Схемы отопления дома: базовые решения

Во время строительства или ремонта частного дома встает вопрос о выборе схемы отопительной системы. От того, насколько она будет правильной, зависит, будет ли в комнатах тепло и комфортно. Ошибка обойдется дорого. В этой статье мы разберемся в принципах работы домашнего отопления и в схемах отопления дома.

Принцип работы системы отопления

Отопительная система это замкнутый контур из нескольких приборов, которые соединены между собой трубами. По ним циркулирует разогретая жидкость, которая нагревается в теплообменнике отеплителя, потом движется в радиаторы, отдает там тепло и возвращается назад в теплообменник для повторного нагрева.

Обязательный элемент в этой системе — источник тепла, в котором нагревается теплоноситель. Это котел любого типа. Неважно, газовый, электрический или твердотопливный котел включен в схему отопления дома, ее основные принципы не поменяются. К обязательным элементам относятся трубы, расширительный бак, радиаторы или устройства с аналогичным им действием. В большинство систем еще включен циркуляционный насос, возможно наличие коллектора. Комбинации этих элементов дают схемы с разными характеристиками. Разберем их подробнее.

Базовые схемы подключения отопления

Самотечная система

Система с естественной циркуляцией — теплоноситель в контуре движется без применения каких-либо дополнительных сил. Для этого используют принцип расширения нагретого тела. Жидкость разогревается и поднимается к наивысшей точке разводки. Отсюда она попадает в трубопровод, проложенный под уклоном от 3 до 5˚. Под тяжестью своего веса теплоноситель стекает, распределяясь при этом по радиаторам. Здесь он отдает тепло, остывает и уплотняется. Остывшая жидкость собирается в трубу-обратку и возвращается в котел, где процесс повторяется.
схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией теплоносителя. Преимущества:

• Низкая стоимость
• Простой монтаж и ремонт
• Бесшумная работа
• Полная энергонезависимость.

Недостатки:

• Ограничения по протяженности контура. Для эффективной работы он должен быть не больше 30 м. (Поэтому, для больших домов это не подойдет)
• Сложно регулировать степень нагрева. (Неизбежна погрешность в пределах 3-6˚С)
• Разный нагрев батарей. (Чем дальше от источника тепла, тем температура в них будет ниже)
• Необходимость использования труб большего диаметра, что снижает давление в системе

С принудительной циркуляцией

В отличие от самотечной в эту систему включен циркуляционный насос, в некоторых случаях их может быть несколько. Напорное оборудование принудительно прокачивает теплоноситель, заставляет его двигаться по контуру.
схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией Преимущества:

• Отсутствие ограничений по длине контура. Подходит для схемы отопления двухэтажного дома.
• Для монтажа подходят трубы меньшего диаметра
• Температура теплоносителя может быть ниже, чем в самотечной. При этом характеристики теплопередачи не изменяются
• Возможность зональной корректировки температуры. 
• Равномерный нагрев всех радиаторов, вне зависимости от удаления их от источника тепла
• Трубопровод укладывается без уклона

Недостатки:

• Энергозависимость. (во время отключения электричества насос перестает работать)
• Шум при работе насоса. (Исправляется установкой звукоизоляции)

Горизонтальная разводка

Используется для подведения теплоносителя к радиаторам, можно устанавливать в многоэтажных частных домах. Схема предполагает наличие двух стояков. Один из них — подводящий, по которому поступает разогретый теплоноситель, другой — отводящий, сюда уходит теплоноситель после остывания. От стояков в горизонтальном направлении отходят трубы-отводки к радиаторам. Их можно располагать по-разному, например, замаскировать в полу или стенах, тогда видна будет только батарея. Система может быть одно- и двухтрубной.
горизонтальная разводка. Преимущества:

• Подходит для любых планировок, т.к. отсутствует жесткая связь между включенными в разводку приборами
• Возможность отключения отдельных радиаторов или комнат для демонтажа или ремонта
• Отсутствуют строгие требования по размещению отопительных приборов: их можно устанавливать на разном расстоянии, в любой последовательности
• Возможность тупикового или попутного подключения радиаторов
• Возможность установки приборов управления подачей тепла и его контроля

Недостатки:

• Требуется обустройство принудительной циркуляции. (Без этого система будет работоспособна только в одноэтажном здании небольшой площади)
• Чувствительность к завоздушиванию. (Чтобы нивелировать эту проблему, надо монтировать автоматические воздухоотводчики)

Вертикальная разводка

Вертикальный принцип реализуется для зданий в несколько этажей, начиная с двухэтажных. Схема отопления дома газовым, электрическим или твердотопливным котлом с вертикальной разводкой предполагает наличие стояка. От него на разных этажах отходят горизонтальные отводы, к которым подключаются батареи.

Принцип работы такой. Разогретый теплоноситель по стояку подают наверх, где он распределяется по нескольким ответвлениям и сверху вниз подается на радиаторы. Важно. Они должны быть установлены точно один под другим. Остывший теплоноситель собирается в трубопровод, расположенный в подвале или на нижнем этаже. Отсюда уходит в котел. В верхней точке обязателен воздухосборник для сброса накопившегося воздуха. Такая схема работает с одно- и двухтрубной системой.
вертикальная разводка. Преимущества:

• Может эффективно работать с естественной циркуляцией жидкости
• Потери тепла при движении жидкости по контуру минимальны
• Минимальный риск завоздушивания

Недостатки:

• Жесткая позиционная привязка батарей на разных этажах
• Необходимость отключения всей системы при демонтаже или ремонте отдельных радиаторов
• На нижнем этаже температура теплоносителя немного ниже. Для компенсации здесь устанавливают батареи с большим количеством секций

Однотрубная система

Подведение Нагретого теплоносителя к батарее и отведение от него остывшего может осуществляться посредством одной трубы. В этом случае радиаторы последовательно подключаются к одной трубе. Жидкость проходит через радиатор и переходит в следующий. Из последнего она подается к котлу. Отдельный отвод остывшего теплоносителя не предусмотрен. Однотрубную схему отопления дома несложно собрать своими руками, она считается одной из самых простых.
Схема однотрубного отопления от котла в частном доме Преимущества:

• Низкая стоимость
• Минимизация риска протечек и порывов
• Быстрый и простой монтаж

Недостатки:

• остывание теплоносителя при движении по контуру. Причем, чем больше радиаторов в контуре, тем холоднее будет последний в цепочке прибор. Поэтому он должен быть с самым большим числом секций
• Отсутствие возможности регулировать степень нагрева какой-то одной батареи
• Для достижения рабочего давления в системе желательна установка насоса
• Ограничение по количеству нагревательных приборов в одном контуре

Недостатки можно частично нивелировать включением в схему дополнительных элементов: радиаторных регуляторов, термостатических клапанов, балансировочных вентилей.

Двухтрубная система

В такой системе к батарее подходят две трубы. По одной подают разогретую жидкость, по второй отводят остывшую. Подключение нагревательных приборов проводят параллельно.
Схема двухтрубного отопления в доме Преимущества:

• Ко всем радиаторам подают теплоноситель одной температуры
• Количество радиаторов в контуре ограничивается только пропускным объемом трубопровода
• При необходимости можно отключать радиаторы, это не повлияет на нагрев остальных
• Можно подключить контролирующее или регулирующее оборудование к отдельным радиаторам или к помещениям

Недостатки:

• Требуется удвоенное (по сравнению с однотрубной разводкой) количество труб и других элементов. Это увеличивает стоимость системы.
• Сложный монтаж
• Большое количество труб сложнее замаскировать и вписать в интерьер помещения

Системы с коллектором

В схему отопления дома любым котлом можно включить коллектор. Это распределительное устройство, у которого есть два элемента-гребенки. Каждый из них состоит из нескольких патрубков, что делает их похожими на гребень. Одна гребенка — подающая. Через нее разогретый теплоноситель поступает в радиаторы. Вторая — обратная, она «собирает» ntgkjyjcbntkm и направляет ее в котел. Разберем самые распространенные схемы с коллектором.

Лучевая разводка

Включает коллектор-распределитель, от которого к каждому радиатору направляются по две трубы: подающая и обратка. Подключение батарей проводится параллельно. Разводку используют только в принудительной системе отопления. У естественной циркуляции не хватит рабочего давления.
Схема лучевой разводки Преимущества:

• Равномерное распределение теплоносителя. Разница температур между батареями минимальна
• Мощность каждого прибора легко регулируется
• Возможность отключения отдельных радиаторов
• Упрощение расчета параметров отопительной системы
• Контроль над подачей теплоносителя и его температурой. Управление осуществляется из одного места — через коллектор. Для удобства его помещают в специальный шкаф

Недостатки:

• Большая длина трубопроводов, что повышает стоимость монтажа и материала.
• Сложный монтаж.
• При подключении радиаторов отопления в доме по лучевой схеме трубы обычно убирают в стяжку. После этого внести изменения в систему очень сложно.

Схема с теплым полом

Востребована и популярна схема отопления дома теплыми полами. Для небольших помещений вполне достаточно одной трубы, которую змейкой укладывают в стяжку. Однако в больших комнатах так делать нельзя. В трубопроводе большой длины возникает повышенное давление, что значительно увеличивает риск порыва. Кроме того, движущийся по длинной магистрали теплоноситель остывает раньше, чем успевает пройти весь трубопровод. Поэтому используют разводку с коллектором и несколькими контурами.
двухконтурное отопление с греющим полом, подключенным через коллектор-распределитель и смесительный узел При отоплении дома одновременно теплым полом и радиаторами собирают два отопительных контура. В первый включены радиаторы, во второй через коллектор-распределитель подключают теплый пол. Важный момент. В схеме двухконтурного отопления дома с греющими полами обязательно устанавливают смесительный узел. Его монтируют после коллектора. Узел предназначен для понижения температуры направляющейся в трубы теплого пола жидкости. Это необходимо, поскольку для радиаторов нормальной считается температура 70-80˚С, для греющего пола это слишком много. Здесь норма 40˚С, иначе финишное напольное покрытие деформируется.