Таких систем существует множество, но с разного рода нюансами. Однако есть черты, которые объединяют их в одну категорию. Примерами подобных систем могут быть двухтрубные системы:
- с верхней и нижней разводкой;
- вертикальные и многоуровневые;
- промежуточные и безбатарейные.
Это не просто названия - в каждом из них заложена особенность, по которой отличают конкретную систему от других. Выбор оптимального решения зависит от множества факторов. Выделим главные:
- климатические условия;
- этажность, площадь и высота потолков;
- мощность котла и материалы для подведения теплоносителя;
- место расположения котла и наличие (отсутствие) циркуляционного насоса.
Из этих перечислений понятно, что неподготовленному человеку сложно разобраться с наскока. Поэтому давайте вместе проанализируем наиболее часто встречающиеся системы на конкретном примере (для наглядного сравнения за пример для каждой системы берем один и тот же дом).
С самого начала: двухтрубная система отопления — это система, основанная на разделении подачи нагретой воды в батареи и забора ее уже остывшей. Если совсем коротко, то подача заливает воду в батареи, а обратка вытягивает из них и подает снова на нагреватель. Существует ряд требований, выполнение которых убережет от некоторых ошибок и предотвратит аварии и, не дай Бог, трагедии.
Система должна соответствовать выбранному нагревателю по всем критериям:
1. Объем не должен превышать максимально допустимый по паспорту котла;
2. Система должна быть функциональна, то есть должна обеспечивать циркуляцию (принудительную с помощью насоса или естественную, основанную на неодинаковой плотности воды разной степени нагрева);
3. Система, по своему строению, не должна иметь карманов, изгибов и петель, где возможна воздушная пробка, потому что продавить ее очень сложно, а чтобы избавиться от нее - придется вскрывать трубу;
4. Батарей должно быть не больше, чем расчетное количество по паспорту котла (считается очень просто: усредненный показатель для алюминиевых и чугунных радиаторов равен 200 Вт мощности котла на одну секцию). Пример: имеем котел Lemax серии «Лидер» ГГУ-19 мощностью 16кВт. Путем нехитрых математических действий получаем: 16кВт = 16000Вт. Теперь делим мощность котла на потребляемую мощность одной секции: 16000/200 = 80 — именно столько секций в сумме можно поставить для использования этого котла.
5. Система должна соответствовать схеме уклонов и изменению диаметров труб для создания давления в потоке теплоносителя (чтобы вода в трубах двигалась побыстрее). Этот пункт, как и многие другие, не относится к схемам, работающим исключительно за счет циркуляционного насоса (помните, что насос питается от электрической сети 220 В, поэтому, если вдруг выключат свет среди зимы, то во всех последствиях виноваты только Вы сами). Для создания таких систем рекомендуется придерживаться общепринятых стандартов движения воды. Одним словом: если Вы планируете ставить насос, то позаботьтесь о том, чтобы без него система тоже работала, хотя бы на минимальных скоростях и температурах — это убережет от многих бед.
6. Система не должна противоречить здравому смыслу. Не обижайтесь, просто есть вещи, очевидные для профессионала и не несущие никакого значения для человека неопытного.
Материалов для выполнения разводки всего три:
- стальные трубы;
- металлопластиковые трубы;
- полипропиленовые трубы.
Использование хромоникелевых, медных и оцинкованных труб нецелесообразно, хотя вполне допустимо. Давайте оценим и сравним эти виды труб:
1. Стыки труб:
- металлопластик стыкуется на резьбовые соединения, следовательно, на резьбу нужна подмотка (герметизация). При повышении или понижении температуры соединение начнет «играть» (это неизбежно), а через некоторое время - и «дышать». Это не значит, что оно будет пропускать воду, а как раз наоборот - будет всасывать воздух, «завоздушивая» систему;
- полипропилен на соединении паяется, обеспечивая полную герметичность, однако при механическом воздействии (даже при условии гидроудара) соединение непрочно. Затруднительна новая спайка по прорыву без отключения воды в месте появившейся проблемы;
- стальные трубы - старый испытанный материал, но до сих пор актуальный. Его главным минусом всегда была и есть цена. Но если подойти с точки зрения качества, то лучше не найти. Швы все сварные, при «непроваре» - залатывание свища можно делать без отключения системы. За счет своих (больших, чем у других) теплопроводности и теплоотдачи - является наиболее энергосберегающим материалом.
2. Углы:
В большинстве случаев - это больное место. Не потому, что оно каверзное, а потому, что наибольшее количество ошибок приходится на эту часть системы. Определим некоторые закономерности, соблюдая которые будет легче и проще проектировать и монтировать отопление:
- угол не должен быть прямым геометрическим углом - это означает, что использование стальных и полипропиленовых фитингов нецелесообразно, и вредит пропускной способности самой системы, тормозя движение теплоносителя;
- угол должен соответствовать диаметру труб, к которым он присоединяется: если он будет больше, то в нем будет теряться энергия движения воды, а если меньше, то эта же самая энергия будет теряться в трубе, которая идет после угла;
- угол должен быть радиусным (размерность радиуса - не менее 2,5 диаметров) - это позволит воде проходить повороты плавно, не теряя скорости и не создавая гидрозатворов.
Чтобы сделать угол из стальной трубы, понадобится кусок трубы и трубогиб (можно воспользоваться услугами магазина и купить готовый отвод). Металлопластик прекрасно загибается вручную. А если загиб достаточно острый, необходимо использовать сантехническую пружину. Тоже самое делается и с полипропиленом. Угол - из чего бы он ни был сделан - нужно обязательно дополнительно закрепить на стене.
Основной функцией системы водяного отопления, как понятно из названия, является передача тепла путем пропускания через себя теплоносителя (воды). Если идеализировать ситуацию, то горячая вода (температура на выходе из теплообменника котла берется за основу) должна доставляться до батарей, которые максимально отдают тепло, а вода возвращается в котел для подогрева. Это должно происходить без потерь тепла по пути от котла к батарее. Однако на деле это вовсе не так. Потери тепла на системе колоссальные, и зависят напрямую от общей длины системы (длина подачи + длина обратки) и количества батарей (чем их больше, тем вода остывает быстрее).
Исходя из физических свойств материала, можно заметить, что:
- полипропиленовые трубы плохо нагреваются сами, но отлично поставляют тепло до батарей. Это хорошо в том случае, когда кроме жилого помещения обогревать больше ничего не надо. Но, не нагреваясь, сиcтема из полипропиленовых труб очень сильно подвергается воздействию внешней холодной среды, что сказывается на потере тепла в отрицательную сторону;
- металлопластик отлично нагревается, не поддается внешним пагубным воздействиям холодного воздуха, неплохо проводит тепло, но в местах металлических фитингов происходит «застой» воды и ее прогрессирующее остывание;
- стальные трубы отлично нагреваются, сами по себе могут быть использованы в качестве батарей для подвальных помещений. Теплопроводность тоже на уровне, но по конструкции: в системе отопления с естественной циркуляцией необходим расширительный бак, который создает давление воды в трубах, а сам при этом нагревается мало — на нем и происходит основная теплопотеря
Чтобы наглядно продемонстрировать, проанализировать и понять: в каких условиях та или иная система выгодна, приемлема и целесообразна, не обязательно видеть их все в работе - достаточно понимать то, что Вы хотите получить в итоге и перед проектировкой учесть собственные пожелания.
Итак, возьмем стандартный проект частного двухквартирного кирпичного дома размерами 13 метров на 16 метров. Рассматривать будем индивидуальное отопление, поэтому нас интересует размер 13х8 метров. Как Вы понимаете это внешние размеры, внутренние же изменятся с учетом толщины стен и будут равны 12,5х7,7 метра.
Проектируем самотечную систему отопления на две трубы:
Для создания необходимого давления в трубах, необходимо использовать трубы разных диаметров. В трубе подачи диаметры идут на убыль. К котлу присоединяется труба, соответствующая посадочному месту на задней или верхней поверхности (обычно 1,75 дюйма). Эта труба проходит треть длины подачи, затем к ней стыкуется труба 1,25 дюйма, которая проходит еще треть. На последний участок используется труба 0,75 дюйма. Рассчитывается уклон труб подачи очень просто: 1-5 мм на 1 метр длины — дальше посчитать труда не составит. Труба обратки располагается скатом к котлу и состоит из тех же трех диаметров в таких же пропорциях - самая большая труба подходит к котлу. Врезка труб «питания» батарей должна происходить в вертикальном положении, чтобы максимально облегчить воде путь. Для врезки используются, как правило, трубы с диаметром в 0,5 дюйма.
Крепление труб к стенам основывается на металлических штырях. Их вбивают в несущую поверхность на расстоянии не более 3 метров друг от друга и на каждый угол дополнительно. Трубы не должны соприкасаться со стеной, а быть на расстоянии 5-10 сантиметров.
Расширительный бак устанавливается выше общего уровня батарей и трубой соединяется с системой. Емкость бака определяется из расчета 1-2 литра на секцию батареи (обычно достаточно литра, но существует зависимость от высоты нахождения расширителя).
Это описание характерно для классической системы, когда батареи наверху, а обе трубы внизу (в подполе, в подвале и т.д.) - нижняя разводка. При верхней разводке труба подачи проходит под потолком, а вода в батареи стекает вниз. Использование данной системы оправдано, в первую очередь, в помещениях с высокими потолками. Труба служит дополнительной батареей, так что не придется добавлять секции сверх уже стоящих, но ее отсутствие в подвальном помещении в худшую сторону скажется на температуре в нем, а значит - пол может быть холодным.
Система, когда труба подачи проходит по полу или между черновым и чистовым полом, имеет право на жизнь - обогревая периметр жилой площади она создает эффект теплого пола. Однако не стоит забывать, что любая труба при разности температур выделяет влагу - конденсат, а это не каждому напольному покрытию нравится. Создавая такую систему, придется забыть о ламинате, паркете и линолеуме.
В условиях севера, когда промерзают стены, в них закладываются дополнительные батареи или используются самостоятельные нагреватели. Они делаются из труб малого диаметра в виде змеевиков и вмуровываются в стены. В отдельных случаях эти змеевики могут служить трубой подачи.
И всё это было бы хорошо, если бы теплопотеря на длине системы была не такая большая. Это решается за счет разведения на два кольца. Подача после выхода из котла раздваивается, и каждая уходит в свою сторону. Так же точно поступают и с обраткой. Этот метод позволяет использовать нагретый теплоноситель более эффективно, помогает котлу легче справляться с нагрузкой, что приводит к экономии топлива.
Если же в силу каких-то причин разведение невозможно, то на каждую подводку к каждой батарее устанавливается шаровый кран, которым можно регулировать скорость заполнения батареи, а значит - и ее температуру. Основываясь на этом решении, регулировкой кранами можно добиться равномерного распределения горячего теплоносителя по всем батареям, а значит - и выровнять их по температуре.
В случаях, когда котел находится в отдельностоящей котельной, трубы внутри котельной обворачиваются термостойким утеплителем, также следует сделать и с расширителем. Сама котельная способна обогреться температурой отходящих газов, что также дает экономический эффект.
Можно много говорить о системах отопления, спорить и обсуждать. Но есть вещи, которые давно уже стали аксиомой в отопительном ремесле. Использование двухтрубной системы - одна из них. Сказать, что она самая эффективная, наверное, нельзя. Что самая дешевая и простая в монтаже и обслуживании - тоже вряд ли. Но то, что она полностью безопасна и крайне надежна, даже в условиях предельно низких температур, перечеркнет все ее недостатки. А грамотное проектирование и использование дополнительных средств и знаний поможет сделать ее более эффективной и экономичной.
P.S. Какую бы систему Вы ни выбрали, при ее наполнении проверяйте все соединения на герметичность, а с батарей не забудьте спустить воздух. Завоздушенная батарея греет очень плохо и создает дополнительную нагрузку на котел.