Принудительная система отопления частного дома. Особенности однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией
В последние годы гравитационные системы уступают свое место более «продвинутым». Многие задают вопрос о том, может ли быть смонтирована система отопления с принудительной циркуляцией своими руками?
Именно такие сейчас устанавливают во всех без исключения новых зданиях и именно так выглядят отопительные системы внутри жилых домов.
В основе такой схемы лежит принудительная циркуляция за счет разницы давления, которое осуществляется насосом, последний в данном случае называется циркуляционным .
Преимущества
- Помещения, которые необходимо отопить, нагреваются намного быстрее и, соответственно, необходимая температура воздуха в помещении достигается намного быстрее;
- Отопительные приборы в сети нагреваются равномерно. При естественной циркуляции температура радиаторов отопления зависит от расстояния до котла;
- Появляется возможность регулировать нагрев в сети по отдельным участкам, а также перекрывать часть цепи. Кроме этого можно изменять схему и монтаж компоновки всей отопительной системы здания;
- Принудительное отопление препятствует завоздушенности в трубопроводах системы отопления;
- Применение насоса дает возможность сделать всю систему закрытой, включив в цепь мембранный расширительный бачок. Следствием этого является уменьшение испарение воды в системе;
- Монтаж всей системы упрощается. Отпадает необходимость тщательно высчитывать высоты, длины, диаметры и уклон труб для нормальной циркуляции;
- Схема отопления с принудительной циркуляцией экономит тепло. Следовательно расход топлива уменьшается;
- Использование трубопроводов меньшего диаметра дает экономию при монтаже. При одинаковой длине цена на трубы меньшего диаметра ниже, чем на трубы большего диаметра;
- В закрытых системах разница температуры на входе и выходе из нагревательного котла значительно меньше. За счет этого срок эксплуатации котельного оборудования увеличивается.
Недостатки закрытых систем
Водяное отопление с принудительной циркуляцией имеет и недостатки:
- Существенный недостаток такой конструкции – зависимость от электроснабжения. Решить эту проблему можно только обеспечив систему отопления независимым бесперебойным источником электричества;
- Сам циркуляционный насос – оборудование хотя и не очень дорогое, но все-таки имеет определенную стоимость, что делает монтаж самой системы более дорогим. Дополнительно к насосу необходимо приобретать и арматуру для его отсечения в системе и нормальной работы;
- Работа насоса требует постоянных затрат на электричество.
Перед выбором насоса необходимо принимать во внимание ряд факторов:
- Вид теплоносителя (антифриз или вода);
- Температура теплоносителя;
- Характеристики трубопровода (материал, диаметр, длина и т.п.);
- Приборы отопления (радиаторы и батареи отопления), а также их технические характеристики (площадь теплоотдачи, материал, конструкция);
- Запорная арматура и регулирующие элементы;
- Наличие и характер системы автоматического регулирования.
Важно!
Общий принцип, которым следует руководствоваться при выборе циркуляционного насоса следующий.
Его производительность должна обеспечивать трехкратный оборот теплоносителя в системе за час работы на полную мощность.
Только при выполнении этого условия будет хорошая циркуляция.
Монтаж циркуляционного насоса
Какие основные моменты необходимо принимать во внимание при включении циркуляционного насоса в цепь?
Они перечисляются ниже:
- Насос монтируется на обратном магистральном трубопроводе. При такой схеме подключения срок службы всех приборов в системе продлевается;
- При подключении насоса перед ним в цепь очень рекомендуется включить фильтр, который защитит крыльчатку от поломки из-за попадания посторонних предметов (накипи, окалины, твердых частиц, посторонних предметов и т.п.);
- Во время подключения насос необходимо обезвоздушить. Для этого в конструкции насоса предусмотрен специальный винт;
- Инструкция, которая прилагается к насосу имеет расчет потребляемой мощности в зависимости от производительности;
- Обозначение насоса указывает на диаметр трубопровода, к которому его можно подключить (в миллиметрах) и давление, которое этим насосом создается (в дециметрах водного столба).
Например, маркировка GPD 25-100 означает, что этот насос подключается к трубе диаметров 25 мм и создает давление 10 м.
- При выборе насоса обращайте внимание на энергопотребление;
- Конструкция должна быть прочной;
- Оборудование не должно быть требовательным к техобслуживанию длительное время;
- Насос должен быть долговечным.
Пример приблизительного расчета мощности насоса
- Для , который дает производительность 4 м3 в час и напором до 0,5 атмосфер;
- Для дома общей площадью 500 м2 потребуется насос на 6 м3 в час и напором до 0,7 атмосфер;
- Для дома площадью 700 м2 производительность насоса должна составлять 10 м3 в час, а напор – до 0,8 атмосфер.
Кроме этого выбирая циркуляционный насос необходимо учитывать его способность к самостоятельному регулированию частоты вращения двигателя. Если такая функция присутствует, это увеличивает срок службы оборудования и уменьшает энергопотребление.
Также стоит учитывать тот факт, что принудительная система отопления не работает при наличии воздуха в системе (см. ). По этой причине необходимо учесть включение в цепь автоматических воздушных спускников.
На видео показано, как можно своими руками осуществить монтаж насоса:
Выводы
В описанной выше схеме отопления, используются те же принципы монтажа и расчета, как и в гравитационной схеме. Из-за включения в цепь насоса пропадает необходимость соблюдения всех уклонов в замкнутой отопительной системе.
Включение насоса в обратную магистраль позволяет продлить работу всех частей отопления. Применение принудительной циркуляции дает возможность эксплуатировать отопительные системы на протяжении длительного времени.
К сожалению, история не сохранила имя изобретателя водяного отопления, известно лишь, что появилось оно давно. И все это время схемы водяного отопления занимали лидирующее положение. Шли годы, создавались экономичные котлы для различных видов топлива, разрабатывались новые схемы отопления, изготовлялись радиаторы на основе новейших материалов. Но альтернативы системе водяного отопления нет до сих пор. Она легко монтируется, элементы системы легко приобрести, а ее эксплуатация не вызывает проблем. Популярная схема отопления с принудительной циркуляцией весьма эффективна для создания комфорта в доме.
Классификация по способу перемещения теплоносителя:
Простые схемы самотечного отопления могут быть только открытые, контуры с принудительной циркуляцией обычно закрытые с герметичным мембранным баком. Если же установить насос в «обратку» контура самотечной системы, то КПД контура возрастет.
Сегодня можно купить котел любой мощности, работающий на различном топливе. В продаже есть котлы известных мировых марок, трубы из металла и пластика, арматура. Есть в наличии все необходимое для монтажа контуров отопления любой конфигурации и мощности. Сегодня любая система отопления частного дома с принудительной циркуляцией проектируется и создается без проблем, при наличии определенных финансовых ресурсов.
Основные требования к системам обогрева:
Что лучше, принудительное или естественное движение воды
В контурах создаются условия для движения теплоносителя под действием гравитации и уклон трубопроводов, устанавливается открытый расширительный бак. Так создается самотечная система отопления частного дома, дешевая, простая и надежная. Напорный трубопровод поднимается вверх для создания напора в системе. При монтаже трубопроводов, как напорного так и «обратки» выдерживается небольшой уклон по направлению течения воды. Скорость движения теплоносителя незначительная, поэтому для увеличения эффективности монтируют трубы большего диаметра.
Используемая чаще система водяного отопления с принудительной циркуляцией монтируется с . Он встроен в котел или устанавливается отдельно. Наличие насоса увеличивает КПД системы и экономит топливо.
Преимущества систем с циркуляционным насосом:
Недостаток, который имеет схема отопления дома с принудительной циркуляцией – зависимость от электрической сети. Если в регионе проблемы с энергоснабжением, то можно применить специальные устройства для организации бесперебойного питания от аккумулятора. Для котлов применяют ИБП (), например фирмы SinPro. Он автоматически включается и обеспечивает подачу напряжения на циркуляционный насос. Второй недостаток — шум, создаваемый работающим циркуляционным насосом. При установке котла в нежилом помещении этим недостатком можно пренебречь.
Одно и двух-трубные системы отопления
Разработано и смонтировано множество схем отопления. Но все они модификации или комбинации из двух вариантов систем, которые можно определить базовыми вариантами.
Базовыми или основными схемами можно считать:
- однотрубную;
- двухтрубную.
Контур отопления однотрубный
Популярна простая , как она работает? Просто, чрезвычайно просто. От котла по одной трубе идет горячий теплоноситель и, пройдя последовательную цепочку батарей, возвращается в котел. Этот принцип реально использует схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, причем, установка байпаса на насосе превращает ее в «самотечную» систему.
Недостатки однотрубной системы:
- неравномерность нагрева радиаторов;
- для замены батареи нужно отключить систему.
Недостатки вышеописанной схемы практически устранены в модернизированной однотрубной схеме отопления, которая известна как «ленинградка», по месту ее изобретения в СПБ. В Санкт-Петербурге «ленинградка» применяется даже в многоэтажных домах. Шаровые краны на входе/выходе батареи позволят заменять или ремонтировать батареи без выключения отопления. Батареи врезаются в подающую трубу параллельно.
При организации схемы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией монтируется вертикальная схема разводки.
Трубопровод поднимается на второй этаж, вода поступает в батареи расположенные по горизонтали последовательно. Затем от последнего радиатора трубопровод опускается вниз и подключается к горизонтальной линейке радиаторов, а затем остывший и отдавший свою энергию теплоноситель поступает в котел. Недостатком подобной системы считается неравномерный нагрев радиаторов. Это недостаток особенно заметен, если применяется «самотек», но если установлен циркуляционный насос, разница в температуре практически незаметна.
Контур отопления двухтрубный
Самыми оптимальными считаются схемы систем отопления с принудительной циркуляцией в контуре. Подобные системы эффективны для одноэтажных коттеджей, домов и дач и легко обеспечат теплом двухэтажный дом большой площади. Для реализации этой схемы монтируются две трубы — подающий трубопровод и «обратка».
Батареи подключаются параллельно, они снабжаются запорной арматурой и устройствами для удаления воздуха. Эта схема обеспечивает равномерный нагрев батарей, но расход труб на монтаж значительно больше. Дополнительные расходы компенсируются эффективной работой отопления.
Вертикальная двухтрубная схема
Вертикальная закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема реализуется в двух вариантах – с нижней (горизонтальной) или верхней разводкой. Горизонтальная разводка организуется следующим образом. Труба «подачи» поднимается на верхний этаж, к нему подключается все батареи, которые подключены к «обратке». Недостаток – наличие двух труб в помещении.
Вертикальная двухтрубная система второй вариант
Вертикальная двухтрубная разводка значительно меньше влияет на интерьер, т. к. через комнату проходит одна труба и ее проще скрыть. Стояк подачи поднимается на чердак, затем труба опускается вниз и запитывает радиатор. Радиатор на втором этаже последовательно соединяется с радиатором нижнего этажа и уже с него вода попадает в трубопровод «обратки» на нижнем этаже. Так функционирует замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, выполненная по вертикальной двухтрубной схеме.
Коллекторная схема разводки
Для сложных контуров, с большим числом подключений обязательно организовывается принудительная циркуляция в системе отопления с раздачей теплоносителя через коллектор.
Такая система раздачи нашла применение для двухэтажных домов или одноэтажных домов со значительной площадью обогрева.
Иногда применяется комбинированная разводка, а для сложной конфигурации системы ставится дополнительный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией оптимизирующий функционирование системы.
Если в доме уже работает контур отопления, который использует естественную циркуляцию, то улучшить эффективность такой системы отопления можно за счет установки в «обратке» недалеко от котла. В результате образовывается открытая система отопления с принудительной циркуляцией схема при этом не требует изменений.
Обобщение
Реализованная система отопления с принудительной циркуляцией схема которой может быть любая, обеспечит более качественное отопление жилища. Затраты на создание такой системы больше, чем на монтаж системы с естественной циркуляцией, которые окупятся за счет более экономного расходования топлива.
Возможных вариантов организации систем отопления (СО) всего два:
- система с принудительным движением (ПЦ);
- система с естественной циркуляцией жидкости (ЕЦ).
Система (ЕЦ) имеет открытый расширительный бак, а при установке в «обратке» циркулярного насоса работает достаточно хорошо. Насос увеличивает КПД системы. Система ПЦ относится к закрытым системам, а расширение теплоносителя компенсируется в закрытом мембранном баке. Это базовые системы, а базовыми схемами считаются — однотрубная и двухтрубная. На основе этих базовых элементов создаются контуры отопления, являющиеся комбинацией или модернизацией базовых систем и базовых схем.
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.
Среди многих схем отопления система с принудительной циркуляцией теплоносителя отличается своей универсальностью и широкими функциональными возможностями. Она может быть применена в теплоснабжении небольшого частного коттеджа или квартиры, а также в большом многоэтажном доме. Сложно ли сделать ее самостоятельно, без привлечения специалистов? Выясним, что же представляет отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы и оптимальная комплектация конкретной системы.
Особенности отопления с принудительной циркуляцией
Современное водяное отопление с принудительной циркуляцией пришло на смену гравитационной схеме. У второй движение теплоносителя осуществляется за счет теплового расширения воды при ее нагреве. Такой принцип существенно снижал эффективность работы теплоснабжения.
Одним из определяющих факторов целесообразности установки системы водяного отопления с принудительной циркуляцией является относительно быстрое движение теплоносителя по магистрали. Благодаря этому происходит равномерное распределение тепла по всем радиаторам в схеме.
Кроме этого, нужно отметить такие особенности отопления насосными группами:
- Возможность устанавливать трубы небольшого сечения : 20, 25 мм. Этим уменьшается общий объем теплой воды в системе, что сказывается на расходе энергоносителя;
- Выбор из нескольких схем монтажа трубопроводо в. Принудительная система отопления частного дома может быть однотрубной, двухтрубной или коллекторной;
- Регулировка температуры как для отдельных элементов, так и во всей системе в целом. Лучше всего с этой задачей справляется коллекторное отопление;
- Увеличение комфорта эксплуатации .
Однако наряду с этим следует отметить и недостатки, которыми обладает двухтрубная или однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией. Прежде всего – это установка насосной группы для увеличения скорости потока теплоносителя. Это влечет за собой увеличение первичных расходов, а также делает работу всей системы зависимой от подачи электроэнергии. Но эти недостатки компенсируются вышеперечисленными преимуществами.
Можно модернизировать уже имеющееся . Для этого достаточно установить насос. Однако сначала нужно рассчитать параметры системы – не всегда трубы большого диаметра подходят для схем с принудительной циркуляцией.
Виды схем отопления с принудительной циркуляцией
Основной принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией заключается в установке насосов для увеличения скорости потока теплоносителя. Место их монтажа напрямую зависит от выбранной схемы разводки трубопроводов.
Помимо этого система отопления частного дома с принудительной циркуляцией должна включать в себя группы безопасности. Это необходимо для своевременной стабилизации давления в трубах из-за возможного перегрева теплоносителя. Каждый вид отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд особенностей, которые напрямую влияют на выбор в конкретном случае. Но независимо от этого система отопления с принудительной циркуляцией своими руками помимо насоса должна включать в себя следующие компоненты:
- Группа безопасности : воздухоотводчик и спускной клапан. Устанавливаются сразу после котла;
- Расширительный бак . Лучше всего выбирать конструкцию мембранного типа с возможностью замены эластичного клапана;
- В обвязке каждого радиатора должны быть балансировочный клапан , кран Маевского. Желательно установить термостат;
- Запорная арматура . Необходима для частичного или полного перекрытия потока теплоносителя на конкретном участке системы.
Каждые из вышеперечисленных компонентов должны иметь эксплуатационные характеристики, отвечающие параметрам конкретной системы отопления. В противном случае они не будут выполнять возложенные на них функции.
Выбор определенных компонентов системы осуществляется по заранее сделанной схеме отопления дома с принудительной циркуляцией. Расчет должен быть максимально точным – с помощью специализированных программ или выполненный профессионалами.
Однотрубная система
Это устаревшая схема, которая практически не применяется для индивидуального теплоснабжения дома. В однотрубной системе отопления с принудительной циркуляцией есть только одна подводящая магистраль, в которой последовательно подключаются радиаторы и батареи.
Единственным преимуществом этой схемы является небольшой метраж трубопроводов. Однако помимо этого однотрубная система имеет несколько существенных недостатков:
- Неравномерное распределение теплоносителя. Чем дальше расположен радиатор от котла, тем ниже степень нагрева горячей воды, поступающей в него;
- Для проведения ремонтных работ необходимо остановить котел отопления и дождаться пока температура теплоносителя не опустится до нормального уровня.
Мощность насоса для однотрубного отопления с принудительной циркуляцией будет намного меньше, чем для двухтрубной. Это объясняется меньшим объемом теплоносителя в системе. Также для прокладки трубопроводов необходимо меньше места – они могут быть установлены под полом, плинтусами.
Для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией обязательно нужно предусмотреть монтаж байпаса для каждого радиатора. Это даст возможность отключить прибор без полной остановки теплоснабжения дома.
Двухтрубная система
Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией отличается от однотрубной наличием еще одной магистрали для остывшего теплоносителя. Она проходит параллельно основной и в нее поступает охлажденная вода из радиаторов.
Во время проектирования системы необходимо правильно составить схему расположения трубопроводов. Прямая и обратная магистраль должны устанавливаться в непосредственной близости друг от друга, но не более чем на 15 см, кроме этого система может быть с одной направленностью движения теплоносителя, с разными векторами, а также тупиковой. Чаще всего выбирается схема с односторонней направленностью.
У водяного отопления с принудительной циркуляцией есть несколько важных особенностей:
- Небольшой диаметр труб – от 15 до 24 мм. Этого будет достаточно для создания требуемых показателей давления;
- Возможность установки как горизонтальной, так и вертикальной разводки трубопроводов;
- Большое количество поворотных элементов скажется на гидродинамических показателях системы в худшую сторону. Поэтому их нужно делать как можно меньше;
- При выборе скрытого монтажа в местах соединения труб устанавливают ревизионные люки.
В каждой принудительной системе отопления частного дома необходимо предусмотреть обходной канал в узле циркуляционного насоса. Он предназначен для гравитационного движения теплоносителя в случае отключения электричества.
Работа насосного оборудования должна обеспечить нормальную циркуляцию в системе. Для этого следует правильно рассчитать его мощность и производительность.
Если система водяного отопления с принудительной циркуляцией комплектуется полимерными трубопроводами – они должны быть с армированным слоем из алюминиевой фольги или полиэстера.
Коллекторная система
Если площадь дома превышает 150 м² или он имеет 2 и более этажей – рекомендуется делать коллекторную систему отопления с принудительной циркуляцией своими руками. Она является одной из модификаций двухтрубной схемы и предназначена для повышения эффективности работы теплоснабжения.
Основным элементом коллекторной схемы отопления является распределитель. Он представляет собой трубу с круглым или прямоугольным сечением, на которую установлены несколько патрубков. Они необходимы для распределения теплоносителя по отдельным контурам теплоснабжения дома.
Отличительным принципом работы системы отопления с принудительной циркуляцией коллекторного типа является обустройство независимых друг от друга магистралей трубопровода. Это дает возможность регулировать теплоотдачу каждой из них, а также стабилизирует давление в системе.
На каждый патрубок коллектора устанавливается циркуляционный насос для обеспечения должной скорости движения теплоносителя. Такая система отопления частного дома с принудительной циркуляцией имеет ряд важных особенностей:
- Увеличение числа труб и арматуры. Каждый контур представляет собой отдельную систему отопления, соединенную с помощью коллектора в единую сеть;
- Для регулировки объема теплоносителя необходимы специальные элементы – терморегуляторы и сервоприводы с датчиками температуры;
- Для наиболее эффективной работы системы рекомендуется установка узла смешивания. Он соединяет прямую и обратную трубу и выполняется смешивание потоков воды для достижения оптимальной температуры теплоносителя.
Коллекторная схема отопления дома с принудительной циркуляцией может состоять из нескольких узлов распределения. Все зависит от общей площади дома, а также расположения в нем помещений.
Сумма диаметров патрубков на коллекторе не должна превышать его сечение. В противном случае возникнет дестабилизация давления в системе.
Проектирование отопления с принудительной циркуляцией
Первоочередной задачей при самостоятельном монтаже водяного отопления с циркуляционным насосом является составление корректной схемы. Для этого необходим план дома, на котором наносится расположение труб, радиаторов, запорной арматуры и групп безопасности.
Расчет системы
На этапе составления схем необходимо правильно рассчитать параметры насоса для принудительной отопительной системы частного дома. Для этого можно воспользоваться специальными программами или сделать вычисления самостоятельно. Существует ряд простых формул, которые помогут сделать расчет:
Pн=(p*Q*H)/367*КПД
Где Рн – номинальная мощность насоса, кВт, р – плотность теплоносителя, для воды этот показатель равен 0,998 г/см³, Q – уровень расхода теплоносителя, л, Н – требуемый напор, м.
Для вычисления показателя напора в принудительной системе отопления дома необходимо знать общее сопротивление трубопровода и теплоснабжения в целом. Увы, но сделать это самостоятельно практически невозможно. Для этого следует воспользоваться специальными программными комплексами.
Вычислив сопротивление трубопровода в системе водяного отопления с циркуляцией, можно рассчитать требуемый показатель напора по следующей формуле:
Н=R*L*ZF/10000
Где Н – вычисляемый напор, м, R – сопротивление трубопровода, L – протяженность наибольшего прямого участка магистрали, м, ZF – коэффициент, который обычно равен 2,2.
По полученным результатам подбирается оптимальная модель циркуляционного насоса.
Если расчетные показатели мощности насоса у системы отопления с принудительной циркуляцией, устанавливаемой самостоятельно, велики, – рекомендуется приобрести спаренные модели.
Монтаж отопления с циркуляцией
На основе расчетных данных подбираются трубы нужного диаметра, а к ним – запорная арматура. Однако на схеме не показан способ монтажа магистрали. Трубопроводы могут быть установлены скрытым или открытым способом. Первый рекомендуется применять только при полной уверенности в надежности всей системы отопления частного коттеджа с принудительной циркуляцией.
Нужно помнить, что от качества компонентов системы будет зависеть ее работоспособность и эксплуатационные показатели. В особенности это касается материала изготовления труб и запорной арматуры. Помимо этого для двухтрубной схемы системы отопления с принудительной циркуляцией рекомендуется прислушаться к советам профессионалов:
- Установка аварийного источника подачи электроэнергии для циркуляционного насоса в случае отключения электропитания;
- При использовании антифризов в качестве теплоносителя следует проверить его совместимость с материалами изготовления труб, радиаторов и котла;
- По схеме отопления дома с принудительной циркуляцией котел должен располагаться в самой низкой точке системы;
- Кроме мощности насоса необходимо сделать расчет расширительного бака.
Технология установки отопления циркуляционного типа ничем не отличается от стандартной. Важно учитывать особенности контурного дома – материал изготовления стен, его тепловые потери. Последнее напрямую влияет на мощность всей системы.
Аналитика параметров систем отопления с принудительной циркуляцией поможет составить объективное мнение о ней:
Проектирование частного дома подразумевает расчет схемы отопительной системы, которая бывает открытой и закрытой (предполагающей установку расширительного бака). Второй вариант считается наиболее предпочтительным у владельцев коттеджей, так как дает возможность существенно экономить на потреблении ресурсов. Основное преимущество подобной системы заключается в том, что теплоноситель не контактирует с воздухом, значит, не подвергает оборудование коррозии.
Главным элементом системы отопления закрытого типа является котел, к которому подведены трубопровод. Также устанавливается бачок и циркуляционный насос. Обычно такой способ обогрева подразумевает, что носитель движется по трубам принудительно. Это энергозависимый метод, так как устройства работают от электричества. При отключении света необходимо позаботиться о продолжении деятельности в штатном режиме. Для этого устанавливают специальный переходник – байпас, который блокирует насос и преобразует в закрытую систему отопления с естественной циркуляцией.
Если речь идет об однотрубном варианте обогрева, важно обеспечить равномерное распределение носителя по радиаторам в частном доме. От котла по всем помещениям пускают трубу, к которой монтируют батареи. Без работы насоса горячими будут только элементы, находящиеся в непосредственной близости от нагревателя. В остальных комнатах сохранится холодный воздух. Эту проблему решает закрытая система отопления с принудительной циркуляцией. Благодаря схеме, создается давление, при котором носитель получает определенную скорость, достаточную для обеспечения всех радиаторов.
В двухтрубном варианте подход также является рациональным, особенно для обслуживания больших площадей. Такой вид отопления подразумевает подключение двух параллельных магистралей. По одной горячая жидкость расходится по батареям под давлением в случае, если действует принудительно. По другой трубе охлажденный носитель возвращается в котел, минуя расширительный бак.
Существует горизонтальная и вертикальная разводка магистрали. Первый тип подразумевает объединение всех батарей в единую линию, подключенную к общему стояку. Чаще всего такой способ применяется в многоквартирных зданиях. Второй вариант считается более эффективным, обычно монтируется в частном доме. Подводящие трубы расположены сверху, что обеспечивает хорошую теплоотдачу при закрытых системах.
От объема носителя зависит величина бачка. Параметр должен составлять 10% от всего оборудования для отопления. Котлы с автоматикой позволяют контролировать процессы, регулировать давление и температуру. Датчик от перегрева активирует предохранительный клапан в момент закипания жидкости, оберегая технику от поломок. Таким же образом работает аппаратура от промерзания.
Принцип работы
Чтобы понять, что такое закрытая система отопления, необходимо разобраться в тонкостях ее функционирования. Жидкий теплоноситель нагревается до заданной температуры и начинает продвижение по радиаторам и трубам, передавая энергию в помещение и обогревая. Микроклимат в частном доме зависит от объема и состояния жидкости. Чем она горячее и больше ее количество, тем комфортнее находиться в комнатах.
При открывании клапана лишний объем воды сбрасывается в расширительный бак системы отопления, который оснащен двумя камерами, разделенными перегородкой. Первый отсек служит для хранения резерва жидкости, во втором содержится азот под давлением. Такая схема способствует поддержанию напора на одном уровне. Принудительно носитель возвращается назад при помощи насоса, в охлажденном виде. Для слива воды в самой нижней точке устанавливают патрубок с вентилем.
Как бы надежно не изолировали систему отопления с принудительной циркуляцией, в нее может попасть воздух при заполнении и последующем наборе воды. В это время происходит разгерметизация стыков. Чтобы удалить пузырьки, применяют стандартные отводчики и краны Маевского. При монтаже сепараторов в трубопровод гарантирована деаэрация и стабильность функционирования всех элементов.
Плюсы и минусы
У закрытой системы отопления есть свои положительные и отрицательные стороны:
1. Установка осуществляется намного быстрее, чем обустройство открытого типа.
2. Мембранные и безнапорные баки не позволяют жидкости улетучиваться.
3. Даже с трубами малого диаметра эффективность сохраняется.
4. Невозможность попадания кислорода предполагает защиту от коррозии.
5. В качестве носителя в системе отопления используется вода или антифриз.
6. Расширительный бак можно устанавливать рядом с котлом.
7. Высокий уровень теплоотдачи обеспечивает стабильный обогрев.
В качестве недостатков отмечены следующие факторы:
- Использование насоса подразумевает зависимость от электричества.
- Для закрытого типа требуется бак большого объема.
- Без автоматики достаточно трудно регулировать температуру и давление.
- Если планируется использовать принудительно, требуется установка насоса.
Основные нюансы настройки и запуска
Схема подключения системы отопления заключается в установке котла в вентилируемом помещении. На выходе монтируют узел безопасности с манометром, воздухоотводчиком и клапаном сброса давления. Далее подсоединяют циркуляционный насос с производительностью примерно 40 л в минуту для дома площадью 200 м 2 . Подиум для оборудования облицовывают негорючим материалом, содержащим асбест. Рядом монтируют расширительный бак. В соответствии со схемой разводки делают сквозные отверстия для труб и устанавливают запорную аппаратуру.
На следующем этапе требуется заполнить систему. Перед процедурой нужно проследить, чтобы качество теплоносителя соответствовало требованиям. Воду лучше подвергнуть предварительной очистке, антифриз подготавливают заранее. Важно не забыть промыть трубопровод, устранить накипь и грязь из радиаторов.
Чтобы закачать носитель для обогрева частного дома, необходимо проверить состояние вентилей для слива и кранов Маевского, они должны быть закрыты до упора. Вода подается под небольшим давлением, чтобы равномерно удалить воздух. В процессе убирают кислород из радиаторов. Как только закончится поступление носителя, нужно приступать к повышению давления, следя за показателями манометра. При отметке в 2 атмосферы воздух стравливают посредством кранов Маевского, затем снова начинают нагнетание. Закачать жидкость нужно до того момента, пока она не польется из перелива.
Заполнить оборудование с котлом и насосом при отсутствии централизованной подачи нужно таким образом: нагнетательный шланг присоединить к сливному патрубку, чтобы получилась прямая магистраль от скважины к вентилю. Все краны открывают для выхода воздуха, что позволяет закачать необходимое количество жидкости.
Если насос не предусмотрен, шланг поднимают на высоту 20 метров, через него придется заполнить контур отопления. Такой способ помогает создать водяное давление в 1,5 атмосферы. Резьбовое соединение, на котором крепится расширительный бак, убирают, чтобы подготовить воронку для трубопровода. После полной закачки его возвращают на место. В процессе необходимо следить за манометром.
В завершение работы включают оборудование, чтобы понять, правильно ли произведено заполнение и подобрано давление. Если была допущена ошибка, радиаторы останутся холодными, вода потечет из бака, в батареях будут слышны характерные звуки: бульканье, постукивание.
Система отопления в частном доме закрытого типа предполагает естественную или принудительную циркуляцию, вертикальную разводку магистрали. Чтобы достичь оптимального температурного режима в помещениях, важно грамотно провести настройку и запуск техники, подготовку носителя, его правильную закачку. Благодаря хорошо выполненной работе, радиаторы прогреются моментально, и система будет функционировать без перебоев.
