Система отопления частного дома принудительной циркуляцией. Принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией

Недостатком отопительных систем с естественной циркуляцией многие считают то, что напор в системе весьма невелик. Это провоцирует более длительный прогрев системы, особенно в том случае, если расстояние между котлом и радиаторами достаточно велико. Для того чтобы компенсировать этот недостаток, следует дополнять систему отопления циркуляционным насосом. Система отопления с принудительной циркуляцией чаще всего применяется в строениях, которые необходимо отапливать постоянно.

Для того чтобы система отопления с принудительной циркуляцией работала на самом деле эффективно, при ее планировании необходимо учитывать следующие параметры:

мощность котла и радиаторов;
диаметр и продолжительность трубопровода;
скорость перемещения теплоносителя.

Определить некоторые необходимые параметры можно, опираясь на известные цифры.

В частности, если вы планируете установку 7 радиаторов, мощность каждого из которых составляет 4 кВт, то вам потребуется котел мощностью минимум 28 кВт.

Для радиаторов такой мощности расход воды составляет 4 л/мин. Учитывая эти параметры, можно определить, что подходящий диаметр трубы (при расходе теплоносителя 5,7 л/мин) – 1,2 дюйма. Подобный расчет предусматривает скорость перемещения теплоносителя приблизительно 1,4 м/с. И в соответствии с полученными данными можно подбирать циркуляционный насос.

Выбор насоса

Планируя отопление с принудительной циркуляцией, большинство из нас хотят создавать ее с учетом еще одного параметра – она должна быть максимально экономичной. Для того чтобы схема отопления с принудительной циркуляцией в полной мере соответствовала данному требованию, можно приобретать насос небольшой мощности – до 100 Вт. Подобный насос имеет вполне доступную стоимость, потребляет небольшое количество электроэнергии и прекрасно справляется со своей прямой задачей – обеспечивает быстрое перемещение теплоносителя, что, в свою очередь, способствует быстрому и равномерному прогреву помещений.

При выборе насоса следует учитывать, что он должен соответствовать трем параметрам:

надежность;
невысокий уровень производимого шума (вибрации);
поддержка требуемой для качественного обогрева скорости теплоносителя.

Некоторые современные схемы принудительного отопления оснащаются встраиваемыми насосами. Преимущество подобной модели состоит в том, что нет необходимости тщательно рассчитывать параметры оборудования. В таком случае, единственное, что следует учитывать при выборе котла, – размеры помещения, которое необходимо отапливать, и продолжительность трубопровода.

Принцип работы отопительной системы, оснащенной насосом

Для большей эффективности работы системы с принудительной циркуляцией можно устанавливать насос как на трубы подачи теплоносителя к радиаторам, так и на отток отработанной жидкости.

Установка насоса на трубы оттока воды является, в некоторой степени, более рациональным решением. Это связано с тем, что отдельные элементы насоса (в частности – прокладки) могут прослужить значительно дольше, и покажут себя более эффективными в работе при постоянном взаимодействии с холодным теплоносителем. А вот постоянное воздействие горячей жидкости может вызвать их более быстрый износ. Из этого можно сделать простой вывод – установка насоса на этапе оттока воды способна значительно продлить его срок службы.

При замкнутом контуре насос перекачивает одно и то же количество воды. При этом давление и на входе в насос, и на выходе жидкости из него различается несущественно. Использование циркуляционного насоса позволяет поддерживать постоянный уровень теплоносителя в расширительном баке.

Правильная работа насоса предусматривает одно важное требование – во время его работы в трубопроводе, подающем горячий теплоноситель, непременно должно быть гидростатическое давление. Его наличие означает отсутствие возможности подсоса воздуха.

Расширительный бак в отопительной системе – достаточно важный элемент, который используется для сохранности целостности системы при чрезмерном нагреве воды. Ведь если такая ситуация случается, в системе, не имеющей расширительного бака, может случиться прорыв.

Довольно продолжительное время практически во всех системах, предполагающих принудительное отопление, использовались открытые расширительные баки.

Открытый бак связан с атмосферой – и за счет этого существует возможность контроля избыточного давления в системе. В некоторых случаях, когда давление повышалось до критического уровня, производится сброс излишка теплоносителя – таким образом давление удавалось понизить.

В современных отопительных системах используется расширительный бак иного типа – закрытого. Он являет собой (в большинстве случаев) довольно вместительную закрытую овальную емкость, внутреннее пространство которой разделено горизонтально на две части посредством достаточно эластичной перегородки. При этом верхняя часть бака заполнена воздухом (в некоторых видах используется газ), а нижняя – теплоносителем.

Работает бак весьма просто. В случае если давление в системе увеличивается из-за чрезмерного нагрева теплоносителя, перегородка бака выгибается в сторону воздушной камеры. А если давление в системе понижается, повышение его достигается посредством выгибания перегородки в сторону жидкости.

Отдельные модели расширительных баков оснащены специальным клапаном, при помощи которого можно снизить уровень давления в воздушной камере путем спуска излишков воздуха в атмосферу.

При создании такой системы, как схема принудительного отопления двухэтажного дома, следует максимально внимательно относиться ко всем деталям. Неправильно спланированная и смонтированная принудительная система отопления – источник излишних трат, поскольку она будет потреблять повышенное количество электроэнергии, а, кроме того, – не исключены регулярные поломки.

В свою очередь, правильно сконструированная принудительная система отопления частного дома не доставит хлопот в обслуживании и позволит на протяжении холодного времени года постоянно и, что главное, качественно обогревать ваш дом.

Строительство частного дома, а особенно если оно проводится самостоятельно – это длинная череда решений самых разнообразных проблем. И одна из наиважнейших – это обеспечение в будущем здании самых оптимальных условий проживания в любое время года (если, конечно, дом не планируется только в качестве летней дачки).

А уже в этой сфере создания нужного микроклимата в помещениях наиболее сложной станет задача правильного расчета и монтажа надежной системы отопления. Несмотря на появление современных систем электрического обогрева дома, лидером по по пулярности и востребованности остается водяное отопление – оно более привычно, проверено временем, технологии его монтажа и отладки отработаны до мелочей. Хозяину дома, который выбрал именно водяное отопление, остается определиться с конкретной разновидностью – закрывая или открытая система теплоснабжения, с ее «аппаратным наполнением» и с системой разводки труб по дому.Затем идут этапы тщательного проектирования и монтажа.

Среди многочисленных публикаций по этому вопросу, размещенных в интернете, можно встретить немало таких, в которых утверждается, что открытая система теплоснабжения – чрезвычайно проста в устройстве и ее можно смонтировать буквально за один день. Если читателю попадается такие «художества» – можно безо всякого сожаления чтение прерывать и закрывать страницу – автор явно не имеет ни малейшего представления, ни об отоплении вообще , ни об открытой системе – в частности. Любая система должна быть правильно спроектирована с учето м м ногочисленных нюансов, хорошо сбалансирована, надежно смонтирована – и эти задачи никак абсолютно простыми и скорыми в исполнении не назовешь .

Что представляет собой открытая система теплоснабжения

Прежде всего, необходимо сразу сделать одно важное замечание. Очень часто, описывая открытую систему отопления, авторы все факты «мешают в кучу», преподнося ее обязательно как отопление с естественной циркуляцией теплоносителя. Ничего подобного! Открытая система может быть и с естественной, и с принудительной циркуляцией жидкости, причем при грамотном исполнении у хозяе в в сегда есть возможность легко и быстро переключаться с одного режима на другой.

Главная же особенность открытой системы – отсутствие в ее контуре какого бы то ни было искусственно созданного избыточного давления, так как она напрямую связана с атмосферой. В системе в обязательном порядке смонтирован расширительный бак, свободный объём которого предназначен для компенсации расширений жидкого теплоносителя при повышении температуры. Такой бак всегда располагают в самой высшей точки всей трубной разводки контура отопления. Таким образом, на него еще ложится функция воздухоотводчика – все скопления газов в трубах должны выйти наружу именно здесь. Служит он и своеобразным водяным затвором – слой жидкого теплоносителя, который обязательно всегда должен быть в расширительном баке, предотвращает попадание воздуха в систему извне.

Стоит рассмотреть подобную систему подробнее:

1 – источник тепловой энергии, котел , работающий на определенном виде топлива (твердом , жидком, ) или использующий для нагрева электрическую энергию.

2 – восходящий от котла стояк, который поднимается до высшей точки системы и очень часто именно в этом месте заканчивается расширительным баком. Могут, правда, быть и иные варианты расположения – об этом будет сказано позже. Главное – для этого стояка всегда используется труба самого большого в системе диаметра – это помогает обеспечивать нужную разницу давления в подающей обратной трубах.

Расчет проводится для каждого помещения отдельно.
Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках

Укажите площадь помещения, м²

100 Вт на кв. м

Количество внешних стен

Одна две три четыре

Внешние стены смотрят на:

Север, Северо-Восток, Восток Юг, Юго-Запад, Запад

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утеплены Средняя степень утепления Внешние стены имеют качественное утепление

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

35 °С и ниже от - 25 °С до - 35 °С до - 20 °С до - 15 °С не ниже - 10 °С

Высота потолка в помещении

До 2,7 м 2,8 ÷ 3,0 м 3,1 ÷ 3,5 м 3,6 ÷ 4,0 м более 4,1 м

"Соседство" по вертикали:

Для второго этажа - сверху холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещение Для второго этажа - сверху утепленные чердак или иное помещение Для второго этажа - сверху отапливаемое помещение Первый этаж с утепленным полом Первый этаж с холодным полом

Тип установленных окон

Обычные деревянные рамы с двойным остеклением Окна с однокамерным (2 стекла) стеклопакетом Окна с двухкамерным (3 стекла) стеклопакетом или с аргоновым заполнением

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Двери, выходящие на улицу или на балкон:

Какие котлы могут быть использованы в открытой системе:

Если в населенном пункте проведены газовые магистрали, то особо и нечего думать – на сегодняшний день подобное отопление остается самым выгодны с точки зрения стоимости энергоносителя.

Есть, правда, и значимый «минус» — потребуются обязательные согласовательные процедуры, составление соответствующего проекта и его реализация с привлечением специалистов (работники газовых хозяйств пр актически повсеместно являются «монополистами» на подобные работы и никому их не передоверяют). Это все обойдётся в достаточно «увесистую» сумму. Впрочем, это разовые вложения, которые должны окупиться спустя какое-то время.

Остаются популярными твёрдотопливные котлы, а в некоторых регионах, где нет никаких проблем с заготовкой дров или закупкой угля, они остаются наиболее популярными среди владельцев домов.

Сейчас это – уже не старые чугунные «гиганты», поглощающие уйму топлива и имеющие крайне низкий КПД . Современный твёрдотопливный котел – обычно агрегат длительного горения, которые не нуждается в постоянном контроле за ним. — в специальной статье нашего портала.Кстати, там же можно найти немало советов и о том, как отопления, использующий функцию дожига пиролизных газов.

Электрические котлы в системах открытого типа используют нечасто. Чего греха таить – подобная система все же проигрывает в экономичности системе закрытого типа. То, что допустимо при использовании недорогих энергоносителей – газа или дров (угля), выльется в «хорошую копеечку» при при менении электрического нагрева. С какой-то доле условности можно применить индукционный нагрев, но опять же – лучше тогда сразу смонтировать закрытую систему, которая гораздо легче поддается точным регулировкам.

Среди всех электрических котлов, индукционный — самый экономичный

А вот электродный котел в открытой системе использовать нельзя в принципе – он требует особого и стабильного химического состава теплоносителя. В негерметичном контуре соблюсти это условие просто невозможно.

Оптимальным по функциональности, хотя и довольно дорогим решением стане приобретение многофункционального, комбинированного котла, который может работать в разных режимах. Например, есть модели «дрова + газ», «газ + электричество», «дрова + уголь + газ», или даже «дрова + уголь + дизтопливо + газ».

Самое лучшее, но дорогое решение — комбинированный котел, работающий на разных видах топлива

Расширительный бачок

Как уже упоминалось, этот элемент можно приобрести готовым – они есть в продаже, либо сделать самостоятельно из металлического листа, либо из имеющейся металлической емкости . Лучше использовать металл, не подверженный коррозии – тогда отопление будет служить долго.

При изготовлении простейшего бака необходимо предусмотреть откидную или съемную крышку – она позволит производить контроль за уровнем воды в системе, но в закрытом состоянии все же минимизирует испарение жидкости.

В верхней части бака должен быть установлен патрубок, по которому, в случае избытка жидкости, она будет стекать вниз.

Считается достаточным, если объем расширительного бака составляет ориентировочно до 10 % от общего объема отопительной системы.

Кстати, открытого типа прямо над котлом в высшей точке отнюдь не является какой-то догмой. Такая схема хороша, однако, далеко не всегда исполнима просто по причинам несоответствия ей реального расположения технических помещений здания.

На рисунке представлено несколько различных вариантов размещения расширительного бака, их которых можно выбрать наиболее приемлемый к имеющимся условиям.

Примечательно, что в случае установки расширительного бачка на обратной трубе, все равно потребуется обязательный монтаж воздухотводного клапана в самой высшей точке системы (на схеме это не показано), а это – ненужные дополнительные сложности.

Радиаторы отопления

Ели котел – основной элемент в части получения тепловой энергии, то радиаторы – главные по части ее «раздачи» по по мещениям. А это означает, что очень важно точно определить, в какой комнате, каких и сколько их нужно устанавливать.

Для начала , нужно определиться с видом . Они различаются и конструктивно, и по материалу изготовления, а суммарно – по своим эксплуатационным характеристикам.

Традиционные чугунные батареи отлично подходят для открытой системы отопления. Да, они достаточно инертны в нагреве и остывании, но это даже неплохо в сочетании с аналогичными свойствами открытой схемы – очень точной настройке этот «комплекс» все равно не поддаётся, а вот экономия на такой инертности может быть достигнута весьма внушительная.

Нередко упрекают такие батареи за излишнюю массивность и за неэстетичный внешний вид. Ну, во-первых , насчёт вида можно поспорить – современные чугунные радиаторы очень симпатичны, а некоторые – так просто являются украшением помещений. А во-вторых, насчет массивности – это скорее достоинство, если, конечно, правильно решить вопрос их надежного крепления.

Стальные радиаторы – недорогие, достаточно легкие , долговечные (если имеют качественное антикоррозийное покрытие).

Стальные радиаторы для домашнего автономного отопления — не самый лучший вариант

Казалось бы – хороший вариант, но вот для автономной системы отопления, тем более – открытой, их лучше не использовать. Дело в том, что они очень быстро отдают тепло и остывают – котел при таких радиаторах будет включаться очень часто.

Алюминиевые радиаторы – сегодня находятся в лидерах среди «собратьев». Они легки, долговечны, очень просто и быстро монтируются. Имеют великолепную теплоотдачу и нужную теплоемкость . Хорошо вписываются в любой интерьер.

Алюминиевые радиаторы — хорошая теплоотдача, но не слишком высокая стойкость к коррозии

Недостаток у них есть, и немалый – этот металл весьма неустойчив к кислородной коррозии. Значит, или нужны алюминиевые радиаторы со специальным антикоррозийным покрытием (такие есть в продаже, но они, безусловно, дороже), или теплоноситель должен быть определенного качества. К сожалению, второй пункт соблюсти в условиях открытой системы отопления – почти невозможно.

Биметаллические радиаторы – самый современный вариант, сочетающий в себе все лучшие качества. Недостатков практически нет, кроме одного – высокая цена. Подобные радиаторы хорошо подходят для отопления с высоким давлением в контуре, так как на них легко устанавливаются электронные или электромеханические термостаты, поддерживающие точный уровень температуры в помещении.

Биметаллические радиаторы — хороши всем, но несколько дороговаты

Увы, но при открытой системе отопления подобная возможность остается невостребованной, и нужно очень хорошо подумать, стоит ли переплачивать за такие батареи.

Второй вопрос – как определиться с требуемым количеством секций в батарее отопления. Все зависит от размеров помещения, его особенностей, и от удельной мощности каждого секции радиатора.

Итак, для среднестатистических комнат (жилые, с высотой потолков 2,5 ÷ 3 м ) обычно принимают нормой мощность отопления, равную 41 Вт/м³ объема помещения. Таким образом, несложно подсчитать потребную суммарную мощность, умножив объем (произведение длины, ширины и высоты комнаты) на 41.

Например, комната 3,5 × 6 × 2,7 м . Объем равен 56,7 м³.Требуемая базовая мощность радиаторов – 2325 Вт или 2,33 кВт. Однако не зря было упомянуто, что эта мощность – базовая. Она рассчитана на комнату внутри здания с одной внешней стеной и одним окном на улицу. Если реально условия иные, то в это значение требуется внести некоторые поправки – смотри таблицу.

Допустим, что в рассматриваемом нами примере комната угловая, с одним окном, с выходом на север, а радиаторы убраны в нишу. Значит, к полученному значению необходимо добавить: 20% за угловое расположение, 10% — за север и 5% – за расположение батареи под окном. Итого поправка – 35%, а суммарная мощность – 3,15 кВт.

Теперь нужно разделить полученное значение на удельную мощность одной секции радиатора. Этот показатель обязательно указывается в технических характеристиках любой модели радиаторов (в случае со стальными неразборными радиаторами – указывается мощность целого блока).

Допустим, в нашем случае запланирована установка биметаллических радиаторов «Рифар » с удельной мощностью секции в 204 Вт. Несложное деление дает 15, 44, или округлённо 16 секций для нормального отопления данной , достаточно большой и холодной комнаты.

Перелагаем воспользоваться возможностями нашего специального калькулятора, который поможет быстро и точно просчитать требуемое количество секций радиатора для помещения.

Возможно по нескольким схемам. В частных домах чаще всего используется простая и экономичная система отопления - однотрубная с принудительной циркуляцией. Она обеспечивает надежную работу всего отопительного контура, при этом проста в монтаже и безопасна.

Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.

Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна - в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.

Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.

Схема: элементы системы отопления

Достоинства принудительной системы:

система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
к принудительной системе отопления можно подключить ;
стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
насос при работе издает шум.

Недостатки успешно решаются правильным размещением оборудования: насос ставят в отдельном помещении котельной рядом с отопительным котлом и устанавливают резервный источник электропитания - аккумуляторную батарею или генератор.

Элементы системы с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция - процесс, требующий установки не только насоса, но и других обязательных элементов.

расширительный бак для компенсации объема теплоносителя при изменении температуры;
группа безопасности, включающая манометр, термометр, предохранительный клапан;
радиаторы, подключенные по одной из схем разводок;
краны Маевского или сепаратор воздуха;
обратный клапан;
краны заполнения и слива системы;
фильтр грубой очистки.

Кроме того, при использовании в качестве нагревателя , без функции автоматической загрузки топлива, рекомендуется включить в систему теплоаккумулятор - накопительный бак нужного объема . Это позволит выровнять температуру теплоносителя и избежать ее суточных колебаний.

Типы разводки однотрубной системы

В однотрубной системе нет разделения на прямую и обратную трубу . Радиаторы подключены последовательно, и теплоноситель, проходя по ним, постепенно остывает и возвращается в котел. Эта особенность делает систему экономичной и простой, но требует настройки температурного режима и правильного расчёта мощности радиаторов.

Упрощенный вариант однотрубной системы подходит только для небольшого одноэтажного дома. В этом случае труба проходит через все радиаторы напрямую, без регулирующих температуру вентилей. В результате первые по ходу теплоносителя батареи оказываются значительно горячее, чем последние.

Для протяженных систем такая разводка не подходит , ведь остывание теплоносителя будет существенным. Для них используют однотрубную систему «ленинградка», при которой общая труба имеет регулируемые отводы на каждый радиатор. В результате теплоноситель в основной трубе более равномерно распределяется по всем помещениям. Разводка однотрубной системы в многоэтажных строениях делится на горизонтальную и вертикальную.

Горизонтальная разводка

При горизонтальной разводке прямая труба поднимается до верхнего этажа по главному стояку. От него на каждом этаже отходит горизонтальная труба, проходящая последовательно по всем батареям на данном этаже.

Они объединяются в стояк обратной магистрали и поступают обратно в котел или бойлер. Краны для регулировки температуры находятся на каждом этаже, а краны Маевского - на каждом радиаторе. Горизонтальная разводка может быть выполнена как проточной, так и по системе «ленинградка».

Вертикальная разводка

При этом типе разводки горячий теплоноситель поднимается на самый верхний этаж или чердак, а оттуда по вертикальным стоякам проходит через все этажи до самого нижнего. Там стояки объединяются в обратную магистраль . Существенный недостаток этой системы - неравномерный нагрев на разных этажах, который не поддается регулировке при проточной системе.

Выбор системы разводки для частного дома зависит в основном от его планировки . При большой площади каждого этажа и небольшой этажности дома лучше выбирать вертикальную разводку, так можно добиться более ровной температуры в каждом помещении. Если площадь невелика - лучше выбирать горизонтальную разводку, так как ее проще регулировать. Кроме того, при горизонтальном типе разводки не придется делать лишних отверстий в перекрытиях.

Видео: однотрубная система отопления

Монтаж системы отопления

Однотрубная система проста в монтаже, если правильно выполнить расчёты и внимательно отнестись к подключению всех ее элементов. Начинают его, как правило, с установки отопительного агрегата.

Котел

газовые;
дизельные;
комбинированные.

Газовые котлы допустимо устанавливать в любом помещении, оснащенном и вытяжкой. Все остальные типы котлов устанавливают в отдельном помещении котельной. Это связано с особенностями их эксплуатации. Схема установки котла приведена на рисунке.

Котел после установки подключают к дымоходу и электрической сети, а его теплообменник - к системе отопления. Для этого в котле предусмотрены два патрубка, предназначенные для ввода и выхода теплоносителя. Вводной патрубок обычно находится внизу задней или боковой стенки котла, по нему поступает остывший теплоноситель. Выходной - в верхней части, на стенках или поверхности котла. Через него нагретый теплоноситель поступает в трубы системы отопления.

Трубы
Элементы системы соединяют с помощью труб. Для систем отопления можно использовать только трубы, способные выдерживать высокие температуры: полипропиленовые, из шитого полиэтилена или металлические.

Диаметр труб определяется расчётом. В частных домах обычно используют трубы диаметром от 15 до 50 мм, на стояки и магистральные трубы выбирают диаметр больше, на подводку к радиаторам - меньше.

Соединение труб зависит от их материала. Стальные и медные трубы соединяют сваркой и с помощью металлических резьбовых фитингов. Полипропилен сваривают с помощью специального приспособления, как показано на фото.

открытые, размещенные в свободном доступе;
скрытые, размещенные под чистовым полом или отделкой стен.

На выбор типа монтажа влияет только дизайнерский замысел, но необходимо помнить: открытая укладка в случае появления течи позволяет быстрее обнаружить и устранить ее.

Сварочные работы металлических труб лучше проводить до укладки чистового пола и отделки стен, иначе неизбежно их повреждение окалиной.

Расширительный бак

открытого;
закрытого, или мембранного.

Баки первого типа применяются редко, так как в открытой системе происходит постоянное насыщение теплоносителя воздухом, что способствует коррозии радиаторов, труб, теплообменника котла.

Мембранные расширительные баки представляют собой металлическую емкость, разделенную пластичной перегородкой. Нижняя часть бака подключена к системе отопления, верхняя оснащена предохранительным клапаном и заполнена воздухом. Объем расширительного бака определяется с помощью расчёта.

При нагреве теплоноситель расширяется, и часть его выходит в расширительный бак. При этом мембрана приподнимается, а воздух в верхней части сжимается. При полном заполнении бака давление воздуха возрастает, и он стравливается через предохранительный клапан.

Расширительный бак закрытого типа можно монтировать непосредственно в котельной, в прямой или обратной трубе. Схема и варианты размещения бака приведена на рисунке.

аварийную ситуацию

манометр для контроля давления;
термометр;
воздухоотводчик;
предохранительный клапан.

Как правило, их устанавливают единым блоком, как на фото, но возможна установка по отдельности. Манометр и термометр могут быть объединены в одном корпусе

Некоторые модели котлов изначально оснащены аварийной группой. Если ее устанавливают отдельно, то размещают таким образом, чтобы предохранительный клапан находился выше выхода теплоносителя из котла.

Радиаторы и схемы их подключения
Выбор радиаторов и количества секций производят на основе теплового расчёта . В общем случае на 1 кв. метр помещения необходимо 0,1 кВт тепловой мощности радиатора. Уточнить этот показатель можно в паспорте на отопительные приборы.

От вида подключения труб к радиаторам зависит их теплоотдача . Типы подключения, подходящие для однотрубной системы с принудительной циркуляцией, изображены на рисунке.

Как видно из схемы, наибольшая эффективность радиаторов достигается при перекрестном подключении. Для того, чтобы сделать отопление в каждом помещении регулируемым, необходимо подключить батареи по схеме с байпасом и вентилем. Также на каждом радиаторе необходимо установить кран Маевского для сброса воздуха из системы.

Циркуляционный насос
Расчёт и установка насоса - ответственный этап. Его ставят непосредственно перед вводом обратной трубы в котел, учитывая направление потока - оно обозначено стрелкой на корпусе. Ротор насоса должен стоять строго горизонтально, поэтому насос ставят по уровню.

Перед насосом в трубу врезают фильтр грубой очистки для удаления из системы примесей, песка и ржавчины. Сборник осадка должен быть направлен вниз.

В обход насоса устанавливают байпас, он необходим для работы системы при внезапном отключении электроэнергии до момента подключения резервного источника питания или до остывания котла. В противном случае циркуляция будет невозможно, и вода в теплообменнике закипит.

Кроме того, байпас позволит снять насос для замены или обслуживания без слива теплоносителя. Для этого его с двух сторон оснащают запорными вентилями.

Видео: установка насоса

Видео: ошибки при монтаже отопительных систем

Система отопления должна также иметь краны для заполнения и слива теплоносителя. При первом запуске через кран заливают воду, стравливают воздух через воздухосбросы, после чего откручивают винт на циркуляционном насосе до появления воды. После этого можно приступать к топке котла и после его нагрева регулировать температурный режим.

Любое жилье нуждается в полноценном отоплении. Выбор метода обогрева во многом зависит от конструктивных особенностей здания и возможности эксплуатации дополнительного оборудования. Наиболее эффективным вариантом для современных домов или загородных коттеджей считается система отопления с принудительной циркуляцией.

Особенности системы

Вариант подходит для отопления как одноэтажного, так и двухэтажного дома и подразумевает внедрение в трубопровод циркуляционного насоса.

Его основное назначение – обеспечение достаточной скорости теплоносителя во всей системе за счет регуляции движения воды в трубах. И чем выше этот показатель, тем быстрее тепло поступит в комнаты.

Важно! Насос питается исключительно от электроэнергии, поэтому в случае частых перепадов напряжения или сбоев в сети обязательно необходимо запастись резервным источником питания в виде генератора, работающего от бензина.

Что вы получите при использовании системы с принудительной циркуляцией?

Решение об использовании именно этого метода обогрева базируется на его явных преимуществах:

возможность индивидуальной регуляции температуры воздуха в отдельных комнатах и помещениях дома;
независимость деятельности системы от температурных перепадов, что обеспечивает ее долговечность;
минимизация расходов на устройство отопления за счет того, что можно применять трубы с минимальным диаметром (при одинаковой длине трубы, имеющие меньший диаметр, стоят дешевле, чем с диаметром побольше);
возможность перекрывания определенной части теплосистемы;
равномерное нагревание всех отопительных приборов сети, вне зависимости от их удаленности от котла;
исключение процесса завоздушенности труб;
обеспечение комфортной температуры дома с любым количеством этажей (двухэтажного, одноэтажного и т. д.);
возможность изменения компоновки и схемы монтажа всей гидравлической системы;
минимизация испарения воды во всей системе;
возможность увеличения протяженности труб, независимо от того, какой у них диаметр;
упрощение монтажа (отсутствие необходимости просчета размера и уклона трубы);
улучшение интерьера и общего вида помещения;
значительная экономия тепла.

Закрытая система с принудительной циркуляцией позволяет без труда встроить некоторые дополнительные элементы уютного дома типа теплых полов.

Следует учесть и недостатки этой системы в виде постоянного шума, который издает работающий насос (с целью минимизации посторонних звуков рекомендуют выделить для насоса отдельное помещение), а также невозможности полноценного функционирования схемы в районах с частыми сбоями в электросетях.

Теплоотдача и производительность при отключенном насосе заметно снижаются, а поток теплоносителя продолжает свою работу за счет естественных сил – температурной разницы и гравитации. Монтаж такой схемы считается более затратным, что тоже необходимо учитывать при выборе метода обогрева дома.

Основные компоненты системы и особенности монтажа

Важнейшими узлами системы с принудительной циркуляцией считаются следующие элементы:

циркуляционный насос (подбирается по необходимому уровню мощности);
котел (газовый, электрический или работающий от твердого топлива и т.д.);
герметичный бак мембранного типа, обладающий расширяющей способностью;
отопительные радиаторы (батареи);
приспособления для монтажа и крепежа (держатели, хомуты);
арматура и фитинги;
приспособления для отвода воздуха;
краны (пробковые и шаровые);
трубы, диаметр которых подбирается индивидуально (для монтажа подводок и стояков);
клапаны обратного типа и фильтры, необходимые для нормального функционирования насосов и котла.

В чем состоят основные отличия от системы с естественной циркуляцией

Отопительные системы можно поделить на гравитационные (естественные) и принудительные.
Главное отличие между системами – в наличии циркуляционного насоса. В естественной схеме его функции выполняет сила гравитации, которая образуется благодаря теплоносителю, обладающему разным удельным весом (холодная вода тяжелее, чем теплая, т. е. ее плотность выше).

Диаметр рабочих труб, применяемых в монтаже системы с гравитационной циркуляцией, должен быть большим, что увеличивает общие затраты. Такая схема недостаточно эффективна (это можно понять на примере двухэтажного дома, в котором установлена однотрубная система). Гравитационная схема обычно применяется для обогрева одноэтажного здания квадратурой до 100 м2, но в последнее время используется все реже.

Системы с принудительной циркуляцией тепла рассчитаны на строения с большой квадратурой и любым количеством этажей.

К примеру, при строительстве двухэтажного сооружения целесообразно выбрать именно этот метод обогрева. Современные отопительные насосы потребляют минимум электроэнергии и оснащены 3-фазной системой автоматического регулирования мощности. Схема с принудительной циркуляцией удобнее и выгоднее, ведь она влияет не только на общую экономию и эффективность отопления, но и на внешний вид строения.

В идеале, во избежание недочетов и ошибок, монтаж такой сложной системы должен производиться профильными специалистами.

Все большую популярность приобретает система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. И это не удивительно. Принудительная схема имеет множество преимуществ, подходит для отопления домов большой площади, не имеет недостатков обогрева, основанного на принципе самоциркуляции.

Единственным минусом решения является зависимость от наличия электроэнергии, но эта проблема решается установкой ИБП или подключением генератора.

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:

Красивый внешний вид.
Экономный расход материалов.
Простота монтажа.

Также существуют минусы однотрубной системы:

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

Существует два основных решения однотрубной системы:

Обвязка радиаторов в однотрубной системе происходит следующим образом:

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:

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:

– 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:

Рассчитать диаметр трубопровода.
Подобрать наиболее подходящие трубы для отопления.
Высчитать параметры необходимого давления.
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.

Под сокращениями в формуле подразумевается:

V – скорость водяного потока.
∆dt – разница температуры на подаче и обратке теплоносителя (условно принимается коэффициент 20°С).
Q – тепловая энергия, отдаваемая системой.

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

Скорость водяного потока указана в технической документации к насосному оборудованию.

Какие трубы применяют для систем с принудительной циркуляцией

В системах с принудительным давлением используют трубопровод, изготовленный из разных материалов. Наибольшей популярностью пользуются следующие виды труб:

Стальные трубы – являются одним из наиболее дешевых материалов. Пользуются популярностью благодаря длительному сроку эксплуатации. Монтаж выполняется посредством сварочных работ. С течением времени, увеличивается гидравлическая сопротивляемость, за счет зарастания внутреннего контура.
Полипропилен – имеет длительный срок эксплуатации, высокую шумоизоляцию и небольшой вес. К недостаткам можно отнести подверженность линейному расширению. При нагреве теплоносителя свыше 70°С, контур из пропиленовых труб начинает провисать. Чтобы избежать провисания, требуется установка специальных крепежей. При монтаже учитывается подверженность материала механическому воздействию.
Металлопластик – выдерживает рабочее давление до 10 атм, и нагрев теплоносителя до 95°С (кратковременное повышение до 110°С). Из металлопластиковых труб легко собрать систему отопления своими руками. Монтаж осуществляется цанговым методом, несколько уменьшающим внутренний диаметр. При выборе материала следует добавлять 10% к рекомендуемому сечению.
Медь – обладает лучшей теплопроводностью, чем любой другой материал, используемый для обогрева. Обвязка системы медными трубами допускается только при отсутствии прямого контакта с алюминиевыми деталями. Медь прослужит не менее 100 лет, хорошо выдерживает перегрузки. В качестве недостатка меди, можно выделить высокую себестоимость материала и монтажных работ.

Какое давление должно быть в системе

Следует отметить, что норм, регулирующих минимальное давление в автономных системах отопления, не существует. Ориентироваться стоит на показатели циркуляционного и водогрейного оборудования, а также на особенности водяного контура.

Согласно физическим законам, даже жидкость, находящаяся в покое и не подверженная нагреванию, оказывает давление на стенки трубопровода, соответствующее 0,1 Бар на каждый метр подъема трубы. При нагревании параметры возрастают. Циркуляционное оборудование создает дополнительной напор, увеличивающий давление внутри контура.

Нормальным считается рабочее давление в системе с мембранным расширительным баком, не превышающее 1,5-2,5 атм. При расчетах принято принимать, что максимальная нагрузка на стенки труб не должна превышать минимального значения самого слабого элемента в системе.

Циркуляционное оборудование достаточной производительности, выбирают по напору водяного столба. Допустимая длина ветки контура высчитывается в соотношении 10 п.м. = 0,6 м в. ст.

Где ставить расширительный бак на систему

Расширительный бачок в системе с принудительной циркуляцией воды, нужен для компенсации при перепадах давления, возникающих вследствие увеличения объема (при нагревании) и уменьшения (при охлаждении) теплоносителя.

Расположение емкости определяется в зависимости от ее конструкции и типа разводки:

Объём расширительного бака высчитывают, опираясь на мощность водогрейного котла, принимая в расчет соотношение 1 кВт= 15 л. Коэффициент расширения (вместимость бачка) составит около 4,5% от полученного результата.

Методы и способы удаления воздуха из системы

Причин скопления воздуха в трубах и радиаторах системы отопления множество. Наиболее распространёнными считаются следующие:

Проведение ремонтных работ.
Использование открытого расширительного бака.
Протечка труб.
Плохо загерметизированные стыки трубопроводов.
Неправильное заполнение замкнутой системы теплоносителем.

Чтобы устранить проблему, предпринимаются следующие шаги:

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:

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.