Как устроена лучевая система отопления: схемы и варианты разводки

Что представляет собой лучевая система отопления

При оснащении жилья системой обогрева можно выбирать такие варианты соединения конвекторов:

• тройниковая разводка;
• лучевая (коллекторная) разводка.

Первый вариант, схема которого представлена на фото, по монтажу менее затратный, поскольку требуется гораздо меньшая длина труб. Однако по ряду других характеристик тройниковая разводка менее эффективна, по сравнению с коллекторной, которая предполагает подсоединение каждого конвектора отдельными трубами (лучами). При втором варианте все батареи соединяются параллельно с распределительным узлом, называемым гребенкой. Последний подключается к котлу либо центральной системе отопления посредством основной магистрали.

Назначение коллектора – распределять теплоноситель с одинаковой температурой по контурам системы, после чего собирать их и направлять к котлу.

Варианты отопительных разводок

1. Лучевая система

Это трубопровод с вмонтированными коллекторами и дроссельными заслонками возле каждого отвода. К каждой батарее идёт пара трубок, идущих от каждого отвода. Тепло регулируется довольно-таки легко, но при инсталляции возникают осложнения: необходимо прятать в бетонной стяжке пола или под фальшстенами десяток труб.

Коллекторная (лучевая) схема отопления одноэтажного дома:

Монтаж такой системы выльется в круглую сумму. Зато она самая эффективная в плане экономии тепла.

2. Двухтрубная схема отопления

Во всём доме, по периметру или под полом, тянутся два трубопровода – подачи и обратки. Батареи, фанкойлы, конвекторы, — всё это играет роль перемычек и создаёт подобие короткого замыкания. Вода циркулирует от ближней батареи к дальней. Поэтому дроссельные заслонки будут ограничивать проходящую через батареи горячую воду. Для равномерного тепла в каждой комнате необходимо тонко балансировать систему.

Двухтрубная схема отопления одноэтажного дома:

• большой расход трубы и материалов;
• без балансировки происходит замерзание труб и батарей.

3. Однотрубная схема отопления дома

Считается самой простой. Иногда её называют, по старинке, «ленинградкой». При монтаже такой системы по периметру всего дома и во всех жилых помещениях укладывают трубу на 25-32-40 мм. Почему обязательно в жилых комнатах? Всё просто: паразитное тепло, которое выделяется трубой, тоже будет обогревать всю комнату.

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома:

Или вот схема отопления одноэтажного частного дома в одноконтурном варианте:

Радиаторы и конвекторы врезаются для закольцовки, но с использованием трубы двадцатки. На всех подводах устанавливаются дроссельные заслонки и краны. Первые уравнивают температуру, а другие — выпускают воздух. Если бы не было вентилей (кранов), то вода вытеснила бы воздух в верхнюю часть отопительного элемента. А это, в свою очередь, делает меньше количество отдаваемого тепла.

• тепло практически не теряется;
• простота и быстрота монтажных работ;
• экономное использование;
• при отсутствии электричества, отключающее циркуляционный насос, движение воды не остановится;
• экономия материалов.

Так какую же систему отопления выбрать в одноэтажном доме? Можно отметить лишь один, но существенный факт, который повлияет на ваш выбор – возможность устанавливать любую из перечисленных схем в одноэтажных домах и коттеджах: лучевая, однотрубная, двухтрубная, электрическая, воздушная и даже систему «водяного пола».

О последних трёх мы не упоминали, но они также популярны последнюю систему («тёплый пол») пару лет назад использовали только в саунах, но сегодня её относят к полноценному виду отопительных систем, которые полноценно обеспечивает теплом весь дом.

К причинам, повлёкшим выбор той или иной системы, можно отнести и площадь дома, и срок проживания (постоянный или временный), и из чего построен дом (кирпич, блок или деревянный брус).

Виды систем отопления многоквартирных домов

В зависимости от структуры, характеристик теплоносителя и схем разводки трубопроводов отопление многоквартирного дома подразделяют на следующие типы:

По расположению источника тепла

• Поквартирная система отопления, при которой газовый котёл устанавливается в кухне или отдельном помещении. Некоторые неудобства и вложения в оборудование с лихвой компенсируются возможностью включать и регулировать отопление по своему усмотрению, а также низкими эксплуатационными затратами за счёт отсутствия потерь в теплотрассах. При наличии собственного котла практически отсутствуют ограничения по реконструкции системы. Если, к примеру, хозяева пожелают заменить батареи на тёплые водяные полы — к этому нет никаких технических препятствий.
• Индивидуальное отопление, при котором своя котельная обслуживает один дом или жилой комплекс. Такие решения встречаются как в старом жилом фонде (кочегарки), так и в новом элитном жилье, где сообщество жильцов само решает, когда начать отопительный сезон.
• Центральное отопление в многоквартирном доме наиболее распространено в типовом жилье.

Устройство центрального отопления многоквартирного дома, передача тепла от ТЭЦ осуществляется через местный теплопункт.

По характеристикам теплоносителя

• Водяное отопление, в качестве теплоносителя используется вода. В современном жилье с поквартирным или индивидуальным отоплением встречаются экономичные низкотемпературные (низкопотенциальные) системы, где температура теплоносителя не превышает 65 ºС. Но в большинстве случаев и во всех типовых домах теплоноситель имеет расчётную температуру в пределах 85-105 ºС.
• Паровое отопление квартиры в многоквартирном доме (в системе циркулирует водяной пар) имеет ряд существенных недостатков, в новых домах давно не используется, старый жилой фонд повсеместно переводят на водяные системы.

По схеме разводки

Основные схемы отопления в многоквартирных домах:

• Однотрубная — как подача, так и обратный отбор теплоносителя к отопительным приборам осуществляется по одной магистрали. Такая система встречается в «сталинках» и «хрущёвках». Обладает серьёзным недостатком: радиаторы расположены последовательно и из-за остывания в них теплоносителя температура нагрева батарей падает по мере удаления их от теплопункта. Для того, чтобы сохранить теплоотдачу, количество секций увеличивается по ходу движения теплоносителя. В чистой однотрубной схеме невозможна установка приборов регулирования. Не рекомендуется изменять конфигурацию труб, устанавливать радиаторы другого типа и габаритов, иначе работа системы может быть серьёзно нарушена.
• «Ленинградка» — усовершенствованный вариант однотрубной системы, который, благодаря подключению тепловых приборов через байпас, снижает их взаимовлияние. Можно установить на радиаторы регулирующие (не автоматические) устройства, заменить радиатор на иной тип, но схожей ёмкости и мощности.

Слева — стандартная однотрубная система, в которую мы не рекомендуем вносить никаких изменений. Справа — «ленинградка», возможна установка ручных регулирующих вентилей и корректная замена радиатора

Двухтрубная схема отопления многоквартирного дома стала широко использоваться в «брежневках», популярна и по сей день. Подающая и обратная магистрали в ней разделены, поэтому теплоноситель на входах во все квартиры и радиаторы имеет почти одинаковую температуру, замена радиаторов на иной тип и даже объём не оказывает существенного влияния на работу других приборов. На батареи можно устанавливать приборы регулирования, в том числе автоматические.

Слева — усовершенствованный вариант однотрубной схемы (аналог «ленинградки»), справа — двухтрубный вариант. Последний обеспечивает более комфортные условия, точное регулирование и даёт более широкие возможности по замене радиатора

Лучевая схема применяется в современном нетиповом жилье. Подключение приборов параллельное, взаимное влияние их минимально. Разводка, как правило, выполняется в полу, что позволяет освободить стены от труб. При установке приборов регулирования, в том числе автоматических, обеспечивается точное дозирование количества тепла по помещениям. Технически возможна как частичная, так и полная замена системы отопления в многоквартирном доме с лучевой схемой в пределах квартиры с существенным изменением её конфигурации.

При лучевой схеме в квартиру входят подающая и обратная магистрали, а разводка осуществляется параллельно отдельными контурами через коллектор. Трубы, как правило, располагают в полу, радиаторы аккуратно и незаметно подключают снизу

Выбор насоса циркуляции

Лучевая трубопроводная разводка используется обычно в системах горизонтального типа с нижней подачей теплового носителя. Для неё требуется насос, который стимулирует циркуляцию тёплой жидкости по всем ветвям.

Циркуляционный насос уравнивает температурные показатели на входе и выходе контура отопления. Таким образом, повышается качество обогрева. Система становится компактнее и не такой материалоёмкой.

Для правильного выбора циркуляционного прибора в связи с этими характеристиками необходимо знать диаметр труб, их протяжённость и расстояние от самого насоса. Рассчитывать эти показатели нужно уже на стадии составления проекта.

Как установить насос

Для достижения максимального коэффициента полезного действия и качественного обогрева требуется учитывать следующее:

1. Насосы с мокрым ротором монтируются так, чтобы вал находился горизонтально.
2. Ставится техника обычно на обратке трубопроводной системы, так как там температуры ниже. Более новые приборы могут устанавливаться и на контур подачи, они не боятся высоких температур.
3. Должен находиться максимально близко к расширительному баку.
4. Насос с терморегулятором обязан быть вдали от горячих предметов.
5. Отопительный контур должен оборудоваться прибором для развоздушивания. При отсутствии его циркуляционный насос покупается с воздухоотводчиком.
6. Для удаления твёрдых включений перед монтажом специалисты советуют промывать систему.
7. Перед тем как запустить насос, стоит заполнить систему теплоносителем.

Многих интересует вопрос, можно ли обойтись без насоса, датчиков и воздухоотводчиков. Ответ – да. Однако потребуется организация некоторых условий, ведь циркуляция теплоносителя будет естественной.

Специалисты редко рекомендуют такой вариант. Дело в том, что лучевая схема системы отопления требует использования труб большого диаметра, а расширительный бачок нужно будет ставить в самом высоком уровне.

Небольшая дача либо другой маленький объект могут оптимально подойти для системы с естественной циркуляцией жидкости. Однако какой бы не был выбран вариант обогревательной системы, всё должно продумываться на этапе составления проекта.

Про виды циркуляционных насосов можно прочитать в этой статье.

Как организовать лучевую систему

Наиболее важным элементов при организации подобных систем является узел коллектора. При необходимости проводить разводку на каждом из этажей, потребуется разместить такой на каждом из этажей.

Коллекторы в процессе прокладки размещают в специальные шкафы, в которых предусматривается возможность регулировать работу системы. При прокладке требуется обеспечить минимальное число сочленений труб, что существенно увеличивает безопасность и стабильность в работе оборудования.

Также, требуется правильно подобрать нагревательный котел с учетом мощности, затрат тепловой и электрической энергии, коэффициент полезного действия с учетом потерь тепла системой. Вне зависимости от вида топлива, которое затрачивает котел в процессе обогрева, потребность расчета является обязательной.

Выбираем насос принудительной циркуляции

Основное применение лучевых схем систем отопления дома – горизонтальное расположение, с подачей теплоносителя снизу. Чтобы обеспечить возможность функционирования требуется использовать циркуляционный насос, который обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по ветвям сети.

Выбирать такой вид агрегата стоит по нескольким параметрам:

• производительность;
• высота напора.

Чтобы правильно подобрать насос требуется учитывать ширину просвета труб, протяженность и уровень высоты, относительно самого насоса. Все расчеты проводятся заранее.

Метод подключения без насоса

Работу системы можно обеспечить и без покупки и подключения насоса и ряда приборов для удаления излишков воздуха, но при этом требуется обеспечить соблюдение некоторых условий, которые крайне затруднительно осуществить. Требуется выбирать трубы с большим диаметром и монтировать расширительную емкость на максимальной высоте от пола.

Этот способ можно использовать в помещениях с малыми габаритами, чтобы обеспечить достаточное тепло в помещении. Однако, выбирать между принудительной или естественной подачей воды требуется ещё в процессе расчётов.

Правило монтируем циркуляционную помпу

Имеется ряд рекомендация по правильному монтажу помпы:

1. Насосы с влажным силовым агрегатом устанавливаются горизонтально.
2. Устройство термостатом запрещается максимально приближать к горячим поверхностям, чтобы избежать искаженных показателей.
3. Монтаж обычно проводится на возвратных участках системы, чтобы обеспечить нормальную работу системы, чтобы не допускать превышения температурных показателей. Ряд современных насосов может также монтировать около котла и без проблем работать при высокой температуре.
4. Если на контуре отопления отсутствует механизм устранения лишнего воздуха, обязательно стоит выбирать насос с возможность отвода газов.
5. Желательно монтировать его максимально близко к расширяющей емкости.
6. До монтажа желательно провести очистку системы от всех твердых фракций.
7. До запуска лучевой системы обязательно стоит провести предварительное тестирование с водой.

Выбираем распределительный коллектор

Это устройство имеет второе название – распределительная гребенка. Получило оно его за выполняемую функцию – подачу жидкости, проводящей тепло к каждому отдельному нагревательному элементу, радиаторам, теплому полу и другим. Также, в определенные отверстия возвращается теплоноситель на обратном пути, после чего подаётся котел, либо смешивается с содержимым труб для снижения температуры.

Количество одновременно поддерживаемых труб достигает 12. В некоторых моделях, для сложных лучевых систем отопления двухэтажного дома их число может быть больше. Каждый коллектор включается шаровой кран, который позволяет регулировать ток жидкости к каждому радиатору. Это нужно для регулировки количества теплоносителя, который идет по ветвям.

Выбираем трубы

Есть ряд аспектов, по которым определяются эксплуатационные характеристики будущего трубопровода. Выбирать стоит после того, как определитесь, куда будут монтировать сеть: под маскирующее покрытие или в цементную стяжку.

Причем в конструкции обязательно должна быть прослойка из воздухонепроницаемого материала. В противном случае, возможно покидание мельчайших частиц кислорода, которые содержатся в теплоносителе. В результате наблюдается ржавление котла и радиаторов.

Также, стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. При лучевой разводке не требуется использовать трубы стандартного диаметра. Оптимальный просвет – от 24 до 32 миллиметров.
2. Стоит выбирать изделия, в достаточной степени защищённые от механических повреждений. Чаще всего их заливают цементом, при этом требуется не допускать чрезмерного давления на сеть.

Естественная циркуляция теплового носителя

При естественной циркуляции теплоноситель двигается по системе методом самотека. Это становится возможным благодаря физическому эффекту, который проявляется при изменении плотности жидкости. Горячая вода обладает меньшим уровнем плотности. Жидкость, идущая по обратному току, имеет большую плотность, поэтому она без проблем вытесняет воду, уже нагревшуюся в котле. Нагревшийся теплоноситель направляется вверх по системе, а затем распределяется по горизонтальным трубопроводам, проведенным под небольшим наклоном, составляющим примерно 3-5 градусов. Наличие подобного уклона позволяет теплоносителю двигаться по трубе самостоятельно.

Схема отопительной конструкции, которая основывается на естественной циркуляции жидкости, является самой примитивной, поэтому легко реализовывается на практике. К тому же для обстановки такой системы не нужно использовать другие коммуникации. Стоит отметить, что этот вариант подходит только для частных домов с небольшой площадью, так как длина системы ограничивается 30 метрами. К минусам относят и необходимость установки труб с большим диаметром и низкий уровень давления в системе.

Лучевая разводка и теплый пол

Лучевую схему можно применять и для обустройства системы «теплый» пол. При грамотно составленном проекте с учетом всех факторов можно отказаться от радиаторов, сделав теплый пол основным источником для отопления.

Тепловые потоки будет равномерно распределяться по всему помещению, не создавая эффект конвекции в отличие от радиаторов. В результате отсутствует циркуляция пыли в воздухе.

Перед тем, как взяться за реализацию идеи по устройству водяных теплых полов, важно учесть следующие особенности:

• на бетонное или деревянное основание укладывается отражающий экран со слоем теплоизоляции;
• сверху укладывается трубы по петлеобразной схеме;
• перед заливкой бетоном производится гидравлическое испытание системы под давлением на протяжении суток;
• финишным слоем выступает стяжка или настил.

Коллектор каждого контура должен оснащаться расходомерами и термостатическими клапанами, которые позволяют вести точный контроль расхода теплоносителя и регулировать его температуры.

При разводке труб можно использовать термостатические головки и сервоприводы. Данные устройства позволяют автоматизировать работу теплого пола. Система будет реагировать на изменения в температуре помещения, настраивая комфортный режим для каждой комнаты.

Лучевая разводка для теплого пола требует оснащения коллектора несколькими комплектующими, которые позволяют контролировать, автоматизировать и управлять напольным отоплением для достижения максимального комфорта и энергоэффективности

При монтаже крайне важно правильно зафиксировать трубы, перед тем, как все заливать стяжкой. Для этого можно использовать утеплитель с пазами, арматурную сетку или скобы. Перед укладкой трубопровода необходимо четко определить маршрут, который теплоноситель будет преодолевать для обогрева пола (не допускать скрещивания труб)

Отрезать трубу лучше всего только после полной укладки и подводки к обратному и подающему коллекторам

Перед укладкой трубопровода необходимо четко определить маршрут, который теплоноситель будет преодолевать для обогрева пола (не допускать скрещивания труб). Отрезать трубу лучше всего только после полной укладки и подводки к обратному и подающему коллекторам.

Важно, чтобы при заливке трубопровод находился под давлением. Пока бетонная смесь не затвердеет полностью и не пройдет три недели, подавать теплоноситель с рабочей температурой нельзя. Только потом начинаем с 25ºС и через 4 дня заканчиваем проектной температурой

Только потом начинаем с 25ºС и через 4 дня заканчиваем проектной температурой.

Плюсы и минусы лучевой системы

Как и остальных видов разводки у лучевой имеется как ряд преимуществ, так и недостатков. Причем перед монтажом стоит ознакомиться со всеми положительными и отрицательными сторонами и особенностями использования. Это позволит избежать сложностей и проблем в дальнейшем. Начать стоит с минусов.

Распределительный щит

Минусы лучевой системы

К числу основных недостатков такой схемы разводки относят:

1. Потребность в приобретении и прокладке значительного количества труб. Для каждого отопительного элемента в доме потребуется не менее 2 труб, которые требуется соединить в единую сеть, подключить посредством системы фитингов.
2. Значительное количество труб обусловливает высокую сложность монтажа. Поэтому, при постройке дома установка отопления отличается крайне высокой стоимостью.
3. Монтировать лучевую разводку можно исключительно скрытно. Традиционная тройниковая система обычно монтируется вдоль стен, однако из-за большого числа приводящих и отводящих труб прокладывать лучевую можно исключительно под полом. Альтернативой выступает закрепление труб в стенах, однако это существенно увеличивает количество требуемого материала и сложность работ.
4. Отсутствие стыковочных модулей. При прокладке труб обязательно стоит не допускать поворотов и стыков. Именно в таких участках чаще всего происходит прорыв. А поскольку ремонт лучевой разводки существенно осложняется из-за необходимости срывать напольное покрытие, то проще не допустить проблемы.
5. Если имеется большое число комнат, в которых требуется различная температура, то нужно каждый из трубопроводов снабдить отдельной помпой для принудительной циркуляции.

Плюсы лучевой системы

К основным преимуществам относят удобство в процессе эксплуатации. К системе прилагается значительное количество оборудования, чтобы управлять отоплением было максимально просто.

1. При помощи коллекторного шкафа можно легко регулировать температуру каждого конкретного радиатора. Также, можно без проблем полностью остановить ток жидкости к любому из радиаторов, без отключения остальных.
2. Каждая приводящая и отводящая труба идет исключительно к одному нагревательному элементу. Что позволяет использовать трубы небольшого диаметра. Их легко маскировать под напольным покрытием. А также незначительно нагреть дом.
3. С учетом использования гидрострелок, представляющих собой емкость с большой емкостью можно устроить в разных помещениях различную температуру.
4. Экономичность. Потери энергии теплоносителем при движении значительно ниже. К тому же прогревается пол, который затем передает тепло в атмосферу.
5. Позволяет эффективно распределить тепло даже в самые отдаленные комнаты.

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.

Расчет коллекторного отопления

Домовладельцу нет необходимости рассчитывать параметры коллектора (его проходной диаметр, длину, сечение выходных штуцеров) и диаметр труб при приобретении стандартного изделия. При желании произвести подобные расчеты, можно обнаружить необходимые формулы в сети, хотя и в этом случае проще ориентироваться на стандартные размерные параметры выпускаемых заводских изделий.

Основной задачей расчетов является определение длины труб для обеспечения необходимой температуры в помещении при известных температурных характеристиках теплоносителя. Для этого нет необходимости прибегать к сложным инженерным вычислениям, произвести которые под силу только узким специалистам в области отопления, для рядового обывателя проще воспользоваться онлайн калькулятором или компьютерной программой.

Для получения искомого результата в программу или калькулятор вводятся исходные данные о необходимой температуре в комнате и ее площади, диаметре и шаге расположения труб, температуре носителя. В интернете можно обнаружить обзоры программ для расчетов Audytor CO от компании Sankom, Комплекс Valtek от одноименной компании, Raucad/Rauwin 7.0 от Rehau.

Рис. 17 Сборка коллекторного блока