Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Достоинства и недостатки разных видов систем отопления

Рассмотрим плюсы и минусы систем с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

Достоинства системы с принудительной циркуляцией:

  • возможность автоматического управления тепловым потоком от радиаторов: можно задать температуру отдельно для каждой комнаты, и заданный температурный режим будет автоматически поддерживаться;
  • такая система более экономична в плане потребления топлива – как раз из-за возможности автоматического регулирования;
  • можно применять пластиковые трубы вместо стальных, что уменьшит стоимость материалов и монтажных работ;
  • дизайн помещения не портится видом трубопровода, т. к. пластиковые трубы зачастую даже скрывают в стенах.

https://youtube.com/watch?v=tasLQR9J8mU

Недостатки системы с естественной циркуляцией:

  • невозможно автоматическая регулировка теплового режима отопительных приборов;
  • как правило, перерасход топлива;
  • использование труб большого диаметра (чтобы сопротивления потоку теплоносителя были как моно меньше) и только стальных, что обойдётся дороже: и стоимость самих труб больше и при недостаточной квалификации такую систему не собрать самостоятельно;
  • смотрятся толстые трубы в интерьере помещения не очень эстетично;
  • в системе с естественной циркуляцией невозможно использовать бойлер косвенного нагрева;
  • нельзя такую систему использовать с водяными тёплыми полами.

Вот теперь, пользуясь полученной информацией, вы можете решить, по какому принципу будет работать ваша система отопления. После чего можно переходить к проектированию.

Подключение

В двухконтурном отоплении используется одна из трех методик подсоединения батарей: односторонняя, диагональная либо нижняя. Оптимальным методом считается диагональное подключение. Так можно добиться максимальной отдачи тепла от отопительного оснащения (до 98% от номинального значения).

Общая схема разводки труб и подсоединения отопительных приборов, котла и запорных устройств для одно- либо двухэтажного дома может выглядеть так:

  1. При всех отличиях между способами подключения батарей все они используются на практике, но с различными задачами. В частности, подключение по нижнему способу не отличается большой производительностью, но это неплохой вариант, если трубу необходимо разместить под полами.
  2. Скрытую прокладку трубопровода можно применять также в односторонней и диагональной схемах, тем не менее, в данных случаях на виду останутся большие участки трубопровода, которые можно скрыть разве что под облицовкой стен.
  3. Подключение батарей бокового типа практикуется при численности секций, ограниченной 15 элементами – потери тепла в данном случае почти отсутствуют.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

  • с одной трубой;
  • двумя;
  • коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

  • тупиковая;
  • попутная;
  • коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

  • Более равномерный прогрев всего домовладения;
  • Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
  • Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
  • Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Популярные статьи  Установка подрозетников в бетонные стены и тонкие перегородки из гипсокартона

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Варианты разводки схемы с циркуляционным насосом

Существует два способа соединения радиаторов между собой: последовательное и параллельное подключение.

При последовательном подключении батарей друг к другу используется всего одна труба, поэтому эта схема получила название однотрубной. При параллельном подключении одна труба является подающей, а другая собирающей.

Последовательное соединение

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Однотрубная схема экономит материалы, монтажные работы занимают мало времени. К сожалению, нет возможности обеспечить одинаковую температуру в каждом радиаторе, так как теплоноситель движется последовательно.

При большом количестве батарей такой вариант системы становится не работоспособен. Первые потребители получают слишком высокую температуру, а в последние батареи теплоноситель наоборот поступает с недогревом.

Двухтрубная система

Затраты, по сравнению с однотрубной разводкой, значительно выше, но из-за равномерной раздачи по батареям, температура в помещениях совпадает. Гидравлическое сопротивление уменьшается, что отлично сказывается на режиме работы циркуляционного насоса.

Важно! При использовании горизонтальной двухтрубной разводки в батареях задерживается воздух. Образуются нарушения циркуляции из-за воздушной пробки

Для её устранения предусматривают краны Маевского.

Горизонтальная и вертикальная разводка

Вертикальная разводка — это классическая однотрубная схема, при которой горячая вода подаётся на верх многоквартирного дома, проходя оттуда все радиаторы. Такая схема экономит материалы. Поэтому до сих пор используется недобросовестными строителями.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Двухтрубная вертикальная разводка применяется в современных домах, когда горячий стояк (вместе с собирающим) протянут через все этажи и раздаёт теплоноситель каждой батареи по отдельности, поэтому в каждой квартире примерно одинаковая температура.

Такая схема позволяет снизить потери тепла, но отличается большими затратами на трубы.

При отоплении как многоэтажных, так и частных домов используется горизонтальная двухтрубная разводка, иногда называющаяся поэтажной. Отопительные приборы на этаже подключены не последовательно и параллельно, при этом возможно образование воздушных пробок. По этой причине в такой системе необходимо устанавливать запорную арматуру и воздушные краны на каждую батарею без исключений.

Как выбрать модель циркуляционного насоса?

При выборе насосного оборудования обращают внимание на простоту и надежность его эксплуатации, а также на потребление электроэнергии. Помимо этих важных качеств имеет значение мощность насоса и напор

Эти характеристики определяются размерами отапливаемого помещения. Можно ориентироваться на следующие примеры:

  • для домов, площадь которых составляет 250 кв. метров, приобретают насосы с напором 0,4 атмосферы и мощностью 3,5 куб. метра в час;
  • для домов, площадь которых находится в пределах 250-350 кв. метров, приобретают насосы с напором  0,6 атмосфер и мощностью 4,5 куб. м/ч;
  • для домов, площадь которых превышает 350 кв. метров, доходя до 800 кв. метров, приобретают насосы с напором 0,8 атм. И мощностью 11 куб. м/ч.

При более точном подборе циркуляционного насоса для конкретного объекта проводятся расчеты специалистами, учитывающими протяженность всей системы, количество установленных радиаторов и их вид, используемая запорная арматура, диаметр труб, а также материал их изготовления, вид топлива. Более подробно смотрите в статье »Подбор и нюансы установки циркуляционного насоса для отопления ».

Монтаж циркуляционного насоса на байпасе (перемычке) позволяет легко снимать оборудование для замены или текущего ремонта и технического обслуживания

Препятствовать нормальной циркуляции теплоносителя в системе отопления могут воздушные пробки, образующиеся в каждом радиаторе и в местах вертикального подъема трубопровода. Бороться со скоплениями воздуха можно с помощью установки кранов Маевского на каждый радиатор или специальных автоматических воздухоотводчиков. Монтаж данных устройств позволит не допускать «завоздушивания» отдельных участков системы и нарушений в работе отопления, сказывающихся на микроклимате в помещении.

Естественная циркуляция

Чтобы гарантировать движение воды в самотечной системе, потребуется обустройство разгонного участка. Речь идет об отходящем от котла вертикальном патрубке, внутри которого нагретый теплоноситель двигается вверх. По достижении крайней верхней точки труба плавно поворачивается обратно: это придает воде необходимое ускорение для движения по магистрали. Отопительные системы, имеющие верхнюю разводку, не нуждаются в обустройстве отдельного патрубка: его функция выполняется подающей трубой, поднятой на достаточную высоту.

В одноэтажных зданиях с нижней горизонтальной разводкой для эффективного отопления потребуется наличие разгонного коллектора. Он должен возвышаться над уровнем первой батареи не меньше, чем на 1,5 м. Благодаря разгонному участку становится возможной циркуляция теплоносителя в самотечной системе отопления. Трубы на этом участке обладают большим сечением по сравнению с остальной частью контура. К примеру, если диаметр труб системы 25-32 мм, то разгонный участок должен иметь диаметр 40 мм. Главными преимуществами самотечной системы выступает ее абсолютная энергонезависимость (если используется твердотопливный котел), простота устройства и отсутствие сложных узлов.

Имеются также недостатки:

  1. Для минимизации гидравлического сопротивления необходимо применять трубы большого диаметра.
  2. Установка любого прибора и устройства приводит к затруднению движения теплоносителя, поэтому существуют определенные ограничения по количеству запорной арматуры (чем ее меньше – тем лучше). Как результат, ремонт и обслуживание усложняется, так как при этом требуется полное отключение системы и слив теплоносителя из контура.
  3. Чтобы самотечная система была максимально надежной, потребуется тщательный расчет и балансировка. Это предусматривает подбор оптимальных диаметров труб и числа радиаторных секций. Наиболее удаленные от котла батареи приходится делать на порядок шире: теплоноситель поступает на них достаточно охлажденным.
Популярные статьи  Зачем строители одевают на болгарку носки, борьба с коррозией и другие строительные лайфхаки

Как планировать систему с принудительной циркуляцией

Для начала нужно определиться с мощностью котла. Сделать это можно снова-таки по усредненным номам: на 10м 2 площади берут 1Квт мощности котла. Если потолки выше 2,5м, требуется ввести увеличивающий коэффициент 1,2. Увеличить мощность нужно и при расположении в северных регионах. Эти нормы – для средней полосы России. Если дом расположен севернее – добавьте еще 30-50%. Также требуется запас в том случае, если дом плохо утеплен, ведь необходимо восполнять потери тепла, которые уходят через стены/пол/потолок. Так что и в этом случае нужно брать более мощное оборудование.

Определиться нужно также с типом подготовки воды для бытовых нужд. Если греть ее будет котел, на это также следует увеличить мощность котла – добавить 30-50% к рассчитанной мощности котла. Подробно о том, как определить мощность котла для отопления читайте тут.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

При расчете системы отопления дома нужно определиться с мощность. котла

Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор

После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).

Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Для регулировки теплоотдачи радиатора и компенсации системы устанавливают термостатические клапана

Но в двухтрубной схеме отопления есть вариант с петлей «Тихельмана». Такая схема отопления является изначально скомпенсированной (если радиаторы установлены одинаковые). Но она требует большего количества труб даже по сравнению с обычной двухтрубкой.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Схема системы с принудительной циркуляцией. Дом двухэтажный. Система двухтрубная с нижней подачей, тупиковая схема движения теплоносителя

С количеством, составом радиаторов, типом разводки определились. Нужно определиться с типом и диаметрами труб и типом системы. Какие бывают трубы для отопления и особенности их использования описаны тут .

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»

При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.

На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.

Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить настенный газовый котел. Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.

Рекомендации по монтажу

Помимо общих правил монтажа отопительного оборудования и тепловых сетей, при сборке однотрубных систем своими руками надо учитывать ее особенности. Отсюда несколько рекомендаций по теме:

  • предварительно произведите корректный расчет диаметров труб, в особенности для самотечной схемы;
  • хорошо продумайте прокладку ветвей или стояков, чтобы первые не пересекали дверные проемы, а вторые не попадали на окна;
  • подключение радиаторов при искусственной циркуляции выполняйте трубой DN15, а для естественной – DN20;
  • соблюдайте уклоны. Для гравитационной системы – не менее 5 мм на 1 м, напорной – 3 мм;
  • высота разгонного коллектора должна быть 2.2 м;
  • расширительный бак на неотапливаемом чердаке надо утеплить, а трубу перелива вывести на улицу;
  • если теплообменник котла сделан из чугуна, не врезайте подпитку холодной водой непосредственно на обратке около теплогенератора;

не нагружайте одно кольцо отопительного контура большим количеством батарей, иначе самые последние будут холодными.

Правила выбора и монтажа труб

Выбор между стальными или полипропиленовыми трубами при любой циркуляции происходит по критерию возможности их использования для горячей воды, а также с позиций цены, легкости монтажа и срока эксплуатации.

Стояк подачи монтируют из металлической трубы, так как через него проходит вода самой высокой температуры, а в случае печного отопления или неисправности теплообменника возможен вариант прохождения пара.

Популярные статьи  Какой выбрать трубогиб: обзор 10 лучших моделей трубогибов

При естественной циркуляции необходимо использовать диаметр труб несколько больший, чем в случае применения циркуляционного насоса. Обычно, для обогрева помещений до 200 кв. м, диаметр коллектора разгона и трубы на входе обратки в теплообменник равен 2 дюймам.

Это вызвано меньшей скоростью воды по сравнению с вариантом принудительной циркуляции, что приводит к следующим проблемам:

  • снижение объема переносимого тепла за единицу времени от источника к обогреваемому помещению;
  • появление засоров или воздушных пробок, с которыми не сможет справиться небольшого напор.

Особенное внимание при использовании естественной циркуляции с нижней схемой подвода подачи необходимо уделить проблеме удаления воздуха из системы. Он не может полностью отводиться из теплоносителя через расширительный бак, т.к

закипающая вода поступает сперва в приборы по магистрали, расположенной ниже чем они сами.

При принудительной циркуляции напор воды сгоняет воздух к установленному в наивысшей точке системы воздухосборнику – устройству с автоматическим, ручным или полуавтоматическим управлением. С помощью кранов Маевского в основном производится регулировка теплоотдачи.

В гравитационных отопительных сетях с подачей, расположенной ниже приборов, краны Маевского применяются непосредственно для стравливания воздуха.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкостиНа всех радиаторах отопления современного типа присутствуют устройства для выпуска воздуха, поэтому для предотвращения образования пробок в контуре можно делать уклон, сгоняя воздух к радиатору

Воздух также может отводиться с помощью воздухоотводчиков, установленных на каждом стояке или на воздушной линии, проложенной параллельно магистралям системы. Из-за внушительного количества устройств для отвода воздуха гравитационные схемы с нижней разводкой применяются крайне редко.

При слабом напоре небольшая воздушная пробка способна полностью остановить систему обогрева. Так, согласно СНиП 41-01-2003 не допускается прокладывать без уклона трубопроводы систем отопления при скорости движения воды менее 0,25 м/с.

При естественной циркуляции такие скорости недостижимы. Поэтому кроме увеличения диаметра труб необходимо соблюдать постоянные уклоны для вывода воздуха из системы отопления. Уклон проектируют из расчета 2- 3 мм на 1 метр, в квартирных сетях наклон достигает 5 мм на погонный метр горизонтальной линии.

Уклон подачи делают по ходу движения воды, чтобы воздух двигался к баку-расширителю или системе, стравливающей воздух, расположенной в верхней точке контура. Хотя можно сделать и контр-уклон, но в этом случае необходимо дополнительно установить клапан для отвода воздуха.

Уклон магистрали обратки делают, как правило, по ходу движения охлажденной воды. Тогда нижняя точка контура будет совпадать с входом обратной трубы в теплогенератор.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкостиСамая распространенная комбинация направления уклона подающей и обратной труб для удаления воздушных пробок из водяного контура с естественной циркуляцией

При установке теплого пола небольшой площади в контуре с естественной циркуляцией необходимо не допустить попадания воздуха в узкие и горизонтально расположенные трубы этой обогревательной системы. Необходимо поставить устройство удаления воздуха перед теплым полом.

Монтаж однотрубной системы отопления с нижней разводкой в частном доме

Если при естественной циркуляции чаще применяется верхняя разводка магистрали, в случае с принудительной циркуляцией целесообразнее использовать систему с нижней разводкой. Принудительный тип циркуляции в системе отопления подразумевает установку элементов в следующем порядке:

  1. Нагревательный котел любого типа: твердотопливный, дизельный, электрический или газовый. Котел в системе с нижней разводкой должен находиться на более низком уровне, чем основная магистраль. Нет необходимости устанавливать котел в подвале, можно сделать для него углубление в полу, залитое бетонной стяжкой.
  2. Разгонный коллектор – труба, возвышающаяся над основной магистралью не менее, чем на 1,5 метра. В этом сегменте осуществляется отвод отопительной трубы в расширительный бак.
  3. Расширитель, необходимый для регулировки постоянного давления. Использование бака предотвращает возникновение аварийной ситуации, связанной со скачками давления. Во внутренней полости расширителя есть мембрана с воздухом с одной стороны, а с другой – выход для горячей воды. Благодаря закрытой конструкции расширителя вода не остывает при прохождении через него.
  4. Трубопровод, распределенный по периметру всего отапливаемого помещения. Монтировать его можно из полипропиленовых, медных, металлопластиковых труб. Схему трубопровода рекомендуется планировать таким образом, чтобы начало контура приходилось на наиболее нуждающиеся в отоплении комнаты.
  5. Радиаторы, размещенные в последовательном порядке. Для улучшения теплоотдачи и более сбалансированному прогреву секций в системе с нижней разводкой радиаторы можно подключать в диагональном порядке. При этом вход магистрали в радиатор будет находиться в верхней точке, выход – в нижней.
  6. Циркуляционный насос располагается в конце контура перед входом в котел.

Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Чтобы предупредить скачки давления в системе, следует установить расширительный бак

При установке радиаторов необходимо предусмотреть возможность выпуска воздушных пробок. Краны для выхода воздуха будут размещены в верхней части батареи. Выпускать скопившийся воздух нужно перед началом каждого отопительного сезона. В системе многоэтажного дома вывод воздуха осуществляется на верхних этажах. Существуют также более дорогие- автоматические — воздухоотводчики, включающиеся самостоятельно при необходимости.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: