Современные системы водяного отопления частных домов часто используют насосные группы. Проектирование и установка отопительных систем с принудительным движением теплоносителя должны учитывать особенности работы в условиях быстрой циркуляции.
Благодаря высокому давлению в системе отопления можно применять разные варианты разводки. Это существенное достоинство отопительных систем с принудительной циркуляцией. Но монтаж подобной системы нуждается в тщательном планировании.
Вы узнаете о критериях выбора основных рабочих узлов системы, а также получите подробное описание вариантов прокладки магистрали и организации отопительного контура.
Характеристика конструктивных элементов системы
Схема принудительного циркулирования отличается от естественной установкой одного или нескольких насосов. Из-за роста давления и ускорения потока теплоносителя изменяются правила компоновки узлов и размещения деталей контура.
Учитывайте этот факт для обеспечения качественного отопления при принудительной циркуляции.
Общие требования к насосной группе
При выборе циркуляционных насосов учитывают объем перекачиваемой воды (кубометры в час) и напор (метры). Расчет обоих показателей зависит от объема отапливаемого дома, способа отопления, длины водяного контура и диаметра труб.
Выбирая насос, нужно убедиться, что его характеристики не полностью совпадают с требованиями системы.
Насосы преимущественно работают от сети с напряжением 220 Вольт, однако существуют модели с поддержкой 12 Вольт. Чтобы избежать поломки при скачках напряжения, рекомендуется использовать стабилизатор.
При регулярных перебоях с электричеством следует предусмотреть наличие источника бесперебойного питанияДля отопления частных домов редко используют приборы, потребляющие более 150 Ватт в час, поэтому нет необходимости приобретать мощный ИБП.
Циркуляционные насосы различаются по месту расположения двигателя. С сухим ротором работают эффективнее, но шумнее и быстрее изнашиваются, чем с мокрым ротором.
При наличии возможности естественной циркуляции теплоносителя по контуру разводка системы допускает монтаж насоса через байпас. Это позволяет переключить отопление на режим гравитационной циркуляции при его поломке или отключении электроэнергии.
Не функционирующий насос препятствует свободному передвижению воды, создавая значительное сопротивление.
Остановка насоса особенно важна при использовании печного или каминного отопления. Печь продолжает нагревать теплообменник, что может привести к кипению воды и выводу всей системы из строя на длительное время.
Лучше выполнять монтаж насоса На трубке с противоположной стороны необходимо установить насос из-за более низкой температуры воды, которая продлит срок его работы. В случае невозможности размещения насоса в другом месте, кроме трубы от котла, следует выбрать насос с керамическими уплотнениями.
Хотя они выдерживают температуру до 110 °C, при закипании системы может возникнуть сбой в работе.
Информация о выборе циркуляционных насосов для систем отопления представлена в статьях.
- Выбор циркуляционного насоса для системы отопления
- Лучшие циркуляционные насосы для отопления и рекомендации покупателям.
Тонкости выбора котлов и печей
Применение электрических и газовых котлов, а также печей длительного горения для обогрева зданий удобно из-за простой регулировки теплоотдачи через теплообменник.
Применение твердотопливных печейИспользование, в особенности самодельных устройств, может приводить к недостаточному или чрезмерному выделению тепла. Всё же его применение зачастую оправдывается с точки зрения низкой стоимости и легкодоступности топлива.
В настоящее время существует большое количество моделей электромобилей и газовых котлов Модель оснащена интегрированным насосом. Система циркуляции подобрана по мощности котла и позволяет избежать покупки и установки отдельного насоса. В случае поломки встроенного насоса его ремонт или замена могут быть затруднены по сравнению с отдельным насосом.
Требования к котлу при использовании принудительной циркуляции идентичны требованиям при естественной циркуляции.
- Расчет мощности котла Показатель должен обеспечивать нужды в отоплении дома при самых суровых условиях для данной местности.
- Предупреждение закипания теплоносителя В теплообменнике это условие проще соблюсти с комбинированным использованием печи и насоса, чем при работе системы на основе естественной циркуляции жидкости.
Чтобы избежать перегрева воды в теплообменнике котла, можно отрегулировать мощность в зависимости от температуры жидкости, выходящей из системы. Такой метод подходит для любых систем циркуляции.
При естественной циркуляции невозможно избежать перегрева теплоносителя, если сжигается слишком много топлива. Если насос имеется, то единственный способ решения проблемы — увеличить объем прокачиваемой жидкости через теплообменник.
Можно создать автоматическую противоаварийную систему с помощью термостата и регулятора скорости насоса.
Монтаж и проверка водяного контура
Принудительная циркуляция воды в системе отопления дает более высокие скорости движения, чем гравитационная модель. Поэтому можно использовать трубы меньшего диаметра при одинаковых параметрах обогрева здания. Это снижает стоимость водяного отопления за счет труб, фитингов и арматуры.
Элементы с малым диаметром проще маскировать в технические углубления или гармонично размещать в интерьере.
По отношению к природному течению, на гидравлическое давление опоры жидкости воздействует дополнительный гидродинамический поток. Чтобы не допустить утечек и, соответственно, разрыва системы, требуется соблюдение определённых норм.
При переходе от гравитационной к принудительной циркуляции необходимо устранить все утечки в контуре. Повышение давления увеличивает скорость протекания, что кроме проблемы в помещении приведёт к уменьшению количества теплоносителя и его избыточной аэрации.
Перед началом отопительного сезона нужно выполнить гидравлические испытания системы на максимальном, или чуть превышающем его, давлении. Это поможет обнаружить и устранить неполадки до наступления холодов, когда вынужденный перерыв в работе отопления неприемлем.
При скорости теплоносителя свыше 0,25 м/с, согласно СНиП 41-01-2003, нет необходимости в постоянном уклоне труб для отвода воздуха из контура. В связи с этим монтаж труб и радиаторов при принудительной циркуляции проще, чем при гравитационной схеме.
Варианты отопления при принудительной циркуляции
Использование принудительной циркуляции освобождает от необходимости учитывать перепад гидростатического давления при проектировании трубопроводов, так как это не требуется в системе с принудительной циркуляцией.
Это увеличивает возможности в создании геометрии водяного контура и открывает путь для применения решений типа коллекторного отопления или тёплого пола с большим покрытием.
Применение верхней и нижней разводки
Любая схема отопления можно классифицировать как верхнюю или нижнюю разводку. В верхней разводке горячая вода циркулирует над приборами, затем стекает вниз, обогревая радиаторы. В нижней – горячая вода подается снизу. У каждого варианта есть свои преимущества.
Верхняя разводка подходит и для естественного режима циркуляции. Благодаря этому радиаторы подобного типа могут работать как с принудительной, так и с естественной циркуляцией. Это дает свободу выбора и увеличивает надежность системы.
Даже при отсутствии электроэнергии или неисправности насоса вода продолжит циркулировать по системе, хотя и медленнее.
Применение нижней разводки сокращает общую длину труб, уменьшая расходы на установку системы. Отсутствие стояков на верхнем этаже положительно сказывается на дизайне помещений. Трубу с горячей водой прокладывают либо в подвале, либо на уровне пола первого этажа.
Разновидности однотрубных схем подключения
Однотрубная система отопления применяет одну трубу для подачи горячей воды радиаторам и отвода холодной к котлу.
Нагрев радиаторов выполняется поэтапно, так что при определении числа секций следует учитывать снижение температуры передаваемого теплоносителя.
Однотрубные системы возможны в горизонтальном и вертикальном исполнении. При принудительном потоке, если применять вертикальные трубы, подачу горячей воды можно организовать как сверху, так и снизу.
Выбор подходящего варианта обусловлен не только простотой прокладки труб, но и максимальным числом радиаторов на одном стояке в однотрубном контуре.
Существует два варианта подключения радиаторов отопления.
- Последовательное подключение Теплоноситель циркулирует по всем радиаторам. Это требует наименьшее число труб, но если потребуется отключить один радиатор, вся ветка системы будет остановлена.
- Подключение через байпас Теплоноситель может проходить вокруг радиатора по специально предусмотренному отводу. Краны позволяют изменить направление потока и обойти радиатор, тем самым осуществить ремонт или снятие его без прекращения работы системы отопления.
Однотрубная система применяется в отоплении, но при множестве радиаторов предпочтут иной способ, обеспечивающий равномерный нагрев.
Способы применения двухтрубного варианта
Схема контура отопления с применением второй трубы для возврата охлажденной воды к котлу называется двухтрубной системойДлина труб растет, равно как и число стыков и приборов.
Система обладает важным преимуществом: к каждому радиатору поступает теплоноситель с равной температурой.
При водяном отоплении с принудительной циркуляцией применяют как горизонтальную, так и вертикальную разводку, а при вертикальной разводке можно использовать верхнюю и нижнюю подачу горячей воды.
Поскольку температура подаваемой воды к каждому радиатору идентична, конструкция контуров определяется лишь следующими параметрами:
- экономия материалов Сокращение длины трубопроводов и числа соединительных узлов.
- легкостью проведения контура отопления через стены и перекрытия;
- эстетическая привлекательность — возможностью гармонично интегрировать отопительные приборы в дизайн интерьера.
По типу движения горячей и холодной воды двухтрубные системы разделяют на две группы.
- ПопутныеПоток в обоих трубопроводах направлен в одном направлении. Длительность цикла движения теплоносителя одинакова для всех радиаторов данной зоны системы, вследствие чего темп их нагрева сопоставим.
- ТупиковыеВ системе с попутным движением теплоносителя радиаторы, находящиеся рядом с котлом, нагреваются быстрее. Для систем с принудительной циркуляцией это не так существенно из-за высокой скорости движения воды в контуре.
При выборе между вариантами с обратным трубопроводом руководствовались удобством прокладки возвращающей линии. В вертикальных схемах с нижней разводкой формируется тупиковая система, а с верхней – попутная.
Использование распределительного коллектора отопления
В настоящее время одним из распространенных способов обогрева служит… создание коллекторной схемыЭта схема частично напоминает двухтрубную, но ее используют также для создания однотрубных систем отопления.
Только подача горячего теплоносителя и забор охлаждённого происходят не с главного стояка, а со специальных распределительных устройств – коллекторов. Такая система функционирует стабильно только при использовании принудительной циркуляции.
Распределительный узел в двухтрубной системе — это устройство из подающего и возвратного коллекторов, обеспечивающих равномерное распределение теплоносителя по заданной температуре и давлению.
Каждая ветка системы обеспечивает теплом один элемент отопления или небольшую группу из них. Ветки обычно размещают под полом, а на каждом этаже многоэтажного здания установлен центральный коллектор.
Несмотря на преимущества коллекторной системы отопления, существуют два существенных недостатка.
- наибольшая протяженность трубопроводовДанный способ организации водяного контура связан с большими финансовыми затратами.
- сложность изменения контура В этом случае трубы, как правило, находятся под полом или в стенах. Изменение положения радиаторов станет сложным.
Монтаж всех коллекторов обычно выполняют внутри шкафа из-за нахождения запорной арматуры в том же месте. Это обеспечивает удобный доступ к кранам.
Для включения, выключения радиаторов или в случае аварии достаточно открыть шкаф; заходить в комнаты необязательно.
Распределительные коллекторы могут быть простыми: две гребенки и минимум запорной арматуры. Сложные узлы дополнительно содержат автоматические термостаты, электронные клапаны, смесители, автоматические воздуховыпускные устройства, датчики и блоки контроля, клапан для слива воды, отдельный циркуляционный насос.
Системы позволяют максимально точно регулировать температуру в жилище, однако нуждаются в хорошем знании принципов функционирования водяного отопления.
Обогрев с помощью теплого пола
Многих считают самым удобным способом обогрева… организацию теплого полаУстановка подобного отопления в жилых комнатах, душевых, кухнях и остальных помещениях представляет собой довольно сложную задачу.
Для водяного теплого пола большого размера требуется принудительная циркуляция воды, чтобы обеспечить давление в протяжённой системе тонкостенных труб.
Для преодоления сопротивления узких труб с множеством изгибов требуется давление. Также нужно обеспечить напор, достаточный для удаления воздуха из горизонтальных трубок теплого пола.
Существуют множество способов уложить трубки.
- для маленьких комнат Используют схемы с одним входным отверстием для горячей воды и выходным – для охлаждённой.
- для больших помещений Создаются системы тёплого пола большей сложности с применением распределительного коллектора.
Часто для участков контура с подогревом пола применяют специальные циркуляционные насосы.
Выводы и полезное видео по теме
Описание системы отопления двухэтажного дома, состоящей из двух труб и имеющей сложное устройство.
Система отопления закрытого типа для дома из трёх этажей, работающая на газе с помощью газового котла.
Применение насосов в системах водяного отопления существенно упрощает проект контуров, открывая возможности, невозможные с естественной циркуляцией. Правильно подобранное оборудование обеспечивает комфортное и простое обогревание помещений.
Хотите внести предложения или уточнить организацию отопительной системы с принудительной циркуляцией? Делитесь мнениями в комментариях и принимайте участие в обсуждении. Для связи используйте форму внизу страницы.