiexpert.ru