Плюсы и минусы лучевого отопления в частном доме

Расчет системы отопления дома

Расчёт систем отопления частного дома – самое первое, с чего начинается проектирование такой системы. Мы будем говорить с вами о системе воздушного отопления – именно такие системы проектирует и устанавливает наша компания как в частных домах, так и в коммерческих зданиях и производственных помещениях. Отопление воздухом имеет массу преимуществ по сравнению с традиционными системами водяного отопления – более подробно об этом вы можете прочитать здесь.

Расчет системы – калькулятор онлайн

Для чего необходим предварительный расчет отопления в частном доме? Это требуется для выбора правильной мощности необходимого отопительного оборудования, позволяющей реализовать систему отопления, сбалансировано обеспечивающую теплом соответствующие помещения частного дома. Грамотный выбор оборудования и правильный расчёт мощности системы отопления частного дома позволят рационально компенсировать теплопотери от ограждающих конструкций и притока уличного воздуха на нужды вентиляции. Сами формулы для такого расчета достаточно сложны – поэтому мы предлагаем Вам воспользоваться онлайн расчетом (выше), или заполнив анкету (ниже) – в таком случае расчет произведет наш главный инженер, и эта услуга – совершенно бесплатная.

Как рассчитать отопление частного дома?

С чего начинается такой расчет? Во-первых, требуется определить максимальные теплопотери объекта (в нашем случае – это частный загородный дом) при наихудших погодных условиях (такой расчет ведется с учетом самой холодной пятидневки для данного региона). Рассчитывать систему отопления частного дома на коленке не получится – для этого используют специализированные формулы расчета и программы, позволяющие построить расчет на основе исходных данных о конструкции дома (стен, окон, кровли и т.д.). В результате полученных данных выбирается оборудование, полезная мощность которого должна быть больше или равна рассчитанному значению. В ходе расчёта системы отопления выбирается нужная модель канального воздухонагревателя (обычно это газовый воздухонагреватель, хотя мы можем использовать и другие типы обогревателей – водяной, электрический). Затем вычисляется максимальная производительность обогревателя по воздуху – иными словами, какой объем воздуха вентилятор данного оборудования нагнетает в единицу времени. Следует помнить, что производительность оборудования отличается в зависимости от предусмотренного режима его использования: так, например, при кондиционировании производительность больше, чем при отоплении. Поэтому если в перспективе планируется использовать кондиционер, то за исходное значение нужной производительности необходимо принимать расход воздуха именно в этом режиме – если же нет, то достаточно только значения в режиме отопления.

На следующем этапе расчёт систем воздушного отопления частного дома сводится к правильному определению конфигурации воздухораспределительной системы и расчёту сечений воздуховодов. Для наших систем мы используем бесфланцевые прямоугольные воздуховоды прямоугольного сечения – они просты в сборке, надежны и удобно располагаются в пространстве между конструктивными элементами дома. Поскольку воздушное отопление является низконапорной системой, то при ее построении необходимо учитывать определённые требования, например, минимизировать количество поворотов воздуховода – как магистрального, так и оконечных веток, идущих к решёткам. Статическое сопротивление трассы не должно превышать 100 Па. На основе производительности оборудования и конфигурации воздухораспределительной системы рассчитывается нужное сечение магистрального воздуховода. Количество оконечных веток определяется исходя из количества подающих решёток, необходимых для каждого конкретного помещения дома. В системе воздушного отопления дома обычно используются стандартные подающие решётки размером 250х100 мм с фиксированной пропускной способностью – она вычисляется с учетом минимальной скорости движения воздуха на выходе. Благодаря такой скорости в помещениях дома не ощущается движение воздуха, отсутствуют сквозняки и посторонний шум.

Конечная стоимость отопления частного дома рассчитывается после окончания этапа проектирования на основании спецификации с перечнем устанавливаемого оборудования и элементов системы воздухораспределения, а также дополнительных устройств контроля и автоматики. Чтобы произвести первоначальный расчет стоимости отопления, вы можете воспользоваться анкетой на расчет стоимости системы отопления ниже:

онлайн-калькулятором

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.

Сборка трубопровода по лучевой схеме обойдется существенно дороже, чем устройство системы по периметральным способом. Однако благодаря специфике такой разводки нагретый теплоноситель поставляется во все точки одновременно

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.

Для того чтобы сократить расход труб собранные по лучевой схеме трубопроводы прокладываются не по периметру, а кратчайшими путями – от коллектора к прибору

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.

Скрытый монтаж позволяет существенно улучшить визуальный вид любого помещения, оставляя видимыми только радиаторы отопления

Основные характеристики коллекторной системы

Главное различие между коллекторным и стандартным линейным методом перераспределения теплового носителя – деление потоков на несколько независимых друг от друга каналов. Могут применяться различные модификации коллекторных установок, различающиеся комплектацией и размерным рядом.

Нередко коллекторную схему отопления называют лучевой. Это связано с конструкционными особенностями гребенки. При осмотре устройства с верхней точки можно заметить, что отходящие от нее трубопроводы напоминают изображение солнечных лучей

Конструкция сварного коллектора достаточно проста. К гребенке, представляющей из себя трубу круглого или квадратного сечения, подключают необходимое количество патрубков, которые, в свою очередь, подсоединяются к индивидуальным линиям контура обогрева. Сама коллекторная установка сопрягается с главным трубопроводом.

Также устанавливается и запорная арматура, посредством которой осуществляется регулировка объема и температуры нагреваемой жидкости в каждом из контуров.

Коллекторную группу, укомплектованную всеми необходимыми деталями, можно приобрести в готовом виде или же собрать самостоятельно, что существенно снизит расходную смету при проектировании обогрева

Положительные стороны эксплуатации системы обогрева, в основе которой находится распределительный коллектор, следующие:

1. Централизованное распределение гидравлической схемы и температурных показателей происходит равномерно. Самая простая модель кольцевой гребенки двух- или четырехконтурного типа может достаточно эффективно сбалансировать показатели.
2. Регулирование рабочих режимов тепломагистрали. Процесс воспроизводится за счет наличия специальных механизмов – счетчиков-расходомеров, узла подмеса, запорно-регулировочной арматуры и термостатов. Однако их установка требует правильных расчетов.
3. Удобство обслуживания. Надобность в проведение профилактических или ремонтных мер не требует отключения всей сети отопления. За счет задвижной трубопроводной арматуры, монтированной на каждый отдельный контур, можно легко перекрыть поток теплоносителя на требуемом участке.

Тем не менее есть и недостатки в такой системе. В первую очередь – повышается расход труб. Компенсация гидравлических потерь осуществляется посредством монтажа циркуляционного насоса. Его требуется устанавливать на все коллекторные группы. Помимо этого, это решение актуально исключительно в отопительных системах закрытого типа.

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.

Схема лучевой системы отопления

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

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.

Важно помнить, что при сгибе нужно соблюдать минимальный радиус изгиба для данного диаметра тубы. Его можно посмотреть на сайте производителя, а для гибки лучше пользоваться ручным трубогибом

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

Схема подключения лучевой разводки

Выбирая отопительную схему, в большинстве случаев останавливаются на лучевой поэтажной разводке трубопровода. Все трубы скрываются от глаз в толще пола. Коллектор – главный распределительный орган устанавливается в нише стенового ограждения, часто в специальный шкаф, расположенный в центре дома/квартиры.

В подавляющем большинстве случаев реализации лучевой разводки требуется наличие циркуляционного насоса, а иногда нескольких, установленных на каждое кольцо или ветку. Его необходимость описана выше. Лучевую разводку сборки системы отопления чаще всего выполняют на базе одно- и двухтрубного монтажа, практически полностью вытесняя тройниковый тип подключения.

Это упрощенная схема лучевой разводки, в которой каждый радиатор подключается к разъему коллектора для прямой и обратной подачи теплоносителя

На каждом этаже возле стояка двухтрубной системы монтируются подающий и обратный коллекторы. Под полом трубы от обоих коллекторов проходят в стене или под полом и подключаются к каждому радиатору в рамках этажа.

Каждый из контуров должен иметь приблизительно одинаковую протяженность. Если этого не получается достичь, то каждое кольцо необходимо оснастить собственным циркуляционным насосом и автоматикой для регулировки температуры.

При этом изменение температурного режима будет полностью независимым на каждом контуре и не будет влиять друг на друга. Т.к. трубопровод будет находиться под стяжкой, каждый радиатор нужно оборудовать воздушным краном. Воздухоотводчик можно разместить также и на коллекторе.

Предварительный этап

До начала работ задача хозяина заключается в правильном подборе всех комплектующих и мест расположения оборудования, а именно:

• определить места расположения радиаторов;
• выбрать тип радиаторов, исходя из показателей давления и типа теплоносителя, а также определить количество секций или площадь панелей (сделать расчет тепловых потерь и подсчитать тепловую мощность, необходимую для качественного обогрева каждой комнаты);
• изобразить схематично расположение радиаторов и маршруты прохождения трубопровода, не забыв про остальные элементы системы отопления (котел, коллекторы, насос и т.д.);
• составить бумажный список всех элементов и сделать покупки. Чтобы не ошибиться в расчета, можно пригласить специалиста.

Итак, чтобы приступить к следующему этапу, необходимо учесть правила монтажа лучевой системы

Правила установки лучевой разводки

Если вы выбрали укладку труб под пол, следуйте нескольким правилам, которые помогут избежать теплопотерь и замерзания теплоносителя. Между черновым и чистовым полом должно быть достаточно пространства (об этом далее в описании).

При монтаже труб в пол важно учесть несколько требований, одним из которых является наличие достаточного пространства между чистовым и черновым полами

В качестве чернового пола может быть бетонная фундаментная плита. По ней сначала укладывают слой утеплителя, затем устраивают трубопровод. Если проложить трубы без теплоизолирующей подложки, то вода на данных участках может замерзнуть, теряя много тепла.

Что касается труб, то лучше остановить свой выбор на полиэтиленовых или металлопластиковых моделях, которые обладают высокой гибкостью. Трубопровод из полипропилена плохо гнется, поэтому не подходит для лучевой разводки.

Трубопровод необходимо прикрепить к основанию, чтобы он не всплыл во время заливки чистовым слоем стяжки. Закрепить можно с помощью монтажной ленты, пластиковых хомутов или другими доступными методами.

Трубу под стяжкой нужно обязательно утеплить, чтобы снизить теплопотери доя минимума, а на первом этаже обязательно необходимо уложить слой теплоизоляции

Затем вокруг трубопровода укладываем утеплитель слоем в 50 мм из пеноплекса или пенопласта. Изоляцию также крепим к основанию пола с помощью дюбелей-гвоздей. Финальным этапом является заливка раствором слоем 5-7 см, который будет служить основанием чистового пола. На эту поверхность можно уже укладывать любое напольное покрытие.

Если укладка труб производится на втором этаже и выше, то монтаж слоя теплоизоляции является опциональным

Запомните одно важное правило, на участках трубопровода, находящегося под полом, не должно быть никаких соединений

При наличии циркуляционного насоса достаточной мощности и производительности коллектор иногда размещают на этаж ниже относительно уровня расположения радиаторов.

Если коллектор размещается на нижнем уровне (подвале), то нужно учесть несколько правил правильной подводки труб от гребенки к радиаторам, которые находятся на следующем уровне

Устройство лучевой системы в многоквартирном доме

Основной нюанс при установке коллекторной системы в многоэтажном доме заключается в подаче воды по двухтрубной системе. Таким образом лучевая разводка в одной квартире будет влиять на распределение тепла в других квартирах, где подобная схема не применяется. В результате эти квартиры будут получать меньше тепла. Однако есть способы, чтобы избавиться от подобных нюансов.

Применение теплообменника

Монтаж теплообменника производится по типу обычной батареи, через которую жидкость проходит без помощи насоса. Потоки теплоносителя, проходящие через коллектор с установленным радиатором, не смешиваются с жидкостью центрального обогрева.

Монтаж первично-вторичными кольцами

При таком варианте подключения первичным кольцом является центральная система обогрева, вторичным – лучевая. Монтаж осуществляется к трубам, идущим от радиатора. Врезку выполняют таким образом:

1. Чтобы жидкость подавалась к коллектору напрямую, первую врезку делают от перемычки батареи на расстоянии 30 см.
2. Обратную линию врезают с отступом в 60 см от перемычки.
3. В точках врезки устанавливают запорную арматуру.
4. Монтируют насос и трехходовой клапан.
5. На обратке ставят клапан, чтобы жидкость поступала только в одном направлении.

При таком конструктиве нагретая жидкость распространяется через коллектор по ветвям контура, после чего часть воды подается в обратку центральной системы, а часть возвращается через трехходовой клапан.

Выполнив такое подключение, теплоноситель будет отбираться равномерно без разряжения в центральном стояке отопительной системы и без нарушения температурного баланса в квартирах. Чтобы произвести врезку в центральный стояк своими руками требуется индивидуальный проект и разрешение от управляющей компании.

Достоинства и недостатки горизонтальной разводки

Горизонтальная разводка отопления имеет ряд достоинств:

1. Высокая степень контроля теплоотдачи. В такой схеме за расходом тепла очень просто следить за счет автоматического удаленного управления.
2. Возможность отдельной настройки каждого участка. На любом отрезке контура можно настроить температуру отдельно, в зависимости от конкретных потребностей, предъявляемых помещением.
3. Возможность скрытой прокладки. Горизонтальная система отопления отлично подходит для скрытой установки, что позволяет визуально разгрузить помещение и улучшить тем самым его интерьер.
4. Надежность. При использовании хороших комплектующих и правильном монтаже горизонтальная система может без проблем проработать несколько десятков лет.

Из недостатков можно выделить разве что следующие моменты:

• Иногда возникает необходимость ручной настройки системы;
• В случае механического повреждения с системой возникают серьезные проблемы.

Выбор комплектующих системы

При проектировании отопления лучше всего приобретать распределительные узлы заводского производства.

Благодаря разнообразию ассортимента гребенку не составит труда выбрать под определенные параметры отопления, обеспечив тем самым точность и надежность системы.

В продаже можно встретить готовые коллекторные блоки, совмещающие в себе подающий и обратный узлы, а также термостатические клапаны и автоматические воздухоотводчики

Ключевыми параметрами при выборе труб для контуров отопления являются устойчивость к коррозии, термостойкость и высокая прочность на прорыв. Кроме того трубы должны обладать необходимой гибкостью с тем, чтобы их можно было прокладывать под любыми углами.

При выборе изделий предпочтение стоит отдавать трубам, выпускаемым в бухтах. Применение цельных изделий позволит избежать соединений в разводке, что особо актуально при закрытом способе монтаже внутри стяжки.

Трубы для систем частных коттеджей

При проектировании отопления в частных домах стоит ориентироваться на то, что давление в системе составляет порядка 1,5 атмосфер, а температура теплоносителя может достигать:

• для радиаторов – 50-70 градусов;
• для теплых полов – 30-40 градусов.

Для автономных систем отопления с их предсказуемыми параметрами вовсе не обязательно приобретать нержавеющие гофротрубы. Многие хозяева ограничиваются приобретением труб из сшитого полиэтилена маркировки «РЕХ».

Полиэтиленовые трубы для контуров отопления в продаже представлены в 200-метровых бухтах; они способны выдерживать давление до 10 кгс/кВ.см и работать при температуре в пределах 95 °С

Состыковывают такие трубы с помощью натяжных фитингов, благодаря чему можно получить неразрывные соединения.

Помимо высоких эксплуатационных параметров главным достоинством сшитого полиэтилена является механическая память материала. Поэтому, если с усилием растянуть край трубы, а в образовавшийся просвет вставить штуцер, она плотно охватит его, обеспечив прочное соединение.

При использовании металлопластиковых труб соединение выполняют посредством накидных фитингов с обжимными гайками. А это уже получается разъемное соединение, которое согласно СНиПу «замоноличивать» нельзя.

Вам также может быть информация о том, какие трубы лучше выбрать для отопления, рассмотренная здесь.

Трубы для многоквартирных домов

Если коллекторная система будет устанавливаться в многоквартирном доме, то стоит учитывать, что рабочее давление в ней составляет 10-15 атмосфер, а температура теплоносителя может достигать порядка 100-120 °С. Следует помнить, что устройство коллекторного отопления возможно только на первом этаже.

Оптимальным вариантом для монтажа системы в многоквартирном доме является применение гофрированных труб, выполненных из нержавеющей стали.

Наглядным примером тому является продукция корейской компании Kofulso. Трубы этой торговой марки способны работать при рабочем давлении в 15 атмосфер и выдерживать температуру порядка 110 °С. Давление разрушения труб Kofulso достигает отметки 210 кгс/кв.см.

Благодаря отличной гибкости трубы, при которой радиус изгиба равен ее диаметру, изделия удобно применять при укладке «теплого пола»

Сборка соединений трубопровода с использованием таких элементов не составляет труда. Трубу просто вставляют в фитинг и закрепляют путем накручивания гайки, которая обжимает металлическую гофрированную поверхность эластичным силиконовым уплотнителем.