Как развести 4 контура отопления?

Разводка отопления от котла в частном доме

На словах составить и обговорить систему отопления – дело нехитрое. Однако, чтобы она правильно функционировала, была эффективной и экономной, следует подробно спланировать и рассчитать каждый элемент и узел. Разводка отопления от котла в частном доме прокладывается не только с учетом красоты и комфорта. Важно учитывать тип системы, характеристики материалов, которые будут использоваться, и придерживаться общих требований.

1. Основные требования
2. Диаметр труб
3. Уменьшаем сопротивление труб и контура
4. Схемы разводки
5. Цена за 1м2 работ

Назначение отопительного коллектора

Отсутствие распределительного коллектора в системе водяного отопления может привести к тому, что вода в разные контуры системы может поступать неравномерно. В результате у вас будет горячий пол и холодные радиаторы, или наоборот.

Это может происходить от того, что к одному выходному патрубку бойлера может быть подключено несколько контуров отопительной системы. Жидкость протекает по таким соединениям неравномерно, в результате чего части помещений не будет хватать тепла. А ведь именно от количества теплоносителя, проходящего по трубам, объема и скорости его перемещения и зависит эффективность системы теплоснабжения.

трубы, отходящие от бойлера

Некоторые владельцы домов пытаются решить эту проблему установкой дополнительных насосов и регулирующих клапанов. Но это только усложняет систему и не всегда приводит к равномерному распределению теплоносителя.

Как распределяется теплоноситель в частном доме?

Возьмем для примера отопительную систему для частного дома площадью в 100 квадратов. Прибором для нагрева воды будет являться настенный газовый котел, имеющий один выходной патрубок с диаметром ¾ дюйма.

В доме у нас имеется два отопительных контура и один контур, нагревающий воду для бытового использования косвенным нагревом. Все контуры построены из труб с диаметром в 1 дюйм. Как рассчитать и построить эффективную систему теплоснабжения?

Первым делом уясняем для себя, что основной причиной некачественного теплоснабжения является элементарная нехватка теплоносителя в системе. А вот основной причиной такой нехватки является чрезмерно узкие распределительные трубопроводы.

Таким образом, повысить эффективность тепловой системы, то есть увеличить диаметр распределительных труб можно двумя способами:

• При использовании котлов со встроенными насосами к ним подключают гидрострелку (распределитель потоков). При этом на каждом контуре потребления тепла необходимо установить собственный циркуляционный насос. Но такое устройство будет работать только в небольшом здании. При повышении отапливаемых площадей его эффективность и надежность резко падает.
• Наиболее надежным способом станет подключение к источнику тепла водяного распределительного коллектора.

Наиболее совершенный вид распределительного коллектора называется кампланарным. С его помощью эффективно решается проблема соединения труб разного диаметра и объема размещаемого теплоносителя.

распределительный гидроколлектор на 4 контура

Рассмотрим, как своими руками создать системы распределения теплопотоков.

Особенности комбинированной системы

В комбинированную систему отопления входят радиаторы, которые являются высокотемпературными источниками, и низкотемпературные – тёплые полы.

Подсоединять водяной пол в смешанной схеме возможно двумя способами:

1. К имеющемуся нагревательному котлу — такой способ уменьшает стоимость оборудования и время монтажа. Недостаток этой конструкции — невозможность работать автономно. При этом увеличивается расход энергии, и снижается эффективность пола.
2. Путём установки отдельного котельного оборудования для пола — это существенно увеличивает расходы при монтаже. Однако такая система имеет преимущество — автономность, её работа не зависит от батарей. Это удобно, когда радиаторный обогрев уже не функционирует.

Есть несколько рекомендаций, которые надо учитывать, решив создавать в частном доме совместное отопление:

1. Устанавливать температурные режимы отдельно для батарей и тёплого пола. Так как в батареях нагрев воды на подаче и на выходе составляет около 70 и 55 градусов соответственно, а для греющих полов требуется — 40 и 30, то котлы с этой задачей самостоятельно справится не способны.
2. Применять специальные комплектующие для настройки нагрева. Насосно-смесительные узлы, запорную арматуру — они сократят затраты, и позволят грамотно произвести соединение системы с ёмкостью, в которой нагревается вода.
3. Осуществлять настройку комбинированной системы с использованием специальных и правильно установленных технических средств. Например, смесительный узел с термостатической головкой, его функция — регулировка уровня нагрева жидкости, термостат — отвечает за управление степенью обогрева каждой комнаты в отдельности.

При укладке водяного пола, нет смысла ограничиваться только ванной и туалетом. Лучше разместить такую систему по возможности везде, так как увеличение её площади, существенно не сказывается на монтажных и эксплуатационных затратах.

Ведь в любом случаи понадобится установка смесительного узла и устройства, которое обеспечит циркуляцию жидкости. А какой будет коллекторная группа — однотрубной, двухтрубной или больше — не важно.

Расходы на стяжку так же не изменяться, даже если пол монтируется лишь в одной части комнаты, бетонный раствор придётся заливать по всей площади.

Размер труб для котлов

Общий котловой диаметр труб отопления частного дома является основой основ всей системы отопления. Так как в этом случае труба будет устанавливаться от начала котла до самого коллектора отопления.

Выделяют виды котлов:

• напольный;
• настенный

При использовании напольного котла диаметр трубы должен соответствовать диаметру выхода котла. Обычно это 20-32 мм. При использовании настенного котла рекомендуемый диаметр полипропиленовой трубы составляет 25 или диаметр 20 для металлопластиковой трубы. Она будет соединять котел и распределительный коллектор.

Рекомендуется соединять коллектор с трубой 40 диаметра, независимо от диаметра трубы, присоединенной к котлу. Данный факт объясняется тем, что диаметр коллектора должен превышать размер выходящих из него труб. Это является важным правилом установки и увеличивает эффективность работы в несколько раз.

Схема обвязки котла при принудительной циркуляции

Побудителем движения воды в контуре с принудительной циркуляцией является циркуляционный насос. Схемы также могут быть открытыми (с расширительным баком открытого типа) и закрытыми (с мембранным баком и группой безопасности).

Циркуляционный насос, как правило, устанавливают в месте, где температура воды имеет самое низкое значение — на её входе в котёл, и монтируют на той же площадке. Выбор насоса осуществляется на основании расчёта отопления, показывающего необходимый расход теплоносителя, и характеристик котла. Регулирование расхода теплоносителя осуществляется на основании температуры обратной воды по импульсу от установленного на входе в котёл датчика.

1. Котёл. 2. Группа безопасности. 3. Расширительный бак. 4. Циркуляционный насос. 5. Радиаторы отопления

Вертикальная схема с верхней разводкой

Такой вид отопления предполагает подачу теплоносителя от котла до верхней точки системы по подающей трубе и его распределение по стоякам, которые подают теплоноситель к приборам отопления. Возвращается остывшая вода по обратным трубам системы. Для предотвращения скопления воздуха в системе предусмотрен расширительный бак.

Благодаря подаче большего давления по стоякам система отопления с верхней разводкой считается более эффективной.

Камин или печь с водяным контуром

Камины и печи с водяным контуром представляют из себя усовершенствованные твердотопливные котлы. Они более эстетичны, чем обычные отопительные котлы.

Камины чаще всего устанавливают в жилых помещениях, а не прячут в подвалах.

Подобные печи-камины способны эффективно отопить 2-3 комнаты, при больших объёмах устройства функционируют нестабильно.

Из-за этого приборы зачастую дополняют резервными отопительными источниками, либо самим каминам отводят второстепенную роль.

Виды коллекторов в системах обогрева

Модельный ряд продукции по специфике функционирования делится на 3 типа – солнечные и распределительные коллекторы, гидрострелки. Наибольшим охватом потребителей обладает вторая позиция.

Солнечные коллекторы

Предназначены преимущественно для решения хозяйственных задач, в южных регионах на них можно безбоязненно возложить все процессы, связанные с отоплением. В средней широте с недостаточным уровнем солнечного излучения такие коллекторы применяют для обеспечения горячего водоснабжения в те периоды, когда простаивает отопительный котел.

Коллектор солнечных панелей состоит из регистров, помещенных в вакуумные трубки, они взаимодействуют с замкнутым контуром, работающим на основе жидкого агента. По мере испарения агент поднимается к теплообменнику и нагревает рабочую среду. При остывании вещество опускается, тем самым закладывая цикличность процесса.

Гидрострелка – термогидравлический распределитель

Устройство используется для балансировки отопительной системы: оно выравнивает показатели температуры и давления жидкой рабочей среды в разных контурах обогрева. Этот элемент создает оптимальную разницу характеристик между двумя направлениями потоков – подачей и обраткой, контролирует степень из смешения. Гидрострелка не только обеспечивает стабильный микроклимат в комнатах, но и создает щадящие условия использования котельного оборудования.

На фото гидрострелка с коллектором из нержавеющей стали

Гидроразделитель активно применяют в сложных нагревательных схемах, базирующихся на нескольких отопительных контурах, он объединяет котел с радиаторами, горячим водоснабжением, теплыми полами. Заводские модели устройств включают сепараторы потоков, а также механизмы, выводящие из системы воздух и загрязнения.

Для оптимизации обогрева желательно снабдить каждый контур собственным насосом. Гидрострелка – это особая категория коллектора, ее отличает способность работы с большими диаметрами труб, она монтируется в котельной в вертикальной плоскости.

Распределительные коллекторы для системы отопления

Они разносят потоки рабочей среды прямо к отопительным приборам. Конструктивно изделие состоит из пары гребенок, первая необходима для доставки теплоносителя к греющим точкам, вторая осуществляет отвод воды обратно в котельную. В торцевой части каждого распределителя предусмотрены подключения к магистралям, непосредственно вдоль корпуса можно увидеть штуцеры для конкретных приборов, в частности, для контуров теплого пола, отопительных батарей.

Обустройство радиаторного отопления с помощью распределительного коллектора, по сравнению с традиционными 1-2-трубными схемами, производится параллельно, а не как все привыкли – последовательно. Теплоноситель, разводимый по всем веткам, имеет одинаковую температуру. Характеристики каждого радиатора или группы в пределах одного контура можно задать в соответствии с запросами, при этом можно не бояться их взаимовлияния.

Для теплых полов использование гребенок – единственный осуществимый вариант, обеспечивающий ровную работу системы. При необходимости коллектор можно смонтировать скрытно, замаскировав специальным шкафом, помещенным в нишу.

Моделирование оптимальной геометрии контура

Для одного частного дома может быть спроектировано несколько замкнутых водяных контуров, которые будут обогревать разные помещения. Они могут существенно отличаться друг от друга по типу разводки.

При проектировании, в первую очередь, исходят из работоспособности системы, а также оптимальной геометрии с позиции минимизации затрат, простоты монтажа и возможности вписать элементы отопления в дизайн помещений.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Нагрев теплоносителя для отопления дома происходит в одном или нескольких устройствах, расположенных внутри помещения. Это могут печи, камины, а также газовые, электрические или твердотопливные котлы.

Давление воды в контуре обеспечивают или за счет использования циркуляционных насосов или выстраиванием геометрии системы, позволяющей создать условия для естественной циркуляции.

Также источником горячей воды может быть централизованная система отопления для нескольких домов. В случае слабого напора возможно подключение циркуляционных насосов для создания дополнительного давления и увеличения скорости перемещения жидкости по трубам.

При выборе варианта с естественной циркуляцией теплоносителя или небольшого давления в трубах при централизованном отоплении необходимо внимательно отнестись к возможности максимального использования физических законов, позволяющих начинать и поддерживать движение жидкости.

Обязательным элементом разводки в этом случае является коллектор разгона. Он представляет собой вертикальную трубу, по которой горячая вода поднимается вверх, затем распределяется по приборам отопления и, потеряв начальную температуру, стекает вниз.

По причине разной плотности возникает перепад гидростатического давления горячего и холодного столба жидкости, который является движущей силой для циркуляции воды.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Подвод горячей воды к радиаторам может быть осуществлен разными способами. Разводку условно делят на вертикальную и горизонтальную, по положению труб (стояков), подающих воду непосредственно к радиаторам отопления.

Вертикальные схемы с верхней подачей горячей воды максимально используют разницу гидростатического давления между теплым и холодным сегментами контура, поэтому их практически всегда применяют при естественной циркуляции, а также при низком давлении в системе.

Кроме того, такие схемы работоспособны при аварийном отключении насоса, которое может наступить по причине его поломки или отсутствия электроэнергии.

Разводку с нижней подачей практически не применяют при отоплении с естественной циркуляцией. В случае наличия хорошего давления в системе ее использование оправдано, так как у такой схемы существует два значительных плюса, относительно альтернативного варианта.

• меньшая суммарная длина используемых труб;
• отсутствует необходимость проведения трубы по чердаку или технологическим нишам под потолком второго этажа.

Горизонтальную схему разводки отопления используют для одноэтажных частных домов. Если здание имеет два или более этажа, то ее часто используют в случае, когда с позиции дизайна вертикальные стояки нежелательны.

Горизонтальные трубы, подающие и отводящие воду можно органично вписать в интерьер помещений, а также спрятать под пол или в ниши, расположенные на уровне пола.

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КОТЛОВОГО И ПОТРЕБИТЕЛЬСКОГО КОНТУРОВ.

Гидравлическое разделение котлового и потребительского контуров.

Понятие гидрострелки (или гидравлического разделителя) давно известно монтажникам автономных систем отопления, однако доступно объяснить простому обывателю, зачем нужен данный элемент, может не каждый. Давайте попробуем разобраться вместе.

Основная задача данной конструкции – гидравлическое разделение котлового и потребительского контуров. После выполнения такого разделения система может работать в разных режимах, когда:
1) расход котла = расходу потребителей:
В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы. Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь кратковременно, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к изменению – на этом основана вся система ее регулирования.
2) расход котла

Однако ВАЖНО, чтобы подобные режимы были непродолжительными, т.к. в контур потребителя будет попадать теплоноситель с более низкой температурой, что вынуждает увеличивать расход топлива и разогревать теплоноситель в котле до более высоких температурных параметров.
3) расход котла>расхода потребителей:
Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет доминирующим. В этом случае лишний теплоноситель возвращается в котел через обратку, подогревая ее. Это необходимо для того, чтобы в переходном режиме, когда включается «холодный» потребитель (гостевой дом, бассейн, подвал), не допустить теплового удара. Проще говоря, чтобы холодная обратная подача не нанесла вред котлу, она подогревается разогретым теплоносителем.

Конструкция гидрострелки чрезвычайно проста. Это кусок трубы прямоугольного или круглого сечения, который имеет четыре отвода – два со стороны котлового контура и два со стороны потребителей. Располагать такой элемент можно как горизонтально, так и вертикально. Хотя чаще встречается второй вариант, поскольку в этом случае проще устанавливать воздухоотводчик и кран для удаления шлама, который скапливается в нижней части конструкции.

«Классическая» компоновка обычной гидрострелки базируется на «правиле трех диаметров». То есть диаметр патрубков – втрое меньше диаметра главного цилиндра разделителя. Патрубки располагаются диаметрально противоположно, а их размещение по высоте гидрострелки также привязано к базовому диаметру.

Практикуется и некоторое изменение расположения патрубков – своеобразной «лесенкой».Это изменение направлено в основном на более эффективное удаление газа и нерастворимого осадка. При движении по трубе подачи небольшое изменение направления потока теплоносителя зигзагообразно вниз способствует более качественному удалению пузырьков газа. На обратном потоке, наоборот, ступенька вверх, и это облегчает удаление твердых включений. А кроме того, такое расположение способствует лучшему смешению потоков. см. рис.2

Если система отопления включает контуры с разным температурным режимом, то есть смысл применить даже гидрострелку, которая станет выполнять роль коллектора, причем на разных парах патрубков будет свой температурный напор. Это значительно снизит нагрузку на термостатические устройства, сделает всю систему более управляемой, эффективной и экономичной.

На третьем прикрепленном рисунке ниже расположена рекомендуемая схема сборки подобной гидрострелки с тремя разнотемпературными выходами на контуры отопления. Чем ближе пара патрубков к центру, тем меньше температурный напор в трубе подачи, и тем меньше разница температур в подаче и обратке. Например, для радиаторов оптимальный режим – 75 градусов в подаче с разницей Δt = 20 ºС, а для теплых полов будет достаточно 40÷45 с Δt = 5 ºС.

Если просматривать публикации про системы отопления, то можно заметить, что используются и гидравлические разделители горизонтального расположения. В таких вариантах, конечно, уже и речи не идет о сепарации воздуха или шлама. А расположение патрубков может существенно отличаться – для эффективной конвекции теплоносителя часто применяются схемы даже во встречным направлением потоков «малого» и отопительного контура.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

• нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

• определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

• объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

На работу гидравлической стрелки можно посмотреть в приложенном видео.

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Вариант использования гидроразделительного оборудования

Аварийные контуры

В системах принудительной циркуляции насосы зависят от электропитания, которое может отключиться. Чтобы не произошёл перегрев котла, способный вывести оборудование из строя или даже привести к разгерметизации, котлы снабжают аварийными системами.

Первый вариант. Источник бесперебойного питания или генератор, которые будут питать циркуляционные насосы. По эффективности такой способ один из наиболее оптимальных.

Второй вариант. Обустраивается малое резервное кольцо, работающее по гравитационному принципу. При отключении циркуляционного насоса в систему включается контур с естественной циркуляцией, обеспечивая сброс тепла теплоносителя. Полноценного отопления дополнительный контур обеспечить не может.

Третий вариант. При строительстве закладываются два полноценных контура, один работает по гравитационному принципу, второй с помощью насосов. Системы должны иметь возможность тепломассообмена на аварийный период.

Четвертый способ. Если водоснабжение централизованное, то при отключении насосов холодную воду подают в контуры отопления через специальную трубу с запорным вентилем (перемычку между системами водоснабжения и отопления).

В заключение предлагаем посмотреть видео о правилах расчета однотрубной системы отопления частного дома.