Коллекторная схема отопления: плюсы, минусы и особенности конструкции

Отопительные системы в общем понимании имеют множество схем подключения, но коллекторная схема отопления обладает очевидными преимуществами: каждый отопительный прибор (радиатор или батарея) подключается к трубам отопления отдельно, по собственным трубам, поэтому температура его теплоотдачи может регулироваться автономно и локально. Кроме того, любой из радиаторов системы можно отключить от котла без ущерба для общего отопления, например, для ремонта или замены прибора. Ключевой узел коллекторной разводки – собственно коллектор (фото ниже), или «гребенка». Конструктивно гребенка выглядит как отрезок металлической трубы с одним входным резьбовым отверстием и несколькими выходными. В электронике такие узлы называют коммутаторами или мультиплексорами.

Из-за сложной архитектуры частного жилья часто применяется комбинация вариантов подключения радиаторов: смешанное отопление, при котором к выходам коллектора подключается несколько контуров. Все контура объединены между собой в последовательную цепь, но управлять можно каждым в отдельности.

Недостатки и достоинства коллекторной схемы

1. Каждый радиатор – это автономный и отдельно управляемый элемент. То есть, в каждом помещении можно установить желаемую температуру независимо от температуры в котле или в других цепях отопления, или отключить радиатор (группу радиаторов) без остановки отопительной системы;
2. Принимая во внимание тот факт, что каждый теплопровод, подключенный к коллектору от отопительной системы, транспортирует горячую жидкость только в один отопительный прибор, целесообразнее применять трубы уменьшенного диаметра по сравнению с расчетным общим диаметром труб. При этом рекомендуется соблюдать минимально допустимое расстояние между отопительным устройством или группой радиаторов, и коллектором.

Самодельная или заводская коллекторная система отопления схема которой для общих случаев приведена выше, ценится потребителями из-за возможности создания нескольких независимых отопительных контуров с разной температурой и давлением. Такая схема позволяет при одном котле организовать разные температурные режимы для разных помещений в одном здании. Чтобы подключить несколько контуров, оборудуется другой вариант коллектора – гидрострелка, которая внешне выглядит как большая водопроводная труба.

Гидрострелка устанавливается не так, как коллектор – между трубой подачи теплоносителя и обратной трубой цикл обращения замыкается. Котел продолжает непрерывно нагревать жидкость в первичном контуре, и теплоноситель в гидрострелке начинает двигаться, позволяя врезаться в него для подключения радиаторов в разных точках и на разных уровнях.

Из-за такого необычного подключения радиаторов к гидрострелке в конечной точке отдельно взятого теплоприемника (радиатора) будут разные показатели температуры и давления. Включение гидрострелки целесообразно при комбинировании разводки труб отопления с применением радиаторов и системы «теплый пол».

В местах присоединений контуров давление и температура в трубах будут разными, но, если коллекторное отопление частного дома своими руками схемы и чертежи которой разрабатывались для циркуляционных насосов, будет их использовать, то эта разница перепадов не имеет значения. Также отопительные контура можно подключать последовательно (не больше двух в цепи), но при такой организации подключения контура невозможно будет регулировать отдельно друг от друга.

1. Энергопотребление коллекторной схемы выше, чем при последовательном подключении батарей. Причем, чем больше отапливаемая площадь, тем выше тепловые расходы;
2. Коллекторному отопительному оборудованию присуща работа только в одно- или двухтрубной конструкции отопительной системы, которую можно развести по стенам помещений. Но при организации лучевой разводки провести трубы по стенам или скрытым способом не получится из-за большого объема практической схемы и большого количества труб отопления;
3. При прокладке труб в полу под бетонную стяжку проявляются следующие недостатки способа: для труб, проложенных под полом, не разрешается делать какие-либо соединения – ни сварные, ни резьбовые, ни какие-нибудь другие, чтобы не допустить скрытой протечки, иначе придется снимать слой бетонной стяжки, а это – почти капитальный ремонт помещения со всеми вытекающими последствиями;
4. Суммарное гидравлическое сопротивление коллекторного контура отопления будет значительным, особенно пир прокладке труб с небольшим диаметром. Также при реализации коллекторной схемы разводки труб необходимо использование циркуляционного насоса (насосов), так как естественное давление в трубах не позволит теплоносителю свободно перемещаться по трубам;
5. При использовании в коллекторной схеме отопления нескольких автономных отопительных контуров обязательно на каждый большой контур монтируется свой циркуляционный насос. Это приводит к финансовым затратам как при монтаже системы, так и в процессе ее эксплуатации;
6. Энергозависимость коллекторной системы отопления – один из существенных ее недостатков, так как циркуляционные насосы требуют подключения к электросети. При аварийном отключении электричества отопление не сможет обеспечить требуемый тепловой режим, так как движение теплоносителя по трубопроводу просто остановится.

Основы проекта коллекторной разводки

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;

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.

Выбор труб для системы отопления для жилого дома или квартиры

При создании коллекторной схемы разводки для отопления малоэтажного жилого дома или другой частной постройки необходимо учитывать способ прокладки труб по дому. Если трубная разводка будет проходить под полом, в бетонной стяжке, то трубы отопления рекомендуется покупать бухтой, чтобы не делать соединений в полу, как и указывалось выше.

Пластиковые трубы должны иметь достаточную гибкость, материал труб не должен подвергаться коррозии и влиянию агрессивных сред, не должен разрушаться при низких или слишком высоких температурах, срок службы труб должен быть предельно высоким.

Требования к температурной устойчивости и прочности труб на разрыв определяются рабочими характеристиками монтируемой системы отопления в доме или в квартире. Для индивидуальной застройки давление в трубах не должно превышать 1,5 атм., а предельный температурный режим должен лежать в диапазоне 50 0 С -75 0 С. Если в доме будет работать система «теплый пол», то температура теплоносителя в трубах не должна подниматься выше 30 0 С -40 0 С.

При монтаже коллекторной схемы отопления в многоквартирном доме давление в трубах будет всегда высоким, и материал труб должен выдерживать ≥ 10-15 атм. при температуре теплоносителя до 110-120 0 С. Поэтому при разводке труб отопления в многоквартирном доме рекомендуется применять гофрированные трубы, изготовленные из нержавеющей стали, а не металлопластик или ПВХ изделия. В качестве действующего примера можно привести марку труб Kofulso, которые выдерживают давление более 15 атм. при температуре теплоносителя ≥ 110 0 С. Сила давления, которая вызывает разрушение этого материала – 215 кгс/см², что является превосходным показателем.

Радиус изгиба таких нержавеющих труб равен их диаметру, что позволяет укладывать их практически в любых местах и с любым изгибом, не опасаясь, что труба в месте перегиба даст утечку. Соединения при такой трубной разводке выполняются при помощи специальных фитингов, а места скруток фиксируются контрагайкой, обеспечивающей герметичность соединения гофрированных труб силиконовыми уплотнителями.

Но нержавеющая сталь – не самый дешевый материал, и при коллекторной разводке труб в двух- или трехэтажном доме такой проект обойдется довольно дорого. Поэтому имеет смысл использовать трубы из сшитого полиэтилена, например, марки PE-X. Эти трубы, как и другая ПВХ продукция, выпускается в продажу в бухтах, длина одной трубы – 200 метров, материал способен выдержать давление до 10 кгс/см² при температуре теплоносителя в системе до 95 0 С. Допускается кратковременное повышение температуры до 110 0 С.

Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена соединяются между собой также при помощи специальных фитингов в виде пластмассовых или металлических (бронзовых, латунных, медных) штуцеров со стопорным кольцом, которое плотно надевается на трубу и герметично обжимает ее. Преимущество таких труб в том, что сшитый полиэтилен имеет механическую память, то есть, сборка проводится по такой схеме: специальным экстендером труба растягивается, чтобы можно было вставить штуцер, а через некоторое время (до минуты) труба принимает исходный диаметр и плотно обжимает штуцер. Дополнительно герметичность обеспечивается стопорным кольцом.

Коллекторная система отопления: первое знакомство

Что это такое — коллекторная разводка отопления? Есть ли у ее применения какие-то общие принципы? Какие материалы стоит использовать, монтируя отопление своими руками? Давайте постараемся разобраться.

На фото — коллекторы подачи и обратки, устройства, давшие название схеме разводки.

Определения

Коллекторное отопление отличается от последовательного ( с помощью тройников) подключения тем, что каждый отопительный прибор имеет независимую подводку. Схема позволяет управлять температурой каждого радиатора и при необходимости полностью отключить его.

Ключевой узел такой схемы — собственно коллектор (или гребенка). Это, говоря упрощенно, отрезок толстой трубы с одним входом и несколькими выходами.

Уточнение: наряду с коллекторной или последовательной может применяться и смешанная разводка. К коллектору подключается несколько малых контуров, каждый из которых управляется независимо; однако внутри контура отопительные приборы подключены последовательно.

Плюсы и минусы

Что дает применение коллектора? Чем мы жертвуем?

Достоинства

Преимущества коллекторной системы отопления сводятся по большей части к удобству эксплуатации и управления отопительной системой:

• Каждый элемент контура управляется независимо и централизованно. Что это значит? Вы, находясь в одной точке дома, можете задать температуру в любой комнате; при необходимости несложно полностью отключить отопительный прибор или группу приборов.

При этом отключение никоим образом не затронет другие помещения.

Отсюда можно управлять отоплением во всем доме.

• Поскольку каждая ветка, ведущая от коллектора, питает лишь один радиатор или небольшую их группу, можно обойтись небольшим диаметром трубы. На практике, кстати, подводки чаще всего укладываются в стяжку и представляют собой линию, максимально близкую к прямой между коллектором и отопительным прибором.

При необходимости коллекторная схема позволяет сформировать несколько контуров с разными параметрами отопления — перепадом и температурой. Для этого используется так называемая гидрострелка — разновидность коллектора, представляющая собой трубу с большим внутренним объемом.

Она монтируется несколько необычно, создавая своего рода короткое замыкание между подачей и обраткой. Котел непрерывно подогревает воду в первичном контуре, и она медленно циркулирует внутри гидрострелки; отбирая воду на разном расстоянии от врезок подачи и обратки, можно получить разные значения перепада давлений и температуры теплоносителя.

Типичное применение этой разновидности коллекторной схемы — отопление частного дома с использованием и радиаторов, и теплых полов.

На врезках каждого из контуров будут свои значения температуры и перепада. Впрочем, при наличии в контурах собственных насосов перепад можно не учитывать.

Полезно: да, возможно и более простое технически последовательное подключение двух контуров. Однако в этом случае каждый из них будет трудно использовать независимо от другого.

Недостатки

Не обошлось и без них.

• Расход трубы намного больше, чем при последовательном подключении. Чем сложнее конфигурация помещения и больше его площадь — тем больше разница в затратах.
• Традиционную одно — или двухтрубную систему отопления несложно смонтировать на стенах. При лучевом отоплении такое размещение подводок будет крайне неэстетичным, да и расход материалов дополнительно увеличится.
• Укладка подводок в стяжку имеет очевидное последствие: трубы в полу не должны иметь никаких соединений — ни сварных, ни резьбовых. ЛЮБОЕ соединение — это потенциальное место утечки. Понятно, что вскрывать монолитный бетон для устранения течи — перспектива не из приятных.
• Суммарное гидравлическое сопротивление контура будет непомерно большим. Особенно при использовании труб малого диаметра. О естественной циркуляции можно забыть полностью: незначительного перепада гравитационной системы отопления явно не хватит.
• При использовании нескольких независимых контуров отопления чаще всего приходится устанавливать столько же циркуляционных насосов, сколько больших колец отопления проложено по дому. Отсюда — опять-таки увеличение расходов и на стадии монтажа, и в процессе эксплуатации.
• Само по себе применение принудительной циркуляции делает схему энергозависимой. Украли провода? Упал столб линии электропередач? Получите размороженную систему отопления при полностью рабочем котле.

Стоит остановиться насосам — и вся сложная схема разводки станет бесполезным нагромождением холодных труб.

Общие принципы проектирования

Есть ли какая-то общая инструкция по составлению рабочих проектов систем этого типа?

В общем случае и оборудование, и отопительные приборы подбираются под конкретные задачи. Однако несколько советов общего характера дать можно.

• Применение коллекторных схем — не для городских квартир. Категорически.

Исключение: в некоторых новых домах состояние «после строителей» означает, что в квартиру заведена ОДНА пара вентилей для подключения к ним отопительного контура произвольной конфигурации. Там — пожалуйста, все в ваших руках.

Почему? Представьте себе практическую реализацию. В квартире есть несколько стояков, к каждому из которых подключено по одному — два отопительных прибора.

Вы отключаетесь от всех стояков, кроме одного; на него монтируете пару гребенок и раздаете отопление по всей квартире. В результате на вашей врезке падение перепада и температуры обратки будет столь значительным, что соседи на вашем стояке начнут замерзать: в их квартирах батареи будут едва теплыми.

Последствия очевидны: визит представителя жилищников, составление акта о самовольном изменении конфигурации отопления и вынужденная дорогостоящая переделка.

• Автоматический воздухоотводчик монтируется непосредственно на коллекторах подачи и обратки. Рано или поздно весь воздух в контуре пройдет через них.

Автоматические воздушники ставятся непосредственно на гребенки.

Есть и ряд особенностей, общих не только для коллекторной разводки, но и для отопительных систем других типов.

• Контур обязательно комплектуется расширительным баком, объем которого должен составлять не менее 10 процентов суммарного объема теплоносителя. Больше — можно: в этом случае никаких негативных последствий не будет. Цена расширительных бачков не настолько велика, чтобы экономить на этих несложных устройствах.
• Оптимальное размещение расширительного бака — на обратке, перед циркуляционным насосом по ходу воды. Если используется гидрострелка — бак ставится перед основным насосом, обеспечивающем циркуляцию в малом контуре. Причина такого расположения — в том, что мембранные баки во избежание колебаний давления в контуре рекомендуется монтировать там, где поток воды имеет минимум турбулентностей.
• Где расположить циркуляционные насосы в каждом контуре — в общем-то, непринципиально; однако ресурс устройства будет несколько больше на обратке. Просто из-за меньшей рабочей температуры. Насос монтируется таким образом, чтобы вал был расположен строго горизонтально — иначе первый же пузырь воздуха оставит устройство без охлаждения и смазки.

Выбор труб

Какими трубами монтируются коллекторные системы отопления?

Давайте вспомним, какие факторы влияют на наш выбор.

• Нам нужна труба, которую можно приобрести в бухте. Просто для того, чтобы не оставлять внутри стяжки соединений — ведь из прямых отрезков лучи разводки придется собирать на сварке или резьбах.
• Труба не должна бояться коррозии и иметь максимально долгий срок службы. Мотивация — все та же: скорый ремонт бетонного пола в наши планы не входит.
• Труба должна быть гибкой. Прокладываться она будет отнюдь не строго по прямой.

Да, кратчайшая линия — это прямая. Но на прокладку повлияют перегородки.

• Требования к прочности на разрыв и термостойкости вытекают из рабочих параметров отопления. В частном доме это 1,5 атмосферы и температура в 50-75 градусов для радиаторов и 30-40 для теплых полов.

А вот в тех редких случаях, когда коллекторная схема отопления монтируется в многоквартирном доме новой постройки, лучше исходить из рабочего давления не меньше 10-15 атмосфер и допустимой температуры не ниже 110-120С.

Причина — вечная проблема нашей страны: человеческий фактор. Да, таких параметров в центральном отоплении быть не должно. Но при определенных обстоятельствах невозможное возможно…

Отсюда, собственно, и наш выбор.

Многоквартирный дом

Здесь очевидный чемпион — гофрированная труба из нержавеющей стали. По параметрам она прекрасно укладывается в наши пожелания: корейская трубы Kofulso способна работать при 110С и рабочем давлении до 15атмосфер; давление разрушения и вовсе составляет 210 кгс/см2.

Труба обладает прекрасной гибкостью. Радиус изгиба равен диаметру трубы. Сборка соединений осуществляется предельно просто: труба вставляется в фитинг и фиксируется гайкой, которая обжимает гофрированную поверхность силиконовым уплотнителем.

Эта же труба может укладываться и в качестве теплого пола.

Коттедж

Нержавейка — не самый дешевый материал; в автономной системе отопления с ее предсказуемыми параметрами можно сэкономить.

Популярнейший материал для лучевой разводки в этом случае — сшитый полиэтилен, PE-X. Трубы поставляются в 200-метровых бухтах и способна работать при 95С с кратковременным повышением до 110С и давлении в 10 кгс/см2.

Фитинги представляют собой латунные или пластиковые штуцера со стопорным кольцом, которое надевается на трубу. Сшитый полиэтилен обладает своеобразной механической памятью: если растянуть его специальным экстендером и вставить в просвет штуцер, через короткое время труба плотно обожмет его. Стопорное колечко дополнительно зафиксирует соединение.

Трубу можно смело укладывать в стяжку. А вот соединения лучше было оставить выше уровня пола.

Заключение

Если идея коллекторной разводки показалась вам интересной — посмотрите видео в конце статьи. Часто наглядная демонстрация более эффективна, чем самый пространный опус в текстовом виде.

Источник http://jsnip.ru/vodosnabzheniya/kollektornaja-shema-otoplenija.html

Источник https://otoplenie-gid.ru/razvodka/333-kollektornaya-sistema-otopleniya

Источник