Как сделать обвязку системы отопления: описание схем для котлов, радиаторов, насосов и трубопроводов

Двухтрубная система с верхней разводкой

Магистраль подающего трубопровода прокладывается под потолком, обратка – по полу. Это объясняет постоянно высокое давление в системе, позволяет применять трубы одинакового диаметра даже при формировании конструкции самотечного типа. Расширительный бак нужно устанавливать на чердак, обязательно утеплив его, или поместить между перекрытием – нижняя часть остается в отапливаемой комнате, верхняя – на чердаке.

Специалисты рекомендуют монтировать верхнюю магистраль выше уровня оконных проемов. В этом случае доступно размещение расширительного бака под потолком, при условии достаточной высоты стояка, чтобы обеспечить давление в системе. Труба обратной подачи выкладывается по полу или опускается под него.

В случае с верхней разводкой на виду остаются верхние трубы, что не улучшает внешний вид комнаты, также часть тепла остается наверху, не используется для прогрева помещений. Можно пустить трубы проходящей магистрали под радиаторами, а чтобы обеспечить нормальную циркуляцию, установить насос, что позволяет применять трубы малого диаметра.

В двухэтажных строениях частного типа верхняя разводка считается эффективной и помогает добиться хорошего прогрева всех комнат. Расширительный бак ставится в самую высокую точку, котел – в подвал. Такая разница высоты гарантирует оперативность транспортировки теплоносителя, доступность подключения емкости для обеспечения ГВС – циркуляция воды обеспечит постоянный приток горячей воды ко всем приборам.

Если установить в доме газовый или энергонезависимый котел, то схема становится автономной. Для сокращения расходов следует рассмотреть вариант совмещения одно- и двухтрубной системы отопления. Например, сделать теплый (одноконтурный) пол на втором этаже, а на первом оборудовать двухконтурную конструкцию.

Достоинства схемы в:

• скорости движения теплоносителя;
• максимальном и ровном прогревании помещений;
• исключении риска образования воздушных пробок.

К минусам относят большой расход комплектующих, недостаточность энергии для прогрева больших помещений и трудности с размещением расширительного бака.

Как же действует открытая система отопления

Чтобы запустить систему, нет необходимости устанавливать насос. Теплоносители постоянно находятся в замкнутой системе, поэтому нет никаких потерь. Монтаж системы отопления настолько прост, что не требует специальных навыков.

Система отопления открытого типа

Каковы же главные части системы?

1. Газовый или твердотопливный котел. Потребитель для себя может выбрать оптимальный вариант, отвечающий желаемым требованиям;
2. Радиаторы отопления. Можно сделать свой выбор как в пользу чугунного, так и стального;
3. Расширительный бачок из стали;
4. Трубы.

Как же работает система отопления открытого типа?

Первым делом идет подогрев воды в котле. Затем горячая вода под напором поступает в трубы и достигает зоны низкого давления. После того, как горячая вода совершит полный водоворот и отдаст тепло, она возвращается в начальную точку – котел. В связи с тем, что под действием высоких температур вода расширяется, необходим в системе расширительный бак. Он выполняет роль компенсатора лишнего объема воды. Бак является предметом, который запаян не герметично. Для облегчения запуска системы отопления необходимо установить врезной кран. С его помощью из системы удаляется воздух. Принцип работы открытой системы отопления делят на два этапа:

• «Подача». Вода нагревается, поступает по трубам в радиаторы и обогревает помещение;
• «Обработка». Остывшая вода из радиаторов по трубам возвращается в котел.

Особенности обустройства открытой системы отопления:

Обязательно располагайте расширительный бак выше уровня остальных приборов системы отопления;

В качестве теплоносителя выберите воду, а не антифриз;Поскольку вода при нагревании способна испаряться, важно контролировать ее уровень в котле и вовремя пополнять запасы

Схемы обвязки газовых котлов

Существует огромное количество типов домашних отопительных котлов. Они различаются по виду применяемого топлива, по мощности, по размерам, по способу установки. Например, существует модель котла, которую можно повесить на стену, и модель для установки на полу. Естественно, они различаются по схемам обвязки.

Настенная модель

Строго говоря, настенное размещение котла не является определяющим фактором при формировании обвязки. Традиционно маломощные котлы настенного размещения являются двухконтурными: они работают и на отопление небольшого дома, и на обеспечение горячей водой для хозяйственных нужд небольшой семьи. Настенные котлы трудно топить углём или дровами: они либо газовые, либо электрические. Вот именно эти особенности настенных котлов определяют структуру и содержание обвязки.

Схема обвязки котла отопления и состав его оборудования определяются структурой всей системы отопления в целом: система открытая или закрытая, имеется ли контур водонагревателя, нужно ли обслуживать тёплые полы и т. д. Функциональная насыщенность системы теплоснабжения определяют схему обвязки теплогенератора.

Напольная разновидность

Котлы напольного размещения могут быть самых разных видов. Способ размещения «на полу» снимает ограничения по габаритам, весу и мощности.

Элементы устройства

Система подпитки состоит из пяти взаимосвязанных частей.

Исполнительный механизм

Строение компонента зависит от способа управления. В ручном используют одну задвижку для изменения подачи воды. В автоматическом размещают несколько устройств контроля.

Наиболее классический вариант — два клапана (запорный и обратный) и редуктор. Их применяют как в механических, так и электронных системах.

Оснащение приборами контроля также зависит от вида отопления.

Исполнительное устройство необходимо настраивать. В нём задают уровень минимального давления с помощью вентиля, установленного в верхней части. Выбрав необходимый порог, положение фиксируют контргайкой. Правильной настройке способствует измеритель, встроенный в механизм.

Заметив нарушение работы отопления, мембрана отпускает пружину, которая толкает шток. Последний изменяет размер отверстия, впускающего воду в обвязку. Нормализация давления возвращает компонентам исходное положение.

Обратный клапан

Служит для разделения водопроводной и отопительной жидкостей. В противном случае возникает риск:

• заражения бактериями;
• распространения коррозии из обвязки в холодное или горячее водоснабжение;

Фото 2. Обратный клапан Watts Alimat ALMD 1/2 BP с манометром, необходим для разделения отопительной жидкости с водопроводной.

снижения коэффициента полезного действия котла из-за увеличения нагрузки и потери давления.

Внимание! Чем выше давление в трубах ХВС, тем больше шанс попадания теплоносителя в водопровод. На это также влияет нарушение положения или пропускной способности запорной арматуры

Обратный клапан помогает избежать подобных проблем. Его монтируют в заднюю часть исполнительного механизма. Некоторые системы подпитки включают дроссель. Он установлен в редуктор. Современные устройства поставляют с прерывателями, смонтированными перед клапаном.

Редуктор у котла

Редуктор служит для включения подпитки в обвязку. Его размещают у котла на обратной трубе. Благодаря низкому давлению теплоноситель легко входит в систему.

Если в проекте предусмотрена установка насоса циркуляции, то последний монтируют вторым.

В противном случае возможно возникновение неисправностей, приводящих к нарушению работы всего отопления.

Накопитель, ручной и автоматический насос

В течение эксплуатации водяной системы отопления наступает момент, когда давление превышает нормальную отметку. Это происходит при потере жидкости и заполнении пространства воздухом. Для возвращения нормальной работы используют насос, который восполняет недостаток за счёт холодного водоснабжения.

Некоторые устройства включает накопительный бак, в котором, на случай необходимости, хранится теплоноситель. Подобные механизмы позволяют исправить проблему с давлением во всей обвязке, включая ХВС.

Насосы делятся на два вида:

1. Ручные требуют размещение выше бака расширения. Это называется гравитационным монтажом.
2. Автоматические используют гидроаккумуляторы, подключаемые к мембране. Соединение держат под давлением.

Но также есть вертикальные устройства, не включающие накопителя. Их ставят в колодец с водой.

Фото 3. Автоматический насос Grundfos в отопительной системе подпитки с гидроаккумулятором, подключается к мембране.

Водяные фильтры

Необходимы для защиты устройства от загрязнений и примесей, поступающих с холодной водой. Используется два вида:

1. Первые необходимы для удаления мусора. Их размещают в исполнительном механизме для предотвращения попадания частиц грязи в систему.
2. Вторые проводят химическую чистку жидкости, разлагая твёрдые частицы солей.

Оба вида нужно периодически проверять на работоспособность и степень загрязнения.

Распространенные схемы котельной обвязки в частных домах

Схема обвязки может быть разной, в зависимости от спецификации, конструкции и особенностей системы отопления. Перечислим основные:

1. Гравитационная. Данная схема обычно применяется в тех системах, которые работают по принципу обычной циркуляции – естественного движения теплоносителя. В случае с гравитационной схемой батареи и трубопроводы монтируется с уклоном, который способствует циркуляции теплоносителя таким образом, что горячие слои теплоносителя перемещаются вверх, а холодные слои перемещаются вниз.
2. Циркуляционная схема. Основана на работе в паре с циркуляционным насосом. В данном случае перемещение жидкости теплоносителя реализуется в принудительном порядке, что обеспечивает более эффективную и стабильную работу всей системы отопления. Наиболее распространенный вариант схемы обвязки.
3. Коллекторная. Данная схема основана на создании подключения котельной установки к специальному коллектору, который питает предусмотренные линии отопительной системы. Используется для сложных отопительных систем, например, состоящих из теплых полов и радиаторов.
4. Аварийная. Данная схема реализуется на случаи аварийных отключений сети электроснабжения. Энергозависимые котлы при отключении электричества свою работу прекращают. Но если в доме предусмотрена аварийная схема, то оборудование продолжить генерировать тепло по принципу циркуляции естественного типа.

Расчет теплоаккумулятора

Чтобы правильно рассчитать необходимую емкость теплоаккумулятора лучше всего обратиться к опытному специалисту. Но в то же время есть методики для расчета, по которым можно приблизительно рассчитать емкость буферного устройства, чтобы как-то сориентироваться, какой по мощности приобретать котел, и определиться с расположением теплового накопителя и размерами котельной.

Есть два метода расчета:

• простой, основанный на практике специалистов;
• по формуле.

Исходя из многолетнего приобретенного опыта, специалисты пришли к мнению, что на 1 кВт мощности котла необходимо 25-50 литров объема теплогенератора. Истина находится где-то посередине. Поставить меньшего объема накопитель, котел будет работать с меньшим КПД, если возьмешь большего объема — дома будет холодно, так как теплонагреватель будет только аккумулировать тепло, а в системе будет его не хватать.

По формуле емкость рассчитывается так: Q = mc (T2-T1), где:

• Q — количество накопленного тепла,
• m — объем воды в емкости,
• c — удельная теплоемкость, равная 4200 Дж/(кг·К) ,
• Т2 и Т1 — показатели температур воды на входе и обратке.

Назначение обвязок отопительного оборудования

Общая схема обвязки отопления

Для чего нужна схема обвязки котла отопления, радиаторов и труб? Ее первейшей задачей является обеспечение корректной работы конкретного элемента теплоснабжения. Так как параметры системы не стабильны – необходима их своевременная регулировка на конкретном участке.

Правильная обвязка котла отопления своими руками начинается с выбора ее компонентов и адаптации их по параметрам теплоснабжения. Они могут устанавливаться как в непосредственно близости от объекта обвязки, так и удаленно

Важно, чтобы их работа не влияла на текущие качества этого элемента отопительной системы

Независимо от того планируется обвязка насоса отопления, радиатора или котла – необходимо выполнить ряд условий:

• Определение оптимальной схемы и ее компонентов. Это зависит от назначения отопительного прибора и его требуемого функционала после запуска отопительной системы;
• Степень влияния на радиатор или котел компонентов обвязки, возможность автоматической или ручной регулировки их работы;
• Обеспечение оптимальной работы всей системы отопления – ограничение потока теплоносителя на конкретном участке магистрали, смешивание его с охлажденной водой для уменьшения текущих затрат на энергоноситель;
• Безопасность работы. Именно для этого предназначена обвязка двухконтурного котла отопления.

Кроме этого, нужно учитывать материал изготовления, возможность создания надежных узлов крепления и совместимость компонентов обвязки между собой. В итоге разработанная схема должна обеспечить нормальную работу всей системы теплоснабжения.

Общие правила обвязки трубопроводов

Правила установки сетчатого фильтра

Правильная обвязка труб отопления заключается в установке запорной и регулирующей арматуры на определенных участках системы. Но кроме нее нужно монтировать сетчатые фильтры перед некоторыми приборами – циркуляционным насосом, расширительным баком.

Для увеличения срока безремонтной работы транспортных магистралей отопления также следует монтировать дополнительные компоненты. В большей степени это относится к полимерным материалам изготовления:

• Компенсационные петли. Необходимы в обвязке труб отопления для компенсации теплового расширения;
• Обводы. Предназначены для установки пересекающихся труб.

В видеоматериале можно ознакомиться с особенностями обвязки отопительного котла:

Как лучше подключить газовый котел – выбор схемы

Существует несколько схем подключения котла: подключение может включать в себя также контур ГВС для нагрева горячей воды. В самом простом варианте установки газового отопительного котла применяют тупиковую схему. Такая схема подключения напольного газового котла подойдет и для настенных моделей, предусматривая коммутацию нагревательных приборов между разливами. Недостатком данного варианта является неравномерность температурного режима на разных участках контура: ближние радиаторы будут всегда горячее дальних из-за прохождения по ним основного объема теплоносителя. Проблему можно решить балансировкой (дросселированием) подводок ближних к котлу батарей.

В принципиальной схеме подключения двухконтурного газового котла приготовление ГВС происходит в отдельном теплообменнике. В целом ГВС реализуется очень просто: холодную воду подают внутрь теплообменника.

Схема, как правильно подключить газовый котел двухконтурного типа, на порядок интереснее:

• Циркуляция внутри малого контура обеспечивается встроенным в котел насосом, замыкающим теплообменник и гидрострелку.
• За гидрострелкой располагают коллекторную разводку для 6 автономных контуров: 2 – для стандартных секционных радиаторов, и 4 – для системы теплого пола. Каждая пара гребенок теплого пола в состоянии обеспечить по 2 контура.
• Обязательно нужно синхронизировать контуры с разным температурным режимом. Для этого используется передвижение теплоносителя по трубкам водяного теплого пола.
• Подключение газовой системы отопления возможно только после получения соответствующего разрешения.

Для организации ГВС частного дома нередко используется отдельный нагреватель, так как подключить одноконтурный газовый котел намного легче. Приготовление горячей воды здесь происходит в бойлере косвенного нагрева, с дальнейшей частичной передачей энергии от теплоносителя на теплообменник. Для возможности организации системы теплых полов здесь предусмотрена схема подключения одноконтурного газового котла с трехходовым клапаном и рециркуляцией. В летнее время подача воды осуществляется только через бойлер и котел.

После остановки нагревателя, циркуляция воды между тепловым аккумулятором и радиаторами отопления продолжается. Регулировка температуры батарей здесь также обеспечивается трехходовым краном и термостатом. Для этих целей определенный объем воды или антифриза с обратки запускают на повторную циркуляцию.

Итоги

В качестве вывода можно сказать, что схема подключения газового котла в частном доме во многом зависит от способа циркуляции теплоносителя внутри системы отопления. Самые простые в плане организации – одноконтурные гравитационные схемы, где теплоноситель перемещается самотеком благодаря созданию необходимого уклона труб. Однако более эффективными считаются принудительные системы, в составе которых есть циркуляционный насос: он обеспечивает более интенсивное перемещение нагретого теплоносителя по трубам. Наличие избыточного внутреннего давления в закрытых контурах предусматривает обязательное применение дополнительных регулирующих приборов и предохранительных клапанов. 

Стандартная схема и комплектация обвязки для газового котлоагрегата

В каждом частном случае обвязка системы отопления может отличаться по оснащению, комплектации, количеству контуров, элементов и прочим параметрам. Обвязка зависит от требований пользователя, вида оборудования, метража дома, мощности теплогенератора, количества радиаторов и комнат и многих других нюансов. Поэтому перед покупкой и установкой, рекомендуется создавать технический план, проект будущей системы. Это сильно облегчает задачу, так как согласно готовому проекту становится возможным оперативная покупка именно тех элементов и комплектующих отопительной схемы, которые требуются.

В целом, существуют стандартные схемы подключения газовых теплогенераторов и список оборудования, элементов, которые для этого потребуются. Перечислим базовый набор приспособлений:

• насос циркуляции теплоносителя: отвечает за движение тепла по системе;
• различные клапаны, например, распределительный, обратный, предохранительный и другие;
• расширительный бачок;
• балансировочный кран, сливной кран;
• фильтры очистки воды или иного вида теплоносителя;
• манометр;
• трубы подключения радиаторов и батарей;
• непосредственно сами радиаторы и батареи.

Большим преимуществом современных моделей котельных установок выступает наличие многих из перечисленных выше компонентов в заводской комплектации. То есть, купив котел с данными устройствами, уже включенными в конструкцию агрегата, дублировать эти элементы в других, внешних частях отопительной системы не требуется.

В преимущественном большинстве случаев не требуется также монтаж узлов внешнего типа, так как большинство моделей можно подключать напрямую к системе. Исключение составляют котлы энергонезависимого вида.

Опциональные элементы

Какие еще элементы может включать обвязка напольного или настенного котла?

Теплоаккумулятор

Так называется металлический или полимерный бак с теплоизолированными стенками. Как и следует из названия, он служит для накопления тепловой энергии.

Это полезно в двух случаях:

1. При использовании твердотопливного котла. Накопление тепла позволяет увеличить промежуток времени между растопками и эксплуатировать котел на номинальной мощности (и, соответственно, с максимальным КПД);
2. При обогреве дома электрокотлом и наличии двухтарифного счетчика. Ночью, когда цена киловатт-часа электроэнергии минимальна, котел греет воду в баке теплоаккумулятора, а днем накопленное тепло расходуется для обогрева жилья.

Теплоаккумулятор в домашней котельной.

Использование теплоаккумулятора подразумевает наличие двух контуров, по крайней мере, один из которых работает с принудительной циркуляцией. Первое кольцо соединяет теплообменник котла и бак, второе — теплоаккумулятор и отопительные приборы.

Схема подключения теплоаккумулятора к котлу и отопительному контуру с рециркуляцией.

Гидрострелка

Гидрострелка с патрубками для подключения нескольких контуров.

В сущности, это просто толстая труба с несколькими входными и выходными патрубками. Функция гидрострелки — синхронизация работы нескольких контуров с разной температурой теплоносителя (например, радиаторов и теплого пола).

Температура воды в трубах теплого пола — не больше 40 градусов.

Каждый из контуров комплектуется собственным насосом и (в случае низкотемпературного контура) трехпроходным клапаном, обеспечивающим рециркуляцию теплоносителя.

В ряде случаев функцию гидрострелки выполняет теплоаккумулятор.

Как это возможно?

Внутри бака медленно циркулирующая вода разделяется по температуре: наиболее горячий (и наименее плотный) теплоноситель собирается в верхней части бака, наиболее холодный — в нижней.

Отбирая воду из патрубков, расположенных на разной высоте, можно получить любую температуру в диапазоне от температуры подачи котла до комнатной.

На фото — подключение теплоаккумулятора к разнотемпературным системам ГВС и теплого пола.

Коллектор

Отопительный коллектор.

Одна из проблем последовательного подключения отопительных приборов — разброс между ними по температуре. Радиаторы на подаче всегда горячее батарей на обратке, что приводит к неравномерному прогреву комнат в доме.

Коллектор позволяет подключить несколько конвекторов, радиаторов или контуров теплого пола параллельно. Каждый отвод коллектора комплектуется собственным краном или дросселем, допускающими независимое отключение и регулировку приборов.

Коллекторная разводка отопления.

Бойлер косвенного нагрева

Обычно для нагрева ГВС практикуется использование двухконтурного котла с проточным теплообменником.

Однако у этого решения есть пара неприятных недостатков:

• Одновременная работа отопления и проточного водонагревателя требует большого запаса по мощности. Если у вас стоит электрокотел, а на дом выделена мощность в 10 КВт — вам волей-неволей придется выбирать между теплыми комнатами и горячим душем;
• Большая часть проточных нагревателей не допускает точной регулировки температуры воды на выходе. Попытка принять душ или помыть посуду превращается в непрерывное сражение с кранами.

Бойлер косвенного нагрева — типичный накопительный водонагреватель, лишенных обеих проблем. Он подключается к отопительному контуру и отбирает часть тепла у теплоносителя.

Бойлер косвенного нагрева.

Летом циркуляция идет по малому кругу — между котлом и бойлером.

Подключение бойлера к котлу.

https://youtube.com/watch?v=owCRvUbz1CI

Обвязка газовых котлов

Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:

• группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
• расширительный бачок;

• циркуляционный насос.

Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов

При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя

Схема обвязки настенного газового котла

В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.

Пример обвязки настенного газового котла (двухконтурного)

На фото выше стоят угловые шаровые краны, но это, как вы понимаете, не обязательно — вполне можно поставить обычные модели, а трубы развернуть ближе к стене при помощи уголков

Также обратите внимание, что с двух сторон от грязевика стоят краны — это для того, чтобы была возможность снять его и почистить без слива системы

В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.

Схемы обвязки напольных газовых котлов

Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.

Схемы обвязки напольного газового котла

На двух схемах классической обвязки котла установлена дополнительная перемычка. Это так называемая «антиконденсационная»  петля. Нужна она в больших системах, если температура воды в обратном трубопроводе слишком низкая, она может вызвать образование конденсата. Чтобы устранить это явление и устраивают эту перемычку. С ее помощью к обратному трубопроводу подмешивается горячая вода с подачи, подымая температуру выше точки росы (обычно 40°C). Есть два основных способа реализации:

• с установкой в перемычке циркуляционного насоса с выносным датчиком температуры (а фото вверху справа);
• с использованием трехходового клапана (на фото внизу слева).

В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.

Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.