коллекторная система отопления частного дома своими руками
Коллекторная система отопления: особенности, устройство, преимущества, недостатки
Коллекторная система отопления, которая предполагает индивидуальное подключение каждого радиатора отопления к распределителю, имеет массу преимуществ, но ключевым все же остается максимальная экономия и снижение затрат на оплату индивидуального отопления. Теплоноситель, который распределяется в зависимости от степени охлаждения конкретного обогревательного участка, остывает медленнее, соответственно расход топлива снижается.
Для квартир такое подключение будет достаточно затратным и нецелесообразным, а вот для частных домов, отапливаемая площадь которых более 150 квадратов, коллекторная система решит одновременно несколько вопросов. Помимо преимуществ, есть и недостатки, которые связаны с монтажом. Но, если учитывать конечный результат, то такая схема для частного дома является наиболее выигрышной.
Особенности и устройство коллекторной системы отопления
Схема коллекторной системы отопления
Мы привыкли к тому, что отопительная система – это замкнутая линия, которая имеет обратку, где под воздействием циркуляционного насоса теплоноситель проходит через все радиаторы и возвращается обратно к котлу, вынуждая его работать, если создается разница температур.
Это позволяет управлять температурным режимом в доме самостоятельно. К примеру, в большой комнате нужно больше затрат тепла на нагрев воздуха, а в маленькой будет достаточно поставить терморегулятор на самое низкое значение. Это крайне удобно, так как не нужно добавлять в схему дополнительные радиаторы, если площадь помещения большая.
Коллекторная система отопления состоит из таких конструктивных частей:
Часто на практике используют смешанную коллекторную систему отопления, разбивая ее на контуры. К примеру, есть 7 больших комнат, для каждой из которых выделяется отдельный контур, имеющий свой выход на гребенке. При этом в каждой из этих комнат (а они разные по площади, соответственно нуждаются в разном количестве радиаторов) может быть абсолютно разное количество радиаторов: 2, 3, 5, 7.
Так вот те радиаторы, которые будут расположены в пределах одной комнаты, между собой будут подключены последовательно, а по отношению ко всей системе отопления – параллельно, так как таких контуров будет ровно столько, сколько есть отапливаемых помещений.
Рассмотрим на практике, как работает коллекторная система отопления:
Коллекторы устанавливаются в отдельных шкафах в отдельном помещении, доступ к которым есть постоянно. Каждая гидравлическая сеть, выходящая из коллектора, оснащена запорным механизмом, который позволяет отключить отдельные звенья отопления, не выключая его полностью во всем доме.
При этом каждый радиатор в системе обязательно должен быть оборудован краном Маевского для спуска воздуха из системы. Как альтернатива – воздуховыпускной клапан на самом коллекторе.
Преимущества и недостатки
Коллекторная система отопления имеет следующие преимущества:
Несмотря на видимую экономию, такая система имеет и некоторые недостатки:
В процессе укладки труб в бетонную стяжку важно учитывать и такой нюанс, что место любой сцепки – это потенциальное место утечки, и если она возникнет, то придется снимать пол и тратиться на достаточно дорогостоящий ремонт.
Схемы и советы специалистов
Преимуществом коллекторной системы отопления также является и тот факт, что точных схем в подключении отдельных элементов к коллектору нет. Можно выбирать тот вариант, который больше всего подходит, а проектирование начинают с расчетов мощностей.
Тут важно учитывать такие нюансы:
Коллекторная система отопления частного дома: основные узлы, монтаж, материалы
Для отопления индивидуальных жилых домов широко применяют однотрубные и двухтрубные системы с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Каждая из них из них имеет свою область применения и определенные преимущества и недостатки — если однотрубные схемы развязки неплохо работают с радиаторными теплообменниками, то коллекторная система отопления незаменима при устройстве многоконтурных теплых полов.
Коллекторная (параллельная) развязка широко используется в схемах отопления индивидуальных домов для обогрева помещений и является наиболее дорогой, ее стоимость сопоставима с двухтрубной системой разводки. Тем не менее, без подобной схемы не может обойтись каждый дом, в котором для подачи тепла в помещения используется большое количество контуров теплообменных радиаторов и теплых полов.
Рис. 1 Коллекторная система отопления частного дома — пример монтажа
Что такое коллекторная система отопления
Коллектором в отоплении называют элемент водопроводной арматуры, предназначенный для раздачи по ветвям, сбора и смешения теплоносителя из множества параллельных теплообменных контуров.
Коллекторная схема обеспечивает одновременную подачу теплоносителя на контуры теплых полов и радиаторов отопления (их максимальное количество в одной гребенке достигает 12) с одинаковым напором и температурой, которую можно устанавливать терморегулятором. Коллекторная магистраль отличается от однотрубных и двухтрубных систем тем, что подходит к радиаторам отопления снизу.
Принцип работы коллекторной системы
Коллекторная система работает по следующему принципу: нагретый котлом теплоноситель при помощи циркуляционного электронасоса, установленного между подающей и обратной линией, поступает в коллекторную распределительную гребенку, к выходным штуцерам которой подключены контуры отопления. Общая температура теплоносителя во всех контурах устанавливается терморегулятором, размещенным на входном штуцере подающей гребенки, а каждый отвод к петле оснащен расходомером, с помощью которого вручную устанавливается объем проходящего по контуру теплоносителя.
После прохождения по контурам охлажденный теплоноситель поступает в обратную линию и проталкивается электронасосом к котлу, в котором происходит его нагрев. Циркулируя по кругу, нагретая жидкость снова возвращается в подающий коллектор, который распределяет ее по отдельным контурам отопления.
В большинстве конструкций распределительные узлы обратной линии оснащаются запорными клапанами — это позволяет устанавливать на них электрические сервоприводы для автоматической регулировки проходящего по контурам потока.
Рис. 2 Принцип устройства коллекторного отопления
Что входит в состав коллекторной системы
Коллектор является наиболее ответственным и сложным прибором отопительной системы, типовое устройство для подключения контуров теплых полов состоит из следующих основных узлов:
Рис. 3 Коллектор — конструктивное устройство и основные узлы
Рис. 4 Различные виды гребенок
Устройство подающей и обратной коллекторной гребенки
Гребенки является одними из основных элементов коллекторной схемы, их основная функция — распределение потока теплоносителя по контурам отопления. Элемент имеет различное конструктивное исполнение для линий подключаемых радиаторов и теплых полов, максимальное количество задействованных контуров на один коллектор не превышает 12.
По отношению к диаметрам выходных штуцеров, гребенка имеет большое сечение (1, 1 1/2 дюйма против 3/4) и подключается к магистрали посредством торцевого соединения с элементами сантехнической арматуры. Обычно трубопровод к выходным штуцерам подсоединяют с помощью компрессионных фитингов (Евроконусов) — таким методом можно подключать трубы из сшитого и термостойкого полиэтилена, металлопластика, наиболее часто используемые в коллекторных системах отопления. Гребенки выполняются из нержавеющей стали, латуни, пластика, некоторые модификации собираются из отдельных звеньев.
Технические характеристики коллекторов, их плюсы и минусы
Коллектор применяется в системах водяного радиаторного и напольного отопления, являясь распределительным узлом по различным контурам, его типовые характеристики для латуни или нержавейки имеют следующие показатели:
Промышленность выпускает два вида коллекторов, имеющих значительные конструктивные отличия — для радиаторов отопления и теплых полов, в составе последних всегда присутствуют смесительный узел для подмешивания воды из обратной линии.
Рис. 5 Схема разводки радиаторных коллекторных систем отопления
Достоинства
Распределительный коллектор имеет следующие особенности при работе в тепловой системе:
Рис. 6 Монтаж трубопроводов подачи и обратки в коллекторной системе — пример
Недостатки
К недостаткам коллекторов относят их следующие параметры:
Рис. 7 Подключение приборов распределения потоков — примеры
Коллекторная система отопления — общие принципы проектирования схем разводки
Правильное проектирование и расчеты коллекторной системы по силам только квалифицированным специалистам, при выполнении проектных работ необходимо руководствуются следующими правилами:
Рис. 8 Теплопотребление коттеджа – пример расчета
Рис. 9 Устройство коллекторной гребенки для радиаторов отопления и ее подключение
Что нужно учитывать при проектировании и монтаже
При проведении планирования и монтажных работ руководствуется следующими правилами:
Рис. 10 Коллекторная разводка с гидрострелкой — схема
Принципы составления схем разводки
Оптимальное размещение коллекторного блока — выше уровня теплого пола, если производит обогрев двухэтажной дачи или коттеджа, его удобнее поместить на втором этаже по центру. В этом случае все контуры будут иметь приблизительно одинаковую длину в отличие от установки блока около наружных стен или в углах зданий.
Коллекторы для радиаторов и теплого пола
Отличие коллектора для полов от радиаторного состоит в конструктивном исполнении, связанным с разницей рабочих температур и более низким гидравлическим сопротивлением элементов радиаторов. Конструкция блока для подключения теплых полов намного сложнее, она включает в себя большое количество регулировочной водопроводной арматуры и циркуляционный насос для многоконтурных систем.
Стандартный коллекторный блок для бытовых радиаторов имеет простое исполнение: он состоит из подающего и обратного коллекторов большого сечения, из которых выходят штуцеры для подключения труб, идущих к радиаторам. Никаких регулировочных, настроечных вентилей и прочих сложных приборов устройство обычно не имеет, поэтому его подключение и установка не вызывает трудностей у большинства домовладельцев. Радиаторы отопления подсоединяются к блоку через трубы, проходящие в полу, и подключаются снизу в одной точке, для размещения прямого трубопровода необязательно делать стяжку, его можно уложить в штробу, вырезанную или выбитую в плите.
Типовой коллекторный блок является технически сложным элементом с большим количеством регулировок и настроек, часто в систему монтируется циркулярный электронасос. При установке блока следует различать гребенки прямой и обратной подачи, для удобства они промаркированы соответственно красной и синей красками. Также в прямой линии чаще всего размещаются регулируемые расходомеры с прозрачным колпачком и нанесенными делениями, указывающими объем проходящий через них жидкости, он отмечается внутренней индикаторной головкой красного цвета.
Обычно максимальное значение пропускаемого потока не превышает 5 кубических метров в час (соответствует делению 5 на колпаке), минимальная отметка 0,5. Если индикаторные головки находятся в верхней части, то при прохождении водного потока через подающую гребенку индикатор опускается и показывает объем проходящей жидкости. Иногда головки расположены снизу, в этом случае поток движется в обратном направлении из контура отопления в гребенку и соответственно расходомеры установлены в планку обратной подачи.
Если в коллекторный блок вмонтирован циркулярный электронасос, то его рабочее колесо направляет поток от выходной гребенки в корпус подающей — таким образом осуществляется подмешивание холодной воды из обратной линии в нагретый котлом теплоноситель для понижения его общей температуры.
В стандартном блоке предусмотрено место для расположения датчика терморегулятора, имеются выпускные клапаны для стравливания воздуха в подающей и обратной гребенке, установлены клапаны, на месте которых размещены посадочные места для сервоприводов, выполняющих автоматическое регулирование режимов работы.
Рис. 11 Коллекторная система отопления индивидуального дома, Гидрострелка — схема установки и подключения
Гидрострелка и солнечный коллектор
Гидрострелка и солнечный коллектор относятся к устройствам, выполняющим аналогичные водопроводным гребенкам функции — собирают в одном корпусе носитель из нескольких источников и распределяют его по контурам различного назначения.
Гидравлический распределитель устанавливают в тех случаях, когда для отопления используют значительные объемы теплоносителя, связанные с большим количеством контуров и площадями отапливаемых помещений. К стояковой гидрострелке подключают котел, гидроаккумулятор, коллекторы радиаторов отопления и теплых полов, бойлер, насосное оборудование с установкой циркуляционного насоса на каждое коллекторное звено.
Устройство предназначено для стабилизации давления и выравнивания температуры в подключенных контурах, обеспечивает удобство подсоединения распределительных узлов. Гидрострелка представляет собой вертикально (иногда используют горизонтальную установку) расположенную емкость (трубу большого диаметра) круглого или прямоугольного сечения с приваренными боковыми штуцерами, в верхней части которой находится клапан для развоздушивания, а снизу вмонтирован кран для слива теплоносителя.
Рис. 12 Плоский солнечный коллектор
Солнечные батареи применяют в районах с большим количеством солнечных дней в году, также для экономии энергоресурсов используют солнечные коллекторы дополнительного подогрева теплоносителя, используемого для отопления и других хозяйственных целей.
Если солнечные батареи преобразуют ультрафиолетовое излучение в электрическую энергию, то солнечные коллекторы предназначены для нагревания теплоносителя, которым является воздух или жидкость.
Наиболее простое и популярное в быту коллекторное устройство сконструировано и работает следующим образом. В металлическом корпусе под защитным стеклом размещается теплоприемник — пластина черного цвета с запрессованным змеевиком из меди или алюминия, покрытом черным абсорбентом, приемник солнечного излучения располагается на слое утеплителя. Охлажденный теплоноситель перемещается по змеевику с помощью циркуляционного насоса системы отопления и после нагревания солнечным излучением поступает в котел.
Описанная система имеет высокие тепловые потери, поэтому в более дорогих схемах используют покрытый абсорбирующим слоем трубопровод, помещенный в вакуум. Внешне устройство напоминает ряд стеклянных колб с откачанным воздухом, внутри которых размещены нагреваемые медные трубы с хладагентом, каждая труба подключена к распределительному солнечному коллектору. В подобных системах в качестве теплоносителя используется специальный хладагент, имеющий низкую температуру кипения, при нагревании он превращается в пар и передает свою энергию протекающему в теплообменном коллекторе носителю.
Коллекторная система отопления для частного дома и квартиры
Основной недостаток традиционной однотрубной или двухтрубной отопительной системой частных коттеджей и загородных домов — довольно быстрое охлаждение теплоносителя. Пользующаяся на сегодняшний день огромной популярностью коллекторная система отопления не имеет такого недостатка.
Принцип работы
Основной рабочий элемент в схеме коллектора отопления — распределительный узел, он также называется гребенка.
Это вид сантехнического элемента системы, применяющийся для распределения подогретой от котла воды по независимым магистралям трубопровода. Также в схеме коллекторного отопления находятся: циркуляционный насос, расширительная емкость и автоматические системы безопасности.
Основной узел коллекторной системы отопления в квартире и частном доме состоит из нескольких элементов:
В этом видео вы узнаете, как собрать коллектор отопления:
Основное отличие коллекторной системы от классического подсоединения заключается в том, что каждый радиатор отопления имеет независимую разводку. Это решение дает возможность отрегулировать температуру каждого прибора отопления в конкретном помещении, а при необходимости полностью отключить его.
Часто во время проектирования отопления используют комбинированную схему распределения, при этом к узлу подключают несколько контуров, управление всеми производится автономно. Но в самом контуре приборы отопления подключены последовательно.
Достоинства и недостатки
Коллекторное отопление в квартире или частном доме имеет плюсы и минусы. Среди преимуществ этой системы необходимо отметить:
Для того чтобы создать несколько веток, которые имеют различные характеристики, например разное давление теплоносителя, используют распределительную разводку с гидравлическим компенсатором. Гидрострелка — это вместительная труба, где к выходам подсоединено несколько независимых веток.
Подогретый котлом теплоноситель попадает в гидрострелку. Циркулируя, вода на различном расстоянии от врезок забирается и переходит по контурам.
За счет того, что подогретая вода с минимальными потерями доходит к радиаторам, увеличивается КПД системы. Это позволяет уменьшать мощность котла, экономя затраты на топливо.
Отопительная система имеет и недостатки. Главные из них:
Также недостатком является зависимость от электроэнергии: даже при работающем котле во время отключения электричества радиаторы останутся холодными. Поэтому эти системы не советуют использовать в тех районах, в которых отключение электричества — частое явление.
Во время укладки труб в стяжку необходимо не забывать, что любое соединение — это возможное место протечки, и при появлении неполадок нужно будет вскрывать пол. А это довольно трудоемкая и затратная работа. Потому соединение разводки контуров производят только над уровнем пола.
Схемы коллекторной разводки
Общих стандартов проектирования схем разводки нет. Оборудование выбирается с учетом определенных целей. Однако специалисты не рекомендуют эту отопительную систему для старых квартир. Это объясняется сложностью установки, так как в помещение, как правило, подведены несколько стояков. А обязательным условием устройства этой системы является подсоединение всех радиаторов отопления к одному стояку.
Коллекторную разводку можно установить в высотных новостройках с условием, что еще на этапе строительства были установлены специальные вентили для подсоединения контуров разной конфигурации.
Не забываем установить расширительный бак
Коллекторная схема идеально подойдет для частных домов. Самое важное — во время проектирования придерживаться определенных рекомендаций:
Во время использования гребенки, которая оборудована гидравлическим компенсатором, расширительный бак надо устанавливать перед насосом, обеспечивающим перемещение теплоносителя в малом контуре.
Циркуляционный насос устанавливают так, чтобы вал располагался в горизонтальном положении, иначе любая воздушная пробка приостановит охлаждение этого оборудования.
Выбор основных элементов
Во время проектирования отопительной системы желательно выбирать фирменные распределительные узлы. За счет большого ассортимента можно с легкостью подобрать гребенку под конкретные параметры системы, обеспечивая этим ее надежную работу.
Основными критериями во время выбора труб являются повышенная прочность к прорывам, термостойкость и стойкость к коррозии. Помимо этого трубы обязаны иметь достаточную гибкость для того, чтобы была возможность их укладывать под углом.
Во время приобретения изделий желательно выбирать трубы, которые изготавливаются в бухтах. Использование цельных элементов даст возможность избежать соединений, что важно во время закрытой укладки в стяжку пола.
Трубы для частных домов
Во время проектирования отопления нужно учитывать, что давление в системе будет достигать приблизительно 1,6 атм. При этом температура теплоносителя составляет:
Для отопительных систем коттеджей совершенно не обязательно выбирать нержавеющие гофрированные отрубы. Большинство владельцев ограничиваются прокладкой трубопровода из сшитого полиэтилена с маркировкой РЕХ. Соединяются эти трубы при помощи натяжных фитингов, за счет этого получается цельное соединение.
Во время применения металлопластиковых труб соединение производят с помощью накидных фитингов. То есть получается съемное соединение, а его с учетом СНиП «замоноличивать» запрещается.
Трубопровод для многоэтажных квартир
Если отопление монтируется в многоэтажном доме, то необходимо учесть, что давление в этой системе будет составлять 12−17 атм., а температура теплоносителя достигает +130°С. Нужно не забывать, что обустройство этой системы можно производить лишь на первом этаже.
Наилучшим вариантом для многоэтажного дома является использование гофрированных труб, изготовленных из нержавеющей стали. В качество примера можно привести изделия корейской фирмы Kofulso. Эти трубы могут работать при давлении в 17 атм. с температурой до +130°С.
Установка системы
Устанавливать коллекторную систему необходимо еще на стадии проектирования и строительства частного дома. Поскольку после укладки финишного напольного покрытия монтирование этой системы крайне нецелесообразно и трудоемко. Единственный способ установки — открытый монтаж.
Монтаж гребенки
При горизонтальной разводке отопительной системы для установки регулировочного оборудования, циркуляционного насоса и распределительного узла потребуется коллекторный шкаф. Его размещают в нишах помещений, которые защищены от влаги. Как правило, для этого оборудуют место в кладовке, гардеробной или прихожей.
Во время организации отопления двухэтажного дома необходимо разместить несколько коллекторных групп, по одной на этаж. Дополнительные распределительные гребенки дадут возможность создать примерно одинаковую длину контура.
В качестве варианта можно выбрать схему, когда первая группа отвечает за подачу теплоносителя по отдельным контурам, а другая является основным элементом во время устройства «теплого пола».
Число входов и выходов распределительного узла всегда должно равняться количеству находящихся на этаже отопительных приборов. Для каждого помещения необходимо проложить свою ветку, которая, соединив собой несколько радиаторов, сможет реализовать тупиковую либо попутную систему.
Чтобы снизить затраты на подсоединение отопительных батарей, используют «проходную» систему. Во время установки этой схемы несколько последовательно соединенных между собой радиаторов воспринимаются как единый элемент.
Способы укладки
Во время коллекторной разводки, как правило, используют способ монтажа трубопровода в цементную стяжку. При этом толщина стяжки делается в районе 60−70 мм, этого вполне хватает для «замоноличивания» разводки. Однако с учетом СНиП монтировать в цементное основание можно лишь цельные соединения, для чего зачастую применяют металлопластиковые трубы сечением 15 мм. Благодаря тому, что они эластичны, трубопровод можно с легкостью укладывать под полом.
Если решено после запрессовки системы залить трубопровод стяжкой, то нужно перед этим обернуть трубы теплоизоляцией. Эта прослойка даст возможность минимизировать риск повреждения трубопровода под воздействием теплового расширения, так как трубы начнут «тереться» не о цементную стяжку, а о теплоизоляцию. Поверх стяжки необходимо уложить фанеру, а после сделать финишное напольное покрытие.
Также трубопровод может проводиться к батареям отопления сверху, к примеру, под подвесным потолком. Некоторые специалисты часто укладывают трубы наружным методом, устанавливая их вдоль стен и маскируя декоративными плинтусами. Однако этот вариант укладки неминуемо повлечет увеличение длины трубопроводной магистрали.
Трубы не советуют проводить под проемами дверей: в процессе монтажа дверного порога во время сверления труба может повредиться. Если трубы необходимо прокладывать сквозь стены, то, чтобы не допустить их деформации во время усадки дома, в отверстия вставляют гильзы.
На каждую выходящую от гребенки распределительную цепь отдельно нужно установить запорную арматуру. Чтобы можно было спускать скопившийся воздух, устанавливают:
За счет того, что выходящая после распределительного узла каждая отопительная цепь является независимой системой, ее удобно применять во время организации «теплых полов».
Коллекторная схема отопления идеальна в плане эффективности. Автономная подача подогретой от котла воды в каждую батарею дает возможность создать комфортный микроклимат в каждом отдельном помещении. Высокая, в отличие от традиционных систем отопления, цена немного сдерживает популярность этого вида обогрева дома, но если деньги позволяют, то отопление с помощью коллекторной системы — это наилучший вариант.