Закрытая двухтрубная система
Автономная отопительная система делится на две разновидности. Она может быть открытой и закрытой. Их отличительная черта - это циркуляция теплоносителя внутри контура, которая может быть естественной и принудительной. В первом случае горячая вода по трубопроводу движется исключительно под действием законов физики. Единственный момент, который необходимо учитывать, сооружая данную систему - это небольшой уклон контуров в сторону движения воды. Система отопления с принудительной циркуляцией всегда закрытого типа, и в нее врезан циркуляционный насос. Это более сложная конструкция, но она и гораздо эффективнее.
Особенности принудительной циркуляции
Нас интересует именно второй вариант организации отопления, то есть с принудительной циркуляцией теплоносителя. Начнем с того, что он является энергозависимым, потому что насос будет работать только от сети переменного тока. В случае отключения электроэнергии прибор остановится, так что придется позаботиться о продолжении работы отопления в штатном режиме.
Как это можно сделать?
- Приобрести бензогенератор и держать его для таких случаев.
- Установить байпас, который будет отсекать циркуляционный насос и переводить систему на естественное движение горячей воды. Но поскольку мы говорим о закрытой схеме, эта перемычка может в некоторых разводках не помочь. Так что первый вариант решения проблемы лучше.
Что же такое открытая и закрытая система отопления? Название уже говорит о том, что в первом случае теплоноситель соприкасается с воздухом, а во втором нет. Место соприкосновения - расширительный бак. Он может быть с открытым верхом или полностью герметичным. Вторая конструкция - это емкость, куда установлена мембрана, поддерживающая давление с помощью закачанного внутрь газа.
Открытая конструкция позволяет горячей воде испаряться, а значит, ее объем будет постепенно уменьшаться. Это минус, но не очень большой. Просто владельцу дома периодически придется пополнять холодной водой контур системы отопления. Сделать это своими руками довольно просто, особенно, если подпитка будет производиться из водопроводной сети.
Для чего необходим циркуляционный насос?
Все дело в равномерном распределении теплоносителя по радиаторам. Особенно это актуально, когда дело касается такой системы, как однотрубная. Приведем в качестве примера схему «ленинградка». Это своеобразное кольцо, в центре которого установлен отопительный котел. Здесь нет стояков и сложной разводки труб - все достаточно просто.
От котла по комнатам проходит труба, в которую в каждой комнате врезаются радиаторы. Труба идет практически по уровню пола. Однотрубная схема позволяет сэкономить на материалах и упрощает монтажный процесс. Но у нее есть один существенный недостаток - система ленинградка не обеспечивает равномерного распределения горячей воды по батареям. Те, которые установлены ближе к котлу, получают тепловой энергии больше за счет высокой температуры теплоносителя. Часть тепла остается здесь, а остальная часть вместе с теплоносителем перемещается к следующим приборам, но уже с меньшей температурой.
Наглядная схема
Такое распределение не позволяет равномерно прогреть помещения дома. И чем дальше от котла расположена комната, тем холоднее в ней будет зимой. Эту проблему решает установленный циркуляционный насос. Он создает небольшое давление, при котором теплоноситель начинает внутри контура двигаться с определенной скоростью. Ее вполне хватает, чтобы равномерно распределить горячую воду по всем радиаторам отопления.
Внимание! Место установки циркуляционного насоса - на обратном контуре около котла. Почему это так важно? Все дело в том, что в этом контуре теплоноситель имеет самую низкую температуру. В конструкции циркуляционного насоса есть резиновые прокладки и манжеты, которые под действием горячей воды быстро выходят из строя. Поэтому и выбирается место, где температура теплоносителя минимальна. Кстати, расширительный бак устанавливается здесь же.
Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя - не редкость. И хотя в ней чаще всего используется естественная циркуляция, с учетом размеров дома необходимо сделать некоторые дополнения, к которым относится циркуляционный насос. Без него равномерно распределить горячую воду по комнатам будет очень сложно, а в некоторых случаях просто невозможно. Особенно это касается многоэтажных домов, потому что естественная циркуляция не сможет поднять необходимое количество горячей воды до требуемого уровня, например, на второй этаж.
Особенности монтажного процесса
Принципиальная схема
- В отопительной системе закрытого типа можно использовать трубы с минимальным диаметром. Это большой плюс в плане экономии материалов, расходуемых на отопительную систему. Этим же объясняется удобство монтажа, особенно, если сборка производится своими руками.
В отоплении с естественной циркуляцией необходим большой объем воды, чтобы он под действием температуры мог продвигаться в трубной развязке. То есть, уменьшая сопротивление труб, мы увеличиваем скорость протока жидкости. А так как в системе с принудительной циркуляцией закрытого типа не нужно создавать скорость потока, потому что этим занимается насос, то нет и необходимости устанавливать трубы большого диаметра.
- Объем теплоносителя также влияет на объем расширительного бака, который должен составлять 10% от емкости всей отопительной системы. В отоплении закрытого типа может быть установлен расширительный бачок меньшего объема. А это снижение затрат на покупку более дорогого прибора.
- В отоплении закрытого типа - не столь важно, будет оно однотрубным или двухтрубным - рекомендуется устанавливать котлы с современной автоматикой. Именно она сможет четко контролировать и регулировать все проходящие процессы.
Кстати, многие производители устанавливают датчики, которые следят за скоростью теплоносителя и его температурой. Особенно следует отметить датчик антизакипания, который закрывает подачу топлива в камеру сгорания, когда горячая вода в контуре доходит до точки кипения.
Монтаж насоса
Есть датчики антизамерзания, которые поддерживают внутри контура температуру не ниже +5С. Устанавливаются датчики, которые периодически включают циркуляционный насос во время длительного отключения отопительной системы. Это необходимо для того, чтобы находящийся в воде статор насоса не заклинило в процессе его запуска.
Добавим, что с помощью автоматики можно полностью контролировать подачу топлива в зависимости от температуры внутри комнат или на улице. Это позволяет программировать температурный режим в целом на определенный период времени, к примеру, на пару дней или на неделю.
Как правильно выбрать циркуляционный насос
Два основных показателя, по которым обычно выбирается циркуляционный насос - это его цена и удобство эксплуатации и обслуживания. Но есть несколько технических характеристик, которые определяются размерами обогреваемого дома.
Вот некоторые из них:
- Площадь частного загородного дома - 250 м². Для него необходим насос мощностью не менее 3,5 м³/ч и напором 0,4 атм. Хотя с напором надо быть осторожнее. Иногда у мощного насоса небольшой напор, которого не хватает, чтобы поднять теплоноситель на нужный этаж. Поэтому наши советы носят исключительно рекомендательный характер.
- Площадь 250–350 м². Мощность насоса должна быть не меньше 4,5 м³/ч, а напор - 0,6 атм.
- Площадь 350–800 м². Мощность - 11 м³/ч и напор 0,8 атм.
Конечно, чтобы точно подобрать насосное оборудование, необходимо учесть много различных показателей. К примеру, длину отопительных контуров, количество радиаторов, мощность котла, диаметр устанавливаемых труб и материал, из которого они изготовлены, наличие запорной арматуры, ее вид и количество. Даже вид используемого топлива влияет на выбор. Так что самостоятельно этот подбор не осуществить, и пусть этим занимаются специалисты.
Обратите внимание! Нормальной работе циркуляционного насоса будут мешать воздушные пробки, которые образуются в радиаторах, стояках и горизонтальных контурах. Для их устранения устанавливаются краны Маевского на радиаторах, автоматические воздухоотводчики и другие приспособления. Их наличие в современных отопительных сетях - это гарантия качественной работы системы в целом.
Заключение по теме
Насколько оправдана система с принудительной циркуляцией теплоносителя? Специалисты в один голос уверяют, что работает она очень эффективно. Но энергозависимость схемы уменьшает ее привлекательность. Во-первых, это дополнительные счета за оплату электроэнергии. Во-вторых, это проблемы, связанные с отключением электричества по непонятным причинам.
Отметим, что циркуляционный насос - это маломощный прибор, потребляющий не очень много электроэнергии. И все же потребляет. Как справиться со второй проблемой, мы уже говорили выше, так что не будем повторяться. Пусть эти два минуса существуют, поскольку без них никуда. Но они полностью перекрываются плюсами эффективной работы всего отопления. Поэтому закройте глаза на неприятности, и пусть они вас сильно не тревожат.
Этап проектирования и строительства, когда определяется схема отопления частного дома, довольно ответственный момент в процессе теплоутепления. Ведь неправильно спланированная система «грозит» Вашему дому отсутствием качественного тепла, «перенасыщением» дома элементами «интерьера» в виде лишних радиаторов отопления, отсутствием возможности оперативно управлять режимом работы системы… и при этом за Вами же потраченные деньги.
Разбирая огромное количество схем, которые представлены на страницах литературы и сайтов по теме утепления и отопления, можно немного «заблудиться». Поэтому мы остановимся на нескольких, наиболее часто используемых, схемах, изучив их преимущества и недостатки.
Как Вы уже, наверняка знаете, существует два типа схем:
- схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя;
- с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Так же существуют однотрубные и двухтрубные системы отопления, которые могут быть реализованы как в системах с естественной циркуляцией, так и в «принудительных».
Теплоносителем в таких системах может быть:
- обычная вода;
- антифриз (незамерзающая жидкость для отопительных систем)
Внимание! При использовании антифриза необходимо уточнить совместимость его с материалом уплотнительных прокладок секций радиаторов отопления. В таких системах крайне нежелательно использование алюминиевых радиаторов!
Схема отопления с естественной циркуляцией
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя сегодня не особенно популярны в виду их «морально старческого возраста», низкого КПД, громоздкости, дороговизны материалов и монтажа, невозможностью дифференцированного регулирования температуры в отдельных радиаторах и т. д.
Но они незаменимы в тех домах, где отсутствует электричество, так как такие системы, оборудованные твердотопливным котлом, могут работать автономно (с периодическим присутствием человека, естественно).
Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией (ее еще называют самотечной) заключается в создании разницы температур теплоносителя на выходе из котла и его входе. Благодаря разной плотности теплоносителя при разных температурах он движется по трубам самотеком, без использования циркуляционного насоса, то есть теплая вода поднимается вверх, а на ее место «приходит» из обратной трубы уже остывшая вода. По мере последовательного прохождения через радиаторы теплоноситель понижает свою температуру, отдавая тепло в окружающую среду, а после «полного круга» и возврата в теплообменник котла он вновь нагревается, и цикл повторяется.
Последовательная однотрубная схема системы отопления частного дома с естественной циркуляцией
Внимание! Для функционирования такой системы обязательными условиями есть: достаточно большой диаметр труб (d>=1 дюйму), особенно центрального стояка и уклон труб магистрали по всей системе (не менее 1 см на 1 м длины).
Кроме этого, точка «водозабора» теплоносителя из стояка должна располагаться выше самого верхнего радиатора, а сам котел должен находиться ниже самого крайнего радиатора.
Объем теплоносителя в таких системах достаточно большой и зависит от диаметра труб и длины системы. В среднем, объем воды в 3 раза будет больше в системе с естественной циркуляцией, чем в системе с принудительной. И это при равной площади обогреваемых помещений.
Большое количество теплоносителя в системе повышает ее инерционность. В этом есть и положительный момент, если котел «потухнет», тепло в системе будет сохраняться еще некоторое время. А в случае использования в системе отопления антифриза, Вы просто заплатите за дополнительные десятки литров этого вещества.
Последовательное прохождение теплоносителя через радиаторы отопления приводит к его охлаждению. Таким образом, те радиаторы, которые находятся в начале системы (от центрального стояка) будут нагреваться сильнее, чем те, которые находятся в конце отопительной магистрали (перед котлом). Регулировать степень нагрева радиаторов при таком их соединении практически невозможно.
Еще одной особенностью такой системы является ее «переборчивость» к материалу используемых труб. В обязательном порядке они должны быть металлическими - обычно стальными. Полимерные трубы просто не выдержат высокой температуры, которая может возникнуть в системе при перегреве теплоносителя в котле. Последствия такого «ограничения» в выборе материалов - низкий КПД всей системы в целом, дороговизна монтажа и сведение на «нет» эстетики современных отопительных приборов большим диаметром стальных труб и громоздкостью всей системы в целом.
Обязательным элементом такой системы отопления является расширительный бак открытого типа, который в обязательном порядке должен находиться в верхней точке системы. Его объем должен составлять примерно 1/10 от объема теплоносителя в системе. Например, при объеме теплоносителя в системе 200 л, емкость бака должна составлять 15-20 л. Открытый тип бака предполагает, что система постоянно имеет контакт с атмосферным давлением. Это также является обязательным условием существования системы.
Подводим итоги.
Самотечная схема водяного отопления имеет такие преимущества:
- возможность автономного использования;
- достаточно высокая тепловая инерционность.
Недостатки:
- большой объем теплоносителя (антифриза);
- неэстетическая «громоздкость»;
- невысокий КПД;
- дорогостоящий (сложный для самостоятельного выполнения) монтаж;
- достаточно высокая стоимость;
- отсутствие возможности регулировки температуры.
Информация «плюс»! В самотечных последовательных однотрубных системах возможно и последовательно-параллельное подключение радиаторов отопления. В этаких случаях появляется возможность регулирования потока воды через некоторые из них. Но! Использование терморегуляторов ограничено - можно устанавливать такое устройство только на один из двух параллельных радиаторов. Замкнутый поток теплоносителя через систему перекрывать полностью нельзя - возникнет перегрев!
Параллельный двухтрубный вариант системы отопления частного дома
В системе, схема которой изображена на рисунке, температура отдельных радиаторов уже не будет сильно зависеть от расположения, можно уже регулировать температуру отдельных радиаторов, но не всех! Также обязателен уклон горизонтальных труб (стояков) и их достаточно большой диаметр.
Переходим к следующей схеме системы отопления.
Схема отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя
Рассмотренные в предыдущем разделе статьи схемы системы отопления можно легко превратить в системы с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для этого в систему «перед котлом на обратной трубе «врезается» циркуляционный насос. Кроме насоса в системе меняется с открытого типа на закрытый.
Но комфортное использование системы возможно только при ее двухтрубном исполнении и с принудительной циркуляцией. Параллельное подключение радиаторов позволяет регулировать температуру каждого отдельно как в ручном режиме с помощью вентиля, так и поставив на каждую батарею автоматический терморегулятор. Возможна также полная автоматизация работы такой системы отопления, но за дополнительные немалые деньги.
Экономия! Такая возможность регулирования температуры радиаторов в различных комнатах в зависимости от потребности позволяет экономить до 20% энергоносителей, используемых в котле.
Какие «заслуги» циркуляционного насоса в таких системах отопления. Он:
- Повышает скорость перемещения теплоносителя, что способствует более динамичному изменению температуры всей системы в целом при регулировании и, в целом, повышает КПД системы.
- Позволяет снизить температуру теплоносителя, что влечет за собой возможность использования пластиковых труб.
- Позволяет значительно уменьшить диаметры труб, что снижает затраты на материал и сложность монтажа.
Покупка насоса и его потребляемая электроэнергия окупаются этими, уже перечисленными, преимуществами.
Внимание! При покупке газового или электрического котла обратите внимание на такой момент - циркуляционный насос может быть уже встроенным в котел. Поэтому схема обвязки настенного котла отопления может не «содержать» внешний циркуляционный насос. А при использовании длинных контуров «теплого пола» Вам придется (возможно) установить еще и дополнительный насос на эти контуры.
Схема отопления с принудительной циркуляцией имеет «приятное» отличие от систем с естественной циркуляцией теплоносителя — независимость высоты установки котла от высоты установки отопительных радиаторов.
Циркуляционный насос обычно устанавливают на обратной трубе в расчете на то, что более холодная вода позволит продлить срок службы насоса.
Такая параллельная схема подключения позволяет использовать в системе отопления водяной теплый пол (Ссылка)и комбинировать любое количество радиаторов в зависимости от мощности котла, то есть использовать сложные схемы разводки отопления. Такой тип имеет схема отопления двухэтажного дома.
Более подробно такие схемы отопления частного дома мы рассмотрим в конкретных статьях про организацию отопления различных помещений частного дома.
Схемы подключения радиаторов отопления
Используемые схемы подключения радиаторов отопления могут быть различные и зависеть еще и от вида самой схемы отопления частного дома.
Различные виды подключения радиаторов к системе отопления имеют также различные коэффициенты теплопотерь при теплоотдаче.
Строительство частного дома, а особенно если оно проводится самостоятельно – это длинная череда решений самых разнообразных проблем. И одна из наиважнейших – это обеспечение в будущем здании самых оптимальных условий проживания в любое время года (если, конечно, дом не планируется только в качестве летней дачки).
А уже в этой сфере создания нужного микроклимата в помещениях наиболее сложной станет задача правильного расчета и монтажа надежной системы отопления. Несмотря на появление современных систем электрического обогрева дома, лидером по по пулярности и востребованности остается водяное отопление – оно более привычно, проверено временем, технологии его монтажа и отладки отработаны до мелочей. Хозяину дома, который выбрал именно водяное отопление, остается определиться с конкретной разновидностью – закрывая или открытая система теплоснабжения, с ее «аппаратным наполнением» и с системой разводки труб по дому.Затем идут этапы тщательного проектирования и монтажа.
Среди многочисленных публикаций по этому вопросу, размещенных в интернете, можно встретить немало таких, в которых утверждается, что открытая система теплоснабжения – чрезвычайно проста в устройстве и ее можно смонтировать буквально за один день. Если читателю попадается такие «художества» – можно безо всякого сожаления чтение прерывать и закрывать страницу – автор явно не имеет ни малейшего представления, ни об отоплении вообще , ни об открытой системе – в частности. Любая система должна быть правильно спроектирована с учето м м ногочисленных нюансов, хорошо сбалансирована, надежно смонтирована – и эти задачи никак абсолютно простыми и скорыми в исполнении не назовешь .
Что представляет собой открытая система теплоснабжения
Прежде всего, необходимо сразу сделать одно важное замечание. Очень часто, описывая открытую систему отопления, авторы все факты «мешают в кучу», преподнося ее обязательно как отопление с естественной циркуляцией теплоносителя. Ничего подобного! Открытая система может быть и с естественной, и с принудительной циркуляцией жидкости, причем при грамотном исполнении у хозяе в в сегда есть возможность легко и быстро переключаться с одного режима на другой.
Главная же особенность открытой системы – отсутствие в ее контуре какого бы то ни было искусственно созданного избыточного давления, так как она напрямую связана с атмосферой. В системе в обязательном порядке смонтирован расширительный бак, свободный объём которого предназначен для компенсации расширений жидкого теплоносителя при повышении температуры. Такой бак всегда располагают в самой высшей точки всей трубной разводки контура отопления. Таким образом, на него еще ложится функция воздухоотводчика – все скопления газов в трубах должны выйти наружу именно здесь. Служит он и своеобразным водяным затвором – слой жидкого теплоносителя, который обязательно всегда должен быть в расширительном баке, предотвращает попадание воздуха в систему извне.
Стоит рассмотреть подобную систему подробнее:
1 – источник тепловой энергии, котел , работающий на определенном виде топлива (твердом , жидком, ) или использующий для нагрева электрическую энергию.
2 – восходящий от котла стояк, который поднимается до высшей точки системы и очень часто именно в этом месте заканчивается расширительным баком. Могут, правда, быть и иные варианты расположения – об этом будет сказано позже. Главное – для этого стояка всегда используется труба самого большого в системе диаметра – это помогает обеспечивать нужную разницу давления в подающей обратной трубах.
В последние годы гравитационные системы уступают свое место более «продвинутым». Многие задают вопрос о том, может ли быть смонтирована система отопления с принудительной циркуляцией своими руками?
Именно такие сейчас устанавливают во всех без исключения новых зданиях и именно так выглядят отопительные системы внутри жилых домов.
В основе такой схемы лежит принудительная циркуляция за счет разницы давления, которое осуществляется насосом, последний в данном случае называется циркуляционным .
Преимущества
- Помещения, которые необходимо отопить, нагреваются намного быстрее и, соответственно, необходимая температура воздуха в помещении достигается намного быстрее;
- Отопительные приборы в сети нагреваются равномерно. При естественной циркуляции температура радиаторов отопления зависит от расстояния до котла;
- Появляется возможность регулировать нагрев в сети по отдельным участкам, а также перекрывать часть цепи. Кроме этого можно изменять схему и монтаж компоновки всей отопительной системы здания;
- Принудительное отопление препятствует завоздушенности в трубопроводах системы отопления;
- Применение насоса дает возможность сделать всю систему закрытой, включив в цепь мембранный расширительный бачок. Следствием этого является уменьшение испарение воды в системе;
- Монтаж всей системы упрощается. Отпадает необходимость тщательно высчитывать высоты, длины, диаметры и уклон труб для нормальной циркуляции;
- Схема отопления с принудительной циркуляцией экономит тепло. Следовательно расход топлива уменьшается;
- Использование трубопроводов меньшего диаметра дает экономию при монтаже. При одинаковой длине цена на трубы меньшего диаметра ниже, чем на трубы большего диаметра;
- В закрытых системах разница температуры на входе и выходе из нагревательного котла значительно меньше. За счет этого срок эксплуатации котельного оборудования увеличивается.
Недостатки закрытых систем
Водяное отопление с принудительной циркуляцией имеет и недостатки:
- Существенный недостаток такой конструкции – зависимость от электроснабжения. Решить эту проблему можно только обеспечив систему отопления независимым бесперебойным источником электричества;
- Сам циркуляционный насос – оборудование хотя и не очень дорогое, но все-таки имеет определенную стоимость, что делает монтаж самой системы более дорогим. Дополнительно к насосу необходимо приобретать и арматуру для его отсечения в системе и нормальной работы;
- Работа насоса требует постоянных затрат на электричество.
Перед выбором насоса необходимо принимать во внимание ряд факторов:
- Вид теплоносителя (антифриз или вода);
- Температура теплоносителя;
- Характеристики трубопровода (материал, диаметр, длина и т.п.);
- Приборы отопления (радиаторы и батареи отопления), а также их технические характеристики (площадь теплоотдачи, материал, конструкция);
- Запорная арматура и регулирующие элементы;
- Наличие и характер системы автоматического регулирования.
Важно!
Общий принцип, которым следует руководствоваться при выборе циркуляционного насоса следующий.
Его производительность должна обеспечивать трехкратный оборот теплоносителя в системе за час работы на полную мощность.
Только при выполнении этого условия будет хорошая циркуляция.
Монтаж циркуляционного насоса
Какие основные моменты необходимо принимать во внимание при включении циркуляционного насоса в цепь?
Они перечисляются ниже:
- Насос монтируется на обратном магистральном трубопроводе. При такой схеме подключения срок службы всех приборов в системе продлевается;
- При подключении насоса перед ним в цепь очень рекомендуется включить фильтр, который защитит крыльчатку от поломки из-за попадания посторонних предметов (накипи, окалины, твердых частиц, посторонних предметов и т.п.);
- Во время подключения насос необходимо обезвоздушить. Для этого в конструкции насоса предусмотрен специальный винт;
- Инструкция, которая прилагается к насосу имеет расчет потребляемой мощности в зависимости от производительности;
- Обозначение насоса указывает на диаметр трубопровода, к которому его можно подключить (в миллиметрах) и давление, которое этим насосом создается (в дециметрах водного столба).
Например, маркировка GPD 25-100 означает, что этот насос подключается к трубе диаметров 25 мм и создает давление 10 м.
- При выборе насоса обращайте внимание на энергопотребление;
- Конструкция должна быть прочной;
- Оборудование не должно быть требовательным к техобслуживанию длительное время;
- Насос должен быть долговечным.
Пример приблизительного расчета мощности насоса
- Для , который дает производительность 4 м3 в час и напором до 0,5 атмосфер;
- Для дома общей площадью 500 м2 потребуется насос на 6 м3 в час и напором до 0,7 атмосфер;
- Для дома площадью 700 м2 производительность насоса должна составлять 10 м3 в час, а напор – до 0,8 атмосфер.
Кроме этого выбирая циркуляционный насос необходимо учитывать его способность к самостоятельному регулированию частоты вращения двигателя. Если такая функция присутствует, это увеличивает срок службы оборудования и уменьшает энергопотребление.
Также стоит учитывать тот факт, что принудительная система отопления не работает при наличии воздуха в системе (см. ). По этой причине необходимо учесть включение в цепь автоматических воздушных спускников.
На видео показано, как можно своими руками осуществить монтаж насоса:
Выводы
В описанной выше схеме отопления, используются те же принципы монтажа и расчета, как и в гравитационной схеме. Из-за включения в цепь насоса пропадает необходимость соблюдения всех уклонов в замкнутой отопительной системе.
Включение насоса в обратную магистраль позволяет продлить работу всех частей отопления. Применение принудительной циркуляции дает возможность эксплуатировать отопительные системы на протяжении длительного времени.
Многие современные решения водяного обогрева домов требуют применения насосной группы. Проектирование и монтаж системы отопления с принудительной циркуляцией необходимо осуществлять с учетом технических моментов, возникающих по причине быстрого движения теплоносителя.
Высокое давление в отопительном контуре позволяет реализовать множество схем разводки. Согласитесь, это немаловажное преимущество отопительной системы с принудительной циркуляцией. Однако обустройство такой схемы требует грамотного проектирования.
Мы расскажем вам, по каким характеристикам подбирают основные рабочие узлы системы, а также подробно распишем возможные варианты разводки магистрали и способы организации отопительного контура.
Принудительная схема отличается от естественной добавлением одного или нескольких циркуляционных насосов. По причине увеличения давления и скорости движения теплоносителя, правила формирования узлов и расположения элементов контура меняются.
Этот факт необходимо учитывать, чтобы обеспечить качественное отопление при принудительной циркуляции.
Галерея изображений
Общие требования к насосной группе
Циркуляционные насосы выбирают исходя из требований по объему перегоняемой воды (кубометр в час) и напору (метр). Расчет обоих параметров зависит от кубатуры отапливаемого жилья и способа отопления, а также длины водяного контура и диаметра его труб.
Насос следует выбирать, чтобы его параметры не были “впритык” к требованиям системы. Это позволит добавить в случае необходимости элементы к контуру без замены насоса.
В основном насосы рассчитаны на напряжение в 220 Вольт, но есть и с поддержкой 12 Вольт. При скачках напряжения необходимо поставить стабилизатор, для предотвращения выхода устройства из строя.
В случае частых отключений электроэнергии нужно позаботиться о наличии . Нет необходимости брать мощный ИБП – для обогрева частных домов редко применяют устройства с потреблением более 150 Ватт в час.
Условно циркуляционные насосы можно разделить на два вида по положению двигателя. Устройства с сухим ротором имеют более высокий КПД, но обладают повышенным уровнем шума и пониженным ресурсом, чем с мокрым ротором.
Если разводка системы предоставляет возможность для естественного движения теплоносителя по контуру, то насос необходимо монтировать через “байпас”. В этом случае, при его поломке или отключения электроэнергии возможно переключение отопления на режим гравитационной циркуляции.
Через неработающий насос вода тоже может перемещаться, однако он создаст сильное сопротивление ее движению.
Выбор в пользу модели насоса применительно к конкретной системе отопления осуществляется с помощью определения рабочей точки и соответствия ее требуемым значениям расхода теплоносителя (+)
Особенно актуальна проблема остановки насоса при использовании печного или каминного отопления. В этом случае печь продолжит нагрев теплообменника и возможно закипание воды в нем и выхода надолго всей системы из строя.
По сравнению с естественной циркуляцией к гидростатическому давлению столба жидкости добавится возросшее гидродинамическое давление потока. Поэтому во избежание образования протечек или, тем более, прорыва системы необходимо придерживаться некоторых правил.
В случае перехода от гравитационной циркуляции к принудительной нужно ликвидировать все, даже незначительные протечки в контуре. При увеличении давления скорость протекания возрастет, что кроме проблемы в помещении вызовет уменьшение количества теплоносителя и излишнюю его аэрацию (насыщение воздухом).
Перед наступлением отопительного периода необходимо провести гидравлические испытания прочности контура с максимально используемым или даже немного более высоким давлением. Это позволит выявить проблемы и ликвидировать их до наступления холодов, когда длительная остановка отопления для ремонта нежелательна.
Протекание радиаторов отопления может произойти в самых неожиданных местах и устранение проблемы займет много времени, поэтому лучше проверить целостность системы заранее
Так как скорость перемещения теплоносителя будет больше, чем 0,25 м/с, то согласно СНиП 41-01-2003 нет необходимости выдерживать постоянный уклон труб для удаления воздуха из контура. Поэтому при принудительной циркуляции монтаж труб и радиаторов немного более простой, чем при гравитационной схеме.
Варианты отопления при принудительной циркуляции
Применение принудительной циркуляции позволяет отойти от принципа проектирования разводки с обязательным учетом перепада гидростатического давления, которое необходимо для функционирования при гравитационной схеме.
Это добавляет вариативности при моделировании геометрии водяного контура и предоставляет возможность использования таких решений, как коллекторное отопление или теплый пол большой площади.
Применение верхней и нижней разводки
Любую схему отопления можно условно отнести к верхней или нижней разводке. При верхней разводке горячая вода поднимается выше приборов отопления, а затем, стекая вниз, обогревает радиаторы. При нижней – горячая вода подается снизу. У каждого варианта есть свои положительные стороны.
Верхнюю разводку также применяют при естественной циркуляции. Поэтому отопительные контуры такого типа позволяют использовать оба вида циркуляции. Это, во-первых, предоставляет возможность выбора, а во-вторых, повышает надежность системы.
В случае отключении электричества или поломки насоса движение воды по контуру будет продолжено, пусть и с меньшей скоростью.
Хороший напор позволяет сделать выбор между верхней и нижней разводкой, принимая во внимание удобство проведения труб, подающих теплоноситель к радиаторам (+)
При использовании нижней разводки общая протяженность труб меньше, что сокращает затраты на создание системы. Кроме того, нет необходимости прокладки стояков на верхнем этаже, что хорошо с позиций дизайна помещений. Нижнюю подающую горячую воду трубу прокладывают или в подвале, или на уровне пола первого этажа.
Разновидности однотрубных схем подключения
Однотрубная схема использует одну и ту же трубу для подачи горячей воды к радиаторам и отвода холодной к нагревательному котлу. При такой разводке почти вдвое сокращается длина используемых труб, уменьшается количество фитингов и запорной арматуры.
Однако нагрев радиаторов происходит последовательно, поэтому рассчитывая количество секций необходимо учитывать постепенное уменьшение температуры подаваемого теплоносителя.
Последовательное подключение радиаторов с использованием одной трубы для подачи теплоносителя часто применяется в современных домах для минимизации затрат на материалы и упрощения монтажных работ
Однотрубные схемы могут быть реализованы в горизонтальном и вертикальном вариантах. При принудительной циркуляции, в случае использования вертикальных стояков можно осуществлять подвод горячей воды не только сверху, но и снизу.
Целесообразность использования того или иного варианта зависит не только от удобства проведения труб, но и от максимально допустимого количества радиаторов на одном стояке однотрубного контура.
Подключать радиаторы отопления можно двумя способами:
- Последовательное подключение – теплоноситель протекает через все радиаторы. В этом случае необходимо минимальное количество труб, однако в случае необходимости отключения одного из радиаторов, придется остановить всю ветку системы.
- Подключение через байпас – теплоноситель может протекать в обход радиатора по установленному отводку. С помощью системы кранов можно перенаправить поток мимо радиатора, что позволит провести его ремонт или демонтаж без остановки отопления.
Однотрубную схему часто используют при отоплении, однако в случае наличия большого количества радиаторов, для их равномерного нагрева применяют другой вариант.
Однотрубные схемы имеют множество вариантов реализации при принудительной циркуляции, поэтому выбрать подходящее решение для конкретной геометрии помещений достаточно легко (+)
Способы применения двухтрубного варианта
Схему контура отопления с использованием второй трубы для отвода остывшей воды к котлу называют . Метраж труб увеличивается, как и количество соединений и устройств.
Однако система имеет важный плюс – к каждому радиатору подается теплоноситель одинаковой температуры. Это делает двухтрубный вариант очень привлекательным.
При водяном отоплении с принудительной циркуляцией используют и горизонтальную, и вертикальную разводку. Причем при вертикальном варианте возможно применение верхней и нижней подачи горячей воды.
Двухтрубная схема подачи и отвода воды в совокупности с диагональным подключением радиатора дает максимальную отдачу тепла в помещение
Так как температура подводимой воды ко всем радиаторам одинаковая, то геометрия контуров зависит только от следующих факторов:
- экономия материалов – минимизации метража труб и количества соединений;
- легкостью проведения контура отопления через стены и перекрытия;
- эстетическая привлекательность – возможностью вписать отопительные элементы в интерьер помещений.
В зависимости от движения горячей и охлажденной воды двухтрубные схемы подразделяют на два типа:
- Попутные . Движение в обеих трубах происходит в одном направлении. Цикл круговорота теплоносителя имеет одну и ту же длину для всех радиаторов в этой части системы, поэтому скорость их нагрева одинакова.
- Тупиковые . В попутной схеме радиаторы, расположенные ближе к котлу нагреваются быстрее. Однако для систем с принудительной циркуляцией это не сильно важно по причине значительной скорости воды в контуре.
При выборе между попутным и тупиковым вариантом руководствуются условием удобства проведения обратной трубы. В вертикальных схемах при нижней разводке получается тупиковая система, а при верхней – попутная.
Использование распределительного коллектора отопления
Еще одним популярным способом организации отопления сейчас является . В какой-то мере эту схему можно назвать подвидом двухтрубной, хотя применяется она и в организации однотрубных отопительных контуров.
Только распределение горячего теплоносителя и сбор охлажденного происходит не с главного стояка, а со специальных распределительных узловых устройств – коллекторов. Такая система устойчиво работает только с применением принудительной циркуляции.
Лучевая разводка по сравнению с двухтрубной требует наличия коллектора, большей суммарной длины труб, количества фитингов и запорной арматуры
Распределительный узел для двухтрубной системы представляет собой сложную комбинацию подающего и возвратного коллекторов, с помощью которых осуществляется сбалансированная по температуре и давлению подача теплоносителя.
Каждая ветка устройства питает один элемент отопления или их небольшую группу. Ветки, как правило, расположены под полом, каждый этаж многоэтажного здания обслуживает один установленный в центре коллектор.
Несмотря на очевидные плюсы такого варианта организации отопления, у коллекторной системы есть два значительных минуса:
- наибольшая протяженность трубопроводов , поэтому этот вариант организации водяного контура требует немалых денежных вложений;
- сложность изменения контура – трубы при таком варианте расположены обычно под полом или в стенах, поэтому в случае добавления отопительных приборов внести какие либо корективы будет очень трудно.
Все коллекторы монтируют, как правило, в специальный шкафчик, так как запорная арматура располагается там же и к ней необходим доступ. Размещение кранов в одном месте очень удобно.
В случае потребности включения или отключения радиаторов или возникновения нештатной ситуации достаточно иметь доступ к шкафу и нет необходимости посещать все помещения.
Галерея изображений
Коллектор, иначе распределительная гребенка, предназначен для равномерной подачи теплоносителя во все подсоединенные к устройству кольца
Указанное устройство подбирают таким образом, чтобы скорость движения теплоносителя в его пределах была не выше 0,7 м/с
Коллекторная группа включает два элемента - гребенку для подачи и аналогичное устройство для обратки
В организации коллекторной системы используются гребенки как заводского производства, так и устройства, собранные из стальных или полипропиленовых труб
Распределительные коллекторы могут иметь простую структуру, состоящую из двух гребенок и минимума запорной арматуры. Сложные узлы могут включать также автоматические термостаты, электронные клапаны, смесители, автоматические воздуховыпускные устройства, датчики и блоки контроля, клапан для слива воды, отдельный циркуляционный насос.
Эти системы могут наиболее точно отрегулировать температуру в доме, но требуют хорошего понимания основ и нюансов работы водяного отопления.
Обогрев с помощью теплого пола
Одним из самых комфортных способов отопления считают организацию теплого пола . Необходимо отметить, что монтаж такого варианта обогрева жилых комнат, душевых, кухонь и других помещений достаточно сложен.
Водяной теплый пол большой площади возможен только при организации принудительной циркуляции, так как необходимо создать давления в длинной системе узких трубок.
Давление необходимо для преодоления сопротивления узких труб с множеством изгибов. Кроме того, необходимо достичь напора, позволяющего удалять воздух из трубок теплого пола, которые расположены горизонтально.
Существует большое количество комбинаций укладки трубок:
- для маленьких комнат применяют схемы с одним входом для горячей воды и выходом для охлажденной;
- для больших помещений организуют более сложные системы теплого пола с использованием распределительного коллектора.
Нередко для фрагментов контура с теплым полом устанавливают отдельные циркуляционные насосы.
Использование коллектора оправдано для больших площадей теплого пола, когда расчеты показывают, что одна труба может не справиться с обогревом
Выводы и полезное видео по теме
Подробное изложение двухтрубной и достаточно сложной схемы отопления двухэтажного дома:
Система закрытого типа для трехэтажного дома на базе газового котла:
Использование насосов при водяном отоплении помещений значительно облегчает проектирование контура, делая возможными варианты, недоступные для гравитационной модели. Правильный подбор оборудования позволит решить вопрос обогрева жилья, сделав этот процесс удобным и простым.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по организации отопительной системы с принудительной циркуляцией? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации и участвуйте в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.