Отопление – важнейшая инженерная система, от надежного функционирования которой невозможна жизнь в доме в холодное время года. Проектируют систему отопления на этапе планирования здания и здесь имеется несколько вариантов ее обустройства.
Жителей городских квартир не заботит, как в радиаторы поступает горячая вода. Ведь аварии отопительной системы устраняют работники коммунальных служб.
В частном доме ситуация иная. За циркуляцией теплоносителя следит хозяин, а это значит, что он должен разбираться в отопительной системе, знать ее устройство и схему прокладки труб.
Какой теплоноситель предпочесть
Несмотря на то, что существуют варианты обогрева частного дома с использованием пара, а также антифриза, в большинстве случаев для обогрева применяется горячая вода, температура которой не превышает 90-95 °C. Этот вариант считается наиболее простым, удобным и экономным.
Недостаток морально устаревшего парового отопления в чрезмерном нагреве отопительных устройств и быстром износе оборудования. А минус использования незамерзающих антифризов – их сравнительно высокая цена и сложность промывки и замены жидкости.
Способы циркуляции теплоносителя
Есть два основных способа циркуляции жидкого теплоносителя в системе отопления – гравитационный и принудительный.
В прошлом веке наибольшее распространение имели гравитационные отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Сегодня их тоже используют для полностью автономных и не зависящих от электроэнергии систем с применением твердотопливных котлов.
Работа гравитационной системы основана на том, что плотность и вес горячей воды меньше аналогичных параметров остывшей жидкости. Теплый теплоноситель способен сам подниматься по трубам на верхние этажи, а затем остывать в радиаторах и стекать вниз. Однако для того, чтобы такая система работала без перебоев, трубы гравитационной системы укладывают с уклоном (порядка 10 мм на 1 м длины).
В наиболее распространенных на сегодня отопительных системах с принудительной циркуляцией теплоносителя движение жидкости обеспечивает циркуляционный насос. Это позволяет увеличить скорость движения воды, а значит и теплообмен, а также использовать отопительные трубы меньшего диаметра. Однако с отключением электроэнергии подобная система не будет работать.
Открытая и закрытая система отопления
Отличия между этими системами – в типе используемого расширительного бака, который необходим для компенсации избыточного объема при нагреве теплоносителя. В открытой системе применяют открытые расширительные баки. Их устанавливают в самой верхней точке системы. И в них при желании можно долить воду прямо во время работы системы отопления.
В закрытых системах применяют мембранные расширительные баки, которые можно устанавливать в любом месте. Они позволяют увеличить давление в системе, по сравнению с открытыми устройствами.
Теоретически и гравитационная, и принудительная системы отопления могут быть как открытого, так и закрытого типа. Однако на практике под открытой системой обычно подразумевают гравитационную, а под закрытой – принудительную систему отопления.
Однотрубные и двухтрубные схемы отопления
Подачу и отвод воды в системе отопления проще всего обеспечить с использованием одной трубы, которая идет от отопительного котла и последовательно соединяет все радиаторы. Но в этом случае при отключении хотя бы одного из устройств останавливается работа всей системы. И, кроме того, из-за постепенного остывания теплоносителя температура более близкого к котлу радиатора будет выше температуры последующих.
Частично нивелировать недостатки однотрубной системы можно путем установки радиаторов разной мощности, а также с помощью использования обводных труб (байпасов) – схема «Ленинградка». Байпасы параллельно соединяют напрямую вход и выход всех радиаторов, и позволяют отключать отдельные устройства без ущерба для работы системы.
Намного больше возможностей в плане настройки оборудования обеспечивает двухтрубная система. Ее принцип работы основан на прокладке сразу двух трубопроводов к каждому радиатору. Подающая труба в этом случае подключается к входу устройства, а обратная – к выходу. Все отопительные приспособления здесь можно регулировать индивидуально, без ущерба для работы остальных приспособлений.
Попутная и встречная схемы движения теплоносителя
Расположение труб в двухтрубных системах можно продумать таким способом, когда обратная труба подключается вначале либо к самому дальнему, либо к самому ближнему от котла радиатору.
В первом случае теплоноситель в подающей и в обратной трубах движется в противоположные стороны. Это встречная, или тупиковая схема. Ее минус – разные потери давления на разных устройствах. Вода будет искать самый простой путь и устремляться в первую очередь к самым близким к котлу обогревателям.
При подключении обратной трубы вначале к самому близкому к котлу, а затем к остальным радиаторам придется использовать наибольшее количество отопительных труб. Но теплоноситель в этом случае и в подающей, и в обратной трубе будет двигаться в одном направлении. Это наиболее рациональная попутная схема, или схема Тихельмана, которая обеспечивает одинаковые температуру и давление на всех устройствах системы.
Способы разводки труб
И в однотрубной, и в двухтрубной системе отопления трубы можно разместить разными способами. В вертикальных схемах применяют один или несколько наборов общих (для однотрубной системы) или пар (подающий и обратный) вертикальных стояков.
При этом идущая к вертикальным стоякам магистральная подающая труба может быть расположена, как выше (верхняя разводка, которая применяется для гравитационных систем), так и ниже остальных труб и радиаторов (нижняя разводка – подающая магистральная труба размещается параллельно обратной магистральная трубе в стяжке пола или в подвале).
В горизонтальных схемах отопительные приборы подключают к одной общей (для однотрубной системы) или к паре (подающей и обратной) горизонтальных труб. Горизонтальных контуров может быть несколько. Если они расположены на разных этажах, их соединяют магистральными стояками.
В некоторых случаях магистральные трубы или стояки заменяют коллекторами («гребенками»), что позволяет наиболее просто регулировать разные ветки отопительных трубопроводов.