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.
Несмотря на повышенную надежность систем с естественной циркуляцией, в регионах с более-менее стабильным электропитанием они стремительно сдают позиции отоплению с принудительной циркуляцией. Все дело в том, что установка насоса одним махом решает важные проблемы:
Достаточно длинный список преимуществ. Недостатков существенных всего два:
- нет электричества – нет отопления;
- во время работы насос потребляет электроэнергию и его слышно.
Если говорить о зависимости системы от наличия электроэнергии, то снизить ее можно. Нужно установить с несколькими параллельно подключенными к нему аккумуляторами. Такая схема дает несколько часов работы системы (зависит от энергопотребления котла и насоса, а также от параметров ИБП и аккумуляторов). Большее время обеспечит дизель.
Что касается шума, который издает насос при работе. В большинстве колов ставят практически бесшумные агрегаты. Например, в газовых котлах горелка издает намного больше шума, чем насос. А электроэнергии он потребляет меньше настольной лампочки: 60-120Вт/час – в зависимости от мощности агрегата.
Типы систем с принудительной циркуляцией
Система может быть любая: однотрубная или двухтрубная, с горизонтальной или вертикальной разводкой, верхней или нижней подачей. Особенность систем с принудительной циркуляцией — насос устанавливается на входе/выходе котла до первого разветвления. Раньше ставили его обязательно на обратке – там температура теплоносителя ниже. А так как уплотнители были резиновыми, то при щадящих температурах служили они дольше. Сегодня такой необходимости нет – материалы уплотнительных колец переносят без последствий температуры до 110 о С.
Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.
При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор
После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).
Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.
Система с принудительной циркуляцией может быть открытого или закрытого типа. Разница в типе используемого расширительного бачка. Если он открытый, то и система – открытая. Если мембранного типа – система закрытая. Объем бачка считается исходя из объема системы: на 10 литров теплоносителя берут 1 литр объема бачка. При планировании отопления с принудительной циркуляцией своими руками, старайтесь разместить расширительный бачок рядом с циркуляционным насосом. Не менее важно во время монтажа системы не допустить попадания воздуха в корпус насоса, а также удалить все воздушные пробки из системы до ее пуска. Для того в высшей точке системы ставят автоматический спускной клапан, а на каждом радиаторе устанавливают краны «Маевского».
Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»
При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.
На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.
Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить . Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.
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.
Все большую популярность приобретает система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. И это не удивительно. Принудительная схема имеет множество преимуществ, подходит для отопления домов большой площади, не имеет недостатков обогрева, основанного на принципе самоциркуляции.
Единственным минусом решения является зависимость от наличия электроэнергии, но эта проблема решается установкой ИБП или подключением генератора.
Типы систем с насосной циркуляцией
Автономное водяное отопление с механической циркуляцией имеет хорошие теплотехнические характеристики. Системы обогрева отличают следующие положительные стороны:- Принудительная циркуляция теплоносителя в системе отопления – обеспечивает равномерный прогрев всех узлов обогрева, в любой точке, независимо от удаленности от котла. Максимальный перепад температур, при правильно подобранном циркуляционном оборудовании, не более 1°С.
- Отсутствие жестких требований монтажа – соблюдать уклон трубопровода в системе отопления с насосной циркуляцией нет необходимости. Повороты и другие препятствия не оказывают существенное влияние на интенсивность прогрева.
- Возможность использования различных схем, практически с одинаковой эффективностью и теплоотдачей.
Схема отопления одноэтажного или двухэтажного дома, с принудительной циркуляцией, выполняется несколькими способами. При выборе подходящего решения следует обращать внимание на сложность расчетов и проведения монтажных работ, расход строительных материалов и внешний вид конструкции, и возможные трудности во время эксплуатации.
Однотрубная система отопления с насосом
К преимуществам однотрубной схемы системы отопления частного дома, с принудительной циркуляцией, следует отнести следующее:- Красивый внешний вид.
- Экономный расход материалов.
- Простота монтажа.
- Необходимость тщательных расчетов диаметра сечения трубопровода, мощности циркуляционного котла и других узлов однотрубной системы.
- Уменьшение эффективности при отоплении помещений большой площади.
- Неравномерный прогрев радиаторов, расположенных на разных этажах здания.
Обвязка радиаторов в однотрубной системе происходит следующим образом:
Выбрать однотрубную схему стоит в случае необходимости обогрева зданий площадью до 150 м². В остальных случаях, стоит выбрать другой вариант разводки.
Двухтрубная система с принудительной циркуляцией
Разветвленная схема двухтрубной системы эффективно справляется с обогревом зданий, имеющих несколько этажей и большую отапливаемую площадь. Принцип работы заключается в том, что для подачи и отвода теплоносителя используются две разных трубы. Система используется для следующих зданий:
Двухтрубная система пользуется популярностью благодаря высокой теплоэффективности и равномерному прогреву помещений. Подходит для помещений любой конфигурации и отапливаемой площади.
Открытая система с насосной циркуляцией
Открытая система отопления одноэтажного и двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используется при модификации уже существующих разводок с самоциркуляцией теплоносителя. Принцип работы заключается в том, что в схеме предусмотрена установка расширительного бачка открытого типа.Открытое решение подходит только для энергонезависимых котлов. Большинство современных моделей, выпускаемых производителями, чувствительны к параметрам системы и отказываются работать при недостаточном давлении. Некоторые котлы оснащены встроенным мембранным баком, поэтому не подходят для открытых схем отопления.
В качестве минуса решения следует отметить, что плохое давление в системе с открытым расширительным бачком, наблюдается в каждом втором случае. Данный метод подключения не подходит для помещений с несколькими этажами и большой отапливаемой площадью.
Закрытая система с принудительной циркуляцией
Закрытые однотрубная и двухтрубная системы отопления отличаются тем, что в схеме предусмотрено наличие расширительного мембранного бачка. Преимуществом закрытого решения является высокое давление, создаваемое циркуляционным насосом. В результате отсутствует завоздушивание системы. Внутренний контур радиаторов и труб отопления меньше подвержен коррозии.Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией предусматривает следующие узлы:
- – устанавливается сразу за котлом. В системе закрытого типа необходимость устанавливать бачок в верхней точке водяного контура отсутствует.
- Разводка – трубы подключаются к радиаторам отопления, любым из перечисленных выше способов.
- Циркуляционный насос – устанавливается на обратный трубопровод, непосредственно перед котлом.
Система с нижней разводкой
Подача теплоносителя осуществляется посредством трубопровода, пролегающего на уровне пола. Существует два варианта подключения:- Однотрубная отопительная система с нижней разводкой. Принцип работы схемы следующий – теплоноситель поступает в радиатор и отводится с помощью подающего трубопровода. Обратка отсутствует. Последняя батарея подключена к обратке котла и подающему трубопроводу. Разводка осуществляется трубами, лежащими на уровне пола.
- Двухтрубная система отопления с нижней разводкой – подходит для радиаторов с нижним подключением. Подача и обратка проходят по полу. Радиатор подключается к каждой трубе. Преимуществам двухтрубного решения является возможность спрятать трубы в пол или декоративный короб. В качестве недостатков можно выделить большой расход материалов, необходимый для подключения.
Система с верхней разводкой
Однотрубная система с верхней разводкой более эффективна, чем с нижним подключением. Суть схемы заключается в следующем – под потолком или по полу чердачного помещения прокладывают подающий трубопровод. Вниз отходят параллельные вертикальные стояки, от которых расходятся трубы для подключения радиаторов, подключенных последовательно. Обратка устанавливается только на последнюю батарею отопления.Двухтрубная система отопления с верхней разводкой менее удобна в монтаже и эксплуатации, так как требует одновременной прокладки подающего и обратного трубопровода. Схема работает следующим образом. Теплоноситель подается в трубу разгона, являющейся верхней точкой системы отопления. Оттуда нагретая жидкость разводится по комнатам. Труба монтируется под потолком. Обратка идет на уровне пола. Непосредственно перед котлом устанавливается циркуляционный насос.
Как правильно провести отопление в частном доме – схема с насосом
Чтобы система с принудительной циркуляцией теплоносителя оказалась работоспособной, требуется соблюсти несколько важных требований:- Рассчитать диаметр трубопровода.
- Подобрать наиболее подходящие трубы для отопления.
- Высчитать параметры необходимого давления.
- Обеспечить работоспособность схемы при отключении электричества и обезопасить ее от возникновения аварийных ситуаций.
Как рассчитать диаметр труб для принудительной циркуляции
Казалось бы, зачем проводить ненужные расчеты. Достаточно установить трубу большого диаметра и это автоматически решить все проблемы. Но основные правила по гидравлике при расчете системы гласят, что чем больше диаметр трубопровода, тем меньше будет давление внутри контура. Следовательно, снизится скорость потока, и уменьшится теплоотдача. В результате, проблема не только не будет решена, но и создаст новые трудности. Поэтому, к расчету диаметра труб следует подойти со всей серьезностью.Под сокращениями в формуле подразумевается:
- V – скорость водяного потока.
- ∆dt – разница температуры на подаче и обратке теплоносителя (условно принимается коэффициент 20°С).
- Q – тепловая энергия, отдаваемая системой.
Скорость водяного потока указана в технической документации к насосному оборудованию.
Какие трубы применяют для систем с принудительной циркуляцией
В системах с принудительным давлением используют трубопровод, изготовленный из разных материалов. Наибольшей популярностью пользуются следующие виды труб:- Стальные трубы – являются одним из наиболее дешевых материалов. Пользуются популярностью благодаря длительному сроку эксплуатации. Монтаж выполняется посредством сварочных работ. С течением времени, увеличивается гидравлическая сопротивляемость, за счет зарастания внутреннего контура.
- Полипропилен – имеет длительный срок эксплуатации, высокую шумоизоляцию и небольшой вес. К недостаткам можно отнести подверженность линейному расширению. При нагреве теплоносителя свыше 70°С, контур из пропиленовых труб начинает провисать. Чтобы избежать провисания, требуется установка специальных крепежей. При монтаже учитывается подверженность материала механическому воздействию.
- Металлопластик – выдерживает рабочее давление до 10 атм, и нагрев теплоносителя до 95°С (кратковременное повышение до 110°С). Из металлопластиковых труб легко собрать систему отопления своими руками. Монтаж осуществляется цанговым методом, несколько уменьшающим внутренний диаметр. При выборе материала следует добавлять 10% к рекомендуемому сечению.
- Медь – обладает лучшей теплопроводностью, чем любой другой материал, используемый для обогрева. Обвязка системы медными трубами допускается только при отсутствии прямого контакта с алюминиевыми деталями. Медь прослужит не менее 100 лет, хорошо выдерживает перегрузки. В качестве недостатка меди, можно выделить высокую себестоимость материала и монтажных работ.
Какое давление должно быть в системе
Следует отметить, что норм, регулирующих минимальное давление в автономных системах отопления, не существует. Ориентироваться стоит на показатели циркуляционного и водогрейного оборудования, а также на особенности водяного контура.Согласно физическим законам, даже жидкость, находящаяся в покое и не подверженная нагреванию, оказывает давление на стенки трубопровода, соответствующее 0,1 Бар на каждый метр подъема трубы. При нагревании параметры возрастают. Циркуляционное оборудование создает дополнительной напор, увеличивающий давление внутри контура.
Нормальным считается рабочее давление в системе с мембранным расширительным баком, не превышающее 1,5-2,5 атм. При расчетах принято принимать, что максимальная нагрузка на стенки труб не должна превышать минимального значения самого слабого элемента в системе.
Циркуляционное оборудование достаточной производительности, выбирают по напору водяного столба. Допустимая длина ветки контура высчитывается в соотношении 10 п.м. = 0,6 м в. ст.
Где ставить расширительный бак на систему
Расширительный бачок в системе с принудительной циркуляцией воды, нужен для компенсации при перепадах давления, возникающих вследствие увеличения объема (при нагревании) и уменьшения (при охлаждении) теплоносителя.Расположение емкости определяется в зависимости от ее конструкции и типа разводки:
Объём расширительного бака высчитывают, опираясь на мощность водогрейного котла, принимая в расчет соотношение 1 кВт= 15 л. Коэффициент расширения (вместимость бачка) составит около 4,5% от полученного результата.
Методы и способы удаления воздуха из системы
Причин скопления воздуха в трубах и радиаторах системы отопления множество. Наиболее распространёнными считаются следующие:- Проведение ремонтных работ.
- Использование открытого расширительного бака.
- Протечка труб.
- Плохо загерметизированные стыки трубопроводов.
- Неправильное заполнение замкнутой системы теплоносителем.
Что делать с системой с насосной циркуляцией при отключении электроэнергии
Работа системы при отключении электроэнергии полностью останавливается. Прекращение циркуляции приводит к моментальному закипанию теплоносителя и увеличению давления в водяном контуре. По этой причине следует продумать, как будет работать система после отключения электричества.Существует несколько способов решения данного вопроса:
В чем плюсы и минусы схемы отопления с циркуляцией принудительного типа
Преимущества, являющиеся главными доводами в пользу подключения систем отопления с принудительной циркуляцией:- Возможность установки в домах большой этажности, что невозможно при применении систем с самоциркуляцией.
- Допускается заливка незамерзающей жидкости в систему. При этом, не снижаются показатели теплоотдачи и равномерность прогрева помещений.
- Незначительные ошибки в расчетах и при выполнении монтажных работ не влияют на работоспособность обогрева.
- Можно использовать любые схемы подключения радиаторов, разводку с нижним и верхним розливом и т.д.
Если площадь дома достаточно большая или необходимо обеспечить обогрев двухэтажного строения, от отопительной системы с естественной циркуляцией лучше отказаться. Из-за медленного продвижения теплоносителя по трубам прогреть воздух в помещении достаточно быстро будет крайне сложно.
Такой проблемы не существует, если изначально выбрана система отопления с принудительной циркуляцией, что особенно актуально для домов, в которых проживают постоянно. Установив специальный насос, можно значительно повысить эффективность обогрева строения любой площади. Главное, чтобы выбранная схема отопления отвечала определенным требованиям.
Как работает отопление без насоса?
Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.
Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.
После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.
Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.
Принудительная циркуляция
Схема отопления с принудительной циркуляцией отличается наличием насоса. Благодаря ему теплоноситель движется по трубам с заданной скоростью, а не только под действием законов физики.
Насос создает давление, достаточное для перемещения теплоносителя, но при этом обеспечивающее равномерное распределение воды, нагретой до различной температуры.
Из чего состоит отопительная система?
Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:
- котла (твердотопливного, газового или электрического);
- расширительного бака мембранного типа;
- циркуляционного насоса, мощность которого подбирается индивидуально;
- радиаторов (батарей) отопления;
- труб;
- фитингов – переходников, используемых для соединения труб;
- кранов (шаровых и пробковых);
- обратных клапанов;
- воздухоотводов;
- фильтров, которые обеспечивают работоспособность отопительного котла и насоса;
- крепежных элементов.
При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:
- мощность приобретаемого котла и радиаторов;
- размер трубопровода;
- скорость перемещения теплоносителя.
Однотрубная схема предполагает совмещение подающего и обратного трубопроводов. Теплоноситель подается через специальный трубопровод с запорной арматурой. Предусматривается отдельный патрубок с вентилем для слива воды в канализацию.
После нагрева в котле теплоноситель, пройдя по стоякам и радиаторам и отдав им необходимое количество тепла, поступает в насос. Последний обеспечивает нагнетание потока, движущегося к котлу.
Бак
Бак мембранного типа, который включает однотрубная система, позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций.
Такой бак может быть не только закрытым, но и открытым. Он устанавливается на верхнем (техническом) этаже здания.
Если бак закрытый, то и система отопления закрытая. Если же открытый, то и систему называют открытой.
Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:
- воздухоотвода;
- предохранительного клапана;
- манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.
Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.
Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.
Радиаторы
Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.
Разводка
Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.
Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор, позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.
Двухтрубная схема
Преимущество однотрубной схемы заключается в ее доступности. В этом случае требуется меньше труб, чем при устройстве двухтрубной, а потому ее монтаж обходится намного дешевле.
Однако эффективность последней значительно выше, за счет того, что в двухтрубной подающий и обратный трубопроводы разделены.
Такая система позволяет отремонтировать радиатор в одной комнате, не отключая отопления во всем здании, и подходит для строений любой этажности.
Принудительная лучше?
Если предстоит монтаж системы отопления одноэтажного строения, предпочтение может быть отдано системе с естественной циркуляцией. Особенно если здание находится в местности с характерными проблемами с электроснабжением.
При выборе схемы для двухэтажного дома лучше обратить внимание на систему с принудительной циркуляцией. Тем более если площадь здания большая.
Экономим на трубах
Если отдано предпочтение схеме с принудительной циркуляцией, можно не волноваться о том, какой диаметр у монтируемой трубы. За счет одинаковой скорости теплоносителя обязательно удастся обеспечить равномерный прогрев всей системы.
Именно поэтому для такой системы приобретаются более дешевые трубы. Учитывая, что их диаметр несколько меньше, трубы можно сделать практически незаметными в интерьере.
Отказ от громоздких радиаторов
При естественной циркуляции теплоносителя традиционно монтируются громоздкие радиаторы, занимающие много места. За счет большой площади такие батареи позволяют обеспечить более эффективный прогрев помещений. В системе отопления с принудительной циркуляцией предпочтение может быть отдано даже небольшой по размеру модели радиатора.
Безопасность и удобство эксплуатации
Равномерный прогрев отопительной системы способствует снижению риска повреждения ее элементов из-за значительного колебания температуры. Как следствие, снижается негативное воздействие на материал всех элементов отопительной системы, и повышается срок их службы.
Благодаря наличию кранов Маевского и специальных автоматических воздухоотводов в системе принудительной подачи теплоносителя можно не опасаться завоздушивания. Степень нагрева воды можно отрегулировать не только за счет параметров отопительного котла, но и характеристик насоса.
При естественной циркуляции радиаторы тем холоднее, чем дальше они находятся от котла. Это способствует неравномерному прогреву помещений.
Простота монтажа
Трубы необязательно укладывать под определенным углом, что делает возможным выполнение работ собственными силами. При нарушении этого правила в случае естественной циркуляции не удастся обеспечить прохождение теплоносителя по системе, а потому обогрев двухэтажного дома будет затруднен или невозможен.
О недостатках
Учитывая, что в системе присутствует циркуляционный насос, требуется обязательное подключение к электрической сети. В районах с частыми отключениями электричества этот факт может создать серьезные проблемы. При желании от этой проблемы можно избавиться, предусмотрев источник бесперебойного питания.
Также не стоит забывать о возможном увеличении расходов на оплату счетов за электричество. Для этого стоит сделать соответствующие расчеты до покупки оборудования. Иногда за счет того, что монтируются трубы, имеющие меньший диаметр, снижается расход теплоносителя.
Это, в свою очередь, ведет к снижению мощности, потребляемой котлом. Как следствие, затраты на работу насоса могут быть полностью компенсированы за счет снижения расходов на эксплуатацию котла.
Эксплуатация насоса сопровождается незначительным шумом. Если оборудование установлено в отдельном помещении, такой недостаток не заслуживает внимание. Однако для небольшого дома или однокомнатной квартиры это может стать серьезной проблемой.
Если система отопления с принудительной циркуляцией монтируется для обогрева двухэтажного строения, можно не сомневаться: в таком доме всегда будет тепло, тихо и комфортно.