Как устроена лучевая система отопления: схемы и варианты разводки

Решая, как обогревать собственный дом, хозяин может выбирать из множества отопительных технологий. Общим для них является схожий набор конструктивных элементов, в который входит котел, система труб и отопительные приборы, которые непосредственно нагревают помещение.

Есть различия в схемах соединения трубопроводов, один из ее вариантов — лучевая система отопления, о характеристиках и правилах сооружения которой пойдет речь в статье. Мы подробно описали специфику коллекторной разводки, привели варианты ее устройства. Обозначили критерии выбора оборудования для сооружения контуров.

Для наглядного восприятия представленной информации текст дополнен подборками фото, полезными схемами, видео.

Веские преимущества лучевой разводки

Основная задача отопительной системы – возместить тепло, которое здание теряет из-за разниц между внутренней и внешней температурой воздуха, а  также в связи с различной степенью теплопроводности внешних стен. Ее решение во многом зависит от грамотно выбранной схемы разводки труб, доставляющих теплоноситель к приборам.

На практике соединить все отопительные приборы воедино можно следующими методами:

• тройниковым подключением;
• лучевым (коллекторным) подключением, когда к каждому отопительному прибору с помощью коллектора подводится отдельная пара труб для прямой и обратной подачи теплоносителя.

Тройниковый или периметральный тип соединения труб дешевле. Но из-за того, что приборы связаны друг с другом и присоединены трубопроводом к единому стояку, систему нужно будет полностью отключать и освобождать от теплоносителя для ремонта отдельного радиатора или участка. Или оснащать байпасами и запорной арматурой, что существенно повысит стоимость организации отопления.

При традиционной периметральной разводке весь трубопровод чаще всего монтируется открытым способом, реже скрытым. Лучевые отопительные системы преимущественно прокладываются в стенах или полу, т.к. большое количество труб, проложенных поверх конструкций, негативно влияет на интерьер.

Скрытый монтаж проходит система труб теплого пола, который в соответствии с технологической спецификой устраивается по лучевой схеме. Лучевой трубопровод к отопительным приборам тоже прокладывается в стяжке пола скрытым способом, потому что так лучше по технологическим и архитектурным соображениям.

Сборка трубопровода по лучевой схеме обойдется существенно дороже, чем устройство системы по периметральным способом. Однако благодаря специфике такой разводки нагретый теплоноситель поставляется во все точки одновременно

Большое количество труб при использовании лучевого способа сборки трубопроводов может испортить интерьер. Поэтому все отопительные коммуникации укладываются в пол или стены.

Все соединения при этом остаются на поверхности, поэтому риск протечки под стяжкой практически отсутствует. При тройниковой системе этого делать нельзя, т.к. при износе соединений придется ломать стены и пол.

Для того чтобы сократить расход труб собранные по лучевой схеме трубопроводы прокладываются не по периметру, а кратчайшими путями — от коллектора к прибору

Главным недостатком коллекторной разводки является высокая материалоемкость, которая заключается в большой протяженности. Для нормальной работы требуются технические устройства, т.к. это исключительно принудительные схемы. А основной плюс состоит в том, что в каждом помещении можно настраивать разную температуру, создавая комфортный микроклимат в любой комнате.

Каждый радиатор или конвектор подключается независимо, что также удобно для осуществления сервисных работ и замены изношенных элементов системы без необходимости отключать отопление во всем доме или квартире.

Скрытый монтаж позволяет существенно улучшить визуальный вид любого помещения, оставляя видимыми только радиаторы отопления

Принцип организации лучевой схемы

Одним из центральных элементов лучевой системы является коллекторный узел. Если вы собрались делать отопление в доме с несколькими этажами, то коллектор должен располагаться на каждом уровне.

Коллекторы во время монтажа помещают в коллекторный шкаф, где предусмотрена удобная система расположения данного элемента для последующего обслуживания или регулировки.

Лучевая схема разводки применяется для одно- и двухтрубных систем. Первый вариант предполагает, что поставка и сбор теплоносителя производится одним коллектором. Второй вариант предусматривает использование двух коллекторов для подачи и обратки

Бесспорным плюсом лучевой системы является минимальное количество соединений, что позитивно влияет на гидравлическую стабильность всей системы отопления. Центральный рабочий орган – это котел.

Чтобы обеспечить высокий КПД и безопасность, хозяину нужно учесть мощность агрегата, потребление тепловой энергии отопительными приборами и теплопотери системы. Это необходимо делать, независимо от того, на каком виде топлива работает котел.

Рост протяженности трубопровода при создании лучевой разводки чреват незначительным увеличением теплопотерь, что также нужно учесть для баланса мощностей.

В однотрубной лучевой разводке отопительных контуров подача подготовленного к нагреву приборов теплоносителя осуществляется тем же коллектором, который выполняет сбор обратки и отправку ее в котел (+)

Выбираем циркуляционный насос

Лучевая разводка трубопровода применяется в основном в горизонтальных схемах с нижней подачей теплоносителя. Она требует наличия циркуляционного насоса, стимулирующего движение нагретой воды по многочисленным ветвям.

Управляемая циркуляция теплоносителя дает возможность уменьшить разность температур на входе и на выходе с отопительного контура. В результате удается повысить эффективность обогрева, сделав систему более компактной и менее материалоемкой.

При подборе и монтаже циркуляционного насоса нужно учитывать ряд особенностей, используя которые можно добиться высокой эффективности работы всей системы

Данный агрегат подбирается по нескольким важным параметрам, включая:

• производительность, м³/час;
• высота напора, м.

Чтобы правильно подобрать циркуляционный насос под эти параметры, нужно учитывать диаметр труб, их протяженность и высоту расположения относительно уровня нахождения насосного агрегата. При составлении проекта монтажа системы отопления эти параметры просчитываются заранее.

Правила установки циркуляционного насоса

Придерживаясь ниже приведенных рекомендаций, можно доиться высокого КПД и безопасности отопления:

• циркуляционные насосы с мокрым ротором устанавливаются таким образом, чтобы вал имел горизонтально положение;
• прибор с термостатом не должен близко находиться к горячим поверхностям (радиатора или котла), чтобы не искажались показания;
• как правило, устанавливается на обратном участке трубопровода в виду более низких температур. Современные модели могут монтироваться и в подающую магистраль, выдерживая высокий температурный режим;
• контур отопления должен оснащаться механизмом стравливания воздуха. Если такового нет, то насос должен иметь воздухоотводчик;
• должен располагаться как можно ближе к расширительному бачку;
• перед установкой насоса рекомендуется промыть систему, чтобы удалить твердые включения;
• перед запуском насоса заполните систему водой;

Чтобы не стать жертвой излишней шумности, подбирайте насос в соответствии с производительностью системы отопления.

А можно ли без насоса?

Конечно, можно сэкономить и не покупать насос, воздухоотводчики для стравливания воздуха, датчики и т.д. Но лучевая система с естественной циркуляцией требует соблюдения нескольких не очень удобных условий.

Эксперты рекомендуют такой вариант в крайне редких случаях. Во-первых, понадобится монтаж труб широкого диаметра. Во-вторых, расширительный бак должен устанавливаться в самой высокой точке объекта.

Чтобы сэкономить на комплектующих, можно обойтись и без насоса, но это возможно только при соблюдении ряда условий и только для небольших построек

Данный вариант подойдет для дачи или другого скромного по площади объекта, обеспечивая достаточно тепла. Выбор между естественной циркуляцией и принудительной должен делаться еще на этапе проектирования.

Выбираем распределительный коллектор

Данный прибор еще называют распределительной гребенкой. Служит для подачи теплоносителя на каждое отопительное устройство (теплый пол, радиатор, конвектор и т.д.). Посредством коллектора также происходит отток обратки, которая затем поступает в котел или снова подмешивается в контур для регулировки температуры.

Коллектор может поддерживать от 2 до 12 контуров. Некоторые производители предлагают еще больше веток для реализации сложных проектов.

Распределительный коллектор – это основной транспортный терминал, который служит для распределения теплоносителя в нужном количестве для каждого помещения или отопительного прибора

Гребенки часто оснащаются дополнительными запорно-регулирующими и терморегулирующими элементами. Они позволяют настроить оптимальный расход теплоносителя по каждой отопительной ветке. Наличие воздухоудалителей гарантирует более эффективную и безопасную работу системы.

Схема подключения лучевой разводки

Выбирая отопительную схему, в большинстве случаев останавливаются на лучевой поэтажной разводке трубопровода. Все трубы скрываются от глаз в толще пола. Коллектор — главный распределительный орган устанавливается в нише стенового ограждения, часто в специальный шкаф, расположенный в центре дома/квартиры.

В подавляющем большинстве случаев реализации лучевой разводки требуется наличие циркуляционного насоса, а иногда нескольких, установленных на каждое кольцо или ветку. Его необходимость описана выше. Лучевую разводку сборки системы отопления чаще всего выполняют на базе одно- и двухтрубного монтажа, практически полностью вытесняя тройниковый тип подключения.

Это упрощенная схема лучевой разводки, в которой каждый радиатор подключается к разъему коллектора для прямой и обратной подачи теплоносителя

На каждом этаже возле стояка двухтрубной системы монтируются подающий и обратный коллекторы. Под полом трубы от обоих коллекторов проходят в стене или под полом и подключаются к каждому радиатору в рамках этажа.

Каждый из контуров должен иметь приблизительно одинаковую протяженность. Если этого не получается достичь, то каждое кольцо необходимо оснастить собственным циркуляционным насосом и автоматикой для регулировки температуры.

При этом изменение температурного режима будет полностью независимым на каждом контуре и не будет влиять друг на друга. Т.к. трубопровод будет находиться под стяжкой, каждый радиатор нужно оборудовать воздушным краном. Воздухоотводчик можно разместить также и на коллекторе.

Что нужно сделать до монтажа?

До начала работ задача хозяина заключается в правильном подборе всех комплектующих и мест расположения оборудования, а именно:

• определить места расположения радиаторов;
• выбрать тип радиаторов, исходя из показателей давления и типа теплоносителя, а также определить количество секций или площадь панелей (сделать расчет тепловых потерь и подсчитать тепловую мощность, необходимую для качественного обогрева каждой комнаты);
• изобразить схематично расположение радиаторов и маршруты прохождения трубопровода, не забыв про остальные элементы системы отопления (котел, коллекторы, насос и т.д.);
• составить бумажный список всех элементов и сделать покупки. Чтобы не ошибиться в расчета, можно пригласить специалиста.

Итак, чтобы приступить к следующему этапу, необходимо учесть правила монтажа лучевой системы

Правила установки лучевой разводки

Если вы выбрали укладку труб под пол, следуйте нескольким правилам, которые помогут избежать теплопотерь и замерзания теплоносителя. Между черновым и чистовым полом должно быть достаточно пространства (об этом далее в описании).

При монтаже труб в пол важно учесть несколько требований, одним из которых является наличие достаточного пространства между чистовым и черновым полами

В качестве чернового пола может быть бетонная фундаментная плита. По ней сначала укладывают слой утеплителя, затем устраивают трубопровод. Если проложить трубы без теплоизолирующей подложки, то вода на данных участках может замерзнуть, теряя много тепла.

Что касается труб, то лучше остановить свой выбор на полиэтиленовых или металлопластиковых моделях, которые обладают высокой гибкостью. Трубопровод из полипропилена плохо гнется, поэтому не подходит для лучевой разводки.

В большинстве случаев используется труба диаметром 16 – 20 мм (если мощность радиатора свыше 1,5 кВт, то 20 мм), на которую надевается теплоизоляционная гофра для снижения теплопотерь и компенсации теплового расширения.

Трубопровод необходимо прикрепить к основанию, чтобы он не всплыл во время заливки чистовым слоем стяжки. Закрепить можно с помощью монтажной ленты, пластиковых хомутов или другими доступными методами.

Трубу под стяжкой нужно обязательно утеплить, чтобы снизить теплопотери доя минимума, а на первом этаже обязательно необходимо уложить слой теплоизоляции

Затем вокруг трубопровода укладываем утеплитель слоем в 50 мм из пеноплекса или пенопласта. Изоляцию также крепим к основанию пола с помощью дюбелей-гвоздей. Финальным этапом является заливка раствором слоем 5-7 см, который будет служить основанием чистового пола. На эту поверхность можно уже укладывать любое напольное покрытие.

Если укладка труб производится на втором этаже и выше, то монтаж слоя теплоизоляции является опциональным. Запомните одно важное правило, на участках трубопровода, находящегося под полом, не должно быть никаких соединений.

При наличии циркуляционного насоса достаточной мощности и производительности коллектор иногда размещают на этаж ниже относительно уровня расположения радиаторов.

Если коллектор размещается на нижнем уровне (подвале), то нужно учесть несколько правил правильной подводки труб от гребенки к радиаторам, которые находятся на следующем уровне

От коллектора трубы вертикально поднимаются к потолку. Затем делается изгиб и трубопровод вдоль потолка подводится к каждому радиатору с еще один изгибом на 90 градусов. На потолке трубы необходимо закрепить. Таким образом, вертикальная труба сквозь перекрытие соединяется с каждым отопительным прибором.

Лучевая разводка и теплый пол

Лучевую схему можно применять и для обустройства системы «теплый» пол. При грамотно составленном проекте с учетом всех факторов можно отказаться от радиаторов, сделав теплый пол основным источником для отопления.

Тепловые потоки будет равномерно распределяться по всему помещению, не создавая эффект конвекции в отличие от радиаторов. В результате отсутствует циркуляция пыли в воздухе.

Перед тем, как взяться за реализацию идеи по устройству водяных теплых полов, важно учесть следующие особенности:

• на бетонное или деревянное основание укладывается отражающий экран со слоем теплоизоляции;
• сверху укладывается трубы по петлеобразной схеме;
• перед заливкой бетоном производится гидравлическое испытание системы под давлением на протяжении суток;
• финишным слоем выступает стяжка или настил.

Коллектор каждого контура должен оснащаться расходомерами и термостатическими клапанами, которые позволяют вести точный контроль расхода теплоносителя и регулировать его температуры.

При разводке труб можно использовать термостатические головки и сервоприводы. Данные устройства позволяют автоматизировать работу теплого пола. Система будет реагировать на изменения в температуре помещения, настраивая комфортный режим для каждой комнаты.

Лучевая разводка для теплого пола требует оснащения коллектора несколькими комплектующими, которые позволяют контролировать, автоматизировать и управлять напольным отоплением для достижения максимального комфорта и энергоэффективности

При монтаже крайне важно правильно зафиксировать трубы, перед тем, как все заливать стяжкой. Для этого можно использовать утеплитель с пазами, арматурную сетку или скобы.

Перед укладкой трубопровода необходимо четко определить маршрут, который теплоноситель будет преодолевать для обогрева пола (не допускать скрещивания труб). Отрезать трубу лучше всего только после полной укладки и подводки к обратному и подающему коллекторам.

Важно, чтобы при заливке трубопровод находился под давлением. Пока бетонная смесь не затвердеет полностью и не пройдет три недели, подавать теплоноситель с рабочей температурой нельзя. Только потом начинаем с 25ºС и через 4 дня заканчиваем проектной температурой.

Варианты для деревянных домов

Чтобы проложить трубопровод в деревянном основании, необходимо просверлить отверстия в деревянных балках перекрытия. При этом отверстия должны быть слегка больше диаметра труб, чтобы балка и вся конструкция не создавали давления на трубопровод.

При монтаже лучевой разводки в деревянных перекрытиях важно, чтобы конструкция пола не создавала давления на трубы, а последние были надежно зафиксированы

В нашем примере черновой пол деревянный, на котором и располагается система труб. Опять же таки, в толще пола не должно быть никаких соединений, т.к. они должны располагаться исключительно выше уровня напольного покрытия.

Разбор аргументов «за» и «против»

Начнем с минусов. Помимо материалоемкости, которая сказывается на стоимости проекта, является необходимость установки коллекторного шкафа, для которого понадобится дополнительное место.

На этом недостатки лучевой системы заканчиваются, и начинается гряда достоинств:

• простое проектирование и монтаж, в рамках системы используются трубы одного диаметра;
• при скрытом монтаже в стенах и полу нет соединений;
• высокая скорость установки благодаря минимальному количеству соединений;
• расширение функциональности за счет монтажа запорной арматуры, датчиков, воздухотводчиков и термоголовок для автоматизации работы отопительной системы;
• регулировка температуры в каждом отдельном помещении, используя механические элементы или автоматику;
• возможность отсечь любой радиатор без остановки отопительного процесса;
• равномерный прогрев всех помещений.

Панель внешнего управления позволяет программировать работу отопления, включая автоматическую настройку в зависимости от погодных условий на улице. Благодаря установленным датчикам все жильцы могут задать любые комфортные для них параметры, находясь в конкретной комнате.

Лучевая система материально затратная в плане реализации, но опережает все остальные варианты в гибкости настроек и обеспечении эффективности всего отопления

Таким образом, лучевая схема разводки позволяет добиться высокой управляемости системой отопления и достичь оптимального расхода теплоносителя.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик поможет наглядно разобраться с особенностями монтажа и понять, как работает отопительная система с лучевой разводкой:

Энергоэффективная система отопления — это сбалансированное сочетание всех ее компонентов. Разводка труб служит в качестве своеобразной кровеносной системы для отопления. Лучевой способ монтажа трубопровода позволяет доставить ровно столько теплоносителя, сколько нужно каждому рабочему прибору для его оптимальной работы.

Хотите задать вопросы по неясным моментам, заинтересовавшим в ходе ознакомления с материалом? Желаете сообщить полезные тонкости по устройству лучевых систем? Пишите, пожалуйста, комментарии, в находящемся ниже блоке.