Одно из основных достоинств гравитационных схем отопления – надежность. Несмотря на это, сегодня они все чаще заменяются схемами с принудительным движением теплоносителя. Многие спрашивают, почему это происходит? На первый взгляд, все дело в недостатках самотечного обогрева, которые решаются простой установкой насоса. Если смотреть глубже, то выясняется, что в большинстве своем, современные котельные установки уже на заводе оснащаются оборудованием, позволяющим без труда создать отопительную систему со всеми достоинствами принудительной циркуляции теплоносителя в контурах.
Преимущества и отрицательные моменты
Прежде всего, рассмотрим все плюсы и минусы данной системы отопления (СО).
- Обогрев с насосом прекрасно справиться с теплоносителем, который перемещается по контуру, выполненному из достаточно тонких труб. Налицо снижение сметной стоимости за счет меньшего сечения трубопровода.
- Котельная установка быстрее нагреет меньший объем воды в трубах. В таких СО снижена инерционность.
- При системе отопления с принудительной циркуляцией нет нужды соблюдать уклон контура.
- При такой СО можно использовать схему нижней разводки, что делает ее более эстетичной.
- Можно значительно увеличит длину контура, а не ограничиваться 30 метрами, как при естественном перемещении теплоносителя.
- Можно применять многоконтурные схемы, «теплый пол» и пр.
- В принудительных СО можно монтировать расширительный бак в любом удобном для вас месте.
И это только основные достоинства такого способа перемещения теплоносителя. Недостатков гораздо меньше, но мы не имеем права их не рассмотреть:
- Шум от работы насоса. Если организовать котельную, то этот недостаток сразу становится несущественным.
- Затраты электроэнергии на работу насосного оборудования. Среднее потребление электричества современными устройствами (в зависимости от модели и производительности) составляет 50 – 120 Вт/ч. Следовательно затраты минимальны.
- Зависимость от подачи электричества. В районах с нестабильным электропитанием рекомендуется создание комбинированного отопления.
Кроме того, если использовать ИПБ, то данный недостаток можно не принимать во внимание.
Типы, разновидности, схемы
Существует два типа СО: однотрубная и двухтрубная. Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть горизонтальная и вертикальная.
При горизонтальной, теплоноситель от котельной установки перемещается по магистральному трубопроводу, к которому последовательно подключены радиаторы.
На данном рисунке показана модернизированная, замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, с перемычками (байпасами) между входом и выходом каждой батареи. Контур оснащен группой безопасности, которая включает в себя: манометр, подрывной клапан, автоматический воздухоотводчик.
Вертикальная однотрубная СО работает следующим образом: нагретый в котлоагрегате теплоноситель поднимается по вертикальному стояку. При нижней разводке, теплоноситель проходит через последовательно подключенные радиаторы и уже охлажденный, опять по вертикальному стояку опускаться в котельную установку.
При верхней разводке, нагретая вода поднимается по вертикальному трубопроводу, перемещается по раздающему трубопроводу, после чего опускаясь, проходит через все подключенные отопительные приборы.
Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть разведена горизонтальным и вертикальным способом с различными вариантами разводки. Существует три типа горизонтальной СО:
Важно! Тупиковая схема может быть реализована, как в горизонтальных СО так и в вертикальных.
Выбор оборудования
Для того чтобы превратить любую самотечную отопительную систему в схему с принудительным перемещением теплоносителя, требуется правильно выбрать оборудование. От этого будет зависеть ее эффективность и экономичность.
Насос является центральной фигурой в обеспечении циркуляции воды по контуру. Как правило, для бытовых отопительных систем применяются устройства центробежного типа с прямыми лопастями крыльчатки. Отличаются насосы рабочим давлением, которое могут создавать в системе, производительностью, потребляемой мощностью, высотой напора и диаметром присоединительных патрубков.
Необходимую производительность циркуляционного насоса можно высчитать по формуле (Q/c*Dt)/ Р, где Q – теплопотери дома;
С – сколько тепла может нести в себе вода (значение таюличное, равно 1,16);
DT – температурная дельта;
Р – плотность воды при номинальной t°C (табличная величина).
- Для жилых построек площадью до 250 м 2 рекомендуется использовать циркуляционный насос, с характеристиками: производительность 3 – 4 м 3 /ч; напор 0,4 – 0,5 атмосферы.
- До 350 м 2 – 4 – 5 м 3 /ч; напор 0,6 атмосферы.
- До 800 м 2 – 11 – 12 м 3 /ч; напор 0,9 атмосферы.
Важно! Следует понимать, что выше приведены приблизительные данные. Правильный расчет зависит от множества факторов (тип и степень утепления дома, материал труб и фитингов, конфигурация системы и пр.) Для более точного подбора циркуляционного насоса обратитесь к специалистам.
Насос, самодостаточный элемент циркуляционной СО. Но для надежной работы этого устройства необходима грамотная обвязка, которая включает в себя:
- Шаровые краны с двух сторон насоса.
- Грязевик.
Расширительный бак – это еще один из важнейших элемент СО с принудительной циркуляцией. В зависимости от его конструкции различают схемы открытых систем отопления с принудительной циркуляцией и закрытых.
В открытых СО применяются атмосферные устройства, которые служат для компенсации температурного расширения теплоносителя. В случае превышения давления в системе происходит сброс части теплоносителя. Для пополнения воды в СО используется поплавковый клапан, который подключается непосредственно к водопроводу.
В современных отопительных системах применяются мембранные расширительные баки. Из-за герметичности последних контуры, в которых они применяются? называют закрытыми. Работает герметичный расширительный бак в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией весьма просто: в корпусе данного устройства установлена резиновая мембрана. С одной стороны мембраны находится теплоноситель, с другой – воздух, закаченный в бак под определенным давлением.
При превышении давления в СО мембрана выгибается в сторону воздуха, при падении – в сторону теплоносителя. Благодаря такой нехитрой технологии нивелируются скачки давления в системах отопления.
Совет: емкость расширительно бачка зависит от множества факторов. Исходя из опыта, в бытовых СО используются расширительные баки с емкостью в 10% от количества теплоносителя.
Этапы планирования отопительной системы с принудительным перемещением теплоносителя
Рассмотрим этапы создания системы отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией. Первое, что нужно сделать – это гидродинамический расчет, который включает в себя следующие этапы:
- Определение мощности котельной установки.
- Выбор схемы: однотрубная, двухтрубная.
- Расчет сопротивлений на каждом участке магистрали.
- Расчет количества батарей и секций.
- Выбор схемы их подключения.
- Расчет диаметра магистрального трубопровода и отводов.
- Подбор оборудования, монтаж, опрессовка, балансировка СО.
Совет! Создание экономичной и надежной системы отопления требует знаний и грамотных расчетов. Мы настоятельно рекомендуем обратиться за консультацией к специалистам.
Многие современные решения водяного обогрева домов требуют применения насосной группы. Проектирование и монтаж системы отопления с принудительной циркуляцией необходимо осуществлять с учетом технических моментов, возникающих по причине быстрого движения теплоносителя.
Высокое давление в отопительном контуре позволяет реализовать множество схем разводки. Согласитесь, это немаловажное преимущество отопительной системы с принудительной циркуляцией. Однако обустройство такой схемы требует грамотного проектирования.
Мы расскажем вам, по каким характеристикам подбирают основные рабочие узлы системы, а также подробно распишем возможные варианты разводки магистрали и способы организации отопительного контура.
Принудительная схема отличается от естественной добавлением одного или нескольких циркуляционных насосов. По причине увеличения давления и скорости движения теплоносителя, правила формирования узлов и расположения элементов контура меняются.
Этот факт необходимо учитывать, чтобы обеспечить качественное отопление при принудительной циркуляции.
Галерея изображений
Общие требования к насосной группе
Циркуляционные насосы выбирают исходя из требований по объему перегоняемой воды (кубометр в час) и напору (метр). Расчет обоих параметров зависит от кубатуры отапливаемого жилья и способа отопления, а также длины водяного контура и диаметра его труб.
Насос следует выбирать, чтобы его параметры не были “впритык” к требованиям системы. Это позволит добавить в случае необходимости элементы к контуру без замены насоса.
В основном насосы рассчитаны на напряжение в 220 Вольт, но есть и с поддержкой 12 Вольт. При скачках напряжения необходимо поставить стабилизатор, для предотвращения выхода устройства из строя.
В случае частых отключений электроэнергии нужно позаботиться о наличии . Нет необходимости брать мощный ИБП – для обогрева частных домов редко применяют устройства с потреблением более 150 Ватт в час.
Условно циркуляционные насосы можно разделить на два вида по положению двигателя. Устройства с сухим ротором имеют более высокий КПД, но обладают повышенным уровнем шума и пониженным ресурсом, чем с мокрым ротором.
Если разводка системы предоставляет возможность для естественного движения теплоносителя по контуру, то насос необходимо монтировать через “байпас”. В этом случае, при его поломке или отключения электроэнергии возможно переключение отопления на режим гравитационной циркуляции.
Через неработающий насос вода тоже может перемещаться, однако он создаст сильное сопротивление ее движению.
Выбор в пользу модели насоса применительно к конкретной системе отопления осуществляется с помощью определения рабочей точки и соответствия ее требуемым значениям расхода теплоносителя (+)
Особенно актуальна проблема остановки насоса при использовании печного или каминного отопления. В этом случае печь продолжит нагрев теплообменника и возможно закипание воды в нем и выхода надолго всей системы из строя.
По сравнению с естественной циркуляцией к гидростатическому давлению столба жидкости добавится возросшее гидродинамическое давление потока. Поэтому во избежание образования протечек или, тем более, прорыва системы необходимо придерживаться некоторых правил.
В случае перехода от гравитационной циркуляции к принудительной нужно ликвидировать все, даже незначительные протечки в контуре. При увеличении давления скорость протекания возрастет, что кроме проблемы в помещении вызовет уменьшение количества теплоносителя и излишнюю его аэрацию (насыщение воздухом).
Перед наступлением отопительного периода необходимо провести гидравлические испытания прочности контура с максимально используемым или даже немного более высоким давлением. Это позволит выявить проблемы и ликвидировать их до наступления холодов, когда длительная остановка отопления для ремонта нежелательна.
Протекание радиаторов отопления может произойти в самых неожиданных местах и устранение проблемы займет много времени, поэтому лучше проверить целостность системы заранее
Так как скорость перемещения теплоносителя будет больше, чем 0,25 м/с, то согласно СНиП 41-01-2003 нет необходимости выдерживать постоянный уклон труб для удаления воздуха из контура. Поэтому при принудительной циркуляции монтаж труб и радиаторов немного более простой, чем при гравитационной схеме.
Варианты отопления при принудительной циркуляции
Применение принудительной циркуляции позволяет отойти от принципа проектирования разводки с обязательным учетом перепада гидростатического давления, которое необходимо для функционирования при гравитационной схеме.
Это добавляет вариативности при моделировании геометрии водяного контура и предоставляет возможность использования таких решений, как коллекторное отопление или теплый пол большой площади.
Применение верхней и нижней разводки
Любую схему отопления можно условно отнести к верхней или нижней разводке. При верхней разводке горячая вода поднимается выше приборов отопления, а затем, стекая вниз, обогревает радиаторы. При нижней – горячая вода подается снизу. У каждого варианта есть свои положительные стороны.
Верхнюю разводку также применяют при естественной циркуляции. Поэтому отопительные контуры такого типа позволяют использовать оба вида циркуляции. Это, во-первых, предоставляет возможность выбора, а во-вторых, повышает надежность системы.
В случае отключении электричества или поломки насоса движение воды по контуру будет продолжено, пусть и с меньшей скоростью.
Хороший напор позволяет сделать выбор между верхней и нижней разводкой, принимая во внимание удобство проведения труб, подающих теплоноситель к радиаторам (+)
При использовании нижней разводки общая протяженность труб меньше, что сокращает затраты на создание системы. Кроме того, нет необходимости прокладки стояков на верхнем этаже, что хорошо с позиций дизайна помещений. Нижнюю подающую горячую воду трубу прокладывают или в подвале, или на уровне пола первого этажа.
Разновидности однотрубных схем подключения
Однотрубная схема использует одну и ту же трубу для подачи горячей воды к радиаторам и отвода холодной к нагревательному котлу. При такой разводке почти вдвое сокращается длина используемых труб, уменьшается количество фитингов и запорной арматуры.
Однако нагрев радиаторов происходит последовательно, поэтому рассчитывая количество секций необходимо учитывать постепенное уменьшение температуры подаваемого теплоносителя.
Последовательное подключение радиаторов с использованием одной трубы для подачи теплоносителя часто применяется в современных домах для минимизации затрат на материалы и упрощения монтажных работ
Однотрубные схемы могут быть реализованы в горизонтальном и вертикальном вариантах. При принудительной циркуляции, в случае использования вертикальных стояков можно осуществлять подвод горячей воды не только сверху, но и снизу.
Целесообразность использования того или иного варианта зависит не только от удобства проведения труб, но и от максимально допустимого количества радиаторов на одном стояке однотрубного контура.
Подключать радиаторы отопления можно двумя способами:
- Последовательное подключение – теплоноситель протекает через все радиаторы. В этом случае необходимо минимальное количество труб, однако в случае необходимости отключения одного из радиаторов, придется остановить всю ветку системы.
- Подключение через байпас – теплоноситель может протекать в обход радиатора по установленному отводку. С помощью системы кранов можно перенаправить поток мимо радиатора, что позволит провести его ремонт или демонтаж без остановки отопления.
Однотрубную схему часто используют при отоплении, однако в случае наличия большого количества радиаторов, для их равномерного нагрева применяют другой вариант.
Однотрубные схемы имеют множество вариантов реализации при принудительной циркуляции, поэтому выбрать подходящее решение для конкретной геометрии помещений достаточно легко (+)
Способы применения двухтрубного варианта
Схему контура отопления с использованием второй трубы для отвода остывшей воды к котлу называют . Метраж труб увеличивается, как и количество соединений и устройств.
Однако система имеет важный плюс – к каждому радиатору подается теплоноситель одинаковой температуры. Это делает двухтрубный вариант очень привлекательным.
При водяном отоплении с принудительной циркуляцией используют и горизонтальную, и вертикальную разводку. Причем при вертикальном варианте возможно применение верхней и нижней подачи горячей воды.
Двухтрубная схема подачи и отвода воды в совокупности с диагональным подключением радиатора дает максимальную отдачу тепла в помещение
Так как температура подводимой воды ко всем радиаторам одинаковая, то геометрия контуров зависит только от следующих факторов:
- экономия материалов – минимизации метража труб и количества соединений;
- легкостью проведения контура отопления через стены и перекрытия;
- эстетическая привлекательность – возможностью вписать отопительные элементы в интерьер помещений.
В зависимости от движения горячей и охлажденной воды двухтрубные схемы подразделяют на два типа:
- Попутные . Движение в обеих трубах происходит в одном направлении. Цикл круговорота теплоносителя имеет одну и ту же длину для всех радиаторов в этой части системы, поэтому скорость их нагрева одинакова.
- Тупиковые . В попутной схеме радиаторы, расположенные ближе к котлу нагреваются быстрее. Однако для систем с принудительной циркуляцией это не сильно важно по причине значительной скорости воды в контуре.
При выборе между попутным и тупиковым вариантом руководствуются условием удобства проведения обратной трубы. В вертикальных схемах при нижней разводке получается тупиковая система, а при верхней – попутная.
Использование распределительного коллектора отопления
Еще одним популярным способом организации отопления сейчас является . В какой-то мере эту схему можно назвать подвидом двухтрубной, хотя применяется она и в организации однотрубных отопительных контуров.
Только распределение горячего теплоносителя и сбор охлажденного происходит не с главного стояка, а со специальных распределительных узловых устройств – коллекторов. Такая система устойчиво работает только с применением принудительной циркуляции.
Лучевая разводка по сравнению с двухтрубной требует наличия коллектора, большей суммарной длины труб, количества фитингов и запорной арматуры
Распределительный узел для двухтрубной системы представляет собой сложную комбинацию подающего и возвратного коллекторов, с помощью которых осуществляется сбалансированная по температуре и давлению подача теплоносителя.
Каждая ветка устройства питает один элемент отопления или их небольшую группу. Ветки, как правило, расположены под полом, каждый этаж многоэтажного здания обслуживает один установленный в центре коллектор.
Несмотря на очевидные плюсы такого варианта организации отопления, у коллекторной системы есть два значительных минуса:
- наибольшая протяженность трубопроводов , поэтому этот вариант организации водяного контура требует немалых денежных вложений;
- сложность изменения контура – трубы при таком варианте расположены обычно под полом или в стенах, поэтому в случае добавления отопительных приборов внести какие либо корективы будет очень трудно.
Все коллекторы монтируют, как правило, в специальный шкафчик, так как запорная арматура располагается там же и к ней необходим доступ. Размещение кранов в одном месте очень удобно.
В случае потребности включения или отключения радиаторов или возникновения нештатной ситуации достаточно иметь доступ к шкафу и нет необходимости посещать все помещения.
Галерея изображений
Коллектор, иначе распределительная гребенка, предназначен для равномерной подачи теплоносителя во все подсоединенные к устройству кольца
Указанное устройство подбирают таким образом, чтобы скорость движения теплоносителя в его пределах была не выше 0,7 м/с
Коллекторная группа включает два элемента - гребенку для подачи и аналогичное устройство для обратки
В организации коллекторной системы используются гребенки как заводского производства, так и устройства, собранные из стальных или полипропиленовых труб
Распределительные коллекторы могут иметь простую структуру, состоящую из двух гребенок и минимума запорной арматуры. Сложные узлы могут включать также автоматические термостаты, электронные клапаны, смесители, автоматические воздуховыпускные устройства, датчики и блоки контроля, клапан для слива воды, отдельный циркуляционный насос.
Эти системы могут наиболее точно отрегулировать температуру в доме, но требуют хорошего понимания основ и нюансов работы водяного отопления.
Обогрев с помощью теплого пола
Одним из самых комфортных способов отопления считают организацию теплого пола . Необходимо отметить, что монтаж такого варианта обогрева жилых комнат, душевых, кухонь и других помещений достаточно сложен.
Водяной теплый пол большой площади возможен только при организации принудительной циркуляции, так как необходимо создать давления в длинной системе узких трубок.
Давление необходимо для преодоления сопротивления узких труб с множеством изгибов. Кроме того, необходимо достичь напора, позволяющего удалять воздух из трубок теплого пола, которые расположены горизонтально.
Существует большое количество комбинаций укладки трубок:
- для маленьких комнат применяют схемы с одним входом для горячей воды и выходом для охлажденной;
- для больших помещений организуют более сложные системы теплого пола с использованием распределительного коллектора.
Нередко для фрагментов контура с теплым полом устанавливают отдельные циркуляционные насосы.
Использование коллектора оправдано для больших площадей теплого пола, когда расчеты показывают, что одна труба может не справиться с обогревом
Выводы и полезное видео по теме
Подробное изложение двухтрубной и достаточно сложной схемы отопления двухэтажного дома:
Система закрытого типа для трехэтажного дома на базе газового котла:
Использование насосов при водяном отоплении помещений значительно облегчает проектирование контура, делая возможными варианты, недоступные для гравитационной модели. Правильный подбор оборудования позволит решить вопрос обогрева жилья, сделав этот процесс удобным и простым.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по организации отопительной системы с принудительной циркуляцией? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации и участвуйте в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.
В последние годы гравитационные системы уступают свое место более «продвинутым». Многие задают вопрос о том, может ли быть смонтирована система отопления с принудительной циркуляцией своими руками?
Именно такие сейчас устанавливают во всех без исключения новых зданиях и именно так выглядят отопительные системы внутри жилых домов.
В основе такой схемы лежит принудительная циркуляция за счет разницы давления, которое осуществляется насосом, последний в данном случае называется циркуляционным .
Преимущества
- Помещения, которые необходимо отопить, нагреваются намного быстрее и, соответственно, необходимая температура воздуха в помещении достигается намного быстрее;
- Отопительные приборы в сети нагреваются равномерно. При естественной циркуляции температура радиаторов отопления зависит от расстояния до котла;
- Появляется возможность регулировать нагрев в сети по отдельным участкам, а также перекрывать часть цепи. Кроме этого можно изменять схему и монтаж компоновки всей отопительной системы здания;
- Принудительное отопление препятствует завоздушенности в трубопроводах системы отопления;
- Применение насоса дает возможность сделать всю систему закрытой, включив в цепь мембранный расширительный бачок. Следствием этого является уменьшение испарение воды в системе;
- Монтаж всей системы упрощается. Отпадает необходимость тщательно высчитывать высоты, длины, диаметры и уклон труб для нормальной циркуляции;
- Схема отопления с принудительной циркуляцией экономит тепло. Следовательно расход топлива уменьшается;
- Использование трубопроводов меньшего диаметра дает экономию при монтаже. При одинаковой длине цена на трубы меньшего диаметра ниже, чем на трубы большего диаметра;
- В закрытых системах разница температуры на входе и выходе из нагревательного котла значительно меньше. За счет этого срок эксплуатации котельного оборудования увеличивается.
Недостатки закрытых систем
Водяное отопление с принудительной циркуляцией имеет и недостатки:
- Существенный недостаток такой конструкции – зависимость от электроснабжения. Решить эту проблему можно только обеспечив систему отопления независимым бесперебойным источником электричества;
- Сам циркуляционный насос – оборудование хотя и не очень дорогое, но все-таки имеет определенную стоимость, что делает монтаж самой системы более дорогим. Дополнительно к насосу необходимо приобретать и арматуру для его отсечения в системе и нормальной работы;
- Работа насоса требует постоянных затрат на электричество.
Перед выбором насоса необходимо принимать во внимание ряд факторов:
- Вид теплоносителя (антифриз или вода);
- Температура теплоносителя;
- Характеристики трубопровода (материал, диаметр, длина и т.п.);
- Приборы отопления (радиаторы и батареи отопления), а также их технические характеристики (площадь теплоотдачи, материал, конструкция);
- Запорная арматура и регулирующие элементы;
- Наличие и характер системы автоматического регулирования.
Важно!
Общий принцип, которым следует руководствоваться при выборе циркуляционного насоса следующий.
Его производительность должна обеспечивать трехкратный оборот теплоносителя в системе за час работы на полную мощность.
Только при выполнении этого условия будет хорошая циркуляция.
Монтаж циркуляционного насоса
Какие основные моменты необходимо принимать во внимание при включении циркуляционного насоса в цепь?
Они перечисляются ниже:
- Насос монтируется на обратном магистральном трубопроводе. При такой схеме подключения срок службы всех приборов в системе продлевается;
- При подключении насоса перед ним в цепь очень рекомендуется включить фильтр, который защитит крыльчатку от поломки из-за попадания посторонних предметов (накипи, окалины, твердых частиц, посторонних предметов и т.п.);
- Во время подключения насос необходимо обезвоздушить. Для этого в конструкции насоса предусмотрен специальный винт;
- Инструкция, которая прилагается к насосу имеет расчет потребляемой мощности в зависимости от производительности;
- Обозначение насоса указывает на диаметр трубопровода, к которому его можно подключить (в миллиметрах) и давление, которое этим насосом создается (в дециметрах водного столба).
Например, маркировка GPD 25-100 означает, что этот насос подключается к трубе диаметров 25 мм и создает давление 10 м.
- При выборе насоса обращайте внимание на энергопотребление;
- Конструкция должна быть прочной;
- Оборудование не должно быть требовательным к техобслуживанию длительное время;
- Насос должен быть долговечным.
Пример приблизительного расчета мощности насоса
- Для , который дает производительность 4 м3 в час и напором до 0,5 атмосфер;
- Для дома общей площадью 500 м2 потребуется насос на 6 м3 в час и напором до 0,7 атмосфер;
- Для дома площадью 700 м2 производительность насоса должна составлять 10 м3 в час, а напор – до 0,8 атмосфер.
Кроме этого выбирая циркуляционный насос необходимо учитывать его способность к самостоятельному регулированию частоты вращения двигателя. Если такая функция присутствует, это увеличивает срок службы оборудования и уменьшает энергопотребление.
Также стоит учитывать тот факт, что принудительная система отопления не работает при наличии воздуха в системе (см. ). По этой причине необходимо учесть включение в цепь автоматических воздушных спускников.
На видео показано, как можно своими руками осуществить монтаж насоса:
Выводы
В описанной выше схеме отопления, используются те же принципы монтажа и расчета, как и в гравитационной схеме. Из-за включения в цепь насоса пропадает необходимость соблюдения всех уклонов в замкнутой отопительной системе.
Включение насоса в обратную магистраль позволяет продлить работу всех частей отопления. Применение принудительной циркуляции дает возможность эксплуатировать отопительные системы на протяжении длительного времени.
Любая система отопления представляет собой котёл, в котором прогревается теплоноситель, и радиаторы, соединённые с котлом трубами. В зависимости от того, соединяется ли теплоноситель с атмосферным воздухом через расширительный бак или нет, системы принято делить на открытую и закрытую.
Второй вариант сейчас становится всё более распространённым благодаря целому ряду выгодных преимуществ. Как обустраивается закрытая система отопления, и в чём её преимущества?
Главные плюсы закрытой системы отопления
Система отопления закрытого типа предполагает принудительную циркуляцию теплоносителя с помощью установки циркуляционного насоса. Он помогает повысить общую энергоэффективность: вода циркулирует быстрее, поэтому разница между температурой теплоносителя, попадающего в котёл и выходящего из него, будет не слишком большой. Это позволит уменьшить потери энергии на обогрев и увеличит срок использования котла.
Закрытая система отопления дома имеет и ещё несколько преимуществ перед открытой, что сделало её максимально распространённой:
Ещё одно преимущество – возможность поставить трубы меньшего диаметра, что позволит реализовать различные дизайнерские решения.
Однако у неё есть и несколько минусов. Прежде всего, это зависимость от наличия электричества в доме. При его отключении циркуляционный насос выключится, и движение теплоносителя в системе остановится, что полностью парализует работу отопления.
Чтобы избежать этого, в загородных домах часто монтируют параллельные варианты: насос устанавливается так, чтобы его при необходимости можно было обойти и запустить естественную циркуляцию воды в системе за счёт разницы давления. Кроме того, оборудование для установки закрытой системы будет стоить несколько дороже.
Схема устройства закрытой системы отопления
Закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией состоят из следующих элементов:
Схема закрытой системы отопления может быть расширена дополнительными элементами: вместо радиаторов отопления или в дополнение к ним в некоторых комнатах может быть установлен тёплый пол, котельная может дополнительно оборудоваться бойлером горячего водоснабжения, иногда в домашнюю схему приходится включать оборудование для теплиц и прочее. Итоговая конструкция зависит от конкретного проекта дома и особенностей расположения комнат и дополнительных помещений, при этом важно, чтобы мощности оборудования был достаточно для полноценного обогрева.
Принцип работы закрытой отопительной системы
В процессе теплообмена вода не контактирует с окружающим воздухом и не испаряется, поэтому систему и называют закрытой. Как заполнять закрытую систему отопления?
Вода в неё подается через сливной патрубок: для этого используется насос и водопроводные трубы, подающие воду из скважины или централизованной системы. Во время заполнения отопительной системы теплоносителем необходимо полностью открыть все краны, чтобы максимально выпустить наружу воздух и не допустить превышения допустимого уровня давления.
Важные условия монтажа
Монтаж отопительной системы закрытого типа требует точного расчёта количества теплоносителя, размеров расширительного бака, мощности насоса и многих других параметров. При разработке проекта нужно учитывать, что количество теплоносителя зависит от мощности котла. Обычно на 1 кВт энергии требуется 14 литров воды, соответственно можно рассчитать её количество для любого дома.
Объём расширительного бака должен составить не меньше 1/10 от общего количества теплоносителя, причём лучше выбирать бачок с запасом. Вода имеет относительно небольшое температурное расширение, а если в качестве теплоносителя используется антифриз, для него потребуется больший по размеру бак.
Его устанавливают на обратной трубе, как и циркуляционный насос. При этом высота размещения, в отличие от открытой системы, значения не имеет: воздушные пробки из закрытой системы удаляются не через бак, а через клапаны.
Перед циркуляционным насосом рекомендуется установить фильтр грубой очистки воды. Распространённая неисправность – засорение крыльчатки солями жёсткости, ржавчиной и другими примесями, которые можно убрать, установив качественные фильтры.
Перед насосом и после него устанавливаются шаровые краны, дающие возможность остановить подачу воды в насос для его очистки или ремонта. И насос, и расширительный бак, и манометр нужно устанавливать в тех местах, где к ним легко может быть обеспечен доступ.
Если отопительная система имеет сложное устройство с несколькими контурами или обогревом теплого пола, потребуется установка нескольких коллекторов и циркуляционных насосов. Чем сложнее конструкция, тем более затратным окажется приобретение материалов для её монтажа.
Правильно смонтировать отопительную систему не так сложно, как может показаться. Важно не ошибиться в проектировочных работах, поэтому готовый проект отопления лучше согласовать со специалистами. Ошибки в монтаже в дальнейшем стоят дорого, поэтому лучше не пожалеть денег на консультацию профессионала.
Как организовать обогрев конкретного строения, хозяин решает сам. Если речь идет о частном жилом доме, то наиболее встречающийся вариант отопления – закрытая система с принудительной циркуляцией. По сравнению с открытой она обладает рядом существенных преимуществ, поэтому и имеет более широкое распространение независимо от габаритов строения, его предназначения, сложности конфигурации контура и параметров составных частей.
Что собой представляет закрытая система отопления с принудительной циркуляцией, какие имеет преимущества, в чем особенности такой схемы – на все эти вопросы можно найти ответы в данной статье.
Открытая система
Но прежде чем рассматривать ее специфику, следует разобраться с терминологией. Именно из-за незнания некоторых нюансов люди, не имеющие профессиональной подготовки, часто путаются в определениях. Дело в том, что не все понимают принципиальную разницу между закрытой системой (ЗС) отопления и открытой (ОС).
Принудительное перемещение теплоносителя (его циркуляция) может быть организовано и в той, и в другой. Чтобы в дальнейшем избежать подмены понятий, следует сразу же ответить на ряд вопросов.
В чем разница между ЗС и ОС? Любая жидкость при нагревании расширяется. Так как теплоносителем является вода (реже – антифриз или его аналоги), то необходимо как-то компенсировать повышение давления в трубах, иначе не избежать разгерметизации системы. Для этого в контур включается расширительный бачок. В ОС он открытого типа, и давление регулируется атмосферой.
Закрытая система отопления
В закрытой схеме он полностью герметичный, и за компенсацию расширения отвечает его внутренняя диафрагма (мембрана).
В чем смысл принудительной циркуляции? Перемещение жидкости происходит не за счет разности давлений на выходе и входе теплогенератора (как говорят, самотоком), а осуществляется насосом, который является одной из составных частей контура.
Сравнивая различные системы, можно увидеть, что у каждой есть и плюсы, и минусы, хотя у ЗС достоинств намного больше. Ее существенный недостаток лишь в одном – «привязка» к пром/напряжению. При его отключении насос и котел «встанут».
На заметку! При выборе именно такого варианта отопления необходимо заранее предусмотреть, как организовать альтернативное эл/снабжение. Поэтому в смету расходов следует сразу же включить затраты на приобретение автономного источника питания.
Состав схемы
Как видно из рисунка, основными ее частями являются:
- 1 – теплогенератор (котел любого типа);
- 6 – мембранный бак;
- радиаторы и система труб;
- 9 – водяной насос.
На заметку! Насос целесообразно устанавливать на входе в котел (в конце трассы). В этом случае он будет перекачивать уже охлажденный теплоноситель, а значит, срок эксплуатации изделия несколько повысится.
Дополнительные элементы – клапана, вентили, датчики (давления, температуры) и ряд других. Необходимость их установки определяется конструктивными особенностями котла и спецификой монтируемого контура (его схемой).
Принцип работы системы
Его несложно понять по рисунку. Направление движения теплоносителя показано стрелками.
С выхода котла вода, нагретая до требуемой температуры, по системе труб проходит через все установленные в контуре батареи, отдавая им тепловую энергию. Так как система замкнутая, то жидкость возвращается обратно. Эту циркуляцию и обеспечивает насос. В теплообменнике производится нагрев охлажденного теплоносителя, и он снова уходит в контур. Процесс этот непрерывный, а все параметры системы контролируются автоматикой котла. В принципе, ничего сложного.
Разновидности закрытой системы
Так как рассмотрение особенностей различных схем напрямую не относится к теме статьи, отметим лишь некоторые их основные отличия.
Однотрубная
Как видно из рисунка, все радиаторы включаются в схему последовательно (так называемая «ленинградка»). Недостаток в том, что последняя в цепочке батарея будет значительно холоднее первых. Поэтому такие контуры монтируются в сравнительно небольших постройках. Очевидный плюс – меньший расход материалов (в первую очередь, труб).
Двухтрубная
Такая схема позволяет производить более равномерный прогрев всех без исключения помещений. Но и затраты на ее монтаж несколько выше. Однако именно такое устройство отопительного контура считается наиболее приемлемым для частного дома, тем более, если в нем довольно много комнат и 2 – 3 этажа.
Есть и ряд других особенностей систем закрытого типа – по разводке труб (вертикальная, горизонтальная), установке мембранного бачка () и так далее. Но это уже отдельные темы, и кого интересует конкретный вариант, сможет ознакомиться самостоятельно на нашем сайте. Мы же подведем некоторый итог всему сказанному.
Какие возможности дает ЗСО
Использование в качестве теплоносителя не только воды, но и низкозамерзающих жидкостей. Это немаловажно в тех случаях, когда, например, котел задействован для обогрева не только жилого дома, но и иного (подсобного) строения, расположенного на приусадебном участке. Или для загородных построек, если хозяева в отъезде, а линия эл/снабжения обесточилась. Применение в качестве теплоносителя того же антифриза значительно снижает риск размораживания системы.
Подключение нескольких дополнительных контуров.
Большая протяженность труб. Главное – правильно подобрать мощности котла и насоса. А вот использование систем с естественной циркуляцией в домах с несколькими комнатами (этажами) менее эффективно.
В системах с принудительной циркуляцией можно монтировать трубы меньшего сечения, чем с естественной, а их себестоимость ниже.
Высокая скорость прогрева контура. В этом плане аналог с самотоком более инертен.
Герметичность мембранного бака резко снижает вероятность «завоздушнивания» системы.
Максимальная теплоотдача, обусловленная скоростью перемещения жидкости. Она за время нахождения в трубах не остывает до такой степени, как в системе с ЕЦ. Как следствие, на ее вторичный подогрев энергии тратится меньше.
Вот, пожалуй, и все, что необходимо знать в общих чертах о системе отопления замкнутого типа с принудительной циркуляцией теплоносителя.
