Системы отопления с насосной циркуляцией: схемы устройства и работы

Система отопления с насосной циркуляцией — надежный обогрев дома

Отопление в доме представляет собой сложное устройство. До недавнего времени практически повсеместно использовалась система, в которой теплоноситель естественно циркулировал по ней. Но в этой системе имеется много недочетов, а значительные повышения тарифов на газ и электроэнергию сделали ее дорогостоящей. Так, всё больше людей начало устанавливать у себя дома систему отопления с принудительной циркуляцией тепла, о которой мы поговорим далее.

Отличия работы систем с естественной и принудительной циркуляцией

Отопление с использованием циркуляционного насоса учитывает все недостатки его аналога с естественным движением теплоносителя: в нем можно увеличить протяженность трубопровода, регулировать температурный режим и получить равномерный обогрев всего жилья. Чтобы понять, с чем связаны ее улучшения, нужно рассмотреть работу каждой из них.

Принцип работы отопления при естественной циркуляции

Она осуществляется следующим образом: теплоноситель поступает в радиаторы за счет разницы температур горячей и холодной воды. При нагревании жидкости от котла горячая вода становится легче за счет уменьшения плотности. Так, она движется вверх по подающему стояку, а затем перетекает по трубам вниз к отопительным приборам, проходя сквозь них и отдавая тепло, потом возвращается по «обратке» к котлу.

Принцип системы с принудительной циркуляцией

Такая отопительная система имеет следующий принцип действия: нагрев осуществляется за счет введения в систему насоса, который увеличивает напор теплоносителя. Это делает возможным подключение отопления с любыми радиаторами и трубопроводами.

Он позволяет расширить возможности естественного отопления, создать несколько вариантов его завязки и упростить устройство. При использовании насоса нет нужды в трубах с большим диаметром, которые необходимы при естественной циркуляции. От этого внешний вид развязки отопления только выигрывает.

Принцип действия отопительной системы основывается на использовании циркуляционного насоса:

Он позволяет расширить возможности естественного отопления, создать несколько вариантов его завязки и упростить устройство. При использовании насоса нет нужды в трубах с большим диаметром, что является главным условием при естественной циркуляции. От этого внешний вид развязки отопления только выигрывает.

Так, работа закрытой системы схожа с отоплением, основанным на естественной циркуляции, но она получается более продуктивной, так как встроенный в нее насос обеспечивает высокую скорость теплоносителя и тем самым гарантирует ускоренное прогревание всего жилья.

Подключение радиаторов системы

Подключение радиатора выполняется обычным способом: трубопровод с горячей водой располагается вверху, а с холодной — внизу на выход. Для небольшого дома подойдут трубы с диаметром 20 дюймов, а если сооружение большое, то нужно устанавливать трубы с размером диаметра 25.

На каждую батарею устанавливаются регулировочные краны, которые необходимы для равномерного нагревания всех радиаторов. Естественно, что близлежащие к котлу отопительные приборы нагреваются быстрее и сильнее, а самые последние могут быть немного теплыми. Чтобы этого избежать, вовремя перекрывают вентили на передних радиаторах, и теплоноситель прямиком поступает в последующие отопительные приборы.

Однотрубная схема монтажа отопления

Последовательная завязка радиаторов ведет к одной единственной трубе, чаще всего она прокладывается ниже отопительных приборов.

При такой схеме теплоноситель выходит из котла отопления нагретым до определенной температуры, он заполняет собой каждый из подключенных радиаторов. В этой особенности кроется огромный минус — температура последних батарей может быть значительно ниже тех, что расположены ближе к котлу. Еще одним изъяном в этой разводке является невозможность регулировки температурного режима, если в ней отсутствует байпас. Он представляет собой перемычку с краном, которая устанавливается на входящий и исходящий трубопровод.

В такой системе перекрыть один из радиаторов невозможно. Однотрубное соединение установлено в многоквартирных постройках, выполненных еще в прошлом столетии. Эта схема часто выбиралась из-за легкого монтажа и экономии на трубах, ведь их нужно в два раза меньше, чем при двухтрубной схеме.

Некоторые умельцы, чтобы устранить ее недостатки, выполняют самостоятельные врезки в основную трубу, и тем самым отапливают дополнительные площади (балконы, лоджии) или утепляют прохладные комнаты. Подробнее об однотрубном исполнении – читайте тут.

Двухтрубная схема

В случае ее использования к каждому радиатору монтируется одновременно две магистрали: входящая и «обратка». Параллельный способ подводки теплоносителя обеспечивает прогревание одного радиатора. Каждая батарея в такой системе при необходимости легко отключается от трубы, это удобно для проведения ремонта, а также для регулировки обогрева комнаты. Для этих целей на входе радиатора устанавливается терморегулятор или обычный кран.

Существуют современные автоматические двухтрубные системы, которые регулируют и контролируют температурный режим сами. К их недостаткам относится: сложный монтаж и необходимость в большом количестве труб.

Двухтрубная система разводки бывает вертикальной и горизонтальной. Каждая из них подразделяется на несколько разновидностей.

Горизонтальные схемы

Их существует три:

  1. Тупиковая. Является самой простой. В ней температура радиаторов зависит от их удаленности от котла. Чем дальше от него находится батарея, тем хуже она обогревает. Контур становится длиннее, и нет возможности контролировать температурный режим.
  2. Звездообразная. При ее использовании к котлу подводится две трубы — с холодной и с горячей водой. При этом температура в батареях получается одинаковой, но длина трубопровода увеличивается.
  3. Коллекторная. Самая эффективная. В ее случае к каждой батарее идет своя труба, по которой поступает теплоноситель, за счет этого обеспечивается равномерное распределение тепла. У нее есть существенные недостатки — большие трудозатраты и необходимость закупки многочисленных материалов.

Вертикальные схемы

Они бывают с двумя типами разводки:

  • Нижняя. В каждой комнате по две трубы. В целом имеется общий стояк, подающий теплоноситель на все этажи, а затем он наверху подсоединяется к радиатору, а от него охлажденная вода спускается вновь на первый этаж.
  • Верхняя. Предполагает расположение стояка вертикально от котла до чердака или технического этажа. На нем производится разводка труб под каждый радиатор, расположенный на верхнем этаже. Затем уже от каждого из них спускаются трубы к батареям, расположенным на нижних этажах. В итоге в комнату подводится только одна труба.

Сравнивая горизонтальную и вертикальную систему можно сделать вывод, что первый ее вид экономичней: при ней стояк с теплоносителем вынесен за пределы жилого помещения и находится на лестничных пролетах или в коридоре. В комнатах располагаются только трубы, идущие к радиаторам. Чтобы устранить воздушные пробки в батареях, нужно на каждую из них установить кран Маевского, через который можно выполнить сброс воздуха, скопившегося в секциях батарей. Она часто применяется в частных домах, где имеется протяженная отопительная магистраль.

Вертикальная схема подключения отопления защищена от таких проблем с воздухом, но она стоит дороже. Ее используют в многоэтажных домах, при этом стояк от нее проходит через перекрытия по всем этажам.

Подробнее о двухтрубной системе отопления – читайте тут.

Преимущества насосной системы и ее недостатки

Наличие в отопительном контуре насоса наделяет систему несколькими существенными достоинствами:

  • Простотой монтажа. Это преимущество существенно в сравнении с естественной системой. Дело в том, что при установке циркуляционного насоса отпадает необходимость в сложной установке верхнего трубопровода, не нужно приваривать трубы, выдерживая угол в 300 и устанавливать главные стояки больших диаметров.
  • Равномерным и быстрым нагревом жилья. В отличие от естественной циркуляции, при которой обогрев радиаторов зависит от расстояния до котла, в случае применения насосной версии теплоноситель попадает во все батареи одновременно, а если возникает какой-то диссонанс, то его можно отрегулировать.
  • Обогревом большой территории. Это возможно выполнить, если выбрать разводку труб коллекторного типа. При нем обеспечивается равномерное прогревание радиаторов, на каком бы они ни были расстоянии от котла. Поэтому можно продлевать систему трубопроводов до нужной длины, не боясь из-за большой ее протяженности потерять тепло при транспортировке.
  • Возможностью применения антифриза. Он обеспечит системе защиту от промерзания.
  • Регулировкой нагрева. Она осуществляется по отдельным участкам сети. С помощью предусмотренных регулировочных кранов можно перекрывать целые участки магистрали. За счет чего можно изменять компоновку сети и переделывать схему ее подключения.
  • Продлением срока службы оборудования. Котельные приборы в закрытой системе практически не страдают от разницы температур, она менее заметна на входе и выходе из котла.
  • Возможностью введения в систему дополнительных элементов.Наличие циркулирующего насоса дает возможность встраивать «теплые полы».
  • Отсутствием необходимости в регулировке воды в системе.Включив в обогревательный контур насос и расширительный бачок с мембраной, и сделав его закрытым, получили возможность уменьшить испарение жидкости из системы.

К слабым сторонам принудительных отопительных систем относят:

  • Работа от электроэнергии. Зависимость системы от наличия постороннего ресурса оборачивается выходом из строя всего отопительного оборудования в отсутствии энергии.
  • Стоимость насоса и его комплектующих. Сам прибор стоит недорого, но для его работы нужно приобрести специальные переходники, краны и другие детали.

Работа и схема принудительной системы отопления (видео)

На приведенном видео рассказано о принципе действия комбинированной системы – идеальный вариант для обустройства отопления, а также показано устройство двухтрубного варианта. При нем не нужно подстраиваться под систему и располагать трубы на определенном расстоянии, трубопровод может быть вмонтирован в любом месте: на полу, стенах и даже на потолке.


Как выглядит схема системы отопления с насосной циркуляцией?

Монтаж системы отопления вообще и монтаж циркуляционного насоса в систему отопления в частности — задача всегда непростая и требующая учёта многочисленных факторов. Наиболее популярной конструкцией является система естественной циркуляции, однако её широкое применение объясняется исключительно простотой установки.

Существенный недостаток этой конструкции — слабый циркуляционный напор, вынуждающий приобретать трубы чрезмерно большого диаметра, что ограничивает в выборе радиаторов, да и просто требует больших затрат. Поэтому оптимальным вариантом являются несколько более сложные, но практичные системы отопления с насосной циркуляцией схема работы которых позволяет использовать любую разновидность радиаторов, а также трубы стандартного диаметра.

Разновидности схемы

Само название схемы подразумевает использование циркуляционного насоса, цель которого — обеспечивать напор и постоянное продвижение нагретой воды. Кратко принцип работы схемы выглядит так: нагретая до необходимой температуры вода поступает по трубопроводу в радиаторы. После остывания она возвращается в котёл по отводящему трубопроводу. Встроенный расширительный бак обеспечивает постоянное давление теплоносителя и призван выдержать увеличивающийся во время нагревания объём воды.

Можно выделить несколько разновидностей такой системы, разделяющихся по следующим признакам:

  1. по способу подключения трубопровода к радиаторам: однотрубные и двухтрубные;
  2. по месту расположения стояков: вертикальные стояки и горизонтальные стояки;
  3. по типу магистрали: тупиковые системы и системы с попутным движением воды;
  4. по типу разводки: с верхней и с нижней.

Разберёмся, как подключить циркуляционный насос для отопления по каждой из указанных схем.

Однотрубная и двухтрубная системы

Считающаяся пережитком прошлого однотрубная конструкция подразумевает подключение к радиатору лишь одной трубы. Все отопительные приборы дома соединяются последовательно, а теплоноситель протекает через них, начиная с верхнего и заканчивая нижним, с каждым сантиметром продвижения отдавая всё больше тепла. Таким образом, к последним из радиаторов вода подходит едва тёплой, и это создаёт сильный дисбаланс в температуре разных комнат. Единственным способом хоть как-то уменьшить эту разницу является установка в нижних комнатах радиаторов с большим количеством секций.

Среди других недостатков:

  • невозможность установить регулировочные краны, поскольку это автоматически перекроет или уменьшит доступ воды к радиаторам «ниже по течению»;
  • нерегулируемая температура в отапливаемых помещениях: если отопительная система запущена, будут обогреваться все комнаты.

Однотрубная система была популярна полвека назад, но в наше время устарела окончательно и практически не используется.

Двухтрубная конструкция устраняет эти недостатки за счёт подведения к каждой батареи подводящей и отводящей трубы. Теряющий свою температуру теплоноситель в данном случае отводится из радиатора в котёл для нового нагревания, а не продвигается в следующий радиатор. Ещё одно дополнительное преимущество: возможность установить на каждый из радиаторов собственный регулировочный кран или автоматический термостат.

Вертикальный и горизонтальный стояки

Подключение радиаторов к вертикальному стояку позволяет подводить к ним трубы не сразу, а по отдельности для каждого этажа высотки. Главное преимущество вертикальных стояков — отсутствие воздушных пробок. Недостаток — относительно высокая стоимость.

В несколько иных целях используется установка циркуляционного насоса в системе отопления со стояком горизонтального типа: отопление лестничных площадок, коридоров и любых обширных одноэтажных зданий. Её существенными плюсами являются экономия на трубах и вытекающая из неё низкая стоимость монтажа. Известный недостаток: появление воздушных пробок, устранить которые, однако, помогают краны Маевского.

Тупиковая и попутная схемы

Широко распространённая тупиковая система подразумевает движение теплоносителя по подающей трубе в одну сторону, а по отводящей — в обратную. Циркуляционные кольца при этом существенно отличаются по длине. Недостаток тупиковой системы: неравномерность прогрева. Те из отопительных приборов, которые находятся ближе к котлу, отличаются лучшей эффективностью, нежели более далёкие. Даже подключение циркуляционного насоса в систему отопления тупикового типа не даёт гарантий того, что все радиаторы будут нагреваться одинаково хорошо. Достоинство же такой системы: экономичность. Их недостатки зачастую сглаживают, устанавливая несколько маленьких магистралей вместо одной длинной.

В попутной схеме длина циркуляционных колец всегда одинаковая. Соответственно, все радиаторы прогреваются тоже одинаково, находясь на любом расстоянии от главного стояка. Из-за высокой стоимости (требуется больше труб) попутная схема используется редко.

Верхняя и нижняя разводки

Отопительная система с внешней разводкой подразумевает установку подводящего трубопровода выше радиаторов.

Обычно применяется в межпотолочных полостях или на чердаке.

Принцип действия прост: установка циркуляционного насоса в систему отопления позволяет поднять нагретую воду в самую верхнюю точку трубопровода, откуда она уже будет распределяться по нижележащим помещениям. Там же, в наивысшей точке, устанавливается расширительный бак, чья задача — предотвращение появления воздушных пробок. Отводящая же труба, напротив, монтируется ниже отопительного прибора. По понятным причинам верхняя разводка неприменима в зданиях с плоской крышей и без чердаков.

В схеме с нижней разводкой оба (и подающий, и отводящий) трубопровода устанавливают ниже радиаторов и при этом с небольшим уклоном (для предотвращения образования воздушных пробок). Единственное заметное преимущество схемы: возможность подключать отопление поэтапно, этаж за этажом.

Выбор оборудования

Пришло время разобраться с тем, как выбрать циркуляционный насос для систем отопления установка которого имеет немало нюансов. Выбор насоса производится всего по двум параметрам: планируемая сила напора воды и сопротивление воды, которое придётся преодолевать насосу для создания напора. Как ни парадоксально, но мощность насоса должна быть меньше на 10-15%, чем в расчётных значениях. В противном случае количество потребляемой электроэнергии, шум и скорость износа деталей будут слишком высоки. Глупо ударяться и в другую крайность, экономя на мощности насоса. Такой агрегат не сможет перекачивать нагретую воду в требуемом объёме с нужной скоростью.

Читайте также:  Системы воздушного отопления: как устроить своими руками

Существуют модели с интегрированными в них ручными или электронными регуляторами скорости работы электродвигателя. Высочайший КПД требует максимальной скорости вращения вала. Ещё одна нестандартная разновидность — насос циркуляционный для отопления мини, многие модели которых работают автономно, без подключения к электросети (на дизельном топливе или бензине). Такие насосы отлично подходят для мест, где проведение электричества не планируется (садовые или охотничьи домики, строительные будки). Еще об одном способе отопления помещения, где есть проблема с электричеством, можно прочитать здесь.

Монтаж насоса

Допустим, приобретен электрический циркуляционный насос для отопления.

К сожалению, о том, как правильно ставить циркуляционный насос на отопление, из-за повальной распространённости систем естественной циркуляции знает даже не каждый сантехник.

Первым делом необходимо определить место под врезку электронасоса в трубопровод. В принципе, насос можно врезать на любом отрезке отопительного контура, однако необходимо учесть, что ресурс работы пластиковых деталей и подшипников зависит от температуры воды. Поэтому из материальных соображений выгоднее установить оборудование на обратной части трубопровода: перед отопительным котлом и после мембранного бака.

Типичная электрическая схема подключения циркуляционного насоса отопления выглядит следующим образом:

Главные её составляющие: котёл (1), насос (5), бак (7) и радиаторы (8).

Крайне рекомендуется, чтобы насос работал только от бесперебойного источника питания. Также необходимо исключить всякое попадание конденсата или брызг воды в клеменную коробку. Если вода в отопительной системе нагревается до температуры свыше 90 градусов, следует использовать жаростойкий кабель.

Необходимо помнить и о фильтрации воды, поэтому перед насосом в трубе устанавливается грязевик. Попадание с водой инородных тел внутрь насоса почти гарантированно приведёт к разрушению подшипников и крыльчатки. Бочонок для сбора мусора должен «смотреть» вниз — тогда он не станет помехой для нормальной циркуляции воды.

Какое бы оборудование не было выбрано, правильная установка циркуляционного насоса в систему отопления возможна только при следовании сопроводительной документации, поставляющейся производителем. В этой инструкции содержатся данные об устройстве аппарата, нюансах работы и алгоритме установки.

Особенности устройства и примеры схем отопления с насосной циркуляцией

Обустройство системы отопления – ответственная и достаточно сложная задача. Существует множество разновидностей конструкции. Принято считать наиболее доступным сооружение с естественной циркуляцией, которое не требует установки дополнительного оборудования. Однако чтобы минимизировать главный недостаток такой конструкции, низкий циркуляционный напор, понадобится устанавливать трубы с большим диаметром. Что приводит к проблемам с выбором радиаторов и увеличивает затраты на трубопровод. Таким образом, более практичными оказываются системы отопления с насосной циркуляцией, которые могут работать с любыми типами радиаторов и трубопроводами небольшого диаметра большей протяженности.

Общие понятия

Как становится понятным из названия, отличительной чертой системы является наличие циркуляционного насоса, обеспечивающего продвижение теплоносителя. Разогретая до нужной температуры вода по подающему трубопроводу с помощью насоса направляется в нагревательные приборы. Остывая, она поступает по обратным магистралям в котел. Кроме того в системе обязательно присутствует расширительный бак, который помогает создавать стабильное давление и принимает увеличивающийся при нагреве объем теплоносителя.

Встроенный в конструкцию насос продвигает теплоноситель по трубопроводам, обеспечивая тем самым оптимальное давление и максимальный эффект от использования системы

Циркуляционные и расширительные трубы от бака должны входить в обратную магистраль перед насосом. При этом расстояние между участками соединения составляет минимум 2 м. Дно расширительной емкости располагают выше наиболее высокой точки конструкции минимум на 800 мм. Чтобы воздух проще удалялся из системы нужно обеспечить попутное движение теплоносителя. Для этого подающую магистраль укладывают с подъемом в сторону дальнего стояка, а на самых высоких участках монтируют проточные воздухосборники.

На основаниях стояков обычно устанавливаются проходные сальниковые пробковые краны, обеспечивающие возможность отключения их от системы. На подводящих участках отопительных приборов ставятся регулирующие краны. Скорость теплоносителя в трубах имеет определенные ограничения, иначе будет слышен шум при функционировании отопления. Так для жилых помещений эта величина составляет 1,5, 1,2 и 1 м/с при диаметрах трубопровода 10, 15 и 20 мм.

Существует несколько разновидностей системы. Они подразделяются:

  • По местоположению стояков на конструкции с горизонтальными и вертикальными стояками.
  • По монтажу подающей магистрали на варианты с нижней и верхней разводкой.
  • По методу подключения приборов отопления на двухтрубные и однотрубные.
  • По схеме магистрали на устройства с попутным движением теплоносителя и тупиковые.

Более подробно о выборе теплоносителя для системы отопления вы можете прочитать в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/radiatory/teplonositel-dlya-sistem-otopleniya.html.

Рассмотрим все варианты подробнее.

Горизонтальный и вертикальный стояк?

Горизонтальная система предполагает подключение радиаторов к одному стояку, который лучше всего располагать вне жилых помещений: в коридоре или на лестничной клетке. Главное преимущество этого варианта – экономия труб и меньшая стоимость монтажа. К недостаткам относят некоторые сложности в эксплуатации и склонность к образованию воздушных пробок в системе. Для их стравливания на радиаторы обычно устанавливаются краны Маевского. Используется горизонтальное сооружение чаще всего в одноэтажных зданиях большой площади.

Горизонтальное расположение системы позволяет сэкономить на трубах и монтаже. Однако такая система имеет склонность к завоздушиванию, что требует установки дополнительного оборудования, например, кранов Маевского

При обустройстве вертикальной системы все отопительные приборы подводятся к вертикальному стояку. Такой способ позволяет производить подключение по отдельности каждого этажа многоэтажного здания. Основное преимущество – при эксплуатации воздушные пробки не образуются. Однако обустройство вертикального варианта системы обойдется несколько дороже горизонтального.

Вертикальная конструкция не склонна к появлению в процессе эксплуатации воздушных пробок, зато более дорогостояща в обустройстве

Нижняя или верхняя разводка?

Устройство с нижней разводкой монтируется так, что подводящий и отводящий трубопровод устанавливается ниже радиаторов. В системе предусматривается небольшой уклон для борьбы с воздушными пробками. С этой же целью конструкция оснащается кранами Маевского. Определенное преимущество, которое дает нижняя разводка, это введение отопления в эксплуатацию поэтапно, по мере возведения этажей. Что может быть очень актуально при индивидуальном строительстве.

Конструкции с нижней разводкой предполагают размещение котла и магистралей ниже уровня радиаторов, что позволяет постепенный ввод в эксплуатацию отопительной системы

Верхняя разводка предполагает размещение подводящего трубопровода выше приборов отопления. Чаще всего он монтируется на чердаке или же в межпотолочном пространстве. Теплоноситель поднимается вверх и оттуда распределяется по помещениям. При этом обратный трубопровод всегда устанавливают ниже радиатора. В наивысшей точке конструкции монтируется расширительный бак, который выполняет свои функции и отвечает за исключение возможности появления воздушных пробок. Система неприемлема для зданий с плоскими крышами.

Однотрубная система против двухтрубной

Главная отличительная черта однотрубной конструкции – одна труба, к которой подключается отопительный прибор. Радиаторы присоединяются последовательно. Теплоноситель остывает в каждом из них и подходит к последующим приборам с меньшей температурой. Таким образом последние в цепочке батареи значительно холоднее первых. Достоинство системы в относительно небольших затратах на комплектующие и монтаж. Однако есть и существенные недостатки.

Первый – отсутствие возможности регулировать температуру радиаторов. Нельзя ни сократить, ни увеличить теплоотдачу, а так же отключить батарею от системы. Впрочем, при монтаже приборов с помощью специальной перемычки, которая называется байпас, можно будет при необходимости выключать радиатор. Но косвенный нагрев помещения с помощью подающих труб и стояка будет продолжаться.

Однотрубная система отопления не предполагает возможности регулирования температуры теплоносителя в радиаторах, кроме того в каждый последующий в цепочке отопительный прибор поступает менее нагретая вода

Второй значимый недостаток – разность температур последовательно соединенных отопительных приборов. Чтобы его максимально нивелировать, можно подобрать радиаторы разных размеров. При этом самый маленький должен быть первым, а площадь всех последующих постепенно увеличивается. Однако внешний вид помещений, в которых будет располагаться система, от такого разнообразия может пострадать.

Двухтрубные системы предполагают подведение к каждому радиатору подающей и отводящей трубы. Таким образом охлаждающийся в оборудовании теплоноситель отводится в котел, а не поступает в следующий прибор. Это позволяет подавать в радиаторы воду примерно одинаковой температуры. Система лишена недостатков однотрубных конструкций. В ней могут использоваться трубы с меньшим диаметром и соединения меньших типоразмеров, что делает конструкцию более эстетичной и позволяет использовать ее при скрытой прокладке, например, в стяжке для пола.

Отличительная черта двухтрубной системы: к каждому радиатору подходит подводящая и отводящая магистраль, что позволяет поддерживать одинаковую температуру теплоносителя на подходе ко всем приборам

Параллельное соединение радиаторов двухтрубной конструкции очень удобно. При установке на каждый прибор монтируется кран, дающий возможность регулировать температуру оборудования. При необходимости с его помощью можно отключить батарею от системы и провести ее замену или ремонт. Существуют модели термостатических регуляторов, позволяющие регулировать температуру в помещении автоматически. Главный недостаток двухтрубных конструкций – большее количество труб, необходимых для обустройства. Это делает систему более дорогой и более сложной в монтаже.

Тупиковые и попутные схемы

Тупиковые конструкции предполагают, что движение остывшего теплоносителя в обратной магистрали будет противоположно направлению разогретого в подающей. В такой системе длина циркуляционных колец разная. У приборов, расположенных на самом большом расстоянии от котла, максимальная длина циркуляционного кольца. По мере приближения места расположения оборудования к котлу снижается протяженность циркуляционного кольца. Поэтому достаточно сложно добиться равномерного прогрева всех приборов отопления. Те из них, что находятся ближе к главному стояку всегда будут прогреваться лучше.

Еще одна сложность: точная увязка циркуляционных колец. Особенно в случае, когда нагрузка на ближайшие к главному стояку невелика. Однако, несмотря на все недостатки, тупиковые системы относятся к числу самых экономичных. Чтобы нивелировать их «минусы» на практике сокращают общую протяженность магистралей и монтируют несколько небольших конструкций вместо одной длинной. Таким образом удается добиться возможности хорошей горизонтальной регулировки системы.

Тупиковые системы отличаются различной длиной циркуляционных колец, тогда как в системе с попутным движением теплоносителя они одинаковы

В некоторых случаях системе отопления достаточно естественной циркуляции. О том, как она устроена, в чём заключается принцип работы, читайте в нашем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html

Устройства с попутным движением отличаются одинаковой протяженностью циркуляционных колец. Благодаря этому все нагревательные приборы работают в абсолютно одинаковых условиях, что дает равный прогрев всех батарей вне зависимости от их удаления от основного стояка. При этом такие системы используются ограничено, поскольку их обустройство требует большего, чем для тупиковой конструкции, количества труб. Чаще всего они устанавливаются в случаях, когда увязка циркуляционных колец в пределах, рекомендованных СНиП, невозможна.

Отопление с насосной циркуляцией – более практичное и эффективное. Насос, встроенный в конструкцию, обеспечивает оптимальную скорость движения жидкости в трубах, что позволяет получить максимально возможный эффект от использования отопительной системы. Разнообразие вариантов обустройства дает возможность подобрать для своих условий оптимальную конструкцию, которая обеспечит наиболее комфортные условия в отапливаемом здании.

Схемы системы отопления с насосной циркуляцией

Такой насос используется в составе системы отопления для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя. Устройство работает на электричестве и потребляет мало энергии – от 60 до 100 ватт, что сравнимо с обычной бытовой лампочкой.

К сожалению, если электроснабжение частного дома время от времени прерывается, то и работа насоса будет непостоянной, что приведет к нарушению движения жидкости по трубам. Перед установкой насоса рекомендуется заранее продумать, как циркуляцию воды в контуре сделать постоянной.

Случаи применения

Система отопления, оборудованная насосом для принудительного перекачивания теплоносителя, уместна в случаях, когда жидкость не может преодолеть гидравлического сопротивления и потому не поднимается по трубам вверх. В системах отопления с естественной циркуляцией воды нужно точно соблюдать уклон и диаметр труб, а малейшая ошибка выведет из строя весь комплекс.

Это ограничивает использование системы компактными помещениями: ведь чем больше отапливаемая площадь, тем длиннее контур, и, соответственно, слабее ток воды. Даже при использовании мощного котла давление теплоносителя редко превышает 0,6 мПа. А изменение схемы проводки труб для улучшения тока жидкости, обойдется дорого.

Преимущества

Система, оснащенная циркуляционным насосом, лишена этих недостатков. Она отлично подходит для обогрева помещений площадью от 200 до 800 м2. К ее преимуществам относятся:

  • отсутствие требований к конфигурации контура отопления – для циркуляции теплоносителя не требуется создавать в трубопроводе зауженные места, монтировать трубы под наклоном и пользоваться другими техническими приемами;
  • быстрый разгон жидкости – циркуляция нагретой воды в контуре начинается сразу же после включения насоса. В результате комнаты частного дома прогреваются до нужной температуры всего за несколько минут;
  • высокий КПД – благодаря быстрой циркуляции теплоносителя сокращаются тепловые потери. Решается проблема, когда одно из помещений прогревается сильнее остальных. За счет этого топливо расходуется экономичнее;
  • надежность работы – простая конструкция насоса исключает возникновение случайных поломок.

Стоит отметить, что сложности могут возникнуть только при перебоях электроэнергии, но справиться с ними несложно: если в доме имеется электрогенератор, система отопления сможет работать непрерывно.

Если планируется оборудовать насосом систему с естественной циркуляцией, ее схема остается практически неизменной.

Требуется лишь вмонтировать сам насос, а также перенести расширительный бачок с контура подачи воды на контур, по которому она возвращается к котлу.

«Сухие» и «мокрые» насосы

Существует две основных разновидности насосов: «сухие» и «мокрые». Первые устроены так, что ротор не взаимодействует с теплоносителем. Они имеют высокий КПД — 80%, но достаточно шумные и подвержены поломкам. Одной из самых распространенных неисправностей «сухих» насосов является повреждение уплотнительных колец, вслед за чем нарушается герметичность устройства.

В системах, оборудованных «мокрым» насосом, такая проблема исключена. Они проще в эксплуатации, не нуждаются в тщательном техобслуживании. С другой стороны, «мокрый» насос имеет КПД меньше 50%, а поскольку внутри него всегда должна быть вода, приходится тщательно следить за горизонтальным положением вала. Для использования при отоплении частного дома «мокрый» насос удобен тем, что практически бесшумен. Механизм переключения скоростей вращения ротора является бесступенчатым.

С учетом небольшой мощности, «мокрые» насосы подходят для трубопровода небольшой протяженности. «Сухие», напротив, лучше применять для отопления больших площадей. Кроме того, последние редко устанавливаются в частных домах из-за шума во время работы, а если имеются планы их монтировать, то делается это в заранее подготовленном месте со звукоизоляцией.

Определение мощности

При выборе насоса нужно учитывать такие факторы, как:

  • мощность отопительных радиаторов;
  • скорость движения теплоносителя;
  • общая длина трубопровода;
  • проходное сечение трубопроводов;
  • мощность котла.
Читайте также:  Водяное отопление своими руками: лучшие системы и схемы

Каждый из этих параметров легко рассчитывается, если знать хотя бы один из них. Так, исходя из мощности радиаторов, можно установить мощность котла и расход воды. Определив расход воды, не составит труда найти диаметр труб. Необходимо заранее определиться со скоростью движения теплоносителя в контуре системы: оптимально — 1,5 м/сек. Зная требуемую скорость циркуляции, диаметр труб и остальные параметры, получится рассчитать силу напора и мощность насоса.

Расчеты

Чтобы точнее определить мощность насоса, можно воспользоваться правилом производителей, которые «привязали» 1 кВт мощности к 1 литру прокачиваемой воды. Так, насос мощностью 25 кВт может обеспечить циркуляцию максимум 25 литров теплоносителя.

Иногда применяется упрощенная схема выбора, основанная на площади отапливаемого помещения:

  • для отопления постройки площадью до 250 м2 покупают насос мощностью 3,5 кубометра воды в час и силой напора 0,4 атмосферы;
  • от 250 до 350 м2 – мощностью 4,5 кубометра в час и силой напора 0,6 атмосфер;
  • от 350 м2 – мощностью 11 кубометров в час и силой напора 0,8 атмосфер.

Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики некоторых моделей, насосы не приспособлены для прогона воды по контуру системы с искусственной циркуляцией в зданиях общей площадью больше 800 м2.

Европейская методика расчета

При выборе оборудования можно пользоваться еще одной методикой – типовыми проектами обустройства жилья, разработанными в Европейском Союзе. Так, на 1 м2 пространства должна приходиться мощность насоса 97 Ватт при условии, что температура воздуха на улице составляет 25С° (минус), или 101 Ватт – если температура опускается до 30С° (минус).

Эта норма действует для построек высотой от трех этажей и больше. При обустройстве частного дома высотой до двух этажей мощность насоса на 1 м2 площади должна составлять 173 Ватта при уличной температуре до 25С° мороза и 177 Ватт – ниже 25С°.

Выполнение работ по установке

Оснащенные насосом системы отопления могут быть как однотрубными, так и двухтрубными. Любая схема предусматривает монтаж устройства на трубе, по которой происходит возврат охлажденного теплоносителя в котел. Это объясняется тем, что резиновые манжеты и уплотнители насоса, нагреваясь от горячей воды, меняют свои потребительские свойства и быстро изнашиваются. В обратном контуре вода охлаждена и не вредит оборудованию.

Если конструирование системы с принудительной циркуляцией осуществляется «с нуля», лучше сразу купить трубы небольшого диаметра, чтобы сэкономить. На качество отопления это никак не повлияет, зато сделает эксплуатацию оборудования более дешевой.

Расширительный бак

Важный элемент схемы – расширительный бак. Он соединяется с обратным контуром и выполняет функции точки отсчета: здесь сила давления меняет свой знак — в контуре до бака она нагнетается, выталкивая воду по трубам, а после – разрежается, так что насос всасывает в себя жидкость. Нужно помнить правило: гидростатическое давление при включенном насосе в любой точке зоны всасывания должно оставаться высоким — тогда циркуляция воды нарушена не будет.

Также расширительный бак нужен для компенсации нехватки пространства в закрытой системе при расширении теплоносителя – вода превращается в пар и увеличивает свой объем. Если бы не бак, то при перегреве воды происходил бы ее выброс. Кроме того, чтобы избежать перегрева и других проблем, рекомендуется устанавливать только современные автоматизированные котлы.

Монтаж насоса

Монтаж насоса дома лучше осуществлять в горизонтальном положении: так оборудование будет производить меньше шума.

Крепление насоса осуществляется на резьбовых соединениях, в контур осуществляется врезка отсекающей арматуры – одного крана на прямом участке трубы, одного – на отводе непосредственно перед насосом, и еще одного – на отводе за ним. Это нужно для того, чтобы отсекать насос от теплоносителя в случае необходимости.

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Системы отопления с насосной циркуляцией: схемы устройства и работы

Обеспечить естественное передвижение теплоносителя по отопительному контуру даже опытным мастерам удается далеко не всегда. Случается так, что вода передвигается по системе, но достаточного количества тепла при этом в дом не поступает.

Все чаще владельцы частных домов предпочитают устанавливать системы отопления с насосной циркуляцией, которые достаточно разнообразны и удобны.

  • Как это работает
  • Расчеты для принудительных систем отопления
  • Схемы систем с насосной циркуляцией
  • Где поставить циркуляционный насос
  • Выводы и полезное видео по теме

Как это работает

Циркуляционный насос — это небольшой электрический прибор, который устроен предельно просто. Внутри корпуса находится крыльчатка, она вращается и придает теплоносителю, циркулирующему по системе, необходимое ускорение. Электромотор, обеспечивающий вращение, потребляет совсем немного электроэнергии, всего 60-100 Вт.

Наличие такого устройства в системе значительно упрощает ее проектирование и монтаж. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать отопительные трубы малого диаметра, расширяет возможности при выборе котла отопления и радиаторов.

Очень часто система, изначально созданная с расчетом на естественную циркуляцию, работает неудовлетворительно из-за низкой скорости движения теплоносителя по трубам, т.е. низкого циркуляционного напора. В этом случае установка насоса поможет решить проблему.

Однако не следует слишком увлекаться скоростью воды в трубах, поскольку она не должна быть чрезмерно высокой. Иначе со временем конструкция может просто не выдержать дополнительного давления, на которое она не рассчитана.

Для жилых помещений рекомендованы следующие предельные нормы скорости передвижения теплоносителя:

  • при условном проходе трубы в размере 10 мм — до 1,5 м/с;
  • при условном проходе трубы в размере 15 мм — до 1,2 м/с;
  • при условном проходе трубы в размере 20 мм или больше — до 1,0 м/с;
  • для подсобных помещений жилых домов — до 1,5 м/с;
  • для зданий вспомогательного назначения — до 2,0 м/с.

В системах с естественной циркуляцией расширительный бак обычно ставят на подачу. Но если конструкция будет дополнена циркуляционным насосом, обычно рекомендуется переместить накопитель на обратку. Кроме того, вместо открытого бачка следует поставить закрытый. Только в небольшой квартире, где отопительная система имеет небольшую протяженность и простое устройство, можно обойтись без такой перестановки и пользоваться старым расширительным баком.

Расчеты для принудительных систем отопления

Правильно организованная система с принудительной циркуляцией требует сложных инженерных расчетов. Но некоторые формулы позволяют оценить состояние системы и составить более точное представление о необходимых переделках, особенно если речь идет о небольшом доме или квартире. Мощность отопительного оборудования обычно подбирают исходя из размеров помещений, которые предполагается отапливать.

Обычно производители рекомендуют: чтобы расход теплоносителя, учтенный в литрах в минуту, соответствовал количеству киловатт мощности котла. Это означает, что для котла на 40 Вт наиболее подходящим будет расход теплоносителя в размере 40 л/мин. Подобным же образом рассчитывают расход воды для отдельной комнаты или группы помещений. В этом случае ориентируются на совокупную мощность установленных на участке радиаторов.

Диаметр отопительных труб определяется в соответствии с установленным расходом теплоносителя:

  • при расходе в 5,7 л/мин необходимы полудюймовые трубы;
  • при расходе в 15 л/мин необходимы трубы на три четверти дюйма;
  • при расходе в 30 л/мин необходимы дюймовые трубы;
  • при расходе в 53 л/мин необходимы трубы на дюйм с четвертью;
  • при расходе в 83 л/мин необходимы полуторадюймовые трубы;
  • при расходе в 170 л/мин необходимы двухдюймовые трубы;
  • при расходе в 320 л/мин необходимы трубы на два с половиной дюйма и т.п.

Чтобы определить параметры подходящего циркуляционного насоса, необходимо измерить протяженность всего отопительного контура, к которому его будут подключать. Для десяти метров системы нужен напор насоса в размере 0,6 м. Путем несложных вычислений получаем, что для системы длиной 60 метров понадобится насос на 3,6 м.

Однако эти параметры верны только для системы, в которой правильно подобран диаметр труб, как было указано выше. Если использованы слишком узкие коммуникации, понадобится взять более мощный насос, чтобы преодолеть избыточное гидравлическое давление, возникающее в системе из-за неправильного выбора труб.

Это правило действует и в обратном направлении: если трубы шире, чем необходимо по нормативу, следует понизить расчетную мощность циркуляционного насоса. Специалисты рекомендуют приобретать не один, а сразу два таких устройства. Один — основной, а второй — про запас. Его можно установить на байпасе или хранить в кладовке.

Циркуляционный насос обычно устойчив к поломкам, но чувствителен к качеству воды в отопительном контуре. Чтобы продлить работу отопительного оборудования, имеет смысл предусмотреть фильтрацию теплоносителя и своевременные мероприятия по промывке системы.

Схемы систем с насосной циркуляцией

Системы отопления с принудительной циркуляцией различаются следующим образом:

  • как одно- или двухтрубные (вариант подключения труб к радиаторам);
  • с вертикальным или горизонтальным стояком;
  • тупиковые или с попутным движением теплоносителя
  • с верхней или нижней разводкой.

Однотрубные системы встречаются все реже, поскольку их недостатки значительно превышают достоинства. Это очень простой вариант, при котором радиаторы соединяются последовательно. Теплоноситель поочередно проходит через каждый отопительный прибор, постепенно остывая. Очевидно, что при такой схеме первые радиаторы будут нагревать комнату лучше, чем те, что расположены в конце системы. Приходится устанавливать на завершающем отрезке магистрали больше радиаторов, чем в начале, чтобы сгладить разницу температур.

Такое устройство крайне неудобно, поскольку нельзя отключить только один радиатор в случае поломки, придется сливать теплоноситель из всего контура. Двухтрубная схема предполагает подключение каждого радиатора параллельно с помощью двух труб к общей магистрали. Разумеется, для этого придется использовать больше материалов, общая стоимость и время для монтажа будут выше, чем при использовании однотрубного варианта.

На каждый радиатор при двухтрубном подключении устанавливают запорные краны. Это дает возможность при необходимости снять или отключить только один радиатор, при этом остальные элементы системы продолжают функционировать в обычном режиме. Прогрев при такой схеме выполняется равномерно, поскольку теплоноситель поступает в каждый радиатор по отдельной линии, а затем возвращается в котел для нагрева, а не перемещается по остальным радиаторам.

Вертикальные стояки используются в многоэтажных зданиях, к ним удобно подключать радиаторы, расположенные на разных этажах. Вертикальная конструкция способствует быстрому выведению попавшего в систему воздуха, что значительно сокращает вероятность образования воздушных пробок.

В горизонтальных схемах основная магистраль, к которой параллельно подключают радиаторы, располагается, как понятно из названия, в горизонтальной плоскости. Этот тип системы уместен для отопления одноэтажных зданий большой площади. Относительно недорогой вариант не застрахован от образования воздушных пробок. Для предотвращения проблемы этого рода используют автоматические воздухоотводчики.

Неравномерный прогрев характерен не только для однотрубных систем, но и для тупикового варианта отопления, который распространен довольно широко. В такой схеме поступление теплоносителя осуществляется в сторону, противоположную движению обратки. В результате в системе появляются радиаторы, получающие уже несколько остывший теплоноситель, который после них поступает в обратную трубу.

В результате в первые от стояка радиаторы поступает больше тепла, а в удаленные — меньше. На небольших площадях этот момент может быть не так заметен, но в просторных домах он будет ощутим. В этой ситуации рекомендуется сделать несколько небольших по протяженности магистралей, чем одну длинную, чтобы весь теплоноситель циркулировал по веткам примерно с равной температурой.

Попутная схема основана именно на одинаковой протяженности циркуляционных колец по всему дому, что позволяет добиться исключительно точной равномерности прогрева. Но реализовать этот вариант разводки непросто, поскольку понадобится провести большое количество труб.

Верхняя и нижняя разводка получили название по месту расположения подающей трубы. В первом случае теплоноситель поступает в систему сверху, а во втором — снизу. При верхней разводке расширительный бак устанавливают на самой высокой точке системы, теплоноситель распространяется по системе под воздействием сил гравитации. Обратка здесь будет стоять ниже радиаторов. Для реализации такого проекта в частном доме необходим чердак, на котором и устанавливают бак.

Если условия для верхней разводки отсутствуют, используют второй вариант, когда подача теплоносителя осуществляется снизу, а обратка установлена выше радиаторов. Задача по перемещению теплоносителя с достаточно высокой скоростью возлагается в основном на циркуляционный насос. Такую схему монтируют постепенно, от нижнего этажа к верхнему, при этом подающую магистраль делают с небольшим уклоном, чтобы предотвратить возникновение воздушных пробок.

Где поставить циркуляционный насос

Чаще всего циркуляционный насос устанавливают на обратке, а не на подаче. Считается, что здесь ниже риск быстрого износа и поломки устройства, поскольку теплоноситель уже остыл. Но для современных насосов это не обязательно, поскольку там установлены подшипники с так называемой водяной смазкой. Они уже предназначены именно для таких условий эксплуатации.

Это означает, что можно установить циркуляционный насос и на подаче, тем более, что здесь гидростатическое давление системы ниже. Место установки устройства условно разделяет систему на две части: область нагнетания и область всасывания. Насос, установленный на подаче, сразу после расширительного бака, он будет откачивать воду из накопителя и нагнетать в систему.

Если же насос будет установлен на обратке перед расширительным бачком, то он будет нагнетать воду внутрь бачка, откачивая ее из системы. Понимание этого момента поможет учесть особенности гидравлического давления в различных точках системы. Когда насос работает, динамическое давление в системе с неизменным количеством теплоносителя остается постоянным.

Но расширительный бак создает так называемое статическое давление. Относительно этого показателя в области нагнетания отопительной системы создается повышенное гидравлическое давление, а в области разрежения — пониженное. Разрежение может быть настолько сильным, что достигнет уровня атмосферного давления или даже будет ниже, а это создает условия для поступления в систему воздуха из окружающего пространства.

В области повышения давления воздух может, напротив, выталкиваться из системы, иногда наблюдается вскипание теплоносителя. Все это может привести к некорректной работе отопительной техники. Чтобы избежать подобных проблем, следует обеспечить избыточное давление в области всасывания. Для этого можно использовать одно из следующих решений:

  • поднять расширительный бак на высоту не менее 80 см от уровня расположения отопительных труб;
  • поместить накопитель в наиболее высокой точке системы;
  • отключить патрубок накопителя от подачи и перевести его на обратку после насоса;
  • установить насос не на обратке, а на подаче.

Поднять расширительный бак на достаточную высоту удается далеко не всегда. Обычно его ставят на чердаке, если там имеется необходимое пространство. Если чердак не отапливается, накопитель придется обязательно утеплить. Довольно сложно переставить бак на самую высокую точку системы с принудительной циркуляцией, если ранее она была создана как естественная. Придется переделать часть трубопровода, чтобы уклон труб был направлен к котлу. В естественных системах уклон обычно делают к котлу.

Читайте также:  Однотрубная система отопления частного дома: схемы, варианты

Смену положения патрубка бачка с подачи на обратку обычно не сложно выполнить. И столь же просто реализовать последний вариант: врезать в систему циркуляционный насос на подающей магистрали за расширительным баком. В такой ситуации рекомендуется выбрать максимально надежную модель насоса, которая длительное время сможет переносить контакт с горячим теплоносителем.

Выводы и полезное видео по теме

С интересной информацией по принудительным системам отопления можно познакомиться в этом видео:

Более подробная информация о расчетах, необходимых при выборе циркуляционного насоса, содержится здесь:

В этом ролике подробно описано устройство и порядок монтажа циркуляционного насоса:

Принудительные системы отопления не так сложны, как может показаться на первый взгляд. Но чтобы реализовать такую задачу, нужно правильно выполнить расчеты и составить грамотный проект. При соблюдении этих условий можно обеспечить свой дом надежным и эффективным отоплением.

Система отопления с естественной циркуляцией — водяные схемы

Опубликовано Артём в 21.05.2019 21.05.2019

Преимущество системы отопления с естественной циркуляцией в том, что она работает независимо от электричества. Однако получить комфортные условия при такой схеме весьма сложно, а порой просто нельзя. Поэтому для обеспечения циркуляции теплоносителя чаще всего используется насос. Но иногда, к примеру, на дачных участках, где нет электричества, отопительная система без насоса – единственная возможная версия.

Систему с естественной циркуляцией (ЕЦ) или принудительным перемещением жидкости называют ещё гравитационной из-за того, что она функционирует по принципу гравитации. Ещё её называют самотёчная. Все эти названия означают, что отопительная система работает без использования насоса.

Системы водяного отопления

Водяное отопление – это способ отопления помещений с помощью жидкого теплоносителя (воды, или антифриза на водяной основе). Передача теплоты в помещения производится с помощью отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров труб и т.д.).

В отличие от парового отопления, вода находится в жидком состоянии, а значит — имеет более низкую температуру. Благодаря этому водяное отопление более безопасно. Радиаторы для водяного отопления имеют большие габариты, чем для парового. Кроме того, при передаче теплоты с помощью воды на большое расстояние температура сильно падает. Поэтому часто делают совмещённую систему отопления: от котельной с помощью пара теплота поступает в здание, где в теплообменнике нагревает воду, которая уже поступает к радиаторам.

В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды просты и относительно надёжны, но имеют невысокую эффективность (это зависит от правильного проектирования системы).

Недостатком водяного отопления также являются воздушные пробки, которые могут образовываться после спуска воды при ремонте отопления и после сильных похолоданий, когда температуру в котельных повышают и часть растворенного в ней воздуха выделяется из нее. Для борьбы с ними устанавливаются специальные спусковые клапаны. Перед началом отопительного сезона с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.

Системы отопления различают по многим признакам, например: — по способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной разводкой; — по конструкции стояков — однотрубные и двухтрубные;

— по ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные; — по гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым гидравлическим режимом; — по сообщению с атмосферой — открытые и закрытые.

Принцип построения отопительной системы с естественной циркуляцией

Самотечная система отопления частного дома состоит из таких элементов:

  • котел. Именно он осуществляет нагрев теплоносителя. Существует большое количество видов котлов, которые работают на различного типа топливе.
  • трубопровод. Он может быть как одинарным, так и двойным (для обратного тока).
  • отопительные элементы – радиаторы.
  • расширительный бак.

При проектировании и монтаже такой схемы, как самотечная система отопления, крайне важно придерживаться обязательного требования – труба, по которой движется теплоноситель, непременно должна иметь уклон.

Он должен составлять минимум 0,005 м на метр погонный трубы и быть направленным в сторону нагревающего бака. То есть, если радиатор и котел расположены на одном этаже, то уровень входа трубы в радиатор должен быть несколько выше. Необходимость наличия уклона объясняется несколькими факторами:

  • по трубе, которая имеет уклон, холодная вода значительно быстрее движется к нагревательному баку.
  • наличие уклона крайне важно для того чтобы пузырьки воздуха, появившиеся в процессе нагревания теплоносителя, эффективнее поднимались в специальный расширительный бак, а оттуда – удалялись в атмосферу.

Необходимый уклон гравитационной системы отопления

Наличие расширительного бака в такой системе, как гравитационная система отопления из полипропилена, благотворно влияет на создание дополнительного давления в системе, что делает скорость передвижения теплоносителя несколько выше.

Следует отметить, что скорость перемещения теплоносителя в трубе напрямую зависит сразу от нескольких факторов. Прежде всего, это разница таких величин, как плотность, масса, объем теплоносителя в горячем и холодном состоянии.

Помимо этого, на скорость перемещения теплоносителя влияет также и уровень расположения отопительных элементов (радиаторов) относительно нагревательного котла. Однако гравитационное давление, возникающее во время перемещения теплоносителя, в некоторой степени расходуется в момент, когда жидкость преодолевает сопротивление трубопровода.

Дополнительными препятствиями, на которые также расходуется значительное количество гравитационного давления, являются дополнительные радиаторы, разветвления, повороты, присутствующие в системе. Для более эффективного обогрева (и достижения максимальной скорости перемещения теплоносителя) следует проектировать отопление с естественной циркуляцией так, чтобы подобных препятствий было меньше. В случае если подобная «сложность» системы вызвана необходимостью, решением возникшей сложности является использование труб большего диаметра.

Монтажные схемы контуров

По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.

Однотрубная схема самотечной системы отопления

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

Двухтрубные системы отопления с нижней разводкой

Рис. 6. Схема двухтрубной водяной системы отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя

Отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывается снизу рядом с обратным (рис. 6) и вода по подающим стоякам движется снизу-вверх. Пройдя через отопительные приборы, вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратную магистраль и из нее в котел. Удаление воздуха из системы осуществляется через воздушные спускники (краны Маевского), устанавливаемые на всех отопительных приборах, или с помощью автоматических воздухоотводчиков, устанавливаемых на стояках или специальных воздушных линиях. Системы отопления с нижней разводкой, так же как и с верхней, могут быть спроектированы с одним или несколькими контурами, с тупиковым и попутным движением теплоносителя (рис. 7) в подающей и обратной магистралях.

Рис. 7. Примеры схем двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией воды и нижней разводкой подающего трубопровода

Системы с нижней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя применяются крайне редко потому, что имеют большое количество конечных радиаторов, требующих установки воздушных спускников. А так как в этих системах имеются расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой и вовлекающие воздух в циркуляционное кольцо, то процедура стравливания воздуха из радиаторов становится почти еженедельной. Для устранения этого недостатка трубопроводы подачи горячей воды закольцовывают так называемыми воздушными трубопроводами, которые собирают воздух и выводят его в расширительный бачок выше стоящей в нем воды (рис. 8-9).

Рис. 8. Схема двухтрубной системы отопления нижней разводкой, отводящей воздушной линией и естественной циркуляцией

Рис. 9. Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой, отводящей воздушной линией и естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — воздушная линия; 3 – нижняя разводка; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратная магистраль; 7 — расширительный бак

Такие системы применяются еще реже, поскольку они напоминают системы с верхней разводкой и требует почти такого же количества труб. В общем, теряется преимущество их применения: трубные стояки пронизывают комнаты от пола до потолка, а весь смысл нижней разводки системы отопления в том и состоял, что при нем в комнатах (хотя бы на верхнем этаже) исчезали стояки.

Схемы отопительных систем

Схема системы отопления зависит от нескольких критериев:

  • метода соединения батарей с подающими стояками. Бывают однотрубная и двухтрубная системы;
  • места прокладки линии, которая подаёт горячую воду. Выбирать необходимо между верхней и нижней разводкой;
  • схемы прокладывания линии: система тупиковая или попутное передвижение воды в трассах;
  • стояки могут располагаться горизонтально или вертикально.

В чём отличие принудительной и естественной циркуляции?

Принудительное передвижение теплоносителя подразумевает циркуляцию жидкости по магистрали благодаря рабочему усилию насоса. Естественная система не нуждается в использовании, какого-либо оборудования, тут теплоноситель движется за счёт разницы веса горячей и уже охлаждённой жидкости.

Однотрубная схема: как регулировать температуру?

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может иметь только один вариант разводки – верхний. Обратного стояка в ней нет, потому охлаждённая в радиаторах жидкость возвращается в подающую линию. Движение теплоносителя обеспечивает разность температур воды в нижних и верхних батареях.

Для обеспечения одинаковой температуры в комнатах на разных этажах, поверхность приборов для нагрева на нижнем этаже должна быть немного больше, чем на верхних этажах. В нижние радиаторы поступает горячая и охлаждённая в верхних нагревательных приборах жидкость.

В системе однотрубной может быть две версии движения жидкости: в первом случае часть идёт в батарею, другая часть – дальше по стояку к нижним радиаторам.

Во втором случае весь теплоноситель проходит через каждый прибор начиная с верхних. Особенность такой разводки заключается в том, что батареи на нижних этажах получают только охлаждённый теплоноситель.

И если в первом варианте регулировать температуру в комнатах можно при помощи кранов, то во втором их использовать нельзя, поскольку это приведёт к снижению подачи теплоносителя ко всем последующим батареям. К тому же полное перекрытие крана приведёт к остановке циркуляции жидкости в системе.

При установке однотрубной системы лучше выбрать разводку, которая даёт возможность регулировать подачу воды к каждой батарее. Это позволит настраивать температуру в отдельных комнатах и сделает систему отопления более гибкой, а, значит, и эффективной.

Поскольку однотрубная система может быть только верхней, её установка возможна только в сооружениях с чердаком. Как раз там должен располагаться подающий трубопровод. Основной недостаток состоит в том, что отопление, возможно, запустить сразу только по всему дому. Главные преимущества системы заключаются в простоте монтажа и меньшей стоимости.

Схема циркуляции. Видео

О том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.

Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:

  • излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
  • сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
  • отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
  • постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.

Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме

Системы водяного отопления с насосной циркуляцией

В системе отопления с принудительной (насосной) циркуляцией используют те же схемы подключения, что и в системе отопления с естественной циркуляцией, но из-за отсутствия возможности соблюдения всех уклонов или слишком большой длины магистрали подключают циркуляционный насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию теплоносителя в замкнутой системе отопления (рис. 13-9-15).

Рис. 13. Схема открытой двухтрубной водяной системы отопления с верхней разводкой с принудительной циркуляцией: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — подающая магистраль; 4 — подающий стояк; 5 — радиатор; 6 — обратный стояк; 7 — обратная магистраль; 8 — циркуляционный насос; 9 — кран двойной регулировки; 10 — труба расширительная; 11 — расширительный бачок; 12 — труба переливная; 13 — воздухосборник

Рис. 14. Схема закрытой водяной системы отопления с принудительной циркуляцией: Насос подключают к обратной магистрали, что способствует более длительной эксплуатации системы отопления в целом.

В системе отопления, показанной на рис. 15, все радиаторы на каждом этаже соединены в общую линию. Ее достоинства — простота монтажа, меньший расход труб и отсутствие стояков у каждого радиатора, а недостаток — образование воздушных пробок из-за наличия параллельных трубопроводов (его устраняют установкой клапанов для спуска воздуха).

Рис. 15. Схема однотрубной системы отопления с горизонтальной проточной системой: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный бак; 4 — расширительная труба; 5 — циркуляционный насос

Применение циркуляционного насоса позволяет использовать магистрали большей протяженностью, что очень важно при отоплении многоэтажных домов. Единственный минус использования циркуляционного насоса — необходима бесперебойная подача электроэнергии.

Поддержание заданной температуры в помещении, отапливаемом системой водяного отопления, возможно несколькими способами: изменением температуры, расхода теплоносителя через радиатор, и тем и другим одновременно. Температура теплоносителя, поступающего на радиаторы, обычно регулируется централизовано в тепловом пункте. Для индивидуальной регулировки температуры в помещении радиаторы оснащают регулировочными кранами (ручная регулировка), либо термостатами (автоматическая регулировка).

Индивидуальная регулировка возможна как при двухтрубной, так и при однотрубной системе, в последнем случае перед краном или термостатом обязательно должен быть установлен байпас.

Схемы подключения отопительных приборов

Рис. 16. Некоторые схемы подключения отопительных приборов

Рис. 17. Разводка для радиаторов системы отопления

Рис. 18. Схема обвязки чугунного радиатора

Рис. 19. Схема установки чугунных радиаторов

Кол-во блоков: 9 | Общее кол-во символов: 15246
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Ссылка на основную публикацию