Организация уклона труб в системе отопления

СНиП 2.04.05-86 в приложении №10 даёт указания по применению паровых и водяных систем отопления в промышленности и быту. Пар используется на производстве, вода – в жилом фонде. Пар нагревает приборы отопления до температуры свыше 100°С, что опасно для жильцов. Действие указанного документа не распространяется на частные домовладения. Физика процессов обогрева паром состоит в использовании сухого пара, который конденсируясь, выделяет много тепла. В процессе конденсации 1кг пара выделяется 2300 кДж тепловой энергии. Вода, остывшая на 50°С, даёт 120 кДж.

Паровое отопление

Разницей в выделяемой энергии объясняются преимущества парового отопления:

• уменьшенное число радиаторов;
• быстрый прогрев системы;
• отсутствие эффекта «размораживания» при перерывах в работе;
• заметно более низкие расходы на отопление в процессе монтажа и эксплуатации.

Второй и третий пункт важны для дач и загородных домов – строений, в которых жильцы бывают наездами.

По давлению пара, используемого в системе, различают:

• Системы высокого давления (свыше 6 атм)- позволяют обогревать большие площади с длинными напорными и конденсаторными магистралями.
• Низкого давления (1,7-6 атм) – возможно применение в частном жилищном строительстве.
• Вакуумные (давление менее 1 атм) – интересны возможностью реализовать кипение воды при температурах ниже 100°C и снизить температуру нагревательных приборов до безопасной. Применяются крайне редко в силу необходимости обеспечить высокую герметичность системы.

Система, сообщающаяся с атмосферой, считается «открытой», не сообщающаяся – «закрытой».

Трубы парового отопления придется менять чаще, так как они быстрее выходят из строя из-за высоких температур

К недостаткам пара относят:

• чрезмерный нагрев труб и радиаторов;
• износ элементов системы из-за агрессивности пара;
• шумы, сопровождающие работу системы.

При монтаже применяют однотрубную и двухтрубную схемы разводки. В первом случае пар и конденсат движутся по одной трубе. Пар идёт от котла, конденсат – навстречу ему. В двухтрубной — пар по напорной магистрали поступает к радиаторам и, конденсируясь в них, по самотёчной конденсаторной магистрали в виде воды возвращается в ёмкость для его сбора или непосредственно к котлу.

Уклон при прокладке парового отопления принимают в 1-2% в сторону движения пара и конденсата для двухтрубных систем. Те же 1-2% в сторону движения конденсата принимают для однотрубной системы.

Водяное отопление

Популярность водяного отопления объясняется безопасностью и большим комфортом. Существуют системы с естественной и принудительной циркуляцией. В первых движение теплоносителя происходит из- за разности удельного веса горячей и холодной воды, во вторых – обеспечивается циркуляционным насосом. Применяются однотрубные и двухтрубные схемы монтажа.

При естественной циркуляции уклон принимают в пределах 5-10 мм на погонный метр трубы. Наклон в отопительной системе устраивают в направлении движения воды, т.е. напорную магистраль наклоняют от котла к радиаторам, а обратку – от радиаторов к котлу. Водогрейный прибор надо располагать ниже радиаторов, что может привести к необходимости размещения котла в приямке. В частном доме это проблем не создаёт. Если же к аналогичному результату приводит уклон при монтаже отопления в квартире, необходимо увеличить высоту расположения радиаторов и уменьшить уклоны труб. Приходится решать, какой минимальный уклон в отоплении с естественной циркуляцией может быть принят без ущерба для работоспособности. Практика подсказывает величину в 5 мм на погонный метр. Подробнее ознакомиться с нормативными требованиями можно в СНиП 2.04.05.-91*.

Для создания движения воды в сложных системах применяют насосы. Если помпа обеспечивает скорость потока более 0,25 м в сек, уклоны труб могут отсутствовать. Важно, чтобы воздушные пробки перемещались быстрее жидкости и собирались вблизи воздушных клапанов, располагаемых в верхних точках системы. В процессе эксплуатации возможны ремонты, требующие слива теплоносителя. Поэтому уклоны труб желательно выполнить так, чтобы обеспечить полный слив теплоносителя.

Какой минимальный уклон принимают для водяных систем отопления, зависит от конкретных обстоятельств. Он не должен быть менее 3 мм на 1 м. Угол наклона магистрали однотрубного отопления выбирают исходя из тех же соображений.

Характеристики труб отопления

Трубы, применяемые в системах отопления, разделяют на металлические и пластмассовые. К первым относятся:

• стальные;
• из нержавеющей стали;
• из нержавеющей стали гофрированные;
• медные.

Перечисленные материалы долговечны и обладают высокими эксплуатационными свойствами, но дороги и сложны в монтаже. Их использование оправдано в паровых системах отопления.

Пластмассовые трубы бывают:

• металлопластиковыми;
• полипропиленовыми;
• из сшитого полиэтилена.

К их общим достоинствам можно отнести простоту монтажа, небольшой вес, приемлемую цену.

Рекомендации по установке и монтажу

Начиная монтаж, следует в соответствии с имеющимся проектом системы отопления определить места расположения котла, радиаторов, насосов, расширительного бака и т.п. Далее при помощи уровня на стены наносят метки, указывающие, какой уклон должен быть у системы отопления на всех её участках. При монтаже трубопроводов отопления с принудительной циркуляцией можно не выполнять уклоны.

Испытания системы после монтажа

После окончания монтажа визуально проверяют качество выполненных работ. Главная задача испытания состоит в выявлении мест течи. Применяют, как правило, гидростатический метод. Систему заполняют водой и подают давление на 25-50% превышающее рабочее. Выдерживают 1 час. Общая длина испытуемого участка не должна превышать 100 м. Другой способ – испытание сжатым воздухом. До заполнения отопления теплоносителем в систему подают сжатый воздух с давлением на 1-1,5 атм превышающим рабочее, в течение 30 минут контролируют падение давления. Если падения нет – система герметична. В противном случае ищут место протечки. Определяют течь обмыливанием.

Уклон труб в системе отопления

Уклон труб – важный критерий, зачастую влияющий на эффективность работы, ремонтопригодность и безопасность систем отопления водяного или парового типа. В зависимости от вида и схемы комплекса обогрева выбирается соответствующий конкретным условиям уклон трубопроводов – обзору этого вопроса и посвящен материал данной статьи.

Значение уклона труб в отоплении

Уклон трубопроводов в системах водяного и парового отопления имеет различные значения и участвует в решении следующих технических задач:

1. Обеспечение естественной циркуляции теплоносителя под воздействием силы гравитации;
2. Вывод из системы воздуха;
3. Возможность слива теплоносителя из оборудования и трубопроводов;
4. Обеспечение безаварийного движения конденсата в паровых системах отопления.

Уклон труб в схеме с естественной циркуляцией теплоносителя

Движение теплоносителя в комплексах с естественной циркуляцией теплоносителя обеспечивается за счет разницы плотностей холодной и горячей воды. Соблюдение уклона здесь является сопутствующим фактором, улучшающим режим движения теплоносителя – под воздействием гравитации вода перемещается по трубам несколько быстрее. Горизонтальное расположение или обратный уклон в открытых схемах не допускается – возможна полная остановка циркуляции.

Нормативное значение уклона труб в схеме с гравитационной циркуляцией варьируется от 5 до 10 мм на 1 метр погонной длины трубопровода. При монтаже трубы прокладываются с уклоном в сторону движения теплоносителя – прямой трубопровод наклонен к отопительным приборам, обратная магистраль сооружается с уклоном от отопительных приборов к котлу, расположенному в нижней точке системы. Вторая задача уклона в системе открытого типа – обеспечение слива оборудования через нижнюю точку, расположенную около котла.

Уклон в системе с принудительной циркуляцией

В системах с принудительной циркуляцией, обеспечиваемой силой напора циркуляционного насоса, уклон труб имеет 3 вариации:

1. Горизонтальное расположение магистралей;
2. Уклон в сторону движения теплоносителя;
3. Обратный уклон.

Горизонтальная ориентация трубопроводов разрешена при нормативном значении движения теплоносителя не менее 0, 25 м/с – в этом случае пузырьки воздуха уносятся силой потока и не скапливаются в крупные объемы. Здесь следует отметить, что горизонтальная компоновка труб ухудшает качество и скорость слива теплоносителя при подготовке оборудования к ремонту.

Второй вариант – уклон магистралей в сторону движения теплоносителя. Его величина обычно составляет 2 – 3 мм на 1 метр длины трубопровода – такое значение препятствует образованию скопления воздуха и улучшает возможности по сливу воды.

Обратный уклон в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя также допускается – но в этом случае в верхних точках и «мешках» устанавливаются воздухоотводящие устройства, прямые и подающие линии прокладываются с параллельным уклоном. Во всех случаях – при попутном или обратном наклоне общий уклон магистралей ориентируют к общей точке слива теплоносителя.

В паровых системах, где теплоноситель (пар) сам обладает движущей силой, уклон трубопроводов соблюдают в сторону движения рабочей среды. Это необходимо для попутного движения образующегося конденсата вместе с паровой фазой – обычно величина уклона здесь составляет 1 – 2%. В ином случае при работе оборудования могут наблюдаться гидравлические удары, способные разгерметизировать или разрушитель трубопроводы и рабочие узлы.

Уклон труб в системе отопления.

Для того чтобы работа отопительной системы частного дома была эффективной и бесперебойной, необходимо при монтаже отнестись со всей ответственностью к вопросу уклона труб. Этот момент очень важен в гравитационной конструкции трубопроводов или в отоплении с естественной циркуляцией. Здесь все тепло перемещается от котла к приборам отопления и обратно только благодаря правильному уклону.
В очень редких случаях трубы прокладывают горизонтально. Иногда это необходимо и предусмотрено местными условиями. Строго горизонтальную прокладку трубопроводов или систему с принудительной циркуляцией допускают только тогда, когда скорость движения воды составляет не меньше 0,25 м/с и воздушные пробки уносятся под ее воздействием. Это достигается путем давления, созданного циркуляционным насосом. При этом спуск воды из такой отопительной конструкции очень затруднен.
В основном монтаж труб требует уклона. В процессе эксплуатации трубопроводов скапливается воздух, который может найти выход, а также при опорожнении вся вода, которая выделится, тоже может «уйти» вниз, если наклон сделан правильный.

Каким должен быть уклон труб?

Прежде всего необходимо знать, что уклон будет считаться правильным, если воздушники, устройства, сбрасывающие воздух из системы отопления, будут расположены против направления движения воды в самой высокой точке водопровода.
Такое направление верхних магистралей актуально в насосных режимах отопления. В системах же с естественной циркуляцией трубы прокладывают с направлением по движению воды. При этом скорость ее движения должна быть меньше скорости перемещения воздушной массы в воде. И еще, в конструкциях с верхней подачей уклон трубопроводов делают вниз.
Стоит отметить, что само направление уклона трубопроводов не имеет особого значения. Важно именно быстрое избавление от «лишнего» воздуха, что возможно только при правильной и грамотной направленности труб и расположению воздушников.
В прокладывании нижних магистралей уклон делается в сторону теплового пункта дома, а именно в то место, где с опорожнением вода спускается в канализационную систему.
В том случае если магистрали две, подающая и обратная, то наиболее рациональным будет сделать уклон в одном направлении.
В насосной системе уклон подающих труб и всех подводок к отопительным приборам возможен по направлению движения воды. Но такое допускается только при обеспечении самопроизвольного движения скоплений воздушных масс против направления движения воды, то есть в обратную сторону.
По общепринятым требованиям санитарных стандартов откос соединений канализации составляет 2 см на м, но в отоплении достаточно будет произвести уклон в 0,5 см на м. Чаще всего эта цифра округляется до 10 мм.
Предварительная разметка угла откоса труб зависит от вида режима отопления в доме. Для замеров понадобится водяной уровень: либо ватерпас, либо гидроуровень — шланг, на концы которого надеты прозрачные колбы.

Правила подбора уклона труб отопления в различных случаях:
Для беспрепятственной циркуляции теплоносителя по системе правильный наклон в сторону течения воды будет равен 10 мм на 1 м трубопровода. Расчет актуален для направления от нагревательного котла к радиаторам отопления и при выводе из системы.
В конструкциях с принудительной циркуляцией теплоносителя при помощи насоса уклон магистралей применять необязательно. Здесь трубопровод будет проложен горизонтально. Уклон можно сделать минимальным в 2-3 мм в сторону сливной запорной арматуры. Это поможет удалить воду с труб перед проведением ремонта либо во избежание повреждений при длительном простое в холодное время года.
Для горизонтального отвода при подключении к батарее вертикальных трубопроводов с длиной более 0,5 м допускается откос в 10 мм по направлению течения воды. Если длина отвода меньше, то и уклон делать не следует.
Для однотрубных и двухтрубных систем, где применяется принудительная насосная циркуляция, все эти требования к монтажу водопроводов совсем необязательны. Монтаж всех магистралей устанавливается либо прямолинейно, либо с незначительным скатом в 2-3 мм в сторону слива. Таким образом, если планируется проведение ремонтных работ или простой системы на протяжении длительного времени в зимнее время, то слив большей части теплоносителя производится без труда в нижней точке.

Уклон труб в зависимости от условий и системы отопления
Самые обычные условия монтажа предусматривают наклон более 1% (0,01). В этом случае все то сопротивление, которое вызвано гидравлическим трением и активным движением воды, будет гораздо меньше подъемной силы.
Паровые системы отопления требуют уклона горизонтальных соединений, для того чтобы при эксплуатации и опорожнении отопительной конструкции выводился конденсат. Трубопровод для такой паровой системы прокладывают с наклоном по направлению движения пара. Это необходимо для того, чтобы обеспечить самотечное движение попутного конденсата, который образуется через стенки труб с потерей тепла. Если же в одной магистрали движение пара и конденсата будет встречным, то оно сопровождается гидравлическими ударами. По этой причине крайне не рекомендуется делать уклон паропровода против направления движения пара.
Для самотечных конденсаторных магистралей уклон устремляют в сторону стока конденсата. А вот для напорных труб возможно произвольное направление. Таким образом, при опорожнении происходит спуск конденсата.
Для всех магистралей: паровых и напорных конденсаторных, а также водяных в насосных режимах — специалисты рекомендуют ориентировать уклон в 3 мм, а в некоторых случаях опускать на 2 мм.

Схемы наружной канализации с уклоном.
Проложение трубопровода осуществляется открыто. Исключением является система водяного отопления из-за встроенных в конструкции зданий нагревательных стояков и элементов.
Скрытая прокладка труб возможна в том случае, если технологические, конструктивные, гигиенические и архитектурные требования обоснованы. Тогда в местах расположения арматуры и сборных соединений нужно предусмотреть люки.
Еще раз стоит заметить, что все магистрали трубопроводов воды, пара и конденсата следует устанавливать с наклоном не меньше 2 мм, а паропроводы — не меньше 6 мм, причем против движения пара.
Все подводки к нагревательным приборам делаются со склонением в сторону движения теплоносителя. Уклон составляет от 5 до 10 мм по всей длине подводки.

Монтаж трубопроводов с уклоном в системе отопления
Итак, трубы куплены, проект разработан и все тщательно продумано, теперь можно приступить непосредственно к монтажу. Для работы потребуются следующие инструменты:
разводной ключ;
«универсальный» газовый ключ хорошего качества;
специальный ключ для металлопластиковых труб;
специальный ступенчатый ключ для разъемных соединений.

Пошаговая инструкция по монтажу трубопроводов отопления:
Трубы нужно установить так, чтобы обеспечивалось склонение в сторону участка системы, который расположен внизу. В этом месте нужно установить клапан или сливной кран.
Затем трубопровод необходимо разграничить на участки. Каждый такой участок должен без затруднений перекрываться в случае необходимости. Это условие нужно выполнить для того, чтобы эксплуатация системы была максимально удобна, а также чтобы избежать аварийных ситуаций.
Если трубы из полипропилена, то при установке необходимо строго проследить надежность крепления. Для этого существует специальная система держателей, которая монтируется дополнительно и предупреждает о появлении в трубопроводе провисаний.
Если монтаж предусматривает разделение стояка на участки, то можно для этой цели соорудить неподвижную опору. Крепится она в точке ответвления под и над располагающимся там тройником. Это предотвратит оседание трубопровода.
Компенсацию трубопровода, которая необходима между неподвижными опорами, можно выполнить различными методами: изменить трассу трубопровода; установить П-образный компенсатор; установить компенсатор в форме петли.
Сварка выполняется строго по инструкции, которая прилагается ко всем материалам и оборудованию.
Если возникает необходимость нарезки труб, то для этого нужно взять только остро заточенный инструмент. Это могут быть специальные ножницы для нарезки либо труборез.
Если установка горячего трубопровода из полипропиленовых труб производится самостоятельно, то все переходы нужно сделать латунной запрессованной вставкой, в которой есть внутренняя и наружная резьба.
После выполненных работ по монтажу обязательно следует проверить систему отопления на возможные недостатки и погрешности с целью их обнаружения и устранения.

Испытание системы трубопроводов после монтажа
Чтобы начать проверку системы, нужно обзавестись прибором для деаэрации труб без установки водомеров. Ход работы на испытание системы выполняется в таком порядке:
Наполнить трубопровод. Делать это следует с самого низкого места всей системы.
Участок, который выбран для испытания, не должен быть более 100 м.
Медленно повышаем давление и доводим его до предельного уровня.
Проверка длится не более часа. Этого времени достаточно для того, чтобы выявить возможные места протечек.
Монтаж завершен, и теперь трубопровод в совокупности должен составить единую систему отопления.