Схема водяного опалення: варіанти реалізації та основні елементи

Зміст:

1. Класифікація

• Послідовна і променева розводки
• Однотрубні і двотрубні схеми
• Тупикові і попутні схеми
• Верхній і нижній розлив
• Природна і примусова циркуляція

2. Устаткування

• Котел
• Труби
• Опалювальні прилади
• Безпека

3. Висновок

За якими ознаками можуть відрізнятися схеми водяного опалення? Як може бути реалізовано опалення багатоквартирного або приватного будинку? З яких елементів воно складається? Давайте постараємося розібратися.

КЛАСИФІКАЦІЯ

Почнемо з огляду властивостей, якими розрізняються різні схеми.

ПОСЛІДОВНА І ПРОМЕНЕВА РОЗВОДКИ

У першому випадку радіатори монтуються до загального трубопроводу. Послідовна розводка не означає, що кожен радіатор розриває основний розлив. Навпаки – дуже часто між його врізками монтується байпас, що дозволяє регулювати температурний режим опалювального приладу незалежно від інших.

Важливо: при установці будь-якої дроселюючої арматури байпас обов'язковий. В іншому випадку ми станемо регулювати прохідність не підводки радіатора, а всього контура.

Променева (колекторна) розводка означає, що на подавальному і зворотному трубопроводі монтуються гребінки з дроселями або вентилями, від яких теплоносій розводиться парою підводок до кожного опалювального приладу. Недолік такого рішення очевидний: витрата труби багаторазово збільшується.

Чому тоді променева система опалення (розводка) настільки популярна?

• Управління температурним режимом робиться дуже зручним. З однієї точки власник будинку або квартири може регулювати тепловіддачу кожного радіатора.
• Кожна пара ведучих від колектора труб обслуговує тільки один опалювальний прилад. Раз так – можна обійтися меншим діаметром труби, який, у свою чергу, дозволяє укласти підводку в стяжку або простір між лагами чорнової підлоги. Труби не будуть залишатися у полі зору і псувати дизайн приміщення.

ОДНОТРУБНІ І ДВОТРУБНІ СХЕМИ

Різницю між ними легше пояснити на прикладах.

Типова однотрубна система опалення – Ленінградка, проста розводка, що представляє собою прокладене по периметру будинку кільце розливу. Опалювальні прилади розривають його або, що правильніше, підключаються паралельно.

Що дає така реалізація опалення?

• Дешевизну. Зрозуміло, що одна труба обійдеться дешевше двох.
• Виняткову відмовостійкість. Поки теплоносій циркулює в контурі – зупинка його руху в окремому опалювальному приладі і його розморожування неможливі в принципі.

Ціна цих якостей – великий розкид температур на радіаторах, максимально близьких до джерела тепла і віддалених від нього. Втім, тепловіддачу легко вирівняти дроселями або варіюванням кількості секцій у батарей. Крім того, контур повинен бути нерозривним: двері або панорамне вікно доведеться обводити розливом знизу або зверху.

У разі двотрубного опалення ми прокладаємо два незалежних розливи – подавальний і поворотний. Кожен радіатор представляє собою перемичку між ними.

Важливо: балансування двотрубного опалення дроселями обов'язкове. Інакше весь обсяг теплоносія піде через ближні опалювальні прилади; дальні можуть бути розморожені. Прецеденти були.

ТУПИКОВІ І ПОПУТНІ СХЕМИ

У тупиковій розводці подавальний розлив досягає далекої точки контуру, після чого теплоносій повертається до вихідної точки по обратці, рухаючись в протилежному первісному напрямку.

Проте в тому випадку, якщо опалювальний контур опоясує по периметру весь будинок або квартиру, теплоносій може повернути у вихідну точку і продовжити рух в тому ж напрямку. У цьому випадку схема називається попутною.

Зрозуміло, підрозділ за цією ознакою можливий тільки у двотрубних схем.

ВЕРХНІЙ І НИЖНІЙ РОЗЛИВ

Типова для п'ятиповерхівок радянської споруди схема – коли в двотрубній системі опалення обидва розливи розташовані внизу, у підвалі. Кожна пара сполучених на верхньому поверсі стояків служить перемичкою між ними. Це так званий нижній розлив.

Нюанс: під розливом у професіоналів розуміється і напрямок руху теплоносія, і труба, по якій він рухається до стояків.

У будинках з верхнім розливом подавальний трубопровід винесено на горище. Перемичкою між подавальним і зворотним трубопроводами служить КОЖЕН стояк.

Яка схема краще? Важко сказати однозначно.

• При нижньому розливі вся запірна арматура і різьбові з'єднання знаходяться в підвалі. Витоки не затоплять квартири.
• З іншого боку, запуск циркуляції в опалювальній системі ускладнюється багаторазово. Адже заповітрюються перемички між парними стояками; а вони знаходяться в квартирах, доступ у які часто проблематичний.

У разі верхнього розливу всі повітряні пробки витісняються в трубопроводі, що знаходиться у верхній точці, який подає розширювальний бак, звідки повітря стравлюється через вентиль або автоматичний повітровідводчик.

ПРИРОДНА І ПРИМУСОВА ЦИРКУЛЯЦІЯ

Давайте уявимо собі якийсь замкнутий об'єм, заповнений водою. А тепер помістимо в нього нагрівальний елемент будь-якого типу. Що станеться з рідиною?

Нагрівшись, вода в повній відповідності з законами фізики розшириться, зменшить свою щільність. Після чого буде витіснена оточуючими її більш холодними і щільними масами у верхню частину посудини.

Саме цей ефект лежить в основі роботи гравітаційної системи опалення. Як вона влаштована?

• Після котла розлив підіймається вертикально вгору, формуючи розгінний колектор. У його верхній точці монтується повітровідвідник (у разі відкритої системи без надлишкового тиску – розширювальний бак відкритого типу).
• Інша частина контуру проходить з невеликим постійним ухилом по контуру будинку. Остигла вода проробляє шлях через розлив самопливом, віддаючи тепло опалювальних приладів. Досягнувши котла, вона повторно нагрівається – і далі по колу.

Така схема відмовостійка і енергонезалежна, проте має ряд недоліків:

• Напір в гравітаційній схемі невеликий, і для забезпечення циркуляції доводиться мінімізувати гідравлічний опір розливу, завищуючи його діаметр. Це означає великі витрати і ... будь ласка, придумайте самі антонім до слова «естетика».
• Прокладена не за рівнем, а з ухилом труба теж не додає вишуканості дизайну приміщення.
• Нарешті, система з природною циркуляцією прогріває будинок досить довго і після прогрівання має великий розкид температур на початку і в кінці контуру.

Примусову циркуляцію в автономних схемах забезпечує малопотужний циркуляційний насос. У підключених до центрального опалення будинках він не потрібен: перепад тиску між подавальним і зворотним трубопроводами теплотраси зазвичай складає не менше 2 кгс/см².

Цікаве рішення – схема, побудована як гравітаційна, але з врізаним в неї насосом. Причому останній не розриває основний контур, а врізається паралельно йому. Між врізками розлив забезпечується вентилем або зворотним клапаном (виключно кульковим, що володіє мінімальним гідравлічним опором і не вимагає великого перепаду для спрацьовування).

Запропонована схема здатна працювати в двох режимах:

• За наявності електроенергії насос забезпечує швидкий і рівномірний прогрів всіх опалювальних приладів. При цьому байпас закритий (вентилем або зворотним клапаном, що спрацював).
• Без електрики відкривається байпас, після чого система продовжує працювати вже з природною циркуляцією.

Така реалізація дозволить вам обігріти свій будинок і не боятися відмови опалювального обладнання через відсутність енергопостачання.

УСТАТКУВАННЯ

Отже, ми збираємося своїми руками змонтувати водяне опалення. Які основні елементи включатиме наша схема?

КОТЕЛ

Найбільш дешеві в експлуатації побутові газові котли опалення.

Котли можуть бути енергозалежними (з електронним підпалом) і незалежними (використовують п’єзорозпалювач і пілотний пальник). Перші помітно більш економічні – запальний пальник витрачає до 20% загальної кількості газу.

На другому місці за економічністю – твердопаливні котли. Вугілля і дрова будуть прекрасним рішенням там, де немає магістрального газу. Проте використання твердого палива передбачає часті завантаження: в добу вам доведеться розтоплювати котел як мінімум двічі.

Є, втім, ряд способів вирішити цю проблему.

• Газогенераторні твердопаливні котли розбивають процес спалювання палива на два етапи. Спочатку воно тліє при обмеженому доступі повітря, утворюючи горючий піролізний газ; потім цей газ допалюється у власній топці. Газогенераторний котел здатний працювати на одній закладці не 2-5, а 8-12 годин.
• Пристрої верхнього горіння використовують тління тонкого верхнього шару вугілля або дров. На вугіллі котел може пропрацювати до 5 діб без обслуговування і чистки.
• Просте і універсальне рішення – використання теплоакумулятора (теплоізольованої ємності об'ємом 300-2000 літрів). Працюючи на повній потужності, котел після розтоплення нагріває воду в баку. Наступні кілька годин накопичена теплова енергія поступово віддається опалювальним приладам.

Нарешті, солярові та електричні котли мало відрізняються за витратами на опалення. Вони забезпечують максимальну вартість кіловат-годин тепла. Крім того, не скрізь можна забезпечити потрібну для опалення електрикою потужність.

ТРУБИ

Їх вибір визначається тим, чи йде мова про центральне чи автономне опалення.

Оптимальний матеріал для ЦО – це сталеві труби декількох типів.

• Чорна сталь дешева, проте схильна до корозії. Крім того, сталеві стояки і підводки вимагають великих витрат часу і сил на монтаж. З'єднання найчастіше виконуються зварюванням.
• Оцинкована сталь захищена цинковим шаром від корозії; збирати підводку з оцинковки буде правильним тільки на різьбах. Зварювання порушує захисне покриття, у тому числі всередині труби.
• Нарешті, прекрасний матеріал – гофрована нержавіюча сталь. Труби з'єднуються компресійними фітингами з силіконовими ущільнювачами і легко гнуться.

Чому саме сталь? Тому, що в системі ЦО ви не захищені від перевищення розрахункової температури і гідроударів. Краще переплатити при монтажі опалення, а не при усуненні наслідків прориву брудного окропу.

А ось автономне опалення передбачає, що всі параметри постійні та підконтрольні вам. Звідси і вибір матеріалів:

• Металопластик з прес-фітингами.

Важливо: компресійні фітинги з накидними гайками на опаленні та гарячій воді краще не застосовувати. Після декількох циклів нагрівання та охолодження вони починають текти.

• Поліпропілен. Бажано – армований: армування не тільки збільшує міцність труби на розрив, але і зменшує її теплове розширення.
• Зшитий поліетилен. Крім міцності, ці труби володіють ще однією перевагою: вони гнучкі і поставляються в бухтах довжиною до 500 метрів, що корисно при променевій розводці з укладанням труб в стяжку.

ОПАЛЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

І тут варто розділити центральне та автономне опалення.

У системах ЦО краще застосовувати сталеві трубчасті радіатори, сталеві конвектори та біметалеві радіатори. Алюміній небажаний.

Причому не тільки з точки зору міцності: інструкція із застосування алюмінієвих радіаторів особливо обумовлює здатність цього металу до прискореного руйнування в поєднанні з мідним водопроводом. Метали утворюють гальванічну пару.

Оскільки ви не можете знати, з чого зроблені підводки у сусідів – краще не ризикувати.

А ось для автономного опалення алюмінієві радіатори беззастережно є кращим вибором.

БЕЗПЕКА

Її забезпечують:

• Розширювальний бак. Він вміщує надлишок теплоносія при його розширенні, супутньому нагріванні.
• Запобіжний клапан – додаткова страховка від переповнення контуру. Клапан спрацьовує і скидає надлишок теплоносія, коли його тиск досягає заданого порогового значення.
• Манометр або термоманометр встановлюються для візуального контролю параметрів.
• Автоматичний повітровідвідник або ручний повітровідвідник монтуються у верхніх точках контурів і в повітряних кишенях.

ВИСНОВОК

Як зазвичай, деяку кількість додаткової інформації про застосовувані схеми опалення та опалювальне обладнання ви знайдете в прикріпленому до статті відео.