Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией

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

www.portaltepla.ru

Принципиальное устройство водяной системы отопления

Существует много способов добиться комфортной для проживания температуры в помещении, но наиболее распространенным является организация водяной системы отопления. В ее основе лежит циркуляция жидкого теплоносителя от нагревательного элемента к отопительным приборам и обратно. При прохождении через радиаторы, вода (антифриз) отдает тепловую энергию и обогревает таким образом помещение.

Принцип работы классического водяного отопления основан на физических законах гравитации, теплового расширения и конвекции. Теплоноситель – вода – в холодном и горячем состоянии имеет разную плотность и, соответственно, удельный вес. Она нагревается от котла и за счет собственного расширения создает давление в трубопроводе. Подталкиваемая снизу более плотной и тяжелой холодной средой, горячая вода устремляется вверх. Затем, под действием силы тяжести и небольшого остаточного давления, теплоноситель идет к тепло отдающим контурам, возвращается к котлу охлажденным и снова начинает цикл. Работа системы возможна только при вертикальной разводке или устройстве разгонного коллектора, соблюдении необходимого уклона (5-7 градусов) трубопровода.

Для компенсации избыточного давления и исключения его аварийного повышения в высшей точке разводки отопления (разгонного коллектора) устраивают отвод трубы и устанавливают расширительный бак.

Внимание! Включение расширительного бака в магистраль водяного отопления обязательно. При нагревании объем теплоносителя увеличивается и в системе возникает гидравлическое давление. Поскольку вода обладает свойством несжимаемости, то в отсутствие компенсирующего устройства возможно разрушение отопительной конструкции.

Такая схема отопления называется гравитационной, самотечной, с естественной циркуляцией. Однако в последние годы она используется редко, так как имеет существенные недостатки. Применяют ее для обогрева небольших домов на 2-3 комнаты и при необходимости устройства энергонезависимых отопительных систем в районах, характеризующихся долговременными перебоями электричества.

Принудительная циркуляция теплоносителя

При наличии стабильного электроснабжения целесообразнее применять систему отопления с принудительной циркуляцией. Движение воды (антифриза) в этом случае обеспечивает циркуляционный насос, монтируемый в магистраль.
Монтируют насос на обратном трубопроводе с остывшим теплоносителем. Горячая среда снижает срок эксплуатации устройства. Подключение котла в схеме отопления с принудительной циркуляцией должно выполняться в самой низкой точке магистрали.

Все устройства, приборы и теплоотдающие контуры целесообразно подключать через байпасы с запорной арматурой. Так ремонт любого из них не потребует полной остановки системы и слива теплоносителя.

Важно! Чтобы при необходимости ремонта или замены приборов не пришлось сливать весь теплоноситель, их подключают с байпасами и перекрывающими кранами.

Преимущества принудительной системы отопления

Схема с принудительной циркуляцией нейтрализует недостатки самотечного отопления и расширяет функциональные возможности системы.

• Циркуляция не зависит от температуры прогрева теплоносителя и происходит с заданной скоростью;
• Можно применять трубы с небольшим проходным сечением – давление, создаваемое насосом, способствует не только движению, но и равномерному распределению воды по магистрали;
• Увеличение длины контуров;
• Возможность поддержания оптимальной температуры и регулирования режима обогрева, что снижает энергозатраты и стоимость обогрева;
• При проектировании магистрали можно применять любые инженерные решения – вертикальные, горизонтальные, комбинированные разводки.

Недостатки принудительной системы отопления

Недостатки у отопления с принудительной циркуляцией также имеются. Однако каждый из них вполне успешно решается.

• Энергозависимость.

Для функционирования насоса требуется электричество. При его отключении теплоноситель не будет циркулировать. Если дом расположен не в удаленном труднодоступном районе, то перебои с электричеством длятся не более трех-четырех часов. За это время дом, расположенный в средней полосе, существенно охладиться не успеет. При желании можно установить блок бесперебойного питания с подключенным аккумулятором. Такое устройство поддерживает электроснабжение до нескольких часов.

Если же существует опасность прекращения снабжения электричества на более долгий срок – от 8 часов до нескольких суток, либо здание располагается в климатической зоне с очень холодными зимами, то стоит обезопасить себя следующими способами:

1. Приобрести автономный электрогенератор;
2. Спроектировать отопительную магистраль таким образом, чтобы была возможность перехода на режим естественной циркуляции.

• Шум при работе насоса

Шум присутствует при работе любого циркуляционного насоса, однако качественные современные модели практически не слышны. Совсем избавиться от некоторого гула можно, если установить устройство в любое нежилое помещение – ванную комнату, туалет, бойлерную и т.д.

Одно – и двухтрубные отопительные системы

Конструктивно системы водяного отопления с принудительной циркуляцией разделяют на два типа – однотрубные и двухтрубные. Разница этих схем – в методе подключения теплоотдающих приборов к магистрали.

Однотрубное отопление представляет собой замкнутый кольцевой контур. Магистраль прокладывается от нагревательного элемента, проходит последовательно  через отопительные батареи, в каждой из которых теплоноситель отдает часть энергии, и возвращается обратно к котлу. Схема с одним контуром имеет самый простой монтаж и небольшое количество комплектующих, что значительно снижает стоимость установки.

В двухтрубной системе один контур предназначен для доставки нагретого теплоносителя от котла  к батареям отопления, а второй – для отвода остывшей среды обратно к нагревательному элементу. Радиаторы подключают параллельно, поэтому в каждый из них нагретая вода поступает непосредственно от подающей магистрали и имеет одинаковую температуру. Отдав энергию, остывший теплоноситель уходит в «обратку» и возвращается к котлу. Чтобы реализовать такую схему требуется вдвое больше труб и арматуры, зато появляется возможность индивидуальной регулировки радиаторов и снижения затрат на отопление.

Конфигурация отопления для каждого здания выбирается индивидуально. При проектировании учитывается все – нюансы планировки, особенности эксплуатации, экономичность конструкции и процесса обогрева, эстетические соображения. В многоэтажных домах (более 2 этажей) и зданиях с большой площадью устраивают двухтрубное отопление с принудительной циркуляцией. В одно- и двухэтажных домах площадью до 150 м2 с экономической и эстетической точки зрения целесообразнее применять принудительную систему отопления с одной трубой.

Особенности однотрубной системы обогрева

Однотрубная система обогрева приобрела широкую популярность в частном строительстве благодаря следующим достоинствам:

• Гидравлическая устойчивость – замена радиатора, наращивание секций, отключение отдельных контуров не изменяет теплоотдачу других элементов системы;
• Минимальное количество труб;
• Меньшее количество теплоносителя в системе снижает ее инерционность и время прогрева помещения;
• Эстетичный внешний вид, особенно при устройстве скрытой магистрали;
• Несложный монтаж;
• При использовании современной запорной арматуры возможно точное регулирование режима работы всей системы и отдельных элементов;
• Последовательное подключение обогревающих приборов позволяет устраивать водяной теплый пол, монтировать полотенцесушители и т.д.
• Недорогая установка и эксплуатация.

Основной недостаток однотрубного теплообеспечения – дисбаланс нагрева приборов по длине магистрали. Чем дальше находится радиатор от котла, тем меньше он нагревается. Под действием насоса прогрев радиаторов осуществляется более равномерно, однако остывание теплоносителя все же наблюдается, особенно при достаточной длине трубопровода.
Отрицательное действие этого явления снижают двумя способами:

• Увеличивают количество секций последних радиаторов, за счет чего увеличивается их мощность и количество отдаваемого в помещение тепла – достигается равномерный прогрев помещений;
• Рационально проектируют прохождение магистрали по комнатам – начинают со спален, детских и «холодных» комнат (угловых, с окнами на север), затем идут гостиная, кухня, ванная, туалет и заканчивают подсобными помещениями.

Варианты устройства однотрубной системы

Магистраль водяного отопления в обязательном порядке снабжается расширительным баком, выравнивающим давление. Он принимает излишки теплоносителя при расширении и возвращает его в трубопровод при остывании, не допуская скачков давления. Существует два принципиально отличающихся типа расширительных баков – открытый и закрытый. От того, какой из них будет встроен в магистраль, будет зависеть и вид системы отопления.

Открытая система отопления

Система отопления открытого типа предполагает прямой контакт теплоносителя с атмосферой. Используется при устройстве энергонезависимого или комбинированного отопления. Открытый расширительный бак представляет собой цилиндрическую или прямоугольную емкость, частично или полностью открытую. На определенном уровне выполняют отвод для слива излишней жидкости на улицу или в канализацию.

В схему открытой системы отопления с принудительной циркуляцией бак расширения включают непосредственно после котла, отвод устраивают в самой высокой точке магистрали. Сама емкость должна располагаться выше всех подключаемых приборов, поэтому часто бак выводят на чердак. В этом случае его необходимо утеплять при отрицательных температурах.

В связи с соприкосновением теплоносителя и воздуха в емкости бака, происходит насыщение горячей воды кислородом и ее естественное испарение. Отсюда вытекают ограничения и недостатки такой схемы:

• Требуется постоянно следить за уровнем теплоносителя в баке и пополнять его вовремя;
• Необходимо соблюдать уклоны трубопровода (5-7 градусов), чтобы высвобождающийся в магистрали воздух стравливался в расширительный бак и атмосферу;
• Нельзя использовать антифриз вместо воды, поскольку он выделяет токсичные вещества при испарении;
• Присутствие кислорода в теплоносителе снижает срок эксплуатации отопительных приборов со стальными деталями.

Внимание! Отсутствие уклонов при монтаже трубопровода открытой системы отопления приведет к завоздушниванию магистрали.

Однако у открытого отопления есть и плюсы:

• Не требуется следить за давлением в магистрали;
• Подпитку теплоносителя можно осуществлять даже ведром, просто доливая его в емкость расширительного бака до необходимого уровня;
• Даже при наличии небольших протечек система будет исправно функционировать – до тех пор, пока в трубопроводе будет достаточное количество воды.

Закрытая система отопления

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией на данный момент имеет наибольшее распространение. Она представляет собой замкнутую гидравлическую магистраль, полностью закрытую от доступа воздуха.

Закрытая система водяного отопления подразумевает использование расширительного бака мембранного типа. Он представляет собой герметичный металлический корпус цилиндрической формы, внутренняя полость которого разделена мембраной. Одна часть наполнена воздухом, а во вторую выдавливается из магистрали вода, объем которой увеличивается при нагреве.

Устанавливать мембранный расширительный бак можно в любом месте магистрали, но для удобства обслуживания его подсоединяют к «обратке» – рядом с котлом.

Особенностью закрытой схемы является наличие небольшого избыточного давления в магистрали. Поэтому закрытая магистраль в своем составе должна содержать группу безопасности. Данный узел устанавливается на выходящем из котла трубопроводе (подающем) без запорной арматуры. Содержит манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан для сброса воды в аварийном режиме.

Важно! В схему закрытой системы обязательно включают группу безопасности.

Достоинства закрытой принудительной системы:

• Находящийся под давлением теплоноситель быстрее прогревается;
• Вероятность завоздушивания отопительной магистрали практически исключена;
• Возможно наполнение антифризом, так как теплоноситель не испаряется и не насыщается кислородом (актуально для зданий периодического пользования);
• Удобство обслуживания – все устройства, обеспечивающие функционирование, контроль и безопасность системы, устанавливают в одном месте;
• При использовании современного оборудования можно сделать закрытую систему отопления полностью автоматизированной и интегрировать ее с программами типа «умный дом».

Недостаток – энергозависимость. Решается приобретением автономного генератора.

Как решить проблему отсутствия циркуляции

Что делать, если в системе отопления нет циркуляции? Даже при наличии насоса движение теплоносителя в магистрали может быть затруднено. Причины могут быть следующие:

• Недостаточная мощность насоса;
• Трубы слишком малого диаметра;
• Отсутствие обратных клапанов (актуально для сложных схем с несколькими контурами);
• Загрязнение системы;
• Завоздушнивание магистрали;
• Протечки.

Лучшим решением первых проблем будет проведение гидравлического расчета еще на стадии проектирования теплообеспечения и консультация с профессионалом.

Засорение системы предотвратит установка фильтров грубой очистки. В первую очередь их устанавливают перед входом в насос и котел. Перед монтажом следует проверить все подключаемые приборы, фитинги и трубы – в них может оказаться мусор или заводская стружка.

Внимание! Перед монтажом магистрали необходимо проверить все подключаемые элементы на наличие мусора.

Для стравливания возможных воздушных пробок, перекрывающих движение теплоносителя, в радиаторы устанавливают воздухоотводчики или автоматические краны Маевского.

Утечки в системе возникают вследствие коррозионных повреждений или при ослаблении соединений. Найти проблемные места в открыто смонтированной магистрали нетрудно, а вот для обследования скрытых трубопроводов придется вызывать специалиста.

teploguru.ru

Типы систем с насосной циркуляцией

Автономное водяное отопление с механической циркуляцией имеет хорошие теплотехнические характеристики. Системы обогрева отличают следующие положительные стороны:

• Принудительная циркуляция теплоносителя в системе отопления – обеспечивает равномерный прогрев всех узлов обогрева, в любой точке, независимо от удаленности от котла. Максимальный перепад температур, при правильно подобранном циркуляционном оборудовании, не более 1°С.
• Отсутствие жестких требований монтажа – соблюдать уклон трубопровода в системе отопления с насосной циркуляцией нет необходимости. Повороты и другие препятствия не оказывают существенное влияние на интенсивность прогрева.
• Возможность использования различных схем, практически с одинаковой эффективностью и теплоотдачей.

Установка автоматизированной системы отопления полностью оправдана. Существующие недостатки не перекрывают большое количество преимуществ. Не удивительно, что все большее количество потребителей модифицируют системы с естественной циркуляцией, устанавливая насосное оборудование.

Схема отопления одноэтажного или двухэтажного дома, с принудительной циркуляцией, выполняется несколькими способами. При выборе подходящего решения следует обращать внимание на сложность расчетов и проведения монтажных работ, расход строительных материалов и внешний вид конструкции, и возможные трудности во время эксплуатации.

Однотрубная система отопления с насосом

К преимуществам однотрубной схемы системы отопления частного дома, с принудительной циркуляцией, следует отнести следующее:

1. Красивый внешний вид.
2. Экономный расход материалов.
3. Простота монтажа.

Также существуют минусы однотрубной системы:

1. Необходимость тщательных расчетов диаметра сечения трубопровода, мощности циркуляционного котла и других узлов однотрубной системы.
2. Уменьшение эффективности при отоплении помещений большой площади.
3. Неравномерный прогрев радиаторов, расположенных на разных этажах здания.

Существует два основных решения однотрубной системы:

• Вертикальная развязка – теплоноситель от котла поднимается к высшей точке системы (если есть, на второй этаж), после чего, последовательно подается к каждому радиатору. После этого жидкость подается на первый этаж, цикл повторяется. Остывший теплоноситель подается в котел.
  Закрытая однотрубная система отопления с вертикальной развязкой зачастую используется для 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя. Схема не оправдана в случае одноэтажных строений.

• Устройство стояков горизонтальной системы – используется в одноэтажных зданиях. При горизонтальной разводке используется последовательная однотрубная схема отопления. Теплоноситель проходит по очереди, через каждый радиатор, после чего, по отдельной трубе возвращается обратно в котел.

Обвязка радиаторов в однотрубной системе происходит следующим образом:

• Теплоноситель подается к верхнему входящему патрубку батареи.
• После прохождения через водяной контур, теплоноситель выводится через выходящий клапан, расположенный внизу, на противоположной боковой стороне радиатора.
• Дальше цикл повторяется со следующей батареей.
• Последний радиатор подключается к обратному трубопроводу, через который теплоноситель возвращается в котел.

Выбрать однотрубную схему стоит в случае необходимости обогрева зданий площадью до 150 м². В остальных случаях, стоит выбрать другой вариант разводки.

Двухтрубная система с принудительной циркуляцией

Разветвленная схема двухтрубной системы эффективно справляется с обогревом зданий, имеющих несколько этажей и большую отапливаемую площадь. Принцип работы заключается в том, что для подачи и отвода теплоносителя используются две разных трубы. Система используется для следующих зданий:

• Закрытая двухтрубная система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией. Используется вертикальная и горизонтальная обвязка. Подача теплоносителя выполняется с нижним, верхним и комбинированным подключением. Для улучшения эстетики, трубы подачи часто прячут в потолок.
  Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией, является наиболее эффективным способом обогрева. При подключении необходимо правильно подобрать насосное оборудование, с необходимым напором водяного столба и пропускной способностью.

• Отопление одноэтажного дома двухтрубной системой с принудительной циркуляцией. Чаще всего применяется горизонтальная разводка с нижним подключением. Это дает возможность спрятать трубы в пол или закрыть декоративным защитным экраном.
  Подключение радиаторов к двухтрубной системе осуществляется следующим способом. К каждой батарее подходит подающий и обратный трубопровод. Подача подключается к верхнему отводу радиатора, а обратка к нижнему, расположенному по диагонали.

Двухтрубная система пользуется популярностью благодаря высокой теплоэффективности и равномерному прогреву помещений. Подходит для помещений любой конфигурации и отапливаемой площади.

Открытая система с насосной циркуляцией

Открытая система отопления одноэтажного и двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используется при модификации уже существующих разводок с самоциркуляцией теплоносителя. Принцип работы заключается в том, что в схеме предусмотрена установка расширительного бачка открытого типа.

Открытое решение подходит только для энергонезависимых котлов. Большинство современных моделей, выпускаемых производителями, чувствительны к параметрам системы и отказываются работать при недостаточном давлении. Некоторые котлы оснащены встроенным мембранным баком, поэтому не подходят для открытых схем отопления.

В качестве минуса решения следует отметить, что плохое давление в системе с открытым расширительным бачком, наблюдается в каждом втором случае. Данный метод подключения не подходит для помещений с несколькими этажами и большой отапливаемой площадью.

Закрытая система с принудительной циркуляцией

Закрытые однотрубная и двухтрубная системы отопления отличаются тем, что в схеме предусмотрено наличие расширительного мембранного бачка. Преимуществом закрытого решения является высокое давление, создаваемое циркуляционным насосом. В результате отсутствует завоздушивание системы. Внутренний контур радиаторов и труб отопления меньше подвержен коррозии.

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией предусматривает следующие узлы:

• Расширительный бачок – устанавливается сразу за котлом. В системе закрытого типа необходимость устанавливать бачок в верхней точке водяного контура отсутствует.
• Разводка – трубы подключаются к радиаторам отопления, любым из перечисленных выше способов.
• Циркуляционный насос – устанавливается на обратный трубопровод, непосредственно перед котлом.

Наибольшая теплоотдача и эффективность достигаются при использовании закрытой двухтрубной системы отопления. При достаточной мощности насоса допускается монтаж однотрубного водяного контура.

Система с нижней разводкой

Подача теплоносителя осуществляется посредством трубопровода, пролегающего на уровне пола. Существует два варианта подключения:

• Однотрубная отопительная система с нижней разводкой. Принцип работы схемы следующий – теплоноситель поступает в радиатор и отводится с помощью подающего трубопровода. Обратка отсутствует. Последняя батарея подключена к обратке котла и подающему трубопроводу. Разводка осуществляется трубами, лежащими на уровне пола.
• Двухтрубная система отопления с нижней разводкой – подходит для радиаторов с нижним подключением. Подача и обратка проходят по полу. Радиатор подключается к каждой трубе. Преимуществам двухтрубного решения является возможность спрятать трубы в пол или декоративный короб. В качестве недостатков можно выделить большой расход материалов, необходимый для подключения.

Система с верхней разводкой

Однотрубная система с верхней разводкой более эффективна, чем с нижним подключением. Суть схемы заключается в следующем – под потолком или по полу чердачного помещения прокладывают подающий трубопровод. Вниз отходят параллельные вертикальные стояки, от которых расходятся трубы для подключения радиаторов, подключенных последовательно. Обратка устанавливается только на последнюю батарею отопления.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой менее удобна в монтаже и эксплуатации, так как требует одновременной прокладки подающего и обратного трубопровода. Схема работает следующим образом. Теплоноситель подается в трубу разгона, являющейся верхней точкой системы отопления. Оттуда нагретая жидкость разводится по комнатам. Труба монтируется под потолком. Обратка идет на уровне пола. Непосредственно перед котлом устанавливается циркуляционный насос.

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.

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.

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.

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.

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.

В чем плюсы и минусы схемы отопления с циркуляцией принудительного типа

Преимущества, являющиеся главными доводами в пользу подключения систем отопления с принудительной циркуляцией:

• Возможность установки в домах большой этажности, что невозможно при применении систем с самоциркуляцией.
• Допускается заливка незамерзающей жидкости в систему. При этом, не снижаются показатели теплоотдачи и равномерность прогрева помещений.
• Незначительные ошибки в расчетах и при выполнении монтажных работ не влияют на работоспособность обогрева.
• Можно использовать любые схемы подключения радиаторов, разводку с нижним и верхним розливом и т.д.

В качестве недостатков обычно приводят энергозависимость системы и необходимость установки дополнительно оборудования: насоса и расширительного бака мембранного типа. Но если учесть преимущества и универсальность данного решения, минусы являются незначительными.

avtonomnoeteplo.ru