Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией
Сегодня наблюдается возврат интереса инженерного сообщества к такому инструменту теплоснабжения как однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией в многоэтажном и индивидуальном строительстве. В начале 90-х годов она была отвергнута отечественными инженерами-теплотехниками после трех десятков лет безальтернативного и повсеместного преобладания в зданиях любой этажности и назначения. Традиционное, принципиально неуправляемое однотрубное отопление не вписывалось в концепцию энергоэффективного жилья, и в последние два десятилетия повсеместно вытеснялось двухтрубным. Но современные однотрубные конструкции соединяют свои традиционные достоинства (гидравлическую устойчивость, экономичность) с возможностью регулирования отопительных приборов, как в двухтрубных аналогах.
Традиционная «обвязка» радиатора при однотрубном отоплении
Если вы проживаете в многоквартирном доме постройки советского периода, то взгляните на подключение батареи. Из потолка выходит вертикальная труба, отгибаемая в горизонтальное направление и заходящая в верхний коллектор отопительного прибора. Из нижнего коллектора выходит вторая горизонтальная труба, отгибаемая вертикально вниз и проходящая сквозь пол на нижний этаж. Между горизонтальными трубами приварен вертикальный замыкающий участок – байпас. Это и есть вертикальная однотрубная система с боковым подключением батарей.
Чугунная батарея с боковым подключением.
Особенности эксплуатации традиционного однотрубного отопления
Типовые схемы вертикальных однотрубных стояков показаны ниже
Вертикальные однотрубные стояки.
На «обвязке» батарей в советское время устройства регулирования не устанавливались. Первые по ходу течения воды приборы нагреты сильнее последних. Температурный перепад в батареях расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄N, где N – число этажей. По однотрубным стоякам принудительно циркулирует в N и 2N раз больше жидкости, чем по двухтрубным, причем 80 % ее объема протекает по байпасам.
Такая нерациональная (с точки зрения затрат электроэнергии на перекачку жидкости) конструкция применялась из-за ее предельной простоты и экономичности. Низкая цена электроэнергии, удерживаемая по политическим соображениям, не стимулировала ее экономию при принудительной циркуляции избыточного объема теплоносителя.
Однотрубные теплосистемы гидравлически весьма устойчивы и малочувствительны к несанкционированным заменам радиаторов или наращиванию числа их секций. Отключение отдельных батарей почти не изменяет теплоотдачу остальных приборов. Ведь вода в основном проходит по байпасам. А вот двухтрубные теплосистемы при этом обязательно разбалансируются.
Новые однотрубные теплосистемы многоквартирных домов
Российские новостройки оборудуются однотрубными радиаторными узлами с термостатическими клапанами (термостатами). Выглядят они как показано на фото ниже.
Радиаторный узел с термостатом.
Такие теплосистемы на 30–40 % дешевле своих двухтрубных аналогов, обладают высокой гидравлической устойчивостью. Но обеспечивают ли они уровень комфортности эксплуатации двухтрубных схем, определяемый следующими составляющими:
- автоматическим режимом стабилизации заданной температуры в каждой комнате;
- общей экономией энергии в теплосистеме;
- возможностью скрытой прокладки труб;
- поквартирным учетом тепла.
Оценим однотрубный вариант отопления по этим критериям.
Местная автоматическая стабилизация температуры
Однотрубный регулируемый радиаторный узел с проходным (а) или трехходовым (б) термостатическим клапаном на верхней подводке.
Регулируемый радиаторный узел вертикального однотрубного отопления может быть выполнен с проходным (рис.а) или трехходовым (рис.б) термостатическим клапаном (термостатом). Узел обвязки разветвляет теплоноситель на два потока: через прибор и через байпас. Диаметры плунжера клапана термостата и отверстия для прохода жидкости выполняются максимальными. Термостат не засоряется при загрязненном теплоносителе и обеспечивает его свободный проток (при полном открытии). Несанкционированная замена радиатора, сопровождающаяся удалением термостата, не ведет к разбалансировке всей теплосистемы, как в двухтрубном варианте.
Если температура комнатного воздуха превысит заданную, то клапан закроется (перейдет в режим минимум), направляя жидкость по байпасу мимо радиатора. Закрытие (минимальное открытие) клапанов всех термостатов данного стояка увеличивает долю теплоносителя, проходящего по байпасам, с 80 % до 90 %, одновременно уменьшая проток через радиаторы, т.е. без изменения общего расхода.
Экономит ли однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией энергию?
В двухтрубном варианте отопления теплоэнергия напрямую экономится. При перегреве помещений термостаты уменьшают расход теплоносителя через отопительные приборы, одновременно уменьшается его проток по стоякам, т.е лишний его объем по трубам не циркулирует.
В однотрубной теплосистеме с термостатами при перегреве помещений (когда закрываются их клапаны) общая принудительная циркуляция жидкости не снижается – она просто не попадает в батареи, и, соответственно, не остывает в них. Теплоэнергия здесь не экономится, но и не расходуется понапрасну, оставаясь в стабильном объеме нагретого теплоносителя. Но его температура в «обратке» повышается, что ведет к росту потерь в трубопроводах. Впрочем, в теплопунктах многоквартирных домов от «обратки» запитан теплообменник ГВС (при его наличии), в котором вода остывает перед возвращением в котельную.
Скрытая прокладка труб при однотрубном отоплении
При скрытии труб в стенах используется теплоизоляция для труб отопления повышающая эффективность такой прокладки. Ниже показан общий вид прокладки скрытых однотрубных стояков и горизонтальных подводок от них к радиаторам в нишах.
Схема скрытой прокладки однотрубной системы.
Для устройства квартирного учета тепла при наличии в доме двухтрубных вертикальных стояков можно использовать горизонтальную однотрубную разводку квартирного отопления со скрытой прокладкой труб под полом или за декоративным плинтусом.
Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов
В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.
Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.
Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.
Варианты однотрубного отопления частного дома
Ниже показана простейшая схема с нижним подключением радиаторов.
Типовая однотрубная теплосистема частного дома.
Система относится к открытому типу – ее расширительный бачок 3 связан с атмосферой. Патрубок переливной 2 служит для выхода воздуха и слива воды при первичном заполнении схемы. Выше показана однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает циркуляционный насос 4, установленный на «обратке» перед котлом. Это обусловлено тем, что температура жидкости в «обратке» ниже, чем в «подаче», а работа насоса при более низкой температуре перекачиваемого теплоносителя просто увеличивает его срок службы.
Предусмотрен подвод сетевой воды через фильтр 12 и вентиль подпитки 11 (через них производится и первичное заполнение системы). Сливают воду (для ремонта и по завершении отопительного сезона) через вентиль 5 и канализационный слив 10 при закрытом вентиле 11.
Применено нижнее подключение радиаторов 7, т.е. к трубам присоединены только их нижние коллекторы, а выходы верхних заглушены. В байпасы установлены устройства (обозначены на схеме литерой «а») для регулирования расхода (игольчатые вентили), но возможна и более простая схема без них. Она показана ниже и называется «ленинградской».
Схема «ленинградской» однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией.
В ней замыкающие участки 14 являются байпасами в чистом виде без запорной или регулировочной арматуры с диаметром меньше основного трубопроповода. При этом часть потока через батареи увеличивается, но и остывает он быстрее, поскольку в общий поток по ходу его течения подмешивается больше остывшей воды. В частных домах на это идут, чтобы снизить общий ее расход (и соответственно потребление электроэнергии насосом 4 на принудительную циркуляцию), а также поднять теплоотдачу батарей, хотя прогреваются они весьма неравномерно.
Возможен вариант диагонального подключения отопительных приборов, как показано на схеме ниже.
Однотрубная система с диагональным подключением радиаторов.
Здесь неравномерность прогрева батарей в цепочке сохраняется (и даже становится выше), но теплоотдача каждой из них повышается на несколько процентов за счет интенсивного обтекания их водой при одновременном наличии принудительной и естественной циркуляции. Ведь температура ее на входе в верхний коллектор на несколько градусов выше, чем на выходе из нижнего, за счет охлаждения в самом приборе. Поэтому возникают условия для естественной циркуляции воды через батареи (как в соответствующих системах без насосов). Замкнуться этому потоку не даст давление в байпасе 14, но подниматься вверх до вентилей 13 он будет довольно интенсивно.
buildip.ru
Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией
Определить лучшую схему разводки для отопления своего дома подчас сложнее, чем выбрать подходящий котел или радиаторы. От способа подключения, распределения труб и теплоносителя зависит продуктивность обогрева, экономичность монтажа и эксплуатации. В данном случае рассмотрим однотрубную схему подключения, которая идеально подойдет для средних по размеру одноэтажных домов. В качестве основы будет взята однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией воды и нижней разводкой труб, как наиболее практичное решение.
В чем особенность однотрубной системы отопления
Котел с радиаторами формирует замкнутую циклическую систему, эффективно транспортирующую тепло от сжигания топлива или расхода электричества воздуху и предметам в отапливаемом помещении. Однотрубная система отопления позволяет реализовать этот контур с минимальной затратой материалов и по самому малому маршруту.
Схема подключения
Даже у самой простой однотрубной системы есть несколько вариантов подключения радиаторов и установки необходимого оборудования. Выбрать подходящую проще всего исходя из планировки дома и количества используемых радиаторов.
Для домов и дач с одной или двумя отапливаемыми комнатами
Для разводки используется труба одного сечения, не используются тройники. Труба от котла подсоединяется к расширительному баку, группе безопасности и идет сразу к первому радиатору. Далее радиаторы последовательно соединяются между собой, а от последнего ведется линия обратно к котлу. Перед врезкой в котел устанавливается циркуляционный насос и отвод для заполнения слива теплоносителя. Как выбрать циркуляционный насос, читайте тут.
Теоретически у такого подключения сильный недостаток в том, что последний в ряду радиатор всегда холоднее. Однако за счет небольшого числа теплообменников и наличия циркуляционного насоса нивелируется разница в температуре. Если котел подобран с точности по теплопотерям даже для самого холодного периода в году и с необходимым запасом, то разница в нагреве первого и последнего радиатора будет максимум в 3-5 оС.
Радиаторы следует подключать по диагонали или с нижним подключением. В первом случае будет максимальный КПД, во втором он хоть чуть ниже, зато трубы можно спрятать из виду.
Для домов площадью свыше 60 м2 или с тремя комнатами и более
Последовательное соединение радиаторов уже не подойдет. Крайний в линии радиатор даже при принудительной циркуляции будет заметно холоднее или придется выбирать котел с внушительным запасом и естественно прожорливостью. К этому добавляется повышенный риск образования воздушных пробок и повышение общего гидродинамического сопротивления контура. В итоге КПД системы упадет на непозволительные 15-20%.
Решить проблему помогут байпасы, установленные на каждом радиаторе. При этом ограничивать себя только боковым подключением и перемычками не нужно. Использовать предстоит трубы трех размеров, чтобы добиться оптимальной работы контура.
От котла отводится труба большего размера к группе безопасности и расширительному баку.
Далее труба прокладывается по периметру здания, охватывая все отапливаемые помещения. В местах для установки радиатора врезается последовательно:
- Тройник с шаровым вентилем на отводе.
- Участок трубы среднего диаметра.
- На участке с заушением устанавливается регулирующий клапан (опционально).
- Снова тройник с шаровым вентилем на отводе.
К вентилям на отводах подключаются радиаторы. Таким образом:
- Теплоноситель быстро проходит по всему контуру, не теряя существенно свой нагрев.
- Вода в радиаторы поступает за счет зауженного участка байпаса. Если установлен регулирующий клапан (игольчатый вентиль), то дополнительно можно регулировать количественно проходимый через радиатор объем теплоносителя.
- При необходимости радиаторы отключаются поодиночке, не замедляя и не ухудшая работу контура отопления.
Такое подключение для одноэтажных домов можно мело назвать самым практичным, экономичным и, главное, комфортным. Следует только не забыть про установку кранов Маевского на каждом радиаторе.
Главное преимущество однотрубной разводки с общей трубой контура – в ее приспосабливаемости как к естественной, так и принудительной циркуляции. Если вдруг электричество долго нет, и не справляется даже блок бесперебойного питания, можно попросту исключить насос из контура и теплоноситель будет самостоятельно циркулировать, но, естественно, с меньшей эффективностью.
Чтобы использовать естественную циркуляцию, потребуется:
- Сформировать разгонный коллектор. От котла труба поднимается строго вверх и на уровне примерно 2,5-3 метра разворачивается в сторону первого радиатора, опускать ее нужно уже с пологим уклоном, например 70-75 градусов.
- Общий объем теплоносителя придется повышать, так как трубы подбираются по верхнему допустимому пределу, чтобы снизить гидродинамическое сопротивление.
- Циркуляционный насос устанавливается с байпасом, притом последний должен продолжать общую трубу контура без заужения или поворотов. Фактически насос подключается параллельно участку трубы с помощью тройников и запорной арматуры. Так его можно будет быстро исключить из работающего контура.
- Разгонный коллектор не займет много места, создаст дополнительное давление и напор под действием сил гравитации и перепада температур теплоносителя. В то же время насос не будет мешать естественной циркуляции, если его выключить и перекрыть вентили на его подводке.
Выбор радиаторов
Для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией подойдут любые типы радиаторов с нижним или диагональным подключением. Использовать боковое включение в принципе возможно, но не эффективно и повлечет за собой перерасход материалов, повышение сопротивления контура.
Оптимальный вариант – это алюминиевые радиаторы при хорошей подготовке теплоносителя. Это должна быть чистая фильтрованная вода, желательно дистиллированная без примесей. Хорошо себя зарекомендовали стальные панельные радиаторы. Использовать биметалл или медные теплообменники слишком накладка при том, что существенного прироста КПД они не дадут. А высокие показатели стойкости к коррозии давлению попросту не нужны в автономной системе отопления.
Подробнее о преимуществах и недостатках различных типов радиаторов читайте здесь.
Подбор диаметра труб
О выборе труб по материалам и расчет диаметра – это отдельная обширная тема, уже освещенная в этой статье. В расчетах учитывается мощность отопительной системы, котла и радиаторов. Сопротивление контура и способ разводки. Необходимо получить оптимальную скорость течения воды на уровне 0,5-1,5 м/с. В конечном итоге прийти необходимо к одному из стандартных размеров трубы и одному типу материала.
Если говорить об однотрубной разводке с подключением до 5-6 радиаторов и принудительной циркуляцией, то в качестве основной трубы подойдет диаметр в 1 дюйм, для байпаса радиаторов – ¾ дюйма, подвод радиаторов согласно технической документации к теплообменникам. Такой набор позволит реализовать комбинированный тип циркуляции и при этом минимальное сопротивление контура.
Установка насоса, группы безопасности, расширительного бака
Группа безопасности по определению в закрытой системе отопления устанавливается как можно ближе к котлу, но при этом в верхней точке контура. Участок трубы от котла к группе должен выполняться с максимально установленным диаметром канала и минимумом колен, разворотов и т.п. Даже если используется колено или тройник, то перед группой формируется ровный участок не менее 15 см для устранения турбулентных потоков.
В группу безопасности входя:
- Манометр для контроля давления в контуре.
- Предохранительный (взрывной) клапан.
- Автоматический воздухоотводчик.
Желательно использовать готовое решение, в котором все необходимые элементы установлены на единую консоль. Важно, чтобы после установки воздухоотводчик находился в самой высшей точки контура.
Циркуляционный насос достаточно установить в разрыв обратной трубы идущей от последнего радиатора к холодному вводу котла. Однако при этом невозможно добиться естественной циркуляции воды, а демонтаж насоса в обязательном порядке требует остановки системы отопления. Лучше использовать схему подключения насоса с байпасом, имеются готовые решения под различные диаметры коллекторной трубы и расстояния между фитингами для подсоединения самого насоса.
Выглядит блок установки насоса, как показано на рисунке. Ровный участок трубы формирует байпас и подключается в разрыв обратной линии к котлу. Два отвода закрываются шаровыми вентилями. С одной стороны устанавливается фильтр грубой очистки. Строго оговаривается направление включения узла так, чтобы фильтр располагался перед насосом.
Расширительный бак мембранного типа можно устанавливать практически в любом месте между котлом и радиаторами. На обратной линии на него будет воздействовать меньшая температура теплоносителя, при этом будет возможность оптимизировать напор и давление в контуре, просто установив его непосредственно перед насосом. В некоторых случаях для газовых котлов рекомендуется устанавливать бак сразу после группы безопасности.
Монтаж подводки
Никаких особых требований к способу прокладки труб для однотрубного подключение нет, и не может быть, за исключением одной рекомендации: число поворотов, колен и фитингов следует свести к минимуму, как и протяженность контура в целом.
Если предполагается задействовать естественную циркуляцию в случае отсутствия электроэнергии, то крайне невыгодно использовать фитинги и запорную арматуру с заужением канала. Для металлопластиковых труб это фактически приговор, так как фитинги для них всегда с уменьшением сечения. В качестве запорной арматуры следует использовать шаровые вентили.
Если же все будет опираться только на принудительную циркуляцию, то подойдет и металлопластик с возможностью закрыть его в стены или стяжку и любые другие по материалу трубы.
Несколько общих рекомендаций:
- Для твердотопливных котлов участок от горячего вывода длиной 1-1,5 метра должен выполняться обязательно стальной или медной трубой, а после уже монтировать переходник с металла на пластик, предупреждая перегрев полимеров.
- Контролировать нагрев желательно на каждом радиаторе в отдельности, устанавливая терморегулирующие клапаны, чтобы температура теплоносителя в контуре поддерживалась стабильно высокая. Так легче сохранить равномерное распределение тепла по системе без перепадов между началом и концом контура.
Интересные материалы нашего портала
www.domskotlom.com
диаметр труб, схема, фото, видео, отзывы
Самым распространенным типом отопления в нашей стране является газовое. Для его оборудования используется котел (теплогенератор) с горелкой, подогревающий воду (теплоноситель) в системе. Далее вода поступает в радиаторы, отдавая энергию в отапливаемое помещение, после чего в остывшем виде возвращается в котел.
Чтобы обеспечить движение жидкости по магистральным трубам от источника тепла к потребителям, оборудуется система отопления с принудительной циркуляцией. Основным ее отличием от естественной циркуляции является наличие водяного насоса, периодически подключающегося к транспортировке теплоносителя по трубопроводу.
Эффективность монтажа
Главным недостатком систем с естественной циркуляцией принято считать относительно небольшой напор в трубопроводах. Такое положение дел обеспечивает высокую степень инертности, поэтому прогрев дальних по тепловой цепи комнат осуществляется дольше. Исправить положение удается с помощью монтажа в магистраль циркуляционного насоса. Он обеспечивает скорый проход разогретого теплоносителя даже к самым дальним участкам.
Повысить эффективность работы схемы отопления с принудительной циркуляцией удастся в том случае, если будут учтены текущие параметры:
- диаметр магистральных труб;
- выходная мощность котла;
- количество радиаторных секций для каждой комнаты;
- скорость перемещения жидкости, которую обеспечивает циркуляционный насос.
Например, для расчета мощности котла понадобится сложить мощность каждого радиатора или секций из них. Если в системе предусмотрено 6 радиаторов по 3 кВт, то понадобится котел с выходными параметрами 18 кВт (6х3=18).
Выбирать для систем отопления с принудительной циркуляцией диаметр труб можно немного меньше, чем для гравитационных систем. При этом тепло пойдет равномернее по радиаторам, и не будет необходимости в наращивании секций для дальних комнат.
Также снизится потребление топлива в данных системах, что скажется позитивно на энергоэффективности и понизит сумму в счетах за услуги.
Необходимо учесть, что перемещение теплоносителя в системах с принудительной циркуляцией происходит в четко установленном направлении, при этом снижаются тепловые потери. Когда удастся правильно отрегулировать перемещения теплоносителя в единицу времени, то получится взять под контроль объем формируемого системой тепла.
Плюсы и минусы разводки
Данная система имеет ряд позитивных качеств:
- для однотрубной или двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией нет разницы в применяемом диаметре труд для магистралей;
- применение во время монтажа трубопровода с меньшим диаметром позволит сэкономить средства;
- за счет того, что в узлах отсутствует значительный перепад температур, увеличивается срок службы всех элементов;
- в отличие от естественной циркуляции удастся провести регулировку температурного режима для каждой комнаты в отдельности.
Необходимо учитывать и недостатки:
- работа насоса вызывает некоторый шум в эксплуатационном режиме;
- так как функционирование насоса зависит от наличия электроэнергии, то такой аспект делает систему уязвимой;
- поломка водяной помпы приводит к выходу из строя всей системы.
Популярные монтажные схемы
Кроме того, что бывают открытые и закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией схема, они могут дифференцироваться по количеству магистральных труб:
- однотрубные схемы;
- двухтрубные схемы.
Различия заключаются в количестве используемого материала, а также в применяемых тройниках, кранах, вентилях и пр.
Однотрубные схемы
Данный вариант имеет две разновидности: горизонтальную и вертикальную схему. В первом случае актуально ее применять для одноэтажных строений. Радиаторные секции располагаются последовательно. Фактически теплоноситель, проходя по всей полости первого радиатора, попадает во второй, проходит по нему и так далее, не пропуская ни одного блока на своем пути.
Схема системы отопления с естественной циркуляцией
В некоторых схемах предусмотрены байпасы, помогающие регулировать подачу теплоносителя в радиаторы. Через них пускается частично поток, минимизируя его прохождение через радиатор.
Насос в данном случае окажется весьма актуальным, так как это позволит равномерно распределить тепло по всему трубопроводу, снижая потери за счет скорости движения.
Наиболее характерным образчиком однотрубной системы является «ленинградка», принцип которой как раз и заключается в последовательном движении теплоносителя по магистрали.
Огромным недостатком такой системы является неравномерная температура в комнатах – в самой ближней к котлу всегда жарко, в самой дальней – всегда холодно. Монтировать ленинградку удобно только в том случае, когда речь идет о небольшом 1- или 2-комнатной доме.
Вертикальная однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией обеспечивает поднятие теплоносителя по стояку в максимальную точку, от которой предусмотрено перераспределение по спуску к потребителям тепла (радиаторам). Вывод радиаторов делается для каждого этажа. На этих уровнях уже используется горизонтальная разводка.
С этой статьей читают: Ленинградка — система отопления частного дома
Двухтрубные схемы
Для данного типа также характерно применение вертикальной и горизонтальной разводки. Последняя делится на такие разновидности:
- попутная;
- тупиковая;
- коллекторная.
Первая отличается наличием одинаковых контуров, позволяя легко регулировать процесс. Недостатком является значительное увеличение длины магистрали.
Вторая – является наиболее простым вариантом, но у нее тяжело проконтролировать температурный режим. Каждый радиатор имеет собственный контур, соответственно для наиболее удаленных потребителей нужна самая длинная труба.
В коллекторной используется для каждого радиатора индивидуальный трубопровод с теплоносителем. При этом обеспечена максимальная равномерность распределения тепловой энергии. Минусом является сложность монтажа и значительное количество материалов.
Обязательным элементом системы является экспанзомат (расширительный мембранный бак) предназначенный для компенсации давления. Объем горячей воды по сравнению в холодной больше на 3-5%. Этого недостаточно, чтобы разорвать трубу или радиатор, но и движение по системе существенно затруднит. Экспанзомат как раз и предназначен для того, чтобы компенсировать давление в магистрали.
С этой статьей читают: Какое давление должно быть в расширительном бачке
Правильный выбор насоса
Главными качествами для циркуляционного насоса в системе принудительной подачи отопления являются следующие факторы:
- надежность в эксплуатации;
- простота в обслуживании;
- максимальная энергоэффективность.
Отдельно стоит отметить автономность, когда насос сможет работать и без электропитания. Наиболее функциональным в этом отношении будет насос циркуляционный 12 вольт с аккумуляторной батареей.
Для каждого дома выбирается согласно расчетам аппарат с необходимой мощностью и напором:
- до 240 м3 – напор 0,4 атм, мощность 3,5 м3/час;
- до 340 м3 – напор 0,6 атм, мощность 4,6 м3/час;
- до 740 м3 – напор 0,8 атм, мощность 10,5 м3/час.
Кроме физических параметров насоса необходимо учитывать общие характеристики системы. В расчет берутся следующие критерии:
- материал, из которого сделаны магистральные трубопроводы;
- диаметр магистралей;
- общая длина системы;
- общее количество радиаторов;
- тип топлива, используемый для обогрева котла.
После монтажа системы необходимо исключить ее завоздушивание.
Для закрытых систем проводится опрессовка, а для удаления воздуха из открытых систем используются краны Маевского. Это особенно актуально для владельцев квартир в многоквартирных домах, отапливающихся посредством централизованной системы теплоснабжения.
Кран Маевского
В период отсутствия отопления воздух из теплоносителя постепенно скапливается в верхней части радиаторов. И если вопрос с катализацией коррозии в данном случае второстепенен, то проблемы с движением теплоносителя налицо. При запуске отопления воздушные пробки закупоривают проходы, в результате чего горячая вода не может двигать по системе. Для избавления от таких пробок достаточно спустить воздух краном Маевского в верхней точке стояка. Как правило, в многоэтажках отопление поступает сверху, вот на верхнем этаже и нужно ликвидировать воздушные пробки.
ВИДЕО: Естественная / принудительная циркуляция системы отопления
www.portaltepla.ru
Отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы
Содержание статьи:
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
Отопление с естественной 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 трубопроводов. 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 гравитационное отопление. 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
Насосная группа для отопления
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
Однотрубная система отопления
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
Виды двухтрубной системы отопления
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.
Насосный узел с обходным каналом
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
Коллекторная схема отопления
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
Подробная схема отопления дома
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.
Пример программы по расчету отопления
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
Пример скрытого монтажа коллекторного отопления
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:
strojdvor.ru