Система отопления с принудительной циркуляцией: для двухэтажного дома, диаметр труб, закрытая схема и открытая

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.

Как правильно провести отопление в частном доме – схема с насосом

Чтобы система с принудительной циркуляцией теплоносителя оказалась работоспособной, требуется соблюсти несколько важных требований:

1. Рассчитать диаметр трубопровода.
2. Подобрать наиболее подходящие трубы для отопления.
3. Высчитать параметры необходимого давления.
4. Обеспечить работоспособность схемы при отключении электричества и обезопасить ее от возникновения аварийных ситуаций.

Только выполнив все требования, можно обеспечить достаточную теплоэффективность системы.

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.

Рекомендуемый диаметр труб рассчитывается по следующей формуле:
D = √354•(0,86•Q/∆dt)/V

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.

Подставив значения в формуле, можно получить приблизительный диаметр трубопровода для системы с принудительной циркуляцией. Если самостоятельно сделать вычисления достаточно сложно, помогут он-лайн калькуляторы.

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:

• Система отопления с принудительной циркуляцией с расширительным баком открытого типа. Бак устанавливается в самой верхней точке системы отопления, обычно на подаче теплоносителя.
  В емкость устанавливают четыре патрубка разного назначения. По расширительному клапану происходит движение теплоносителя. Сигнальный отвечает за контроль объема поступающей жидкости и самостоятельное удаление ее из системы. Через переливной, теплоноситель удаляется ручным способом. Есть еще циркуляционный патрубок, для обогрева расширительного бака, устанавливаемого в неотапливаемом помещении.
  Расширительный бачек в открытой системе отопления ставится выше, чем трубы, радиаторы и другие узлы отопления.
• Система закрытого типа с мембранным баком – емкость устанавливается на обратке, непосредственно возле водогрейного котла. Расширительный бачок, при принудительной циркуляции воды, должен быть установлен в горизонтальном положении, выходящими патрубками вниз. Положение связано с использованием в конструкции азота. Необходимо, чтобы полость, наполненная газом, была расположена вверху бака.
  Со временем, в мембране появятся микротрещины, через которые будет просачиваться газ, что приведет устройство к выходу из строя. А при правильном расположении, бачек будет продолжать работать еще какое-то время.

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:

1. Проведение ремонтных работ.
2. Использование открытого расширительного бака.
3. Протечка труб.
4. Плохо загерметизированные стыки трубопроводов.
5. Неправильное заполнение замкнутой системы теплоносителем.

Чтобы устранить проблему, предпринимаются следующие шаги:

• Монтаж воздухоотводчиков – некоторые циркуляционные насосы уже имеют встроенные автоматические клапаны удаления воздуха. Дополнительно устанавливают клапаны для сброса в верхних точках системы, или на подающей трубе к расширительному баку открытого типа.
• Установка кранов Маевского – удалить воздух из системы отопления с помощью данных приспособлений достаточно просто. По мере заполнения водяного контура, краны открываются и через них стравливается воздух. В современных радиаторах, клапаны присутствуют в базовой комплектации.
• Монтаж группы безопасности – еще один эффективный способ решения вопроса. В системе присутствует клапан сброса давления, манометр и воздухоотводчик.
• Уклон труб при монтаже автономной системы отопления в сторону отведения воздуха, против циркуляции. Такие уклоны обычно предусматривают только при верхнем подключении двухтрубной системы. В конце верхней трубы устанавливают емкость для сброса воздуха.

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.
{banner_downtext}
Существует несколько способов решения данного вопроса:

• Установка байпаса – суть этого способа сводится к изготовлению запасного пути для циркуляции теплоносителя. На обратке отопления устанавливаются два отсекающих крана, обводное колено с установленным циркуляционным насосом. Пока есть электричество, краны закрываются и движение осуществляется не напрямую, а через насос. После отключения напряжения, вентили открываются, и циркуляция продолжается естественным способом. Чтобы предотвратить рециркуляцию при таком решении, требуется установить обратный клапан на подающем трубопроводе, сразу после котла.
• Автоматический сброс давления – в некоторых котлах группа безопасности устанавливается по умолчанию. Если дополнительно выбрать насосное оборудование с встроенным клапаном сброса давления, можно обеспечить полную безопасность системы при отключении электричества.
• Установка источника бесперебойного питания (ИБП). В зависимости от выбранного модуля, автономное электроснабжение, достаточное для работы насосного оборудования и автоматики котла, будет осуществляться от нескольких часов до 1-2 суток. Станции автоматически отключаются при возобновлении подачи напряжения.

О том, как подобрать все необходимое оборудование, подробно описано: «Циркуляционный насос для отопления дома» и «ИБП для циркуляционного насоса».

Однотрубные системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией: основные отличия

Способ циркуляции горячей воды в системе определяет её тип: принудительный или естественный. Система отопления с принудительной циркуляцией работает за счет насоса, который устанавливается в обратной части магистрали перед входом в котел. Циркуляционный насос создает оптимальный уровень давления, благодаря которому температура горячей воды сохраняется на всех участках системы.

Отопление с естественной циркуляцией использует физические свойства воды. Горячая жидкость, имеющая меньшую массу и плотность, поднимается по трубам, попадая в радиаторы. В это время более тяжелая холодная вода попадает в котел, где снова нагревается. Преимуществом отопления с естественной циркуляцией является бесперебойная работа системы, не зависящая от подачи электричества.

Основным недостатком, в связи с которым тип отопления с естественной циркуляцией не получил широкого распространения, является ограниченность длины системы. Протяженность контура, при которой система будет работать оптимально, не должна превышать 30 метров. Установка системы с естественной циркуляцией возможна только при использовании маломощного котла, тяги которого будет хватать для отопления небольших помещений.

В системе с принудительной циркуляцией за движение теплоносителя по трубам отвечает насос, который устанавливается поблизости от котла

Применение естественной циркуляции в больших одноэтажных домах становится невозможным также по причине требования к уклону магистральной трубы. Минимальным уклоном является 3-5 градусов. Это значит, что на каждый метр трубы необходимо осуществить перепад высоты в 5-7 см.

Важно! В случае с принудительной циркуляцией уклон трубы будет гораздо меньшим. С помощью насоса горячая вода будет равномерно распределяться по системе, имеющей перепад высоты в пределах 0,5 см на каждый погонный метр трубы.

Помимо этого, принудительная циркуляция позволяет решить следующие вопросы:

• обеспечение полного контроля над рабочими процессами в системе отопления;
• применить более простую нижнюю разводку системы (при естественной циркуляции возможна только верхняя разводка);
• увеличить протяженность отопительного контура.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может быть переоборудована в сеть с принудительной подачей воды.

Виды внутридомовых отопительных контуров с насосом

Высокие теплотехнические характеристики — одна из основных причин популярности сети с механическим движением теплоносителя. Наличие электронасоса позволяет реализовать различные схемы. Выбирается подходящий вариант с учетом сложности проектирования, монтажа и будущей эксплуатации. Учитывается также количество необходимых стройматериалов и внешняя привлекательность контура.

Однотрубная отопительная система с электронасосом

Этот вариант разводки отличается следующими преимуществами: 

• эстетическая привлекательность; 
• простое выполнение монтажных работ; 
• возможность сэкономить стройматериалы.

Монтаж однотрубного теплоконтура позволяет сэкономить трубную продукциюhttps://eco-kotly.ru/wp-content/uploads/b/d/c/bdc18c9a0d1d95ffd973368ff16e7a46.jpg

Однотрубный вариант отопительного контура также обладает недостатками. Одним из его минусов является необходимость точного вычисления диаметров труб и мощностной характеристики котлоагрегата. Важно также не ошибиться при расчете других узлов. Кроме того, однотрубный вариант не сможет эффективно обогревать дом с большой площадью. Этот способ отопления также отличается неравномерным прогревом настенных теплообменных аппаратов, когда они смонтированы на разных уровнях строения.

Однотрубная сеть может иметь вертикальную разводку. В таком варианте теплопереносящая жидкость сначала поднимается к самой высокой точке контура и только потом опускается к каждому теплообменнику. Затем она по обратке возвращается в котел, где снова нагревается и весь цикл повторяется.

Вертикальную разводку однотрубной сети нецелесообразно выполнять в доме с одним этажом. Такой вариант актуален для двухэтажных частных зданий.

Выполняется также горизонтальная разводка однотрубной системы. При этом варианте теплообменные аппараты подключаются последовательно. Вода их проходит по очереди. После последнего радиатора она возвращается в котлоагрегат.

Вариант условной схемы горизонтального однотрубного отопленияhttps://xn--80ac1bcbgb9aa.xn--p1ai/wp-content/uploads/6/e/2/6e2543afd7fd5cbbda1ae87fd707ca7e.png

Обвязывают отопительные приборы в контуре из одной трубы следующим образом: 

• верхний патрубок теплообменника соединяется с подачей; 
• к нижнему выходному отверстию на противоположной стороне радиатора подключается труба, которая прокладывается до следующей батареи; 
• два первых действия выполняются на последующих приборах; 
• к выходному патрубку последнего настенного теплообменного аппарата подсоединяется обратка, по которой вода перемещается в теплогенерирующую установку.

Обратите внимание! Однотрубный обогревающий вариант выбирают для домов с максимальной площадью 150 м2.

Двухтрубная отопительная сеть с электронасосом

Эта разновидность разводки представляет собой разветвленную схему. Ее реализация позволяет эффективно обогревать помещения на нескольких этажах. Комфортная температура будет поддерживаться даже на большой площади.

Условная схема двухтрубного теплоконтураhttps://1-teplodom.ru/wp-content/uploads/1/9/a/19a39a549a097b64d374f4c814b4ce79.jpg

Двухтрубная сеть создается путем прокладки подающего и отводящего трубопровода в зданиях с одним и двумя этажами. В жилых строениях нередко устраивается горизонтальный контур из двух труб. Это обычно схема системы отопления в частном доме с принудительной циркуляцией с нижним подключением радиаторов. При реализации данного варианта предоставляется возможность проложить трубопроводы в строительных конструкциях здания. Это обычно полы и стены.

Подключение приборов выполняется путем подвода подачи и обратки к каждому радиатору. Подающая труба соединяется с верхним входным отверстием батареи. Обратный трубопровод подключается к нижнему выходу на противоположной стороне теплообменника. Такая схема позволяет теплоносителю двигаться в приборе по диагонали.

Создается также нижнее подключение теплообменных настенных аппаратов. При реализации этого варианта подача соединяется с отверстием батареи, которое находится внизу. На другой стороне радиатора тоже снизу подключается обратка. Тепловой носитель в теплообменном аппарате сначала поднимается вверх, а потом по всем реберными каналам перемещается вниз и уходит в обратный трубопровод.

Вариант нижнего подключенияhttps://build-experts.ru/wp-content/uploads/2019/04/1-91-1110×740.jpg

Каждый из вариантов подключения радиаторов позволяет обеспечить высокую теплоэффективность. Двухтрубная система гарантирует равномерный прогрев обогреваемых комнат. Ее монтаж выполняют в помещениях разной формы и площади.

Открытая обогревающая система с электронасосом

Этот вариант теплоконтура представляет собой модификацию системы с естественным перемещением теплового носителя. Сама сеть отличается наличием открытого бачка для расширения нагретой воды.

В этот вариант теплового контура устанавливается исключительно энергонезависимый котельный агрегат. Многие современные теплогенерирующие установки не работают, если в системе маленькое давление, так как большинство последних моделей рассчитаны на функционирование при конкретных параметрах. Кроме того, сейчас бытовые котлоагрегаты производятся со встроенным расширительным бачком. Из-за этого они не работают в открытых обогревающих сетях.

Этот вариант теплового контура неспособен отопить большой дом. Тем более он не подходит для зданий в несколько этажей. Ведь в системе с открытым расширительным бачком почти всегда будет недостаточное давление.

Модернизированный открытый контур отопления путем установки насосного оборудованияhttps://avtonomnoeteplo.ru/wp-content/uploads/2020/10/otkrytaya-sistema-sposobnaya-rabotat-s-prinuditeln.jpg

Обогревающая сеть с нижней разводкой и электронасосом

Тепловой носитель подается по трубопроводной магистрали, которая монтируется возле пола. Нижняя разводка может быть создана из одной или двух труб, одна из которых — это подача, а другая — обратка.

При однотрубном варианте нагретая жидкость из котла поступает и отводится из настенного теплообменника по подающей трубе. В этой схеме отсутствует обратный трубопровод. За обратку можно считать участок, который соединяет последний радиатор и теплогенерирующую установку. По нему вода возвращается для повторного нагрева.

При двухтрубном варианте монтируются настенные теплообменные аппараты с нижним подключением. К ним подводится одновременно подача и обратка. Из-за этого возрастает расход трубопроводов при монтаже системы.

Вариант батареи с нижним подключениемhttps://cantexshop.ru/upload/iblock/d3f/d3fed9f1e43a09651ec8804149211745.jpg

Тепловой внутридомовой контур с верхней разводкой и электронасосом

Этот вариант схемы является наиболее эффективным по сравнению с нижней разводкой. Принцип действия данного способа прокладки однотрубной системы заключается в том, что подающая магистраль монтируется возле потолка или по полу чердака. Потом от нее прокладывают стояки в нижнем направлении. К ним уже выполняется подключение теплообменных аппаратов. Если в одном помещении их несколько штук, тогда они соединяются между собой последовательно. Обратный трубопровод начинается только от последнего обогревающего радиатора.

Верхняя разводка двухтрубной системы реже выполняется, так как ее труднее монтировать и эксплуатировать. Ведь необходимо одновременно прокладывать падающую и обратную трубопроводную линию.

Двухтрубный контур с верхней разводкойhttps://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2018/11/5-50.jpg

Действует такая схема следующим образом. Сначала теплоноситель поднимается к верхней точке отопительного контура. Потом осуществляется его разводка по помещениям. При этом трубопроводы закрепляются возле потолка. Обратная магистраль прокладывается по полу. В нее поступает теплопереносящая жидкость, остывшая в настенных приборах. Установка циркуляционного электронасоса осуществляется на обратке непосредственно перед теплогенерирующей установкой.

Главный минус принудительного отопления

Так как отопление дома с принудительной циркуляцией работает только с циркуляционным насосом. Следовательно, такой насос нуждается в стабильной и качественной подаче электричества.

Это является единственным и самым большим минусом отопления дома с принудительной циркуляцией. Например, у вас отключили электричество. Отопления нет. Авария в электрических сетях —  отопления нет. Упало напряжение в сети — насос не выдает номинальной мощности – опять отопления нет.

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.

Определение открытой отопительной системы

Общеизвестно, что между котельной установкой и приборами отопления по трубам циркулирует жидкий теплоноситель, работающий в качестве посредника для передачи тепловой энергии. В отличие от печей, нагревающих воздух вокруг себя напрямую, водяная система способна переносить теплоту на большие расстояния. Это и привело к ее повсеместному внедрению. Простейшая схема открытой системы отопления для одноэтажного дома представлена на рисунке:

Вода, протекающая по трубопроводам, расширяется вследствие нагревания. Образующийся излишек вытесняется в специальную емкость – расширительный бак. Особенность открытой схемы, отличающая ее от других систем – установленный в самой высокой точке бак открытого типа. Простыми словами, емкость, куда вытесняется излишек горячего теплоносителя, напрямую сообщается с атмосферой.

Функционирует схема следующим образом. При повышении температуры объем воды в сети возрастает, соответственно, поднимается ее уровень в расширительном баке. При этом часть воздуха из емкости просто вытесняется в атмосферу через патрубок. Когда в силу разных причин температура падает, снижается и уровень теплоносителя в резервуаре, а воздух извне занимает его место, свободно входя через открытый патрубок.

Примечание. Нельзя путать рассматриваемую схему с таким понятием, как открытая система теплоснабжения. Понятие касается централизованных сетей, из которых теплоноситель безвозвратно отбирается на нужды горячего водоснабжения. При индивидуальном отоплении частных домов и других зданий подобные схемы не применяются.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

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

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

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

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

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

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

Однотрубная схема

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.

Группа безопасности

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.

Основные узлы системы отопления закрытого типа

Обычно при монтаже закрытой системы обустраивают котельную, которая может находиться в доме или отдельно стоящей постройке.

В ней устанавливают котел и рядом с ним размещают все основное оборудование, от которых прокладывают трубопровод к теплообменникам в доме.

Рис. 5 Закрытая отопительная система и ее составляющие

Читайте также:  Какую выбрать систему отопления для своего дома

Трубопроводы

Для подачи теплоносителя используют широкий ряд труб из различных материалов. Лидирующее место в наружном радиаторном отоплении занимает полипропилен со стекловолоконной или алюминиевой армирующей оболочкой, несколько реже используют металлопластик.

Для теплых полов применяют как металлы (медь, гофрированную нержавейку), так и пластики из сшитого и термостойкого полиэтилена, нередко армированные алюминием.

Циркуляционные электронасосы

В качестве насосов для организаций циркуляции теплоносителя в трубах, используют приборы центробежного принципа действия, обладающие наивысшим по сравнению с другими видами коэффициентом полезного действия.

Типовой циркуляционный насос имеет переключатель на 3 положения, позволяющий управлять числом оборотов вала с рабочим колесом. Таким методом добиваются регулирования скорости отопительный жидкости в трубах, что позволяет при необходимости в кратчайший срок прогреть помещения.

Отличительная особенность любого циркуляционника — наличие в центральной части корпуса винта с широкой шляпкой под шлицевую отвертку, предназначенного для спуска воздуха.

Мощность реализуемых в торговой сети циркуляционных насосов может изменяться в довольно широких пределах, от 20 до 500 ватт, типовой агрегат рассчитан на создание напора не более 10 бар. Объемы прокачки у бытовых циркуляционных агрегатов также находятся в широком диапазоне от 1 до 10 м3/час.

Циркуляционный электронасос всегда помещают в линию обратки — в этом случае он работает в среде с более низкой температурой и тем самым увеличивается срок его службы. Также в случае его поломки возникнет менее взрывоопасная аварийная ситуация, чем при размещении этого агрегата на подаче.

Статья по теме:

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления: методы и расчет . В отдельной статье можете более подробно почитать про виды циркуляционных насосов системы отопления, их выбор и монтаж.

Рис. 6 Циркуляционные насосы и их применение

Расширительный бак

Данный прибор предназначен для поглощения избытка жидкости при ее тепловом расширении в результате нагревания.

Для отопительных систем используют отличные от водопроводных расширительные баки из стали, покрытые краской красного цвета. Их выпускают мембранного типа, фиксируя гибкое резиновое полотно между двумя половинами корпуса агрегата. Спереди бака находится резьбовой патрубок для подключения к трубопроводной магистрали, сзади размещен ниппель для закачки воздуха.

Объем расширительного бака подбирают таким образом, чтобы он был равен 10% от общего количества теплоносителя, который включает в себя закрытая система отопления частного дома.

Рис. 7 Расширительный бак – устройство и применение в отопительных контурах

Воздухоотводчики

Воздушные пробки могут парализовать работу любой системы отопления закрытого типа, остановив циркуляцию жидкости в контуре, поэтому важно обеспечить спуск воздуха на всех проблемных участках. Воздухоотводчики устанавливают на радиаторных теплообменниках и обязательно в самой высшей точке системы отопления с принудительной циркуляцией. Также они входят в группу безопасности котла, гидрострелки и коллекторные гребенки теплых полов.

Запорная арматура

При помощи шаровых и вентильных кранов перекрывают поток теплоносителя в трубопроводе. Приборы вентильного типа нередко используют в радиаторных теплообменниках для балансировки батарей с целью выравнивания их температур. Практически вся запорная арматура выпускается из латуни и имеет для соединения с трубопроводом наружную и внутреннюю резьбы.

Рис. 8 Воздухоотводчики – конструкция и примеры размещения

Коллекторные гребенки, гидрострелки

Чтобы подключить к отопительному контуру большое количество теплообменников используют распределительные узлы — коллекторы и гидрострелки.

Обычно гидрострелки, представляющие собой вертикально расположенные объемные баки прямоугольной формы, применяют для разводки большого числа коллекторов или радиаторных теплообменников. Сверху гидрострелки обязательно размещают воздухоотводчик.

Коллекторы — более сложные приборы и состоят из двух распределительных узлов с многочисленными отводами (гребенками) — подающего и обратного. При помощи коллекторов в основном подключают контуры теплых полов, нередко их используют и при лучевой разводке радиаторов.

Коллекторная гребенка позволяет задавать температурные параметры любого теплообменника. Для этого над каждой из подающих гребенок установлен регулируемый расходомер в прозрачном корпусе с отметками и внутренней индикаторной головкой.

Над каждым выводом обратки также находится регулировочный клапан, закрытый защитным колпачком. При необходимости автоматизации задания температурного режима на них устанавливают сервоприводы, которые вращают регулировочные клапаны, и таким образом меняют объем проходящей отопительный жидкости. При уменьшении проходящего по контуру потока отопительный жидкости температура теплообменных приборов падает, а с его увеличением повышается.

Рис. 9 Биметаллические и панельные батареи – внутреннее устройство

Теплообменники

Как отмечалось выше, для теплых полов используют металлические или полимерные трубопроводы, причем первые предпочтительнее в силу более высокой теплоотдачи. То есть, теплоноситель будет проходить по контуру с максимальной отдачей тепла.

В этом отношении полимерный металлопластик эффективнее сшитого и термостойкого полиэтилена и совершенно не подходит для теплых полов толстостенный полипропилен.

Из радиаторов широкой популярностью пользуется теплообменники из алюминия с высокой теплопроводностью. В последнее время их вытесняют с рынка биметаллические изделия, меньше подверженные коррозии из-за отклонений водородного показателя рабочей среды.

Конкуренцию им составляют панельные приборы, однако их коррозионная стойкость, напорные параметры значительно уступают изделиям из алюминия и тем более биметаллов.

Рис. 10 Узел безопасности котлов и примеры его размещения

Контрольные приборы, узлы безопасности

Во многих отопительных системах устанавливают манометры для контроля давления, которое в среднем составляет 1 — 1,5 бара. Также должны присутствовать температурные датчики, которые включают в себя некоторые разновидности коллекторных гребенок.

В верхней точке трубопровода, непосредственно отходящего от котла, обязательно устанавливают группу безопасности, состоящую из 3-х приборов, помещенных в одном корпусе. В состав группы входят воздухоотводчик, спускной клапан, стрелочный датчик давления.

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.

Диаметр труб в принудительной системе

Отопительная система, в которую включен циркуляционный насос, не предъявляет особенных требований к трубопроводу. Для такой схемы не имеет значения, какого размера и состава трубы будут переносить тепло.

Таким образом, можно использовать недорогие модели небольшого диаметра. Это позволит сэкономить приличную сумму при организации отопления. Не следует забывать, что параметры труб берутся во внимание при приобретении циркуляционного насоса.

Важно понимать, с меньшими диаметрами трубопровода в системе с принудительной циркуляцией растет и сопротивление.

Система отопления с принудительной циркуляцией: преимущества, недостатки, виды. Принципы расчета и компенсации системы

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:

• Нет необходимости использовать трубы большого сечения: насос успешно «продавит» теплоноситель.
• В небольших по диаметру трубах содержится небольшое количество теплоносителя. Чем меньше его, тем быстрее его можно нагреть, что снижает инерционность системы. Это значит, что поддерживать температуру можно более точно и тратить при этом меньше энергии, а значит, и отопление будет дешевле.
• Изменяя мощность работы насоса можно изменять количество отдаваемого тепла, что позволяет автоматизировать отопление. Современные водогрейные котлы, которые ставят в системы с принудительной циркуляцией, имеют встроенные насосы. Их работой управляет ими автоматика и вмешательство человека минимальное (например, настенные газовые котлы ).
• Можно смонтировать систему с нижней раздачей, и не нужны уклоны. Главное, чтобы трубопровод был без участков с обратным уклоном (нижняя подача проще монтируется и ее проще спрятать в стены/пол – подводки к радиаторам значительно меньше).

Система автономного отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией (насос встроенный в котле)

Длина системы может быть значительной.

Может параллельно использоваться водяной теплый пол .

Устанавливать расширительный бачок можно в любом месте системы.

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 источник бесперебойного питания 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.

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.