Лучевая система отопления частного и многоквартирного дома

Эффективность работы системы отопления зависит от множества факторов. К ним относятся материалы изготовления труб и приборов, правильно выбранный котел и профессионально составленная схема прокладки магистрали. Последнее влияет не только на качество работы, но и на безопасность и долговечность. Для загородных коттеджей большой площадью чаще всего используется лучевая система отопления частного дома своими руками. В чем ее особенность и почему она эффективнее стандартной разводки труб?

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;

Автоматическая двухтрубная лучевая система отопления. Коллекторный шкаф

Достоинства подобной схемы отопления
  • 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.

Преимущества и недостатки водяного отопления

Водяное отопление дома, независимо от его вида и выбранной схемы, имеет свои плюсы и минусы. Из преимуществ можно выделить следующие:

  1. Можно отапливать весь дом из одного места, разместив котел в одном из его помещений (котельной), а в остальных — нагревательные приборы (радиаторы различного вида, теплые водяные полы). И если в случае отопления дома с помощью электричества, это не так важно (в принципе, в каждой комнате можно установить конвектор или другой электообогреватель), то при использовании для обогрева твердого топлива или газа намного удобней иметь один котел, чем устанавливать в каждой комнате печку или газовый конвектор.
  2. Относительно невысокая температура поверхности нагревательных приборов. Максимальная температура жидкого теплоносителя не превышает 90-100°С. Но на практике, поверхности радиаторов водяного отопления редко нагреваются выше 60 °С, что предотвращает подгорание пыли на них, как например на теплообменниках «сухих» электроконвекторов. В системах же теплых водяных полов она, как правило, не более 40 °С. Что позволяет обогревать помещение «мягким» комфортным теплом.

Из недостатков можно выделить такие:

  1. Необходимость разводки системы труб для подачи теплоносителя от котла к нагревающим приборам, а это затраты на трубы, соединительные элементы, дополнительное оборудование и их монтаж.
  2. Вода в системе может замерзнуть. Если в доме не проживают постоянно (дача, загородный дом), то в холодное время года, при отсутствии жильцов, то либо из системы необходимо сливать воду, либо она должна работать в режиме, поддерживающем минимальную температуру или в качестве теплоносителя должна использоваться не вода, а незамерзающая жидкость.
  3. Возможны протечки теплоносителя в процессе эксплуатации.

Преимущества и недостатки лучевого отопления

Если сравнивать лучевую систему отопления с наиболее простыми и известными на сегодня одно- и двухтрубными системами, то преимуществ у лучевого отопления в разы больше, чем у старого поколения систем обогрева.

Преимущества лучевой системы отопления:

  • Скрытость— все трубы и составляющие элементы системы скрыты от посторонних глаз и не портят интерьер помещения;
  • Нет соединения между отопительным прибором и гребенкой, то есть слабых мест, как таковых, нет вовсе;
  • Допускается возможность монтажа системы своими руками, за счет чего экономятся денежные средства, а качества выполненных работ не вызывает сомнения;
  • Стабильная работа системы исключает гидравлические удары, а вследствие чего, выход из строя;
  • Даже при ремонте какого-либо участка отопления, не придется отключать всю систему, ремонт не сложен, и не требует разрушения конструкции бетонной стяжки, или же каких-либо сложных монтажных работ;
  • Доступность и приемлемая цена оборудования и установки;

Из недостатков можно отметить, наверно, только один — все системы лучевого отопления имеют свою индивидуальную конструкцию, особенно это касается установки систем обогрева в частных домах. Из этого следует, что стоимость конструкции в целом может существенно варьироваться в ту или иную сторону.

Плюс ко всему, не все могут самостоятельно установить и наладить систему, значит, придется оплачивать и работу мастеров по установке. Также нецелесообразно устанавливать подобную систему в одноэтажном частном доме, общее количество комнат которого не превышает трех-четырех помещений, включая и подсобные. Вот, в принципе, и все минусы.

Принципы коллекторной схемы

Схема устройства коллекторной системы отопления.

Внутри шкафа размещается тепловое оборудование, учитывающее метод циркуляции теплоносителя:

  • принудительную систему движения;
  • естественную схему, основанную на выравнивании тепловой энергии объемов жидкости с разными температурами без использования дополнительных устройств. Она работает так же, как газовое лучистое отопление, создающее инфракрасное излучение на объекты нагрева.
Принципы коллекторной схемы

Принудительный принцип циркуляции жидкости

Работающая по такому способу лучевая система отопления использует давление теплоносителя, созданное нагнетательным насосом, врезанным в трубопровод подачи между баком и коллектором. Для повышения эффективности прогона рабочей среды через схему возможна установка добавочных насосов в магистрали подачи-возврата.

При этом способе внутри шкафа устанавливается дополнительное оборудование, предоставляющее возможности автоматизации схемы для экономии затрат на обогрев помещений:

  • коммутационные запорные и/или регулирующие вентили;
  • датчики температуры;
  • термоголовки;
  • воздухоотводчики;
  • измерительные приборы.

Отопительная система с естественной циркуляцией.

Естественная циркуляция

Принципы коллекторной схемы

Она хорошо работает при точном расчете соотношений поперечных сечений трубопроводов в проекте и правильном его соблюдении во время монтажа. В такую схему включается расширительный бачок, собирающий пузырьки воздуха и газовое выделение из жидкости при ее нагреве и транспортировке. Его необходимо устанавливать в самом высоком месте системы.

Этот метод не требует такого дорогостоящего оборудования, как в принудительной системе. Поэтому он более экономичен, хотя менее эффективен.

Принцип организации лучевой схемы

Одним из центральных элементов лучевой системы является коллекторный узел. Если вы собрались делать отопление в доме с несколькими этажами, то коллектор должен располагаться на каждом уровне.

Коллекторы во время монтажа помещают в коллекторный шкаф, где предусмотрена удобная система расположения данного элемента для последующего обслуживания или регулировки.

Бесспорным плюсом лучевой системы является минимальное количество соединений, что позитивно влияет на гидравлическую стабильность всей системы отопления. Центральный рабочий орган – это котел.

Чтобы обеспечить высокий КПД и безопасность, хозяину нужно учесть мощность агрегата, потребление тепловой энергии отопительными приборами и теплопотери системы. Это необходимо делать, независимо от того, на каком виде топлива работает котел.

Рост протяженности трубопровода при создании лучевой разводки чреват незначительным увеличением теплопотерь, что также нужно учесть для баланса мощностей.

Выбираем циркуляционный насос

Лучевая разводка трубопровода применяется в основном в горизонтальных схемах с нижней подачей теплоносителя. Она требует наличия циркуляционного насоса, стимулирующего движение нагретой воды по многочисленным ветвям.

Управляемая циркуляция теплоносителя дает возможность уменьшить разность температур на входе и на выходе с отопительного контура. В результате удается повысить эффективность обогрева, сделав систему более компактной и менее материалоемкой.

Данный агрегат подбирается по нескольким важным параметрам, включая:

  • производительность, м 3 /час;
  • высота напора, м.

Чтобы правильно подобрать циркуляционный насос под эти параметры, нужно учитывать диаметр труб, их протяженность и высоту расположения относительно уровня нахождения насосного агрегата. При составлении проекта монтажа системы отопления эти параметры просчитываются заранее.

Читайте также:  Жидкость незамерзающая ТЁПЛЫЙ ДОМ 10л 65*С

Правила установки циркуляционного насоса

Придерживаясь ниже приведенных рекомендаций, можно доиться высокого КПД и безопасности отопления:

  • циркуляционные насосы с мокрым ротором устанавливаются таким образом, чтобы вал имел горизонтально положение;
  • прибор с термостатом не должен близко находиться к горячим поверхностям (радиатора или котла), чтобы не искажались показания;
  • как правило, устанавливается на обратном участке трубопровода в виду более низких температур. Современные модели могут монтироваться и в подающую магистраль, выдерживая высокий температурный режим;
  • контур отопления должен оснащаться механизмом стравливания воздуха. Если такового нет, то насос должен иметь воздухоотводчик;
  • должен располагаться как можно ближе к расширительному бачку;
  • перед установкой насоса рекомендуется промыть систему, чтобы удалить твердые включения;
  • перед запуском насоса заполните систему водой;

Чтобы не стать жертвой излишней шумности, подбирайте насос в соответствии с производительностью системы отопления.

А можно ли без насоса?

Конечно, можно сэкономить и не покупать насос, воздухоотводчики для стравливания воздуха, датчики и т.д. Но лучевая система с естественной циркуляцией требует соблюдения нескольких не очень удобных условий.

Эксперты рекомендуют такой вариант в крайне редких случаях. Во-первых, понадобится монтаж труб широкого диаметра. Во-вторых, расширительный бак должен устанавливаться в самой высокой точке объекта.

Данный вариант подойдет для дачи или другого скромного по площади объекта, обеспечивая достаточно тепла. Выбор между естественной циркуляцией и принудительной должен делаться еще на этапе проектирования.

Выбираем распределительный коллектор

Данный прибор еще называют распределительной гребенкой. Служит для подачи теплоносителя на каждое отопительное устройство (теплый пол, радиатор, конвектор и т.д.). Посредством коллектора также происходит отток обратки, которая затем поступает в котел или снова подмешивается в контур для регулировки температуры.

Коллектор может поддерживать от 2 до 12 контуров. Некоторые производители предлагают еще больше веток для реализации сложных проектов.

Гребенки часто оснащаются дополнительными запорно-регулирующими и терморегулирующими элементами. Они позволяют настроить оптимальный расход теплоносителя по каждой отопительной ветке. Наличие воздухоудалителей гарантирует более эффективную и безопасную работу системы.

Плюсы и минусы

Рассмотрим положительные и отрицательные стороны данной системы.Преимущества горизонтального вида отопления очевидны:

  1. Упрощен контроль теплового расхода, благодаря автоматическому дистанционному управлению.
  2. Осуществление автономного управления для каждого участка (позволяет регулировать температуру, исходя из назначения помещения).
  3. Монтаж осуществляется скрытно, чаще всего во время ремонта, что не влияет на внешний вид жилого помещения.
  4. Высокая прочность материалов, обеспечивает высокий срок эксплуатации, как минимум 50 лет.

Недостатки горизонтального отопления:

  • регулировка и настройка системы иногда осуществляется в ручном режиме.
  • неустойчивость конструкции при механических повреждениях.

Особенности монтажа

Любая лучевая система обогрева жилища разрабатывается и монтируется индивидуально, в зависимости от площади дома, количества комнат, выбранного теплоносителя и радиаторов, а также других условий.

Однако есть общепринятая инструкция, которую соблюдает каждый монтажник.

Прежде всего, следует отметить, что лучевая разводка труб никогда делается в городских квартирах. Это обусловлено тем, что подача теплоносителя в многоэтажках осуществляется через вертикальные стояки, соединяющие все квартиры – от первого этажа до последнего.

Особенности монтажа

Устанавливать коллектор в квартире нельзя, так как верхние этажи останутся без отопления

В результате подключения мощных коллекторов горячая вода не будет доходить в помещения, расположенные выше, из-за чего порядок работы отопительной сети нарушится. Жильцы станут жаловаться в обслуживающую организацию, которая, рано или поздно, вынудит вас демонтировать коллекторы, и вернуться к тройниковой системе организации отопления.

Читайте также:  Водяной теплый пол своими руками в квартире и частном доме.

Обратите внимание! Упомянутое выше не касается случаев, когда для обогрева квартиры используется автономный котел. Он самостоятельно разогревает теплоноситель, которого будет достаточно, чтобы обеспечить потребность жилища, не затронув интересов соседей.

При обустройстве лучевого отопления в частном доме необходимо обратить внимание на такие нюансы:

Особенности монтажа
  1. На коллекторах, подающих и отводящих воду для батарей, обязательно устанавливаются клапаны, препятствующие образованию воздушных пробок. В процессе эксплуатации весь воздух, оставшийся в системе, выйдет через них наружу.

На обратных трубопроводах нужно ставить клапана, стравливающие воздух

  1. Отопительный контур должен быть оборудован расширительным баком, объем которого составляет 10% от количества циркулирующего по трубам теплоносителя. Целесообразно покупать мембранные емкости закрытого типа.
  2. Монтировать бак желательно на трубопроводе, который соединяет отводящий коллектор с котлом. Это связано с тем, что герметичная расширительная емкость не любит турбулентных водяных потоков, а они реже всего появляются именно на обратке.

Особенности монтажа
  1. В отличие от расширительного бака, место установки циркуляционных насосов не так важно. Но и их желательно подключать к трубе, отводящей остывший теплоноситель. В этом случае оборудование проработает большее количество времени.
  2. Во время установки нужно следить за тем, чтобы валы электрических насосов были расположены строго горизонтально. Иначе из-за перекосов быстро выйдут из строя подшипники, и вам придется менять или чинить оборудование.

Веские преимущества лучевой разводки

Основная задача отопительной системы – возместить тепло, которое здание теряет из-за разниц между внутренней и внешней температурой воздуха, а  также в связи с различной степенью теплопроводности внешних стен. Ее решение во многом зависит от грамотно выбранной схемы разводки труб, доставляющих теплоноситель к приборам.

На практике соединить все отопительные приборы воедино можно следующими методами:

  • тройниковым подключением;
  • лучевым (коллекторным) подключением, когда к каждому отопительному прибору с помощью коллектора подводится отдельная пара труб для прямой и обратной подачи теплоносителя.

Тройниковый или периметральный тип соединения труб дешевле. Но из-за того, что приборы связаны друг с другом и присоединены трубопроводом к единому стояку, систему нужно будет полностью отключать и освобождать от теплоносителя для ремонта отдельного радиатора или участка. Или оснащать байпасами и запорной арматурой, что существенно повысит стоимость организации отопления.

При традиционной периметральной разводке весь трубопровод чаще всего монтируется открытым способом, реже скрытым. Лучевые отопительные системы преимущественно прокладываются в стенах или полу, т.к. большое количество труб, проложенных поверх конструкций, негативно влияет на интерьер.

Скрытый монтаж проходит система труб теплого пола, который в соответствии с технологической спецификой устраивается по лучевой схеме. Лучевой трубопровод к отопительным приборам тоже прокладывается в стяжке пола скрытым способом, потому что так лучше по технологическим и архитектурным соображениям.

Большое количество труб при использовании лучевого способа сборки трубопроводов может испортить интерьер. Поэтому все отопительные коммуникации укладываются в пол или стены.

Все соединения при этом остаются на поверхности, поэтому риск протечки под стяжкой практически отсутствует. При тройниковой системе этого делать нельзя, т.к. при износе соединений придется ломать стены и пол.

Главным недостатком коллекторной разводки является высокая материалоемкость, которая заключается в большой протяженности. Для нормальной работы требуются технические устройства, т.к. это исключительно принудительные схемы. А основной плюс состоит в том, что в каждом помещении можно настраивать разную температуру, создавая комфортный микроклимат в любой комнате.

Каждый радиатор или конвектор подключается независимо, что также удобно для осуществления сервисных работ и замены изношенных элементов системы без необходимости отключать отопление во всем доме или квартире.