СО с принудительной циркуляцией
За движение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. Мощность и производительность этого устройства выбираются в соответствии гидравлическим сопротивлением и объемом системы.
Циркуляционный насос устанавливают на участке трубы, которая врезается параллельно обратке около котла. Давление в такой СО может достигать 1,5-2 атм. в одноэтажном и 3 атм. в двухэтажном домах. Перед насосом на обратную ветвь магистрали устанавливают мембранный расширительный бак закрытой конструкции. Здесь нет особых требований по высоте относительно остальных элементов системы. Главное — к баку должен быть доступ для ревизии.
Схемы таких систем отопления
Схема системы отопления независимо от способа циркуляции теплоносителя зависит от нескольких факторов:
- способа соединения радиаторов с подающими стояками. Здесь выделяют однотрубную и двухтрубную системы;
- места прокладки магистрали, подающей горячую воду. Выбирать нужно между нижней и верхней разводкой;
- схемы прокладки магистрали: тупиковая система или попутное движение теплоносителя в магистралях;
- расположения стояков, которое может быть либо горизонтальным, либо вертикальным.
Однотрубная система: как регулировать температуру?
Однотрубная система отопления имеет только один вариант исполнения разводки – верхнюю. В ней нет обратного стояка, поэтому охлаждённый в батареях теплоноситель возвращается в подающую магистраль. Движение жидкости обеспечивается разностью температур жидкости в нижних и верхних радиаторах.
Чтобы обеспечить одинаковый температурный режим в помещениях на разных этажах, поверхность нагревательных приборов на первом этаже должна быть несколько больше, чем на втором и последующих. В нижние радиаторы поступает смесь горячей и охлаждённой в верхних теплообменниках воды.
В однотрубной системе может быть два варианта движения теплоносителя. в первом одна часть идёт в радиатор, другая – дальше по стояку к нижним приборам.
При параллельной однотрубной разводке теплообменники на верхних этажах получают горячую воду, а самые нижние – уже остывшую. Поэтому площадь последних должна быть увеличена, чтобы уравнять обогрев всех помещений
Во втором случае весь объём воды проходит через каждый теплообменник, начиная с самых верхних. Главная особенность такой разводки состоит в том, что радиатора на первом и цокольном этажах получают только охлаждённую воду.
При проточном варианте однотрубной разводки нельзя отключить или ограничить поступление теплоносителя в отдельный радиатор. Перекрытие одного из них привело бы к остановке циркуляции во всей системе
И если в первом случае регулировать температуру в помещениях можно с помощью кранов, то во втором их нельзя применять, так как это приведёт к уменьшению подачи жидкости ко всем последующим теплообменникам. К тому же полное перекрытие крана означало бы остановку циркуляции воды в системе.
При монтаже однотрубной системы лучше остановиться на разводке, которая даёт возможность регулировки подачи воды к каждому радиатору. Это позволит регулировать температуру в отдельных помещениях и, естественно, делает отопительную систему более гибкой, а значит и более эффективной.
Так как однотрубная разводка может быть только верхней, её монтаж возможен только в постройках с чердачным помещением. Именно там должен размещаться подающий трубопровод. Главный недостаток заключается в том, что пуск отопления возможен только по всему зданию сразу. Преимущества у системы, конечно, тоже есть. Главные из них – простой монтаж и меньшая стоимость. С точки зрения эстетики, чем меньше труб, тем проще их спрятать.
Как должна быть устроена двухтрубная система?
Этот вариант схемы отопления предполагает наличие подающей и отводящей магистрали. В верхней части системы циркулирует горячий теплоноситель, в нижней – остывший.
Двухтрубная система отопления более гибкая в отношении регулирования температуры в отдельных помещениях. Однако она требует большего количества материалов, чем однотрубная
От котла отходит труба, соединённая с расширительным баком. От бака идёт труба горячей линии контура, которая потом соединяется с разводкой. В зависимости от размеров емкости и объёма воды в системе, от бака может отходить переливная труба. По ней излишки воды сливаются в канализацию.
Трубы, выходящие из нижней части теплообменников, объединяются в обратную магистраль. По ней остывший теплоноситель снова попадает в котёл. Обратка должна проходить через те же помещения, что и подающий трубопровод.
Горизонтальный или вертикальный стояк в разводке?
Система отопления с вертикальным стояком предполагает подводку к нему радиаторов с разных этажей. Её преимущество: ниже риск «завоздушивания» системы, недостаток – более высокая стоимость.
Когда теплообменники с одного этажа соединены с подающим трубой, — это система с горизонтальным стояком. Такой вариант обойдётся домовладельцам в меньшую сумму, но придётся решать проблему образования воздушных пробок. Как правило, достаточно установить воздухоотводчики.
Отопление с самотечной циркуляцией – оцениваем преимущества и недостатки
По сути, самотечная система является менее совершенной, чем современные контуры, где движение жидкости обеспечивает циркуляционный насос. Но у рассматриваемых отопительных систем есть бесспорное преимущество – для естественной циркуляции не нужно электричества, от которого работает насос. Какими бы длительными не были перебои с электроснабжением, на обогреве помещений это никак не отразится.
https://youtube.com/watch?v=FACSejwGk30
К плюсам самотечных контуров отопления можно отнести и их инерционность. Это актуально, если используется классический твердотопливный котел, для которого характерна такая эксплуатационная особенность, как большие и частые перепады температуры в топке. Большая инерция контура с естественным движением жидкости сглаживает температурные скачки в такой ситуации, делая обогрев помещений более равномерным.
На этом преимущества самотечных систем отопления заканчиваются и начинаются их минусы, которых гораздо больше.
- Использование труб большого сечения и обязательный их монтаж под уклоном не дают возможности произвести скрытую прокладку отопительных коммуникаций, поэтому все элементы системы будут на виду. На практике для устройства самотечного контура используются только металлические трубы (пластиковые плохо выдерживают высокую температуру и давление, предполагают множество резких переходов, повышающих сопротивление трубопровода). А это сложность монтажа (сварочные работы) и необходимость ежегодной покраски коммуникаций. Кроме того, громоздкие трубопроводы, проложенные на виду, плохо сочетаются с современными интерьерами.
- Ограниченный выбор батарей отопления. Для естественной циркуляции очень важен диаметр внутренних отверстий радиаторов, их способность выдерживать давление и высокую температуру. Таким требованиям лучше всего соответствуют чугунные изделия, которыми чаще всего и оснащаются самотечные контуры. Алюминиевые «слабые» насчет давления и быстро окисляются (скорость коррозии напрямую зависит от температуры теплоносителя), биметаллические батареи имеют узкие просветы, стальные делаются в виде моноблоков (неразборная конструкция), поэтому тяжело подобрать необходимую тепловую мощность радиатора.
- Необходимость максимально углублять котел. Для этого приходится делать площадку, расположенную ниже общего уровня пола до полуметра. В результате котел неудобно обслуживать (особенно твердотопливный) и подводить к нему трубы при обвязке теплогенератора. Понятно, что об эксплуатации современных котлов настенной установки речь не идет.
- Ограничена площадь обогреваемых помещений. Учитывая, что трубы расположены под уклоном, на большую длину проложить их не удастся. К тому же, чем длиннее контур, тем больше его сопротивление, следовательно, меньше скорость циркуляции. При большой протяженности коммуникаций крайние точки (батареи) будут нагреваться плохо, и добиться качественного обогрева не удастся даже добавлением секций.
Главный плюс отопления с естественной циркуляцией — для него не нужно электричество
Система отопления с естественной циркуляцией не отличается совершенством, в том числе эстетическим. Однако возможность не зависеть от электроснабжения привлекает некоторых домовладельцев до сих пор, особенно в регионах, где с электричеством часто случаются проблемы. Для тех, кто предпочитает надежность техническому совершенству, предлагается несколько схем устройства самотечного контура.
Виды водяного отопления
Планируя создание отопительной системы, прежде всего, необходимо ознакомиться с типами водяного отопления. На сегодняшний день именно отопительные системы, в которых теплоносителем выступает вода, являются самыми распространенными – они используются в 90% частных домов. Водяные системы отопления бывают:
- радиаторные;
- теплый пол;
- плинтусные.
На сегодняшний день при монтаже системы используются радиаторы разных видов: чугунные, алюминиевые, биметаллические, стальные. Каждый тип имеет как свое преимущество, так и недостатки.
Основным достоинством радиаторного водяного отопления с естественной циркуляцией является улучшенная теплоотдача – тепло передается с большой площади, что ускоряет процесс обогрева помещения. Кроме того, зная несколько простых правил, вполне можно установить радиаторы самостоятельно, не прибегая к дорогостоящей помощи мастеров. Вместе с тем, использование радиаторов в некоторой степени повышает требования к качеству теплоносителя – ведь от воды в радиаторах могут возникать коррозия, жесткие осадки – а они значительно снижают качество работы системы.
Система отопления с естественной циркуляцией
«Теплый пол» может быть как единственным источником тепла, так и вспомогательным элементом радиаторной системы отопления.
Помимо этого, отопления производится максимально равномерно по всей комнате. Нагретый воздух постепенно поднимается от пола вверх – таким образом, прогревается все. Кроме того, система «теплый пол» является более экономной – ведь для ее нормального функционирования и поддержания в помещении температуры нужного уровня вполне достаточно нагревать теплоноситель до 55°.
Теплый водяной пол
Однако такая, казалось бы, «идеальная» система отопления имеет весомый недостаток. Прежде всего, он состоит в сложности монтажа.Для установки теплого пола вам придется потрудиться над идеально ровной стяжкой, укладкой труб и качественным выполнением поверхности пола над ними. Кроме того, укладка такого отопительного элемента в уже построенном доме с ремонтом сопряжена с еще большими трудностями – ведь необходимо будет снимать пол, углублять его. В случае если под полом – бетонные плиты, единственным решением будет увеличение уровня пола – а это проблематично, если уже установлены двери в помещении, сделан косметический ремонт.
То есть, отопительные элементы располагаются сразу же над уровнем пола – как плинтус. При использовании отопительной системы данного типа качественно прогревается и воздух в помещении, и пол, и стены. Водяное плинтусное отопление удобно тем, что оно не портит интерьер помещения, а, кроме того, может монтироваться даже после завершения строительства дома и внутренних отделочных работ.
Плинтусное отопление
Вы можете выбрать для своего дома виды водяного отопления. Однако решение следует принимать на начальных этапах строительства.
2.3. Однотрубные системы отопления с естественной циркуляцией
Рис. 10. Однотрубная система отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией воды (вверху) и конструкции радиаторных узлов (внизу)
Однотрубные системы с естественной циркуляцией теплоносителя делаются только с верхней разводкой подающего трубопровода, в которой отсутствуют обратные стояки (рис. 10). По сравнению с двухтрубными системами однотрубные проще в монтаже, на их устройство требуется меньше труб и они выглядят более красиво.
Однотрубные системы отопления подразделяются на два вида.
По одной схеме — проточной, подающий стояк, как таковой, отсутствует, а радиаторы по высоте дома последовательно соединены друг с другом. Горячая вода подачи последовательно, сверху вниз, протекает через все радиаторы, начиная с верхнего, и в радиаторы нижних этажей поступает охлажденной. Поэтому на верхних этажах жарко, а на нижних — холодно. Чтобы как-то сбалансировать отопительный контур, в нижних этажах ставят радиаторы с большим числом секций. В проточной системе нельзя ставить регулировочные краны, так как при уменьшении или перекрытии крана у того или иного радиатора частично или полностью перекрывается весь стояк.
При такой схеме нельзя регулировать температуру воздуха в помещениях. Если дом двухэтажный, то невозможно осуществить пуск системы отопления только на одном этаже. Проточные схемы отопления были весьма популярны в середине ХХ века, когда основной целью была экономия труб. В настоящее время ее почти не применяют.
При другой схеме с замыкающими участками (байпасами), показанной на рис. 11, из стояка часть воды поступает в верхние радиаторы, а остальная вода направляется по стояку к радиаторам, расположенным ниже. Вода в такой системе остывает чуть меньше, а значит, меньше и разница между температурами на верхних и нижних этажах. Фактически это улучшенная проточная схема, в которой между трубами подключения радиатора сделан замыкающий участок — байпас.
Рис. 11. Схемы присоединения отопительных приборов в однотрубной и двухтрубной системах отопления
Диаметр трубы замыкающего участка делают на один размер меньше, чем диаметр труб подключения радиатора. В результате поступающий сверху теплоноситель разделяется на два потока: одна часть поступает в радиатор, другая через байпас — к нижним радиаторам. Если диаметр байпаса сделать таким же, как и трубы для подключения радиатора, то теплоноситель в радиаторе перестанет циркулировать, поскольку гидравлическое сопротивление в радиаторе будет больше, чем в байпасе. Ведь вода всегда течет там, где меньше гидравлическое сопротивление.
При установке байпаса с диаметром, равным диаметрам труб подключения радиаторов для балансировки отопительной системы, количество поступающей в прибор воды регулируется вентилями, которые устанавливаются на трубе подключения и байпасе. Таким образом, закрытием (открытием) вентилей на подающей трубе подключения радиаторов или байпасе можно регулировать поступление теплоносителя в радиатор или стояк. Например, можно полностью отключить радиатор и перенаправить весь теплоноситель в байпас и далее к нижним радиаторам на стояке или, наоборот, закрыть байпас и направить весь тепловой поток в радиатор.
Рис. 12. Схема системы отопления и горячего водоснабжения дома
В современных отопительных системах два вентиля, установленных на подающей трубе и байпасе, заменяют одним, называющимся трехходовым краном. В зависимости от положения закрывающей заслонки, трехходовой кран одновременно открывает путь теплоносителю в радиатор и закрывает поступление в байпас или, наоборот, закрывает байпас и открывает путь к радиатору. Такие краны могут снабжаться электрическим приводом, подключенным к специальному прибору — контроллеру. Контроллер измеряет температуру воздуха в помещении или температуру теплоносителя и отдает команду на трехходовой вентиль, который увеличивает или уменьшает подачу теплоносителя в радиатор, а остальной теплоноситель сбрасывает в байпас.
Как и в системах с двухтрубной разводкой, в однотрубной можно обеспечить тупиковое и попутное движение теплоносителя в обратной магистрали. При попутном движении все кольца отопительного контура становятся одинаковой длины и систему можно сбалансировать. При тупиковом движении делать балансировку температуры теплоносителя очень трудно, поскольку разбалансировка идет не только по длине колец, но и по высоте стояков, чем отличается от двухтрубных систем, где разбалансировка температуры была только по кольцам.
Отопление с естественной циркуляцией теплоносителя
Необходимо правильно рассчитать мощность котла и количество контуров циркуляции теплоносителя. Если, например, рассчитывать по максимуму, то необходимо три контура. Первый отвечает за отопление, второй за горячее водоснабжение (ГВС), третий за нагрев системы теплых полов. При расчете мощности котла, идущей на ГВС, обязательно нужно учитывать количество точек разбора горячей воды, которые могут использоваться одновременно, чтобы при нехватке мощности не получить в обеих точках водоразбора слегка теплую воду. Также необходимой составляющей загородного дома является бойлер, позволяющий накопить и подогреть к определенному времени необходимый запас воды.
Отопительные системы различаются по способу циркуляции теплоносителя. В системе отопления с естественной циркуляцией движение воды в трубах происходит за счет разного удельного веса более легкой горячей воды, идущей от котла и более холодной воды, текущей в обратном направлении. Достоинство — независимость от подачи электричества, недостатки — это необходимость применения стальных, более толстых и тяжелых труб, как правило, больший расход топлива на поддержание разницы температур. В системе с принудительной циркуляцией движение воды осуществляется с помощью насоса. Это обстоятельство позволяет использовать металлопластиковые и ПВХ-трубы меньшего диаметра, осуществлять скрытую прокладку труб. При такой системе циркуляции удобно регулировать температуру в разных помещениях по отдельности, при этом экономится топливо и технический ресурс котла.
При наличии двух замкнутых отопительных контуров — системы отопления и теплого пола рекомендуется использовать принудительную циркуляцию теплоносителя. При этом в качестве энергоносителя можно использовать не воду, а специальные жидкости — антифризы, более удобные в применении. Такой тип позволяет применять металлопластиковые трубы, более легкие и удобные при монтаже, чем традиционные стальные или медные.
При наличии автоматической системы управления для ее предохранения от сбоев лучше дополнительно установить стабилизатор напряжения электросети, а для обеспечения энергонезависимости автоматики котла и работы циркуляционных насосов — специальный аккумуляторный источник бесперебойного питания (ИБП), необходимый при частых отключениях электроэнергии. В остальном комплектация подобной такой системы остается неизменной: отопительные приборы, дымоходы и т.д.
СО с естественной циркуляцией
Естественная циркуляция возникает за счет того, что вода, нагретая в теплообменнике котла, поднимается по подающему трубопроводу и замещается снизу более холодной из обратной магистрали. Чтобы скорость движения была достаточной для прогрева всех помещений, гидравлическое сопротивление системы должно быть как можно меньше.
Магистральные трубы большого диаметра, снижение проходного сечения по мере удаления от котла, точные уклоны, минимальное количество поворотов — основные условия. Делаться все должно не на «глаз», а в соответствии с расчетом.
Разгонный стояк — вертикальный участок трубы на подаче сразу после котла — еще одно средство увеличения скорости циркуляции. Динамическое давление в системе практически нулевое, а статическое в самой нижней точке кратно высоте водного столба.
Расширительный бак открытого типа должен быть установлен в самой верхней точке системы. Часто она оказывается в неотапливаемом чердачном помещении, и стенки емкости приходится утеплять. В самотечных системах расширительные баки устанавливают на подаче (разгонном стояке), на обратке около котла или на «дальнем» стояке. Выбирают такое место, где ламинарное течение воды будет самым низким, то есть, в потоке не будет завихрений.
Система водяного отопления
Одна из самых эксплуатируемых систем отопления в нашей
стране – водяное отопление. Разводка труб в доме или квартире – привычное
явление.
Принцип работы водяного отопления заключается в следующем:
нагретая от котла вода естественным образом (или принудительным) циркулирует по
трубам, отдавая тепло помещению. Учитывая то, что по ходу движение воды в
местах соединения, на изгибе труб и т.д. образуется трение и местные
сопротивления, многие системы оборудованы клапанами для обеспечения давления,
сила которого равна потерям на сопротивление. Такая система водяного отопления
называется системой с искусственной циркуляцией воды.
Система водяного отопления может быть конструктивно
реализована по двум схемам:
Одноконтурная (система с замкнутой циркуляцией воды,
ориентированная только на отопление)
Двухконтурная (система, ориентированная одновременно на
отопление помещения и нагрев воды в водопроводе). Такая система требует
использования специального двухконтурного котла.
Устройство водяного отопления предполагает 3 принципиально
разные схемы разводки труб в комнатах.
Разводка труб отопления
Однотрубная система отопления дома
Схема однотрубной системы отопления представлена на фото.
Как видно из рисунка, трубы закольцованы, а радиаторы подключены по очереди. Таким образом, теплоноситель выходит из котла и поочередно проходит каждый из них.
При этом стоит отметить, что температура теплоносителя постепенно снижается. Это существенный минус системы. Тем не менее, она достаточно распространена ввиду простоты, экономичности и возможности сделать однотрубную систему отопления своими руками.
Как снизить потери тепла при однотрубной системе отопления:
увеличить число секций в последних радиаторах (два-три последних);
увеличить температуру теплоносителя на выходе. Это, в свою
очередь, повышает расходы на отопление;
обеспечить теплоносителю принудительную циркуляцию. Т.е.,
установить насос, который создаст в системе дополнительное давление заставляя
воду циркулировать быстрее.
Двухтрубная система отопления дома
Схема двухтрубной системы отопления представлена на фото.
Синим цветом выделена труба отработки, которая отводит охлажденный
теплоноситель из радиатора в котел.
Двухтрубная система отопления дома с нижней разводкой — схемаСхема двухтрубной системы отопленияДвухтрубная система обеспечивает подачу теплоносителя к радиаторам без потери тепла. Ее разновидности показаны на фото. При параллельном подключении достигается экономия на материалах. При лучевом,
появляется возможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.
Коллекторная (лучевая) разводка
Предполагает использование специального устройства –
коллектора, которое собирает теплоноситель и распределяет по трубам к батареям.
Схема сложная в реализации, поэтому используется редко.
Схема коллекторной (лучевой) разводки
Безусловным плюсом системы водяного отопления можно назвать
ее безопасность.
К числу недостатков относят:
относительно трудно обогреть значительную площадь без
значительных затрат (ввиду потерь тепла при циркуляции воды);
эстетический параметр. Разветвленную систему труб можно
скрыть, пожертвовав некоторым количеством объема помещения, что не всегда
удобно, или же оставить на виду;
большие по размеру радиаторы отопления;
вероятность появления воздушных пробок. Эта проблема
возникает после спуска воды из системы.
Водяное отопление пола в доме
Водяной теплый пол представляет собой систему длинных пластиковых труб уложенных на
основание чернового пола.
Система водяного отопления пола
Монтаж системы теплого водяного пола выполняется в три этапа:
укладка утеплителя или устройство чернового пола;
правильная разводка труб, которая не допускает множественных
перегибов. Оба конца трубы подключаются к центральному отоплению. Через один
конец поступает горячая вода, через второй – отводится обратно в систему.
При укладке труб стоит помнить о высоком риске повреждения труб.
Во-первых, при укладке (изгиб).
Во-вторых, при эксплуатации, например, повреждение перфоратором. Чтобы не допустить этого, нужно составить подробную схему расположения труб;
заливка стяжки на систему труб.
Эта система может быть использована в качестве основной или
дополнительной. Выбирая водяное отопление по полу, следует помнить, что в системе должен поддерживаться оптимальный температурный режим, потому что при минусе и отключенном отоплении вода в трубах замерзнет, что неизбежно приведет к их деформации. Собственно, это касается любой системы водяного отопления.
