Одно из основных достоинств гравитационных схем отопления – надежность. Несмотря на это, сегодня они все чаще заменяются схемами с принудительным движением теплоносителя. Многие спрашивают, почему это происходит? На первый взгляд, все дело в недостатках самотечного обогрева, которые решаются простой установкой насоса. Если смотреть глубже, то выясняется, что в большинстве своем, современные котельные установки уже на заводе оснащаются оборудованием, позволяющим без труда создать отопительную систему со всеми достоинствами принудительной циркуляции теплоносителя в контурах.
Преимущества и отрицательные моменты
Прежде всего, рассмотрим все плюсы и минусы данной системы отопления (СО).
- Обогрев с насосом прекрасно справиться с теплоносителем, который перемещается по контуру, выполненному из достаточно тонких труб. Налицо снижение сметной стоимости за счет меньшего сечения трубопровода.
- Котельная установка быстрее нагреет меньший объем воды в трубах. В таких СО снижена инерционность.
- При системе отопления с принудительной циркуляцией нет нужды соблюдать уклон контура.
- При такой СО можно использовать схему нижней разводки, что делает ее более эстетичной.
- Можно значительно увеличит длину контура, а не ограничиваться 30 метрами, как при естественном перемещении теплоносителя.
- Можно применять многоконтурные схемы, «теплый пол» и пр.
- В принудительных СО можно монтировать расширительный бак в любом удобном для вас месте.
И это только основные достоинства такого способа перемещения теплоносителя. Недостатков гораздо меньше, но мы не имеем права их не рассмотреть:
- Шум от работы насоса. Если организовать котельную, то этот недостаток сразу становится несущественным.
- Затраты электроэнергии на работу насосного оборудования. Среднее потребление электричества современными устройствами (в зависимости от модели и производительности) составляет 50 – 120 Вт/ч. Следовательно затраты минимальны.
- Зависимость от подачи электричества. В районах с нестабильным электропитанием рекомендуется создание комбинированного отопления.
Кроме того, если использовать ИПБ, то данный недостаток можно не принимать во внимание.
Типы, разновидности, схемы
Существует два типа СО: однотрубная и двухтрубная. Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть горизонтальная и вертикальная.
При горизонтальной, теплоноситель от котельной установки перемещается по магистральному трубопроводу, к которому последовательно подключены радиаторы.
На данном рисунке показана модернизированная, замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, с перемычками (байпасами) между входом и выходом каждой батареи. Контур оснащен группой безопасности, которая включает в себя: манометр, подрывной клапан, автоматический воздухоотводчик.
Вертикальная однотрубная СО работает следующим образом: нагретый в котлоагрегате теплоноситель поднимается по вертикальному стояку. При нижней разводке, теплоноситель проходит через последовательно подключенные радиаторы и уже охлажденный, опять по вертикальному стояку опускаться в котельную установку.
При верхней разводке, нагретая вода поднимается по вертикальному трубопроводу, перемещается по раздающему трубопроводу, после чего опускаясь, проходит через все подключенные отопительные приборы.
Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть разведена горизонтальным и вертикальным способом с различными вариантами разводки. Существует три типа горизонтальной СО:
Важно! Тупиковая схема может быть реализована, как в горизонтальных СО так и в вертикальных.
Выбор оборудования
Для того чтобы превратить любую самотечную отопительную систему в схему с принудительным перемещением теплоносителя, требуется правильно выбрать оборудование. От этого будет зависеть ее эффективность и экономичность.
Насос является центральной фигурой в обеспечении циркуляции воды по контуру. Как правило, для бытовых отопительных систем применяются устройства центробежного типа с прямыми лопастями крыльчатки. Отличаются насосы рабочим давлением, которое могут создавать в системе, производительностью, потребляемой мощностью, высотой напора и диаметром присоединительных патрубков.
Необходимую производительность циркуляционного насоса можно высчитать по формуле (Q/c*Dt)/ Р, где Q – теплопотери дома;
С – сколько тепла может нести в себе вода (значение таюличное, равно 1,16);
DT – температурная дельта;
Р – плотность воды при номинальной t°C (табличная величина).
- Для жилых построек площадью до 250 м 2 рекомендуется использовать циркуляционный насос, с характеристиками: производительность 3 – 4 м 3 /ч; напор 0,4 – 0,5 атмосферы.
- До 350 м 2 – 4 – 5 м 3 /ч; напор 0,6 атмосферы.
- До 800 м 2 – 11 – 12 м 3 /ч; напор 0,9 атмосферы.
Важно! Следует понимать, что выше приведены приблизительные данные. Правильный расчет зависит от множества факторов (тип и степень утепления дома, материал труб и фитингов, конфигурация системы и пр.) Для более точного подбора циркуляционного насоса обратитесь к специалистам.
Насос, самодостаточный элемент циркуляционной СО. Но для надежной работы этого устройства необходима грамотная обвязка, которая включает в себя:
- Шаровые краны с двух сторон насоса.
- Грязевик.
Расширительный бак – это еще один из важнейших элемент СО с принудительной циркуляцией. В зависимости от его конструкции различают схемы открытых систем отопления с принудительной циркуляцией и закрытых.
В открытых СО применяются атмосферные устройства, которые служат для компенсации температурного расширения теплоносителя. В случае превышения давления в системе происходит сброс части теплоносителя. Для пополнения воды в СО используется поплавковый клапан, который подключается непосредственно к водопроводу.
В современных отопительных системах применяются мембранные расширительные баки. Из-за герметичности последних контуры, в которых они применяются? называют закрытыми. Работает герметичный расширительный бак в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией весьма просто: в корпусе данного устройства установлена резиновая мембрана. С одной стороны мембраны находится теплоноситель, с другой – воздух, закаченный в бак под определенным давлением.
При превышении давления в СО мембрана выгибается в сторону воздуха, при падении – в сторону теплоносителя. Благодаря такой нехитрой технологии нивелируются скачки давления в системах отопления.
Совет: емкость расширительно бачка зависит от множества факторов. Исходя из опыта, в бытовых СО используются расширительные баки с емкостью в 10% от количества теплоносителя.
Этапы планирования отопительной системы с принудительным перемещением теплоносителя
Рассмотрим этапы создания системы отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией. Первое, что нужно сделать – это гидродинамический расчет, который включает в себя следующие этапы:
- Определение мощности котельной установки.
- Выбор схемы: однотрубная, двухтрубная.
- Расчет сопротивлений на каждом участке магистрали.
- Расчет количества батарей и секций.
- Выбор схемы их подключения.
- Расчет диаметра магистрального трубопровода и отводов.
- Подбор оборудования, монтаж, опрессовка, балансировка СО.
Совет! Создание экономичной и надежной системы отопления требует знаний и грамотных расчетов. Мы настоятельно рекомендуем обратиться за консультацией к специалистам.
На сегодняшний день закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя успешно применяется для обогрева подавляющего большинства загородных домов. Ее отличие от открытой схемы – в движении воды, находящейся под давлением, по замкнутой сети трубопроводов в полной изоляции от внешней среды. Если вы еще не решили, какой вид отопительной разводки выбрать для своего жилища, рекомендуем ознакомиться с данной статьей, где изложена вся необходимая информация о системах закрытого типа.
Состав и принцип работы
Независимо от выбранной схемы (их разновидности мы рассмотрим далее) в ее состав всегда входят следующие основные элементы:
- источник тепла – газовый, дизельный, электрический либо твердотопливный котел;
- потребители – радиаторная сеть и (или) водяные теплые полы;
- циркуляционный насос;
- герметичный расширительный бак мембранного типа;
- группа безопасности, включающая в себя устройство для сброса воздуха (воздухоотводчик), предохранительный клапан и манометр;
- сетчатый фильтр – грязевик;
- трубопроводная арматура для балансировки, опорожнения и регулировки;
- магистральные и подводящие трубы.
Примечание. Система отопления может дополняться другими элементами и оборудованием, предусмотренным в проекте, например, распределительным коллектором, буферной емкостью и различными средствами автоматизации. Типовая двухтрубная схема, наиболее распространенная в частных домах, показана выше на рисунке.
Принцип работы современной закрытой системы заключается в перемещении тепловой энергии от котла к радиаторам с помощью жидкости, находящейся под избыточным давлением (от 1 до 2 Бар). Расширение ее объема от нагрева компенсируется за счет растяжения резиновой мембраны внутри бачка, полностью изолированного от атмосферы.
Устройство герметичной расширительной емкости
Завоздушиванию отопительной сети препятствует автоматический воздухоотводчик, установленный в группе безопасности. Расположенный там же подрывной клапан срабатывает в случае критического повышения давления в трубопроводах, обычно он настроен на 3 Бар. Грязевик ставится на обратной магистрали перед входом в теплогенератор и собирает шлам, поступающий из отопительной сети.
Важный момент. Циркуляционный насос, принудительно перекачивающий теплоноситель, можно встраивать как в обратный, так и в подающий трубопровод рядом с котлом. Оба способа – правильные.
Позитивные стороны и недостатки
Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:
- нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
- для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
- здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
- отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
- вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
- система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.
Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.
Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен
Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.
Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.
Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты - закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.
Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.
Схемы закрытых систем
Для обогрева загородных и дачных домов применяются следующие типы разводок:
- Однотрубная. Все радиаторы присоединяются к единственной магистрали, проходящей по периметру помещения или здания. Поскольку горячий и охлажденный теплоноситель движутся по одной трубе, каждая последующая батарея получает меньше тепла, нежели предыдущая.
- Двухтрубная. Здесь нагретая вода поступает в отопительные приборы по одной магистрали, а уходит по второй. Самый распространенный и надежный вариант для любых жилых зданий.
- Попутная (петля Тихельмана). То же, что и двухтрубная, только охлажденная вода течет в одинаковом направлении с горячей, а не возвращается в противоположном (показано ниже на схеме).
- Коллекторная или лучевая. Каждая батарея получает теплоноситель по отдельному трубопроводу, подключенному к общей гребенке.
Однотрубная горизонтальная разводка (ленинградка)
Справка. Однотрубные системы бывают горизонтальными (так называемая ленинградка) и вертикальными. Последние, где вода раздается приборам отопления от стояков, нередко используются в двухэтажных домах.
Однотрубная горизонтальная схема оправдывает себя в одноэтажных домиках небольшой площади (до 100 м²), где обогрев обеспечивают 4-5 радиаторов. Больше подключать к одной ветви не стоит, последние батареи будут слишком холодными. Вариант с вертикальными стояками годится для здания в 2-3 этажа, но в процессе реализации придется проходить перекрытия трубами чуть ли не каждой комнате.
Однотрубная схема с верхней разводкой и вертикальными стояками
Совет. Если ваш выбор пал на однотрубную закрытую схему, лучше доверить ее проектирование и наладку специалистам. Они должны сделать расчет и подобрать диаметр основной магистрали, чтобы тепла хватило всем потребителям. Узнать больше практической информации вам поможет видео от эксперта:
Двухтрубная схема с тупиковыми ветвями (показана в начале статьи) довольно проста, надежна и однозначно рекомендована к применению. Если вы владелец коттеджа площадью до 200 м² высотой 2 этажа, то разводку магистралей делайте трубами с проходным сечением DN 15 и 20 (внешний диаметр – 20 и 25 мм), а для подсоединения радиаторов возьмите DN 10 (снаружи – 16 мм).
Попутная схема движения воды (петля Тихельмана)
Петля Тихельмана наиболее уравновешена гидравлически, но сложнее в монтаже. Трубопроводы придется класть по периметру комнат либо всего дома и проходить под дверями. По факту «попутка» обойдется дороже двухтрубной, а результат выйдет примерно одинаковым.
Лучевая система тоже проста и надежна, вдобавок вся разводка успешно прячется в полу. Подсоединение ближних батарей к гребенке выполняется трубами 16 мм, отдаленных – 20 мм. Диаметр магистрали от котла – 25 мм (DN 20). Недостаток данного варианта – цена коллекторного узла и трудоемкость монтажа с прокладкой магистралей, когда напольное покрытие уже сделано.
Схема с индивидуальным подключением батарей к коллектору
Как подобрать оборудование
Один из важных моментов – подбор источника тепла по мощности и виду используемого энергоносителя:
- на природном либо сжиженном газе;
- на твердом топливе - дровах, угле, пеллетах;
- на электричестве;
- на жидком топливе – солярке, отработанном масле.
Справка. При необходимости можно подобрать комбинированную многотопливную установку, например, на древесине и электроэнергии либо газ + солярка.
Мощность котельной установки рассчитывается стандартным образом: отапливаемая площадь жилища умножается на 0,1 для перевода в киловатты и на коэффициент запаса 1,3. То есть, для дома 100 м² нужен источник тепла мощностью 100 х 0,1 х 1,3 = 13 кВт.
Для закрытой системы отопления не принципиально, какой теплогенератор вы купите, поэтому подробно рассматривать данный вопрос мы не будем. Но вы сильно облегчите себе задачу, если приобретете настенный газовый котел, оборудованный собственным циркуляционным насосом и расширительным баком, что показан на фото. Для небольшого дома останется лишь подобрать трубы и отопительные приборы, о чем и пойдет речь далее.
Разновидности труб
Отопительную сеть частного дома можно смонтировать из таких труб:
- ППР (полипропилен);
- сшитый полиэтилен – PEX, PE-RT;
- металлопластик;
- варианты из металла: медь, сталь и гофрированная нержавейка.
Под выполнение самостоятельного монтажа с невысокими финансовыми затратами лучше брать полимерные трубы. Для сборки обжимных соединений из металлопластика и полиэтилена не потребуется специальных инструментов, а полипропилен придется паять (сварочный аппарат берется в аренду). Конечно, по стоимости материалу ППР нет равных, но из соображений надежности и долговечности мы рекомендуем использовать трубопроводы PEX из сшитого полиэтилена.
Медь и гофрированную нержавейку можно тоже монтировать на обжимных фитингах, но первая отличается высокой ценой, а вторая – значительным гидравлическим сопротивлением. Что касается черного металла, то он неудобен во всех отношениях – монтаж на сварке и подверженность коррозии отодвигают его на последнее место. Подробнее о выборе труб рассказывается в очередном видеоматериале:
Какие радиаторы лучше
Сейчас в торговой сети предлагаются отопительные приборы таких видов:
- стальные панельные;
- сделанные из сплава алюминия с кремнием (силумина);
- то же, но с каркасом из стальных труб, название – биметаллические;
- чугунные батареи – аналоги советских «гармошек» МС 140 и модели в стиле ретро.
Примечание. Последние 3 разновидности радиаторов набираются из нужного количества секций по теплоотдаче.
Стальной панельный радиатор
С точки зрения экономии выгоднее покупать стальные батареи, отличающиеся демократичной ценой. Алюминиевые приборы дороже, но интенсивнее отдают тепло. Эти 2 разновидности наиболее востребованы для закрытых систем отопления частных домов.
Нагревательный прибор из алюминия
Биметаллические радиаторы предназначены для отопительных сетей с низкокачественным теплоносителем, поступающим с перепадами давления, что характерно для централизованного теплоснабжения многоквартирных домов. Покупать эти дорогостоящие изделия в загородный дом с автономным отоплением бессмысленно.
Чугунные «гармошки» сильно проигрывают другим батареям по внешнему виду и весу. Но благодаря низкой цене находят применение в промышленных зданиях и хозпостройках. В то же время винтажные радиаторы из чугуна отличаются безупречным дизайном, но слишком дороги по цене.
Чтобы подобрать отопительный прибор по мощности, сделайте простой расчет: указанную в паспорте теплоотдачу разделите на 1,5. Так вы узнаете реальную мощность радиатора, ведь в документации отражены характеристики для определенных условий эксплуатации, не совпадающих с действительностью.
Совет. Не забудьте приобрести радиаторную арматуру – шаровой кран для подачи и балансировочный вентиль на обратку. Если вы решили поставить на батареи энергосберегающие терморегуляторы с преднастройкой, то на выходе из прибора должен устанавливаться обычный отсекающий кран.
Насос и расширительный бак
В закрытых отопительных системах частных жилищ обычно применяется 3 типа бытовых циркуляционных насосов, развивающих напор 4, 6 и 8 м водяного столба (это давление 0,4, 0,6 и 0,8 Бар соответственно). Мы предлагаем не углубляться в сложные гидравлические расчеты, а подобрать насосный агрегат по следующим признакам:
- Для одно - и двухэтажного здания площадью до 200 м² достаточно напора 4 м.
- В коттедж площадью 200-300 м² понадобится насос давлением 0,6 Бар (6 м).
- Циркуляцию в сети трехэтажного особняка на 400-500 м² обеспечит агрегат с напором 8 м водного столба.
Справка. О мощности насоса нужно судить по его маркировке. Например, изделие бренда Grundfos 25-40 имеет диаметр подключения 25 мм и развивает давление 0,4 Бар.
Чтобы подобрать размер расширительного бака, вам следует вычислить объем воды во всей закрытой системе отопления вместе с котловым баком. Учитывая тот факт, что при нагреве с 10 до 90 °С вода расширяется примерно на 5%, вместительность бачка должна составлять 1/10 часть от общего количества теплоносителя.
Как заполнить трубопроводы отопления
Мы решили осветить данный вопрос, поскольку заливка закрытой системы должна производиться по определенному алгоритму, чтобы не осталось воздушных пробок:
- Вначале все отопительные приборы должны быть отсечены от магистралей с помощью кранов. Остальную арматуру полностью откройте и включите подпитку из водопровода. Наполняйте трубы медленно, чтобы воздух успевал уходить через клапан на группе безопасности.
- Когда давление достигнет 1 Бар (следите за манометром), остановите наполнение и включите на несколько минут циркуляционный насос, дабы выдавить остатки воздуха.
- Оставьте помощника поддерживать давление на уровне 1 Бар, а сами поочередно открывайте радиаторные вентили и спускайте воздух кранами Маевского.
- По окончании запустите котел и насос, прогрейте теплоноситель и стравите воздух из батарей еще раз.
Убедившись, что все трубопроводы и отопительные приборы полностью прогрелись, поднимите давление в сети до 1,5-2 Бар при температуре на котле 80 °С.
Заключение
Невзирая на всю популярность водяных систем закрытого типа, они вовсе не являются панацеей. Во многих населенных пунктах с нестабильным электроснабжением монтировать такие схемы нет смысла, ведь придется нести затраты на покупку ИБП или генератора, а это нецелесообразно. При подобном раскладе нет альтернативы самотечным системам с естественной циркуляцией.
Возможно по нескольким схемам. В частных домах чаще всего используется простая и экономичная система отопления - однотрубная с принудительной циркуляцией. Она обеспечивает надежную работу всего отопительного контура, при этом проста в монтаже и безопасна.
Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.
Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна - в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.
Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.
Схема: элементы системы отопления
Достоинства принудительной системы:
- система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
- можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
- допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
- к принудительной системе отопления можно подключить ;
- стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
- существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.
Недостатки системы с принудительной циркуляцией:
- требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
- насос при работе издает шум.
Элементы системы с принудительной циркуляцией
Принудительная циркуляция - процесс, требующий установки не только насоса, но и других обязательных элементов.
- К ним относятся:
- расширительный бак для компенсации объема теплоносителя при изменении температуры;
- группа безопасности, включающая манометр, термометр, предохранительный клапан;
- радиаторы, подключенные по одной из схем разводок;
- краны Маевского или сепаратор воздуха;
- обратный клапан;
- краны заполнения и слива системы;
- фильтр грубой очистки.
Кроме того, при использовании в качестве нагревателя , без функции автоматической загрузки топлива, рекомендуется включить в систему теплоаккумулятор - накопительный бак нужного объема . Это позволит выровнять температуру теплоносителя и избежать ее суточных колебаний.
Типы разводки однотрубной системы
В однотрубной системе нет разделения на прямую и обратную трубу . Радиаторы подключены последовательно, и теплоноситель, проходя по ним, постепенно остывает и возвращается в котел. Эта особенность делает систему экономичной и простой, но требует настройки температурного режима и правильного расчёта мощности радиаторов.
Упрощенный вариант однотрубной системы подходит только для небольшого одноэтажного дома. В этом случае труба проходит через все радиаторы напрямую, без регулирующих температуру вентилей. В результате первые по ходу теплоносителя батареи оказываются значительно горячее, чем последние.
Для протяженных систем такая разводка не подходит , ведь остывание теплоносителя будет существенным. Для них используют однотрубную систему «ленинградка», при которой общая труба имеет регулируемые отводы на каждый радиатор. В результате теплоноситель в основной трубе более равномерно распределяется по всем помещениям. Разводка однотрубной системы в многоэтажных строениях делится на горизонтальную и вертикальную.
Горизонтальная разводка
При горизонтальной разводке прямая труба поднимается до верхнего этажа по главному стояку.
От него на каждом этаже отходит горизонтальная труба, проходящая последовательно по всем батареям на данном этаже.
Они объединяются в стояк обратной магистрали и поступают обратно в котел или бойлер. Краны для регулировки температуры находятся на каждом этаже, а краны Маевского - на каждом радиаторе. Горизонтальная разводка может быть выполнена как проточной, так и по системе «ленинградка».
Вертикальная разводка
При этом типе разводки горячий теплоноситель поднимается на самый верхний этаж или чердак, а оттуда по вертикальным стоякам проходит через все этажи до самого нижнего. Там стояки объединяются в обратную магистраль
. Существенный недостаток этой системы - неравномерный нагрев на разных этажах, который не поддается регулировке при проточной системе.
Выбор системы разводки для частного дома зависит в основном от его планировки . При большой площади каждого этажа и небольшой этажности дома лучше выбирать вертикальную разводку, так можно добиться более ровной температуры в каждом помещении. Если площадь невелика - лучше выбирать горизонтальную разводку, так как ее проще регулировать. Кроме того, при горизонтальном типе разводки не придется делать лишних отверстий в перекрытиях.
Видео: однотрубная система отопления
Монтаж системы отопления
Однотрубная система проста в монтаже, если правильно выполнить расчёты и внимательно отнестись к подключению всех ее элементов. Начинают его, как правило, с установки отопительного агрегата.
Котел
- Требования к установке котла зависят от его типа. Котлы для отопления бывают:
- газовые;
- дизельные;
- комбинированные.
Газовые котлы допустимо устанавливать в любом помещении, оснащенном и вытяжкой. Все остальные типы котлов устанавливают в отдельном помещении котельной. Это связано с особенностями их эксплуатации. Схема установки котла приведена на рисунке.
Котел после установки подключают к дымоходу и электрической сети, а его теплообменник - к системе отопления. Для этого в котле предусмотрены два патрубка, предназначенные для ввода и выхода теплоносителя. Вводной патрубок обычно находится внизу задней или боковой стенки котла, по нему поступает остывший теплоноситель. Выходной - в верхней части, на стенках или поверхности котла. Через него нагретый теплоноситель поступает в трубы системы отопления.
Трубы
Элементы системы соединяют с помощью труб. Для систем отопления можно использовать только трубы, способные выдерживать высокие температуры: полипропиленовые, из шитого полиэтилена или металлические.
Диаметр труб определяется расчётом. В частных домах обычно используют трубы диаметром от 15 до 50 мм, на стояки и магистральные трубы выбирают диаметр больше, на подводку к радиаторам - меньше.
Соединение труб зависит от их материала. Стальные и медные трубы соединяют сваркой и с помощью металлических резьбовых фитингов. Полипропилен сваривают с помощью специального приспособления, как показано на фото.
- По типу монтажа трубы разделяют на:
- открытые, размещенные в свободном доступе;
- скрытые, размещенные под чистовым полом или отделкой стен.
На выбор типа монтажа влияет только дизайнерский замысел, но необходимо помнить: открытая укладка в случае появления течи позволяет быстрее обнаружить и устранить ее.
Сварочные работы металлических труб лучше проводить до укладки чистового пола и отделки стен, иначе неизбежно их повреждение окалиной.
Расширительный бак
- Бывает двух типов:
- открытого;
- закрытого, или мембранного.
Баки первого типа применяются редко, так как в открытой системе происходит постоянное насыщение теплоносителя воздухом, что способствует коррозии радиаторов, труб, теплообменника котла.
Мембранные расширительные баки представляют собой металлическую емкость, разделенную пластичной перегородкой. Нижняя часть бака подключена к системе отопления, верхняя оснащена предохранительным клапаном и заполнена воздухом. Объем расширительного бака определяется с помощью расчёта.
При нагреве теплоноситель расширяется, и часть его выходит в расширительный бак. При этом мембрана приподнимается, а воздух в верхней части сжимается. При полном заполнении бака давление воздуха возрастает, и он стравливается через предохранительный клапан.
Расширительный бак закрытого типа можно монтировать непосредственно в котельной, в прямой или обратной трубе. Схема и варианты размещения бака приведена на рисунке.
- В группу входят сразу несколько элементов, предотвращающих аварийную ситуацию, перегрев и закипание теплоносителя:
- манометр для контроля давления;
- термометр;
- воздухоотводчик;
- предохранительный клапан.
Как правило, их устанавливают единым блоком, как на фото, но возможна установка по отдельности. Манометр и термометр могут быть объединены в одном корпусе
Некоторые модели котлов изначально оснащены аварийной группой. Если ее устанавливают отдельно, то размещают таким образом, чтобы предохранительный клапан находился выше выхода теплоносителя из котла.
Радиаторы и схемы их подключения
Выбор радиаторов и количества секций производят на основе
теплового расчёта
. В общем случае на 1 кв. метр помещения необходимо 0,1 кВт
тепловой мощности радиатора. Уточнить этот показатель можно в паспорте на отопительные приборы.
От вида подключения труб к радиаторам зависит их теплоотдача
. Типы подключения, подходящие для однотрубной системы с принудительной циркуляцией, изображены на рисунке.
Как видно из схемы, наибольшая эффективность радиаторов достигается при перекрестном подключении. Для того, чтобы сделать отопление в каждом помещении регулируемым, необходимо подключить батареи по схеме с байпасом и вентилем. Также на каждом радиаторе необходимо установить кран Маевского для сброса воздуха из системы.
Циркуляционный насос
Расчёт и установка насоса - ответственный этап. Его ставят непосредственно перед вводом обратной трубы в котел, учитывая направление потока - оно обозначено стрелкой на корпусе. Ротор насоса должен стоять строго горизонтально, поэтому насос ставят по уровню.
Перед насосом в трубу врезают фильтр грубой очистки для удаления из системы примесей, песка и ржавчины. Сборник осадка должен быть направлен вниз.
В обход насоса устанавливают байпас, он необходим для работы системы при внезапном отключении электроэнергии до момента подключения резервного источника питания или до остывания котла. В противном случае циркуляция будет невозможно, и вода в теплообменнике закипит.
Кроме того, байпас позволит снять насос для замены или обслуживания без слива теплоносителя. Для этого его с двух сторон оснащают запорными вентилями.
Видео: установка насоса
Видео: ошибки при монтаже отопительных систем
Система отопления должна также иметь краны для заполнения и слива теплоносителя. При первом запуске через кран заливают воду, стравливают воздух через воздухосбросы, после чего откручивают винт на циркуляционном насосе до появления воды. После этого можно приступать к топке котла и после его нагрева регулировать температурный режим.
Многие, устав от городской суеты, мечтают о даче или коттедже. Но чтобы там находиться круглый год, необходимо установить отопление дома.
Виды системы отопления
Существует два которые отличаются способом циркуляции теплоносителей. Принцип простой системы заключается в самопроизвольном перемещении жидкости по трубопроводу. В этом случае не нужно дополнительное устройство, но следует учитывать требуемый уклон труб и их диаметр. Естественная циркуляция происходит тогда, когда теплоноситель, нагреваясь в котле, расширяется, под давлением движется по отопительным трубам и постепенно остывает в радиаторе. Такая система применяется в строениях с маленькой площадью и для котлов с небольшой мощностью. КПД естественной циркуляции по трубам очень низкое.
Когда используется система отопления с принудительной циркуляцией, применяется насос для обеспечения движения теплоносителей в трубопроводе, который должен быть установлен в трубе "обратки". При монтаже насоса в трубу обратного хода обеспечивается его защита от контакта с горячим теплоносителем, что значительно продлевает его срок эксплуатации. Насос лучше выбирать с большой мощностью, так как чем выше будет скорость жидкости в системе, тем выше температура помещения.
Для работы насоса требуется постоянная подача электричества, но если возникнет сбой, то не беда, устройство может работать от бензинового генератора.
Преимущества циркуляционной установки
Упрощается система отопления дома, так как нет необходимости в установке верхней разводки, не надо обеспечивать уклон трубопровода.
Экономятся средства на монтаже стояков большого диаметра, так как они не требуются.
Можно использовать систему с коллекторным типом разводки, при его применении происходит равномерное нагревание радиаторов.
Есть возможность увеличить протяженность труб.
Эта позволяет устроить дополнительную систему «теплых полов».
Осуществляется регулировка режима работы.
Возможность подведения к котлу металлопластиковых труб.
Недостатки
Недостатки этой системы хоть и не значительные, но они все-таки есть:
Работа насоса требует подачи электрического тока, что приводит к перерасходу средств, но если энергия отсутствует, то и останавливается работа насоса.
Создается шум во время работы, хоть и незначительный.
Требует больших материальных затрат на установку дополнительных элементов и на монтаж.
Насос для циркуляции устанавливается на "обратке" перед котлом. Рядом монтируют и расширительный бак, который является обязательным в системе закрытого типа.
Открытые и закрытые контуры отопления
Как правило, в открытых разводках теплоносителя схема отопления имеет расширительный бак, куда по мере испарения доливается вода. Система с открытой разводкой требует постоянного контроля, так как если вода закипит, то может выйти из строя вся система отопления.
Наиболее распространенным считается двухконтурное отопление. Оно представляет собой двухтрубную систему с принудительной циркуляцией. Чтобы она работала правильно, дополнительно устанавливается специальное оборудование.
Выбор насоса
Чтобы отопление с принудительной циркуляцией функционировало правильно и долго, при выборе насоса необходимо учитывать два основных правила. Он должен отвечать следующим требованиям:
Обладать энергосберегающими качествами;
Его использование должно быть простым и надежным.
Какой насос лучше
Мощность и напор устройства выбираются в зависимости от отапливаемой площади, но какой насос лучше всего применять, сказать очень трудно, в этом случае придется выполнить расчет отопления. Правильно это сделать может только профессионал, так как необходимо предусмотреть отдельные факторы.
При расчете необходимо учитывать диаметр используемых труб, материал, требуемое количество радиаторов, всю запорную арматуру, топливо, которое используется для отопления.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что сделать расчет отопления очень сложно.
Бывает и так, что, когда используются частные системы отопления, отсутствует циркуляция. Причиной могут послужить для устранения которых на каждый радиатор устанавливается кран для выпуска воздуха. Это самый лучший метод наладить циркуляцию в системе. Приобретая краны Маевского, важно не забывать, что в продаже появились конструкции с автоматическим выпуском воздуха, что позволяет не контролировать его образование.
Мембранный расширительный бак
В отличие от открытых баков, закрытая система не контактирует с атмосферой. Увеличение и уменьшение объема жидкости контролирует мембрана, расположенная внутри закрытого бака. Он имеет вид герметично закрытой емкости, которая внутри разделена гибкой мембраной. Верхняя половина бака заполнена воздухом или азотом, а нижняя соединяется с отопительной системой. Этот аппарат способен контролировать неожиданное повышение или понижение давления, уберегая систему от поломок. Величина емкости выбирается с учетом температурного расширения теплоносителя. Приблизительно 10% от объема теплоносителей в трубопроводе. Но важно проводить контроль давления, соблюдая технические требования к котлу и насосу.
Перед установкой мембранный бак накачивается до необходимого давления, установленного нормами. В некоторых случаях баки поступают в продажу уже с накачанной емкостью. В связи с этим их предварительно проверяют. Для бытовых систем давление не должно превышать 4 бар.
Также многие задаются вопросом о том, где установить бак. Система отопления с принудительной циркуляцией предусматривает установку бака на "обратке", до насоса, располагают его ближе к котлу. Чтобы избежать аварии в случае повышения давления в трубах, которое будет больше, чем может выдержать расширительный бак, необходимо установить предохранительный клапан.
Автоматический воздухоотвод
Система отопления с принудительной циркуляцией также включает в себя воздухоотводчик с автоматическим устройством. Он играет важную роль в системе и выполняет функцию удаления воздуха и предотвращает кавитацию во время работы насоса. Каким образом вытравливается воздух? В самой высокой точке системы теплоноситель способен резко менять скорость и направление, что приводит к выделению пузырьков. Тут и устанавливают водоотводчик.
Его устройство имеет вид колбы с поплавком, который необходим для выпуска воздуха. При скапливании воздуха поплавок оседает и открывает клапан. Если поднимается давление, то теплоноситель заполняет колбу, и поднятый поплавок запирает клапан. Наиболее легкие в применении воздухоотводчики - с отсекающим клапаном. Его легко можно прикрутить и открутить. При выходе из строя этого элемента происходит течь, причину которой можно определить, их всего две:
Произошло засорение иглы солями, причиной чего может служить жесткая вода. Устранить эту поломку можно, самостоятельно прочистив иглу. Для доступа откручивается крышка, а после прочистки собирается на место.
Вышло из строя уплотнительное кольцо под крышкой корпуса. Также самостоятельно меняется прокладка, или же на резьбу можно накрутить фум-ленту.
Система отопления с принудительной циркуляцией также предусматривает удаление воздуха и в других элементах разводки. Для удобства на радиаторах в последнее время стали использовать угловые автоматические воздухоотводчики. Важно учесть при установке этой конструкции, что ниппель должен быть направлен вверх, а иначе поплавок не будет выполнять свои функции.
Регулировка системы
Система отопления дома регулируется по нескольким параметрам. Но перед эксплуатацией важно ознакомиться с инструкцией по применению. Также необходимо пригласить специалиста для регулировки функций пуска и остановки.
Необходимо учесть то, что схема отопления, имеющая большое количество поворотов и колен не в лучшую сторону влияет на работу системы. Колена, у которых маленький угол поворота, рекомендуется заменить, чтобы избежать наименьшего гидравлического сопротивления. Для повышения теплоотдачи трубы, которые расположены не в жилом помещении, рекомендуется утеплить.
Некоторые нюансы при монтаже
Чтобы отопление дома функционировало без проблем на протяжении длительного времени, к монтажу важных узлов нужно подходить со всей ответственностью, так как от грамотно выполненной работы зависит работоспособность всей системы.
Чтобы увеличить работоспособность циркуляционного насоса, его устанавливают на трубу обратного водоснабжения. Объясняется это тем, что теплоноситель, достигая "обратки", уже остывает, так как тепло осталось в радиаторах. Конструкция насоса включает в себя манжеты и уплотнители, которые изготовлены из резины, и при постоянном взаимодействии с высокой температурой она способна потерять свои прежние свойства. И в связи с этим охлажденная вода, поступающая в трубу обратного хода, не разрушает резиновые детали, что способствует сохранению первоначальных функций.
Также система с принудительной циркуляцией допускает применение труб с минимальным диаметром, что значительно сокращает затраты на материал и его монтаж. Сокращение объема теплоносителя, заполняющего трубопровод, значительно влияет на объем мембранного бака и мощность отопительного котла, что непосредственно тоже приводит к экономии средств.
В настоящее время все технологические и конструктивные направления преследуют цель уменьшения затрат на потребление топлива и снижения эксплуатационных расходов.
Любая система отопления представляет собой котёл, в котором прогревается теплоноситель, и радиаторы, соединённые с котлом трубами.
В зависимости от того, соединяется ли теплоноситель с атмосферным воздухом через расширительный бак или нет, системы принято делить на открытую и закрытую.Второй вариант сейчас становится всё более распространённым благодаря целому ряду выгодных преимуществ. Как обустраивается закрытая система отопления, и в чём её преимущества?
Главные плюсы закрытой системы отопления
Система отопления закрытого типа предполагает принудительную циркуляцию теплоносителя с помощью установки циркуляционного насоса. Он помогает повысить общую энергоэффективность: вода циркулирует быстрее, поэтому разница между температурой теплоносителя, попадающего в котёл и выходящего из него, будет не слишком большой. Это позволит уменьшить потери энергии на обогрев и увеличит срок использования котла.
Закрытая система отопления дома имеет и ещё несколько преимуществ перед открытой, что сделало её максимально распространённой:
Ещё одно преимущество – возможность поставить трубы меньшего диаметра, что позволит реализовать различные дизайнерские решения.
Однако у неё есть и несколько минусов. Прежде всего, это зависимость от наличия электричества в доме. При его отключении циркуляционный насос выключится, и движение теплоносителя в системе остановится, что полностью парализует работу отопления.
Чтобы избежать этого, в загородных домах часто монтируют параллельные варианты: насос устанавливается так, чтобы его при необходимости можно было обойти и запустить естественную циркуляцию воды в системе за счёт разницы давления. Кроме того, оборудование для установки закрытой системы будет стоить несколько дороже.
Схема устройства закрытой системы отопления
Закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией состоят из следующих элементов:
Схема закрытой системы отопления может быть расширена дополнительными элементами: вместо радиаторов отопления или в дополнение к ним в некоторых комнатах может быть установлен тёплый пол, котельная может дополнительно оборудоваться бойлером горячего водоснабжения, иногда в домашнюю схему приходится включать оборудование для теплиц и прочее. Итоговая конструкция зависит от конкретного проекта дома и особенностей расположения комнат и дополнительных помещений, при этом важно, чтобы мощности оборудования был достаточно для полноценного обогрева.
Принцип работы закрытой отопительной системы
В процессе теплообмена вода не контактирует с окружающим воздухом и не испаряется, поэтому систему и называют закрытой. Как заполнять закрытую систему отопления?
Вода в неё подается через сливной патрубок: для этого используется насос и водопроводные трубы, подающие воду из скважины или централизованной системы. Во время заполнения отопительной системы теплоносителем необходимо полностью открыть все краны, чтобы максимально выпустить наружу воздух и не допустить превышения допустимого уровня давления.
Важные условия монтажа
Монтаж отопительной системы закрытого типа требует точного расчёта количества теплоносителя, размеров расширительного бака, мощности насоса и многих других параметров. При разработке проекта нужно учитывать, что количество теплоносителя зависит от мощности котла. Обычно на 1 кВт энергии требуется 14 литров воды, соответственно можно рассчитать её количество для любого дома.
Объём расширительного бака должен составить не меньше 1/10 от общего количества теплоносителя, причём лучше выбирать бачок с запасом. Вода имеет относительно небольшое температурное расширение, а если в качестве теплоносителя используется антифриз, для него потребуется больший по размеру бак.
Его устанавливают на обратной трубе, как и циркуляционный насос. При этом высота размещения, в отличие от открытой системы, значения не имеет: воздушные пробки из закрытой системы удаляются не через бак, а через клапаны.
Перед циркуляционным насосом рекомендуется установить фильтр грубой очистки воды. Распространённая неисправность – засорение крыльчатки солями жёсткости, ржавчиной и другими примесями, которые можно убрать, установив качественные фильтры.
Перед насосом и после него устанавливаются шаровые краны, дающие возможность остановить подачу воды в насос для его очистки или ремонта. И насос, и расширительный бак, и манометр нужно устанавливать в тех местах, где к ним легко может быть обеспечен доступ.
Если отопительная система имеет сложное устройство с несколькими контурами или обогревом теплого пола, потребуется установка нескольких коллекторов и циркуляционных насосов. Чем сложнее конструкция, тем более затратным окажется приобретение материалов для её монтажа.
Правильно смонтировать отопительную систему не так сложно, как может показаться. Важно не ошибиться в проектировочных работах, поэтому готовый проект отопления лучше согласовать со специалистами. Ошибки в монтаже в дальнейшем стоят дорого, поэтому лучше не пожалеть денег на консультацию профессионала.
