Проектирование и монтаж коллекторной отопительной системы

Сильные и слабые стороны коллекторного отопления

Идеальных решений в природе не существует, использование коллекторной схемы отопления – не исключение.

Преимущества коллекторной системы отопления включают в себя:

гибкость работы системы отопления – прямо на гребешке можно установить термостаты, с помощью которых будет регулироваться температура в отдельно взятом радиаторе;

На этой гребенке уже установлены терморегуляторы

• так как каждый радиатор снабжается теплоносителем в индивидуальном порядке, то можно применять трубопровод малого сечения;
• при желании можно без особых сложностей использовать комбинированную отопительную систему. То есть разделить ее на 2 контура с разной рабочей температурой, или использовать в каждом из контуров разный вид теплоносителя. Для такого решения понадобится еще и гидрострелка.

Разделение отопительной системы на 2 контура с помощью коллектора

Есть у коллекторной разводки и слабые места:

• повышенная цена уже упоминалась, кроме того, при необходимости ремонта могут возникнуть сложности – ведь трубы отопления спрятаны непосредственно под полом (часто они просто заливаются стяжкой);
• трубы при такой разводке нельзя проложить вдоль стен. Точнее говоря, с технической точки зрения это сделать можно, но тогда едва ли не половина стены будет закрыта трубами – сомнительное дополнение интерьера;

Если все эти трубы пустить вдоль стен, то комната начнет напоминать котельную

• коллекторная разводка отопления с трубами малого диаметра потребует более мощного циркуляционного насоса, ведь гидравлическое сопротивление вырастет;
• назвать такую систему отопления полностью автономной нельзя – в любом случае понадобится электроэнергия – для работы насоса. Естественного напора недостаточно для циркуляции теплоносителя.

Два способа увеличить диаметр распределительных труб

Первый способ годится для котлов со встроенными насосами. Для таких котлов изготавливают термо-гидро распределитель (гидрострелка в народе). К гидрострелке подключают котел и два три контура отопления и приготовления горячего водоснабжения. При этом на каждый контур потребления тепла монтируют свой циркуляционный насос.

Так же многие идут простым путем и подключают к такому котлу небольшой  контур радиаторов и теплых водяных полов. Это работает, если сразу с котла перейти с ¾ на 1 дюйм и дальше подключить все трубой, например, ППР диаметром 32.

Но у многих такими малыми объемами работа и строительство не ограничивается. Вот почему не всегда разумно большие дома или общественные строения подключать только к гидрострелке.  Стрелка получиться просто огромная и вся котельная будет в трубах.

Чтобы этого избежать был придуман сначала просто коллектор для распределения теплоносителя, а потом из него сделали компланарный распределительный коллектор. То есть два независимых коллектора объединили в один и получили его компланарность.

Компланарный распределительный коллектор одним махом решил проблему количества и размеров подключения котлов и контуров отопления, решилась проблема нагромождения труб и стало очень быстро, и легко делать мониторинг, обслуживание и ремонт котельного оборудования.

Но как обычно, недостаток информации привел к тому, что вроде что-то знаем о распределительных коллекторах, но не применяем, опираясь на авось пронесет. Но не проносит и система отопления теплоносителя постоянно просит. Тепла нет и все попытки  высосать тепло из зауженной  трубы ведут к трате кучи времени, нервов и денег.

Когда как просто на стадии разговора с мастерами перед монтажом системы необходимо озвучить желание изготовить и подключить все через стрелку и распределительный коллектор. В связке эти два устройства работают еще лучше. Но здесь мы можем столкнуться с невежеством. А это невежество в свою очередь может уговорить вас этого не делать и все посадить на одну трубу.

Изготовить гидрострелку своими руками не составляет большого труда. Берем кусок трубы на три диаметра больше диаметра подключения котла и привариваем на торцы трубы выгнутые заглушки. В заглушки ввариваем резьбы для слива и сброса воздуха. А в тело трубы врезаем резьбы для подключения котлов и контуров отопления. Красим и стрелка готова.

С приобретением и изготовлением распределительного коллектора своими руками немного сложнее. Заводские аналоги часто не подходят под наши условия по количеству подключаемых контуров и их размеров.

Таким  образом, бывает сложно или даже невозможно подобрать заводской распределитель под конкретно ваши условия, так как размер коллектора и размер патрубков коллектора  ограничены модельным рядом.

Вот почему Вам придется либо отказаться от применения заводского коллектора, либо использовать два или более коллектора. При этом надо будет учесть стоимость двух коллекторов, их монтаж и стоимость дополнительных материалов.

Если у вас небольшой домик, то вполне возможно, что заводской коллектор вам подойдет. Но чаше всего такого не происходит, и многие люди не знают, что с этим делать. Помучавшись и помаясь нанимают сантехника, который делает все на прямую от котла. И потом жалуются что тепла нет.

Вот почему, надо не забывать, что из любой ситуации есть как минимум два выхода. И второй выход из сложившейся ситуации при невозможности использования заводского коллектора заключается в изготовлении распределительного коллектора своими руками.

Вот почему надо уяснить, что без коллектора система более трех контуров будет работать неправильно и зажато. Иначе можно дальше не читать и подключать все на одну трубу и тратить время и деньги, чтобы исправить не работающую систему.

Коллекторы для отопления: разновидности устройств

Не существует стандартной конфигурации отопительного коллектора. Устройство может быть выполнено в любой модификации, что позволяет адаптироваться под разнообразные отопительные системы с разным типом прибора и количеством контуров. Гребенка имеет от 2 до 12 контуров, от данного показателя зависит цена коллектора отопления. В процессе эксплуатации количество задействованных ответвлений может варьироваться.

По техническим характеристикам распределительные узлы отопления можно разделить на такие типы коллекторов: солнечные, с гидрострелкой и радиаторные. По количеству элементов системы различают простые и усовершенствованные модели. Первый вариант не оборудован дополнительными приборами для управления работой устройства и для ее регулировки. Он представлен простой гребенкой с несколькими ответвлениями, каждую из которых можно отключить. В такой системе не предполагается осуществления контроля над температурой и объемом теплоносителя.

Усовершенствованные изделия снабжены регуляторами давления, температуры, датчиками давления, блоками контроля подаваемой воды, термостатами для автоматической подстройки давления, электронными смесителями и клапанами для регулирования подачи холодной и горячей воды, воздухоотводчиками для выпускания из труб пузырьков воздуха.

Обратите внимание! Комплектация коллекторного узла может изменяться в зависимости от определенных требований к системе, что отражается на функциональности и стоимости установки

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

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:

• на батареях отопления — краны Маевского;
• на гребенке — воздуховыпускные вентили.

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.

Отопление от солнца: за и против

Если говорить об использовании солнечной энергии для отопления, то нужно иметь в виду, что существуют два разных устройства для преобразования солнечной энергии:

• Солнечные батареи. Они вырабатывают исключительно электрический ток. А вот его уже вы можете использовать для обеспечения работоспособности любого электрооборудования, в том числе и не работу отопительных приборов.

• Солнечные коллекторы. Эти устройства нагревают жидкость (теплоноситель) и их можно напрямую подключать к системе отопления, а также с их помощью греть воду для бытовых нужд.

Оба варианта имеют свои особенности. Хотя сразу нужно сказать, какой бы из их вы ни выбрали, не спешите отказываться от той системы отопления, которая у вас есть. Солнце встает, конечно, каждое утро, но вот не всегда на ваши солнечные элементы будет попадать достаточно света. Самое разумное решение — сделать комбинированную систему. Когда энергии солнца достаточно, второй источник тепла работать не будет. Этим вы и обезопасите себя, и жить будете в комфортных условиях, и сэкономите.

Если желания или возможности ставить две системы нет, ваше солнечное отопление должно иметь, как минимум, двукратный запас по мощности. Тогда точно можно сказать, что тепло у вас будет в любом случае.

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

• Безопасный и абсолютно «чистый» источник энергии.
• Снижение затрат на отопление и ГВС.
• Вы независимы от состояния экономики: солнце светит всегда, и в кризис, и в период расцвета.

• Денег солнце за свою энергию не требует. Другое дело, что государство может обложить налогами владельцев гелиоустановок. Но пока такого не случилось — солнечная энергия бесплатна.

Недостатки:

• Зависимость количества поступающего тепла от погоды и региона.
• Для гарантированного отопления потребуется система, которая может работать параллельно с гелиосистемой отопления. Многие производители отопительного оборудования предусматривают такую возможность. В частности европейские производители настенных газовых котлов предусматривают совместную работу с солнечным отоплением (например, котлы Baxi). Даже если у вас установлено оборудование, у которого такой возможности нет, можно согласовать работу отопительной системы при помощи контролера.
• Солидные финансовые вложения на стартовом.
• Периодичное обслуживание: трубки и панели нужно очищать от налипшего мусора и мыть от пыли.
• Некоторые из жидкостных солнечных коллекторов не могут работать при очень низких температурах. В преддверии сильных морозов жидкость приходится сливать. Но это касается не всех моделей и не всех жидкостей.

Теперь рассмотрим подробнее каждый из типов солнечных нагревательных элементов.

Место для системы

Лучшим местом для того чтобы поставить устройство коллектора отопления, будет его выбор в процессе проектирования. Если у вас здание на несколько этажей, то на каждом делается место под коллекторный блок. Обычно делается ниша в стене, которая располагается на небольшой высоте от пола. Ниша обязательно должна находиться в помещении, которое защищено от излишней влаги.

Коллекторный шкаф

Прибор можно установить прямо на стену, если это подсобное помещение, или же для него прекрасно служат специальные коллекторные шкафы для отопления. Такие шкафчики сделаны из металла, они обладают дверцей и выштамповкой, которая служит для подводки труб в боковых стенах. Внутри могут быть также специальные крепления для блока коллектора. Шкафчик может быть накладным или встраиваемым.

Нюансы монтажа

Технология крепления коллектора к стене довольно проста: гребенка ТП и лучевой разводки подвешивается на монтажных кронштейнах, петли присоединяются фитингами типа «евроконус». Трубы, идущие к верхней части коллектора (обычно это «обратка»), пропускаются под нижней.

Совет. Никто не заставляет вас монтировать распределитель на скобах. При необходимости трубки можно разнести в стороны и закрепить на стене отдельно. Коллекторный ящик используется в помещениях жилой зоны, при установке коллектора в котельной шкаф не нужен.

Кратко перечислим основные моменты:

1. Размер гребенки подбирается по диаметру труб, используемых в греющих петлях, – Ø16 или Ø20 мм. Соответственно, берем распределитель на ¾ либо 1 дюйм. Материал изделия роли не играет, по соотношению цена/качество выигрывает нержавейка.
2. Если количество отводов гребенки превышает 12, соберите коллекторный узел из 2 секций. При установке аксессуаров подмоточные материалы не используются, поскольку детали снабжены резиновыми уплотнителями.
3. Более тяжелый общедомовой коллектор подвешивается на крюках, усиленных кронштейнах либо устанавливается на пол. Насосы, трубы и прочие элементы обвязки не должны нагружать распределитель собственным весом.
4. Самый горячий теплоноситель получает бойлер косвенного нагрева. Змеевик и циркуляционный насос водонагревателя подключается к гребенке напрямую, обычно – с торца.
5. Ветви радиаторного отопления и ТП присоединяются к коллектору через узлы подмеса с трехходовыми клапанами. На каждую линию ставится отдельный насос, подобранный по давлению и производительности.

   Тяжелую компланарную гребенку можно устанавливать на пол – сварить металлические подставки

Основы проекта коллекторной разводки

При проектировании коллекторной схемы отопительного контура тепловое оборудование необходимо выбирать, исходя из конкретного применения приборов и некоторых общепринятых правил:

1. Коллекторную разводку не рекомендуется реализовывать в городской квартире, подключенной к центральному отоплению, из-за практической сложности проекта. Дело в том, что при отключении радиаторов отопления от центральных стояков и подключении их к своей гребенке теплообмен в соседних по стояку квартирах уменьшится за счет появления дисбаланса в общей схеме. При этом отопление вашей квартиры не пострадает;
2. Чтобы не возникло проблем с соседями при монтаже коллекторной системы отопления в квартире, нужно сразу согласовывать будущие переделки с ЖКУ, домоуправлением и другими организациями, а также утверждать новый план отопления квартиры в обход централизованной системы;

Коллекторная схема трубной разводки для квартиры

Не такие важные, но играющие свою роль при реализации коллекторной схемы особенности, которые могут возникнуть при комбинировании нескольких схем отопления, например, теплого пола и двухтрубной системы трубной разводки:

1. Отопительный контур обвязывается расширительным бачком с объемом резервуара ≥ 10% от общего литража теплоносителя, но не менее 5 литров;
2. Расширительный резервуар врезается в трубу обратного хода теплоносителя по ходу его движения и перед насосом. При монтаже гидравлической стрелки расширительный басок необходимо врезать перед насосом внутреннего контура. Врезка необходима для нивелирования отрицательного воздействия перепадов давления в отопительном контуре на мембранные баки расширительного бачка, а значит, турбулентность потока теплоносителя должна быть предельно минимальной;
3. При монтаже циркуляционного насоса в отдельном автономном контуре его можно врезать в любом месте разводки, но нужно помнить, что установка насоса на трубе обратной подачи теплоносителя увеличит срок эксплуатации насоса, так как в обратке температура жидкости ниже, чем в трубе подачи. Вал насоса при его установке должен быть горизонтально в любом случае.

Размещение насоса в отопительной схеме с коллекторной разводкой труб

Устройство коллекторной системы отопления

Схема коллекторной системы отопления

Понятно, что главной деталью в коллекторной системе отопления будет собственно коллектор. Коллекторная схема отопления оснащается двумя коллекторами — подающим и обратным. Cам коллектор представляет собой трубку из которой выходят несколько веток, от двух и больше. Коллектор можно скрыть в нише стены или же удобно спрятать его в специальный шкафчик. От коллектора к радиатору напрямую идут две трубы, подающая и обратная. Зачастую коллекторная система требует установки циркуляционного насоса для создания дополнительной циркуляции в системе.

Создавая дополнительную циркуляцию можно добиться многих положительных фактов. Например это упростит, избавит от необходимости использования большего числа материала. Также это уменьшает разность температур в подающей и обратной трубах. Все это делает систему более эффективной и позволит в большей степени регулировать нагрев.

Трубы к каждому радиатору можно спрятать под полом или в стене. Каждый радиатор в таком случае выступает отдельной отопительной единицей. Каждый отвод в коллекторе можно снабдить запорной арматурой. Отделив каждый радиатор шаровым краном, можно более тонко регулировать нагрев помещения, при необходимости убавив, а то и вовсе отключив один из радиаторов. Так как после коллектора каждая ветка отделена, ее можно снабдить дополнительными циркуляционными насосами или краном с автоматикой.

Коллекторная система отопления может применяться для однотрубных горизонтальных разводок и практически полностью заменили тройниковые горизонтальные схемы.

Большую популярность набирает один из подвидов коллекторной системы отопления – “теплый пол”. Это возможность полностью отказаться от схемы использующей радиаторы. При этом вся разводка прячется под пол. Отопительные кольца, при грамотном расположении, помогут добиться лучшего эффекта, чем от использования радиаторов. Может использоваться, как дополнительная система отопления или же полностью заменить классическую.

Как выбрать распределительный коллектор

Производители предлагают достаточно разнообразный модельный ряд коллекторных систем, а народные умельцы собирают такое устройство из подручных средств. Выбор зависит от места эксплуатации, стоимости изделия, наличия автоматики, надежности и эффективности.

• Наиболее простой вариант – труба из нержавеющей стали, к которой приварены выходы для подключения радиаторов. Несмотря на видимую простоту, такая распределительная гребенка обойдется в солидную сумму, потому что для удобства эксплуатации потребуется установка дополнительных элементов.
• Более надежный и недорогой вариант – коллектор, собранный из полипропиленовых труб, соединительных тройников, необходимых вентилей и запорных кранов.
• Если же требуется полная автоматика в управлении, то лучше выбрать устройство с максимально возможным набором контролирующих элементов. Расходомеры, датчики температуры помогут равномерно распределить поток тепла между радиаторами и контурами теплого пола. Правда, стоимость такой модели будет довольно высокой.

Помимо экономических факторов на выбор коллектора могут повлиять технические условия эксплуатации: максимальное давление системы, потребление устройством электрической энергии, количество подключаемых контуров и потенциальная возможность их добавления. Коллекторная система отопления возможна только в современных новостройках, где в каждой квартире установлены дополнительные вентили для подключения устройств различной конфигурации.