Систем водяного отопления с естественной циркуляцией. Принудительная циркуляция в отоплении: как это работает

Для уюта в доме необходимо сделать хорошо продуманную систему отопления. Наиболее эффективным отоплением считается водяное. А система отопления с принудительной циркуляцией сделает пребывание в доме приятным, независимо от количества этажей и общей площади.

Как работает система с принудительной циркуляцией

Эта система работает по простому принципу. В котле вода прогревается до заданной температуры. После, движется вверх по стояку. Как только вода доходит к радиаторам, ее температура немного уменьшается. Охлаждаясь, вода постепенно возвращается в котел, а после, прогреваясь, вода снова возвращается в трубопровод. И этот процесс повторяется.

Обратите внимание! Чтобы быть объективным, стоит выделить явный недостаток такой системы. При разводке с одной трубой система будет плохо работать. В результате по радиаторам тепло будет распределяться неравномерно. Батареи что ближе к котлу, греются быстрей, а те что дальше могут вообще не прогреваться. Соответственно во всем помещении будет явный температурный дисбаланс.

Для решения этой проблемы приходится увеличивать количество секций на отопительном приборе. Более того, объем затраченного топлива для прогрева теплоносителя будет увеличиваться в несколько раз. Совсем другая картина когда выбрана двухтрубная система отопления. Все проблемы решаются очень быстро.

Очевиден вывод, что отопление с принудительной циркуляцией будет эффективным только при использовании насоса, который будет иметь достаточную мощность. Насос будет поддерживать стабильную скорость движения воды в системе и равномерно распределять тепло по всем батареям.

Использование современных циркуляционных насосов позволяет избавиться от одной опасной проблемы – смешивание холодной и горячей воды. Эти приборы создают то давление и скорость теплоносителя, которое ничем не отличается от естественной системы.

Обратите внимание! Насос направляет воду всегда в одном направлении, благодаря чему теплопотери в системе минимальны. При правильной регулировке скорости потока можно осуществлять контроль по количеству издаваемого тепла.

Как правильно выбрать насос


Успешная система отопления с принудительной циркуляцией это та, где правильно подобран насос. Выбор насоса, для циркуляции воды, должен ориентироваться исходя из следующих характеристик:

  • Для площади дома в 250 м2 необходим насос с производительность 3,5 м3/ч до 0,4 Атм.
  • Для площади дома в 250-300 м2 необходим насос с производительность 4,5 м3/ч до 0,6 Атм.
  • Для площади дома в 350-800 м2 необходим насос с производительность 11 м3/ч до 0,8 Атм.

На выбор насоса также влияют следующие особенности отопительной системы:

  • Вид автоматики.
  • Вид запорной арматуры.
  • Количество радиаторов.
  • Материал труб.
  • Длина трубопровода.
  • Диаметр труб.

Возможные схемы отопления

Схема отопления с принудительной циркуляцией может быть двух видов:

  1. Однотрубная.
  2. Двухтрубная.

Эти схемы отличаются по разным параметрам, например, количества используемых труб, набор контролирующей и запорной арматуры и тому подобное.


Схема подключения бывает вертикальной и горизонтальной. Горизонтальное подключение достаточно простое. Все батареи подключаются к одному контуру, образовывая последовательную сеть. При таком раскладе вода от одной батареи направляется в следующую, с переходом по обратному контуру в котел. Каждый нагреватель оборудуется краном Маевского, кранами и вентилями. Кран Маевского будет содействовать устранению воздуха из трубопровода, а вентиля и краны будут отсекать участок трубопровода, который можно отремонтировать по необходимости.

Обратите внимание! Подобный метод будет идеальным для дома с несколькими этажами. Особенно когда имеется общий стояк и на каждом этаже имеется отдельная ветка отопления.

Что касается вертикальной схемы, то она значительно упрощена. В этом случае на самый последний этаж поднимается по стояку отопительная труба. После, она направляется вниз и на каждом этаже распределяется по радиаторам по горизонтальной схеме от батареи к батарее. После этого вода опускается по трубам охлажденная и направляется к котлу.


Двухтрубная схема разводки отопления с принудительной системой также подразумевает использование разных схем:

  1. Тупиковая.
  2. Попутная.
  3. Коллекторная.

Первая схема считается самой простой. Однако ее недостаток заключается в сложном контроле температуры теплоносителя. Каждая батарея имеет свой контур. Длина контура будет зависеть от расстояния батарей между собой.

Второй метод подключения, попутный, имеет контуры одинакового размера. Благодаря этому температурный режим очень просто контролировать. Однако длина трубопроводной системы будет увеличено в несколько раз.

Коллекторная схема наиболее эффективная из всех перечисленных. Для каждого радиатора имеется отдельная ветка, по которым подается горячая вода. Эта схема обеспечивается стопроцентное равномерное распределение теплой воды. Единственный недостаток это большие материальные затраты для реализации подобной схемы, а также большие трудозатраты.

Отдельное внимание заслуживается схема вертикального подключения системы с принудительной циркуляцией. Она может быть реализована с верхней или нижней разводкой. Схема с верхней разводкой подразумевает то, что в каждом помещении будет проведено две трубы: подача и обратка. Нижняя разводка имеет другой принцип действия. Вода по стояку также поднимается по вертикали на последний этаж, где осуществляется развода труб на верхнем этаже к каждой батарее. От них трубопровод направляется на первый этаж. В помещениях будет иметься одна труба, которая соединяет все батареи на всех этажах в одну систему.

Вот по таким схемам можно реализовать отопление с принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция: плюсы и минусы


Вмонтированный, в отопительную системы насос, будет обеспечивать большое количество плюсов, вот некоторые из них:

  • В данной системе не играет никакой роли, какие трубы и какой диаметр труб планируется использоваться.
  • Для экономии средств можно воспользоваться трубами меньшего диаметра.
  • Каждый узел отопления прослужит значительно дольше, благодаря отсутствию температурного перепада.
  • Открывается возможность контролировать и регулировать температуру в отдельных комнатах и в целой системе одновременно.

Для объективности следует знать и минусы подобной системы:

  • При отключении электричества работа насоса приостанавливается, так как он запитан от электросети.
  • Дополнительные расходы электроэнергии от работающего насоса.
  • Насос будет издавать шум, который может создавать небольшой дискомфорт.

Итак, если вы решили использовать принудительную систему отопления, то обязательно посмотрите видео, которое закрепит ваши познания из этой статьи. Так, вы сможете создать тепло и уют в вашем жилище с использованием наиболее эффективной системы отопления.

С течением времени система отопления с принудительной циркуляцией приобретает все большую популярность по сравнению со схемами, где теплоноситель движется естественным путем. Этому есть множество причин, которые мы подробно рассмотрим в данной статье. Также здесь будут представлены примеры и разновидности насосных схем для частных домов различной этажности.

Что дает принудительная циркуляция

Все преимущества систем водяного отопления, где происходит циркуляция теплоносителя с принудительным побуждением, обеспечивает один незамысловатый элемент – насос. Его ставят на подающий или обратный трубопровод непосредственно возле котла, в результате чего скорость движения воды по трубам ощутимо возрастает. Если при самотеке скорость теплоносителя составляет 0.1-0.3 м/с, то после установки насоса она повышается до 0.7-1 м/с. Это дает массу преимуществ.

Для справки. Есть мнение, что циркуляционный насос надо ставить только на обратку. Это верно лишь для систем с твердотопливным котлом, где при аварийной ситуации в агрегат может попасть пар. В остальных случаях насос можно устанавливать и на подачу.

Итак, разберем все достоинства системы с принудительной циркуляцией:

  • возросла скорость воды – увеличился ее расход, значит, можно уменьшить диаметр трубы;
  • время прогрева всех радиаторов уменьшается, нет инерционности;
  • большая протяженность ветвей и магистралей, выбор удобного способа их прокладки. Главное, чтобы насос развивал необходимое давление;
  • уклоны трасс можно соблюдать минимальные. Они нужны только для опорожнения трубопроводов;
  • когда монтируется система закрытого типа, то расширительный бак можно разместить в котельной.

Список остальных преимуществ весьма обширен, перечислять их все нет необходимости. Разве что стоит упомянуть важный момент: система с принудительной циркуляцией позволяет устраивать в частных домах такой вид отопления, как теплые полы. А вот недостатков всего 2, но один из них играет важную роль. Это зависимость обогрева здания от наличия электроэнергии. Отключили ее – остановился насос – остыли батареи.

Есть и худший вариант развития событий. Твердотопливный котел после отключения электричества быстро перегреется и закипит, а дальше – взрыв. Поэтому принудительная циркуляция всегда должна обеспечиваться средствами бесперебойного питания или генератором, чтобы система отопления продолжала нормально функционировать.

Второй недостаток состоит в том, что работающий насос потребляет небольшое количество электроэнергии и случается, что иногда издает шум. Но эти нюансы малозначительны по сравнению с количеством вариантов схем отопления, которые позволяет реализовать принудительное движение теплоносителя. Вот их список:

  • однотрубная;
  • двухтрубная;
  • коллекторная (лучевая);
  • водяные теплые полы.

Примечание. Также система может быть открытой с атмосферным расширительным баком или закрытой с емкостью мембранного типа.

Элементы принудительной схемы

Вначале несколько слов об установке расширительного бака. Когда течение воды по трубопроводам обеспечивает насос, то вариантов два: поставить открытый либо закрытый бак мембранного типа (экспанзомат). Чаще применяется второй вариант – закрытая система с экспанзоматом. Причин несколько:

  • через открытую емкость постоянно испаряется теплоноситель;
  • открытая система насыщается кислородом из атмосферы, что ведет к коррозии стальных элементов сети и деталей котла;
  • открытый бак приходится располагать на чердаке и следить за уровнем воды в нем. Когда такой возможности нет, емкость устанавливают в котельной под самым потолком.

Экспанзомат с мембраной принято располагать на обратной магистрали перед входом воды в котел и циркуляционным насосом. При этом на отводе трубы нужно ставить отсекающий кран для замены элемента в случае неисправности. Если вы уже поставили бак на подающей магистрали, - не беда, он и там будет успешно функционировать, противопоказаний к подобному размещению нет никаких.


Важно правильно подобрать насосный агрегат, обеспечивающий принудительную циркуляцию в системе отопления. Слишком мощный вызовет шум воды в трубах и станет попусту расходовать электричество, а слабый значительно снизит эффективность работы схемы. В идеале мощность насоса нужно принимать по расчету, но можно подобрать и на основании практического опыта. Он показывает, что в одноэтажном доме площадью до 150 м2 достаточно модели 25–40, при больших габаритах дома и 2 этажах – 25–55 и 32–55, свыше 2 этажей – 25–80 или 32–80.

В системах закрытого типа обязательно должна присутствовать группа безопасности, монтируемая на выходе подающего коллектора из котла. Ее задача – контроль давления и его аварийный сброс в нештатной ситуации, а также стравливание воздуха в автоматическом режиме.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

В одноэтажном частном доме может быть устроена любая отопительная схема из вышеперечисленного списка. Если здание имеет небольшую площадь (около 70 м2), то в нем будет хорошо работать и однотрубная система с принудительной циркуляцией – ленинградка. Она представляет собой одну магистраль, проходящую через все помещения и возвращающуюся обратно к котлу. Радиаторы подключены к ней один за другим, как это изображено на рисунке:


Эффективная работа однотрубной схемы зависит от количества отопительных приборов, оптимально их должно быть 4, максимум – 5. Если попытаться навесить на одну магистраль 6 или более батарей, то последние из них останутся практически холодными. В том и состоит принцип действия ленинградки: каждый радиатор получает теплоноситель разной температуры. Она понижается от первого прибора к последнему, потому что остывшая вода смешивается в трубе с горячей.

Важно. Чтобы обеспечить необходимую теплоотдачу, к батареям однотрубной системы отопления следует добавлять дополнительные секции. Подробнее на эту тему рассказано в видеоролике:

Подобных недостатков лишена двухтрубная и коллекторная схема для обогрева одноэтажного дома. Все радиаторы получат одинаково горячую воду, да и диаметр труб в этом случае будет меньше. При двухтрубной разводке горячий теплоноситель поступает к батареям по одной магистрали, а холодный идет к котлу по другой. Причем прокладывать их можно рядом, при необходимости скрывая под полом или за фальшстеной. Пример подобной схемы показан ниже:


В коллекторной двухтрубной системе с насосом, обеспечивающим принудительную циркуляцию, трубы проложены к каждому радиатору индивидуально. Распределительный узел – коллектор располагается в удобном месте дома, а трубы прячутся под полами. Принципиально схема выглядит следующим образом:

Теплые полы отличаются от предыдущего способа отопления тем, что к коллектору вместо батарей подключены греющие контуры из труб, замоноличенных в стяжке пола. Это самая дорогая из всех, но и наиболее экономичная и эффективная система с использованием принудительной циркуляции.


Схема для отопления двухэтажного дома

Для двухэтажных коттеджей существует множество различных схем, показать их все затруднительно, да и нет нужды. Поэтому ограничимся несколькими примерами. Распространенный вариант – однотрубная принудительная система с вертикальными стояками и верхней разводкой теплоносителя. Ее единственный плюс – универсальность, если выдержать все уклоны и вместо автоматического воздухоотводчика поставить вверху расширительный бак, то схема будет работать как с насосом, так и без него.


Самая популярная система отопления для двухэтажного дома – двухтрубная горизонтальная с нижней разводкой. Ее можно сделать как тупиковой, так и попутной, закрытой и открытой. Секрет популярности в надежности и эффективности ее работы, а также в доступной стоимости монтажа.


Также можно использовать коллекторный тип разводки или обогрев теплыми полами, а то и скомбинировать эти 2 схемы. На первом этаже устроить греющие контуры в стяжке пола, а на втором – поставить радиаторы и подвести к ним трубы лучевым способом. Но в любом случае распределительный коллектор придется устанавливать на каждом этаже.


Заключение

Любая система с принудительной циркуляцией теплоносителя обеспечит отопление дома лучше, чем самотечная. Более того – она и обойдется дешевле, а в интерьер впишется более гармонично. Недостаток один – зависимость от электричества, но эта проблема вполне решаема, хотя для этого и придется понести дополнительные затраты.

Рассмотрена система отопления с принудительной циркуляцией, ее особенности, характеристики, преимущества и недостатки. Даны рекомендации по выбору циркуляционного насоса, а также перечислены правила эксплуатации этого оборудования.

Существует два вида отопительных систем: с принудительной циркуляцией и с естественной. Во втором случае теплоноситель по трубопроводу циркулирует без помощи какого-либо оборудования, в частности циркуляционного насоса, в то время как система отопления с принудительной циркуляцией требует его установки. С помощью насоса функциональные возможности системы расширяются, особенно в плане регулировки температуры. Если изменять скорость работы насоса, то будет меняться температура в помещении. (См. также: Отопление с естественной циркуляцией)

Применение циркуляционного насоса имеет массу преимуществ. Во-первых, можно не сооружать сложную и неудобную верхнюю разводку трубопровода. Во-вторых, появляется возможность применения коллекторной разводки, с помощью которой нагрев отопительных приборов (радиаторов) будет происходить равномерно. Ну, и, в-третьих, если в систему планируется ставить насос, то протяженность трубопровода можно увеличить.

Весьма популярно сегодня отопление с принудительной циркуляцией по системе с лучевой (коллекторной) разводкой. Принцип работы такой системы заключается в том, что каждый этаж здания имеет коллектор. От него к радиаторам идут трубы (по паре на каждый). Одна труба прямая, вторая – обратная. Коллектор получает тепло по магистральному трубопроводу от котельной. На трубопроводе устанавливается циркуляционный насос, а перед ним – расширительный бак.

Важно! Насос должен устанавливаться так, чтобы он забирал теплоноситель у бачка, а не закачивал его туда. Ось ротора насоса должна располагаться горизонтально, так как именно это положение гарантирует эффективную и бесшумную работу с наименьшим трением. (См. также: Циркулярный насос для отопления)

Если насос поставить правильно, то срок его службы будет большим.

Правила эксплуатации циркуляционного насоса

Оптимальным вариантом установки насоса считается его расположение на обратной магистрали. Таким образом, насос будет подавать охлажденную жидкость в котел, а не слишком горячую, идущую от котла. Сюда же (к обратной магистрали) присоединяется расширительный бачок. Если говорить о системе с естественным передвижением жидкости, то там бачок ставится на главном стояке.



Водяное отопление с принудительной циркуляцией довольно простое в эксплуатации и в обслуживании. Кроме того, такая система обладает массой преимуществ, одной из которых является то, что для этого типа отопления можно использовать трубы малого диаметра, но большей протяженности. Так как разница температуры между нагретой жидкостью и охлажденной небольшая, то внутри отопительного котла не будет резких перепадов температур, что значительно увеличит срок его службы. Ну и последним из преимуществ данной системы можно назвать возможность регулировки мощности, а это позволяет поддерживать нужную температуру в помещениях.

  • Котел;
  • Стояк (главный);
  • Магистраль, подающая теплоноситель;
  • Стояк подающий;
  • Батарея;
  • Стояк обратный;
  • Обратка (обратная линия);
  • Насос циркуляционный;
  • Кран;
  • Труба расширительная;
  • Расширительный бачок;
  • Труба переливная;
  • Воздухосборник.

Водяное отопление

Система с принудительной циркуляцией водяного типа является закрытой. Работающий под давлением насос, прокачивает воду по трубопроводу. Потом она попадает опять в бойлер и сохраняет остаточное тепло, поэтому необходимости в сильном нагреве воды нет. Помещение получает тепло от батарей, которые могут быть выполнены из чугуна, стали, алюминия или быть биметаллическими. (См. также: Водяные насосы для отопления)



Много систем используют свободные стоящие теплообменники. Принцип обогрева помещения следующий: холодный воздух из комнаты заходит снизу радиатора и проходит сквозь его ребра, нагреваясь при этом. Сверху он выходит уже горячий.

Если система отопления с принудительной циркуляцией имеет в своем составе старые чугунные радиаторы, то их нужно заменить на более современные секционные настенные или свободно стоящие аналоги. Новые радиаторы имеют больше преимуществ: занимают меньше места, выглядят лучше и обладают высокой теплоотдачей. Но прежде чем остановить свой выбор на каком-то типе радиаторов, нужно удостовериться, что ваш отопительный агрегат обеспечит достаточный объем воды.

В некоторых системах установлен термостат, с помощью которого происходит зажигание горелки бойлера и выполняется управление двигателем насоса. Когда температура стает ниже, чем надо, горелка включается. А если вода перегревается – выключается. (См. также: Твердотопливные котлы)

Как регулируется система водяного отопления

Система отопления может регулироваться с помощью нескольких параметров. Но прежде чем начать эксплуатировать систему, нужно прочесть руководства по эксплуатации. Первым делом пригласите техника для того чтобы он отрегулировал цикл пуск – остановка (они должны быть короткими, но частыми). В таком случае отопительной системе проще поддерживать нужную температуру в помещении даже при резком перепаде температуры снаружи здания.



Совет! Если на улице очень холодно, повысьте давление в системе (так к радиаторам отопления будет поступать больше тепла).

Помните, что большое количество различных колен и поворотов трубопровода под маленьким углом значительно снизит эффективность работы системы. Лучше заменить такие колена на те, у которых углы поворота больше. Так гидравлическое сопротивление будет меньше. Для еще меньшего снижения теплопотерь стоит утеплить сами трубы, которые проходят не по жилым помещениям (например, подвал). В хозяйственных магазинах уже давно этим пользуются. (См. также: Теплый дом)

Однотрубная система отопления с принужденной циркуляцией

Схема отопления с принудительной циркуляцией по однотрубной системе так же имеет в своем составе циркуляционный насос. Эта схема применима в современных зданиях для оптимального отопления при минимальных затратах. Преимуществом этой схемы считается повышенный комфорт и энергосбережение, также нужны трубы маленького диаметра. Слабым местом является необходимость электрической энергии.



Выбор циркуляционного насоса

Выбирая циркуляционный насос, следует учитывать следующие параметры:

  • условия эксплуатации оборудования. Сюда входит температура теплоносителя, его тип, а так же диаметр и протяженность трубопровода;
  • требуемую производительность насоса (рассчитывается из условий максимальной загруженности);
  • нужный напор (гидравлические потери, которые возникают в трубопроводе при работе насоса).

Важно! Подбор параметров насоса происходит с помощью специальных программ, в которых суммируются все сопротивления частей в паскалях и переводятся в метры. Также учитывается производительность, необходимая на каждый отдельный контур.

Материал любезно предоставлен сайтом: http://www.otopimdom.ru/index.php?id=429 Рекомендуем!