Коллекторное отопление

Коллекторное отопление для загородного дома

Коллекторное отопление представляет систему, в которой разводка прокладывается под полом. Как правило, она выполнена из металлопластиковых труб, которые легко сгибаются и не имеют стыков.

Достоинства такой разводки
1. Нижнее подключение радиаторов, благодаря которому все трубы проходят под полом.
2. К каждому радиатору подходит теплоноситель с одинаковой температурой, потому что движение происходит с одного коллектора.
3. Установка термоголовок позволяет в каждой комнате поддерживать разную температуру благодаря панели с настройками.
4. Предусмотрена возможность прокладывания труб с первого этажа на второй.
5. Коллектор может иметь до 12-ти выходов и входов.

Такую разводку рекомендуется делать тем людям, которые не хотят видеть трубы, проходящие вдоль стен. По цене и трубозатратам данная система схожа с двухтрубной системой отопления.

Примечательно, что пол (под которым размещаются трубы) может быть, как залит бетоном, так и сделан из паркета. Трубы могут располагаться в хаотичном порядке, главное не забыть, где они расположены (чтобы в процессе устройства пола не пробить их саморезами).

Общие принципы

Коллекторным отоплением называют такую систему отопления, в которой теплоноситель подается к каждому отопительному прибору или небольшой группе приборов по персональному контуру, а все контуры подключаются к двум общим коллекторам: подающему и приемному.
Коллектор – это распределитель теплоносителя по контурам. Он представляет собой короткий участок трубопровода относительно большого диаметра с группой отводов. Каждый из них является подающей или обратной линией персонального контура отопительного прибора. В подающий коллектор врезаны только подающие линии контуров. В обратный – только обратные. Сами коллекторы подключены к соответствующим линиям источника тепла. В общем случае источником тепла является водогрейный котел.

Коллекторный способ разводки предназначен в первую очередь для организации системы отопления загородного дома и других частных домовладений. Устройство такой системы в многоквартирном доме с централизованной системой отопления не представляется возможной в виду отсутствия единого достаточно мощного источника тепла в отдельно взятой квартире. Распределение тепла от одного выборочного стояка по всем помещениям приведет к тому, что все остальные квартиры по тому же стояку недополучат свою порцию тепла. Его даже может не хватить на ту квартиру, в которой переделывается система отопления. Внесение таких изменений в централизованную систему отопления попросту запрещено и грозит большими штрафами и приведением разводки к первоначальному состоянию за счет владельца жилья.

Исключением являются последние новостройки, во многих из которых централизованная система отопления заведена в квартиру в виде единой точки подключения, а помещения сдаются без выполнения отделочных работ. В таких квартирах может быть выполнена любая разводка системы отопления, в том числе коллекторного типа. Но даже при этих условиях монтаж разводки коллекторного типа возможен только с учетом внедрения специальных мероприятий.

Коллекторный тип разводки применим не только в одноэтажном строительстве. При наличии в загородном доме 2-х или 3-х этажей своя коллекторная группа размещается на каждом этаже здания, а теплоноситель подводится от общего котла по стоякам. При наличии автономного отопления в квартире ничто не мешает применять коллекторный тип разводки.

Конструктивное исполнение

Выполнение коллекторной разводки производится до начала отделочных работ перед заливкой бетонного основания полов. По траектории максимально близкой к прямой линии трубы подводятся в толще пола к отдельным отопительным приборам или их группам. Пучки труб расходятся от единого центра, как лучи, поэтому такую разводку еще называют лучевой.

Оптимально коллекторную группу размещать в центральной части этажа. Ее размещают во встроенном в стене или накладном шкафчике. Из него вниз под пол уходит столько же пар труб, сколько будет устраиваться контуров. Центральное размещение уменьшает протяженность контуров и позволяет делать их длину примерно одинаковой.

Каждый контур подключается к коллекторной группе через собственную запорную арматуру. Это дает возможность в любой момент вывести часть приборов из эксплуатации без влияния на остальные контура. Контура могут снабжаться регулирующей арматурой с ручным или автоматическим управлением. Автоматическая регулирующая арматура с сервоприводом управляется сигналами датчиков температуры теплоносителя или воздуха в помещении.

Коллекторная разводка всегда выполняется с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для простых систем с небольшой протяженностью и примерно равным гидравлическим сопротивлением контуров достаточно той циркуляции, которую обеспечивает насос котла. Также могут применяться системы, когда часть контуров прокачивается насосом котла, а часть имеют собственную циркуляцию. Так, для контуров радиаторного отопления обычно хватает напора насоса котла, а контуры водяных теплых полов из-за значительно большего гидравлического сопротивления без собственной циркуляции будут голодать, так как теплоноситель пойдет по пути наименьшего сопротивления – через контуры радиаторов. Снабженный циркуляцией, запорной и регулирующей арматурами контур функционирует, как отдельная система.

В силу своей специфичной геометрии, когда трубы то опускаются в стяжку пола, то поднимаются к радиаторам, коллекторная разводка склонна к образованию воздушных пробок. Установка воздухоотводчиков в таких системах является обязательной. Ручные или автоматические воздухоотводчики устанавливаются на каждом радиаторе и на коллекторах.

Не стоит делать контуры протяженностью более 60 м. Особенно при устройстве теплых полов. В противном случае слишком высокими получаются падение температуры и гидравлическое сопротивление в контуре. По умолчанию расход труб для теплого пола на 1 м обогреваемой площади составляет 5 м трубы. Это значит, что один контур в состоянии обогреть 12 кв.м. пола. Когда необходимо обогреть большую площадь пола в одном помещении, ее нужно делить на сектора, каждый из которых будет обогреваться собственным контуром. При правильном расчете и грамотном исполнении появляется возможность полностью отказаться от радиаторного отопления.

Наряду с чисто коллекторной разводкой часто применяется смешанная схема. Вся система отопления разделяется на несколько контуров. В пределах одного контура приборы соединяются традиционными способами, последовательно при однотрубной схеме или параллельно при двухтрубной.

Коллекторная группа

Коллекторы заводского изготовления поставляются с возможностью подключения от 2 до 12 контуров. Подающий и обратный коллектор размещаются на закрепленных на стене монтажных планках.

В зависимости от назначения коллекторная группа помимо самих гребенок может включать:
• дополнительные коллекторы для питания контуров радиаторов;
• расходомеры;
• автоматические регулировочные клапаны;
• обжимные фитинги для соединения с трубопроводами контуров;
• циркуляционный насос;
• смесительный узел;
• гидрострелку;
• трехходовой вентиль с сервоприводом и датчиком температуры;
• воздухоотводчики;
• запорную арматуру;
• термометр;
• манометр;
• дренажный кран.

Коллекторы питания контуров радиаторов устанавливаются на входе коллекторов контуров теплых полов до трехходового вентиля. Циркуляция в контурах радиаторов обеспечивается насосом котла.

Расходомеры могут устанавливаться на каждом выходе подающей гребенки. Этот прибор показывает расход теплоносителя через конкретный контур в литрах в минуту. Он позволяет выставить желаемый расход контура в номинальном режиме.

Автоматические клапаны, установленные на обратном коллекторе, прекращают циркуляцию в контуре при достижении заданного значения температуры и возобновляют ее при снижении температуры.
Для соединения с контурами на коллекторах имеются выходы «евроконус» на 1/2 или 3/4 дюйма.

Коллекторные узлы, предназначенные для питания контуров теплых полов, часто снабжаются общим для них циркуляционным насосом. В такой схеме насос перекачивает теплоноситель от обратного коллектора к подающему.

Трехходовой вентиль с сервоприводом регулирует подачу горячей воды от котла к циркуляционному насосу коллекторной группы в зависимости от температуры воды в обратной гребенке. Перепускной выход трехходового клапана соединяет подачу и обратку котла напрямую, минуя коллекторы теплых полов.

Трубы для коллекторной разводки

К трубам, прокладываемым в стяжке пола, предъявляются те же требования, как и для труб водяных теплых полов. Весь участок контура, залитый в бетоне, должен быть выполнен из единого отрезка трубы. Стыки не допускаются. Каждое соединение – это потенциальная протечка. Их устранение потребует разборки покрытия пола и бетонной плиты. Поэтому для коллекторной разводки подходят только трубы, поставляемые большим метражом в бухтах.

Труба должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать контакт с бетоном, и легко гнуться по дуге с сохранением проходного сечения. Удобно, когда выгнутая труба держит форму после снятия изгибающей нагрузки.

Трубам приходится контактировать с горячим теплоносителем и выдерживать его избыточное давление. В загородных домах, где источником тепла является собственный газовый котел, теплоноситель подается к радиаторам с температурой около 60°С и избыточным давлением 1,5 бар. Для теплых полов температура теплоносителя должна составлять до 40°С. При применении твердотопливных котлов часто бывают отклонения от номинальных режимов. Это нужно учитывать при выборе труб для коллекторной разводки.

В каждом контуре подключается только один или небольшая группа отопительных приборов, поэтому большой диаметр трубы здесь не требуется.
Для разводки контуров в коллекторных системах отопления загородных домов и квартир с автономным отоплением чаще всего используются трубы из полиэтилена молекулярной сшивки, армированных алюминиевой фольгой. Трубы PEX-Al-PEX имеют допустимые рабочие температуру 95°С и давление до 10 бар. Трубы самого ходового размера имеют наружный диаметр 16 мм, а внутренний – 12 мм. Они поставляются в бухтах длиной 200 м. Их легко гнуть с достаточно небольшим радиусом. В согнутом состоянии они не теряют форму. Производители гарантируют срок службы таких труб 30-50 лет. Эти трубы в зависимости от фирмы производителя предлагаются по цене 1-2 доллара за погонный метр. Подключение этих труб к радиаторам и коллекторной группе выполняется обжимными фитингами.

Для прямого подключения коллекторной разводки к централизованной системе отопления стоит применять трубы с большим запасом прочности. Ведь влиять на параметры таких систем вы не можете, а роль человеческого фактора нельзя недооценивать. Гофротруба из нержавеющей стали выдерживает температуры до 400°С и рабочее давление до 15 бар. При этом допускается кратковременное повышение давления до 60 бар. Эти трубы можно гнуть руками с радиусом изгиба от 50 мм. Срок службы неограничен. Труба номинальным внутренним диаметром 15 мм поставляется в бухтах по 50 м и предлагается по цене от 5 до 10 долларов за метр. Для подключения нержавеющих труб также используются обжимные фитинги. Открытая часть такой трубы требует аккуратного обращения. Если по подключению такой трубы к радиатору при каждой уборке задевать щеткой пылесоса, труба со временем сломается. Металлопластик в этом отношении прочнее. Нержавеющая гофрированная труба больше подходит для устройства теплых полов. При такой эксплуатации труба защищена от периодических воздействий, а расход ее на погонный метр обогреваемой площади получается меньше, чем металлопластиковой, так как ее теплопроводность намного выше.

Похожими характеристиками обладают медные трубы для теплых полов. Медные трубы считаются практически вечными. Они соединяются с приборами и коллекторами обжимными фитингами либо пайкой. Для укладки в стяжку лучше использовать медные трубы с полимерным покрытием. При использовании таких труб необходимо учитывать, что во избежание электролитической коррозии прямой контакт меди со сталью не допускается. Медные трубы диаметром 15 мм стоят от 5 долларов за погонный метр.

Трубы в стяжке перед заливкой бетоном могут закрепляться разными способами. Простейший способ укладки – это закрепление пластиковыми хомутами к арматурной решетке. При отсутствии арматуры, возможны варианты. Если пол под стяжкой утепляется пенополистиролом, трубы фиксируются к утеплителю забивными хомутами. Когда стяжка выполняется непосредственно по плите перекрытия, приходится применять хомуты со шпилькой вкрученной в пластиковую пробку. Отверстия для постановки таких хомутов бурятся перфоратором. Хомуты любого типа устанавливаются через 300-400 мм и на изгибах труб.

Трубы коллекторной разводки, которые не участвуют в устройстве теплых полов, изолируются. Для этого применяют скорлупы из вспененного полиэтилена.

Перепускной клапан и гидрострелка

При наличии собственной циркуляции или автоматического регулирования в контурах их суммарное гидравлическое сопротивление или потребление теплоносителя может меняться в широких пределах. Автоматика работы котла этого не учитывает. Чтобы насос котла и насосы контуров работали долго и без нештатных ситуаций, применяются специальные разгружающие элементы. Рассмотрим возможные ситуации.

Электронная логика работы регулирующей арматуры одного или нескольких контуров решает, что пришло время уменьшить или вовсе прекратить расход теплоносителя через контур. Электроника котла, даже если она способна, регулировать подачу насоса ничего об этом не знает. Насос котла продолжает прокачивать воду. Это приводит к его перегреву, разгерметизации соединений и другим нехорошим последствиям.

Чтобы этого не происходило, в месте подключения коллекторов к подаче и обратке котла должен быть установлен перепускной клапан. При превышении давления выше заданного на входе в коллектор подачи клапан откроется и начнет перепускать воду на выход коллектора обратки. Происходит циркуляция по малому кругу только по магистральным линиям до коллекторов.

Перепускной клапан устанавливается как можно ближе к коллекторам для снижения инерционности системы и обеспечения нормальной работы открытых контуров. Когда теплоноситель в контурах остынет, и регулировочная арматура начнет открываться, горячая вода пойдет в контуры сразу, а не после того, как сойдет вся остывшая в магистральных линиях вода. Большой перепад температуры теплоносителя вреден, как для самого котла, так и для остальных элементов системы.

При наличии собственной циркуляции во всех контурах системы возможна другая ситуация. Расход теплоносителя в контурах может превышать его расход через котел. В результате давление в коллекторе обратки и в самих контурах до циркуляционных насосов возрастает. Это снижает долговечность оборудования, грозит протечками и так далее. Получается, что необходим еще один перепускной клапан, способный обеспечивать циркуляцию воды в обратном относительно первого направлении.

Даже при полностью корректной работе этих клапанов в разных участках системы все равно временами будет создаваться повышенное давление. На практике поступают проще. Вместо двух клапанов устанавливают участок трубопровода большого сечения, соединяющий вход подающего коллектора и выход обратного. Теплоноситель в зависимости от сложившейся в данный момент в системе разности давлений свободно перепускается в одном или другом направлении. Этот участок трубопровода называют гидрострелкой.

Низкая скорость потока жидкости в гидрострелке позволила снабдить ее дополнительными функциями. Такой участок трубопровода размещают вертикально. На верхушке гидрострелки устанавливают автоматический воздухоотводчик, а в нижней части вентиль для сброса шлама. Для интенсификации процессов отделения воздуха и шлама внутри гидрострелки на пути потоков жидкости помещают механическую сетку.

Некоторые монтажники вынимают насос котла, а циркуляция обеспечивается только насосами контуров. При этом насос котла устанавливается в один из контуров. Так они пытаются обойтись без гидрострелки и перепускного клапана. Но проблему повышенного давления в обратном контуре это никак не решает. К тому же производить такие манипуляции с новым гарантийным оборудованием – занятие сомнительное.