Как работает отопление без насоса?

Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.

Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.

После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.

Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.

Принудительная циркуляция

Схема отопления с принудительной циркуляцией отличается наличием насоса. Благодаря ему теплоноситель движется по трубам с заданной скоростью, а не только под действием законов физики.

Насос создает давление, достаточное для перемещения теплоносителя, но при этом обеспечивающее равномерное распределение воды, нагретой до различной температуры.

Из чего состоит отопительная система?

Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:

котла (твердотопливного, газового или электрического);
расширительного бака мембранного типа;
циркуляционного насоса, мощность которого подбирается индивидуально;
радиаторов (батарей) отопления;
труб;
фитингов – переходников, используемых для соединения труб;
кранов (шаровых и пробковых);
обратных клапанов;
воздухоотводов;
фильтров, которые обеспечивают работоспособность отопительного котла и насоса;
крепежных элементов.

При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:

мощность приобретаемого котла и радиаторов;
размер трубопровода;
скорость перемещения теплоносителя.

Однотрубная схема

Однотрубная схема предполагает совмещение подающего и обратного трубопроводов. Теплоноситель подается через специальный трубопровод с запорной арматурой. Предусматривается отдельный патрубок с вентилем для слива воды в канализацию.

После нагрева в котле теплоноситель, пройдя по стоякам и радиаторам и отдав им необходимое количество тепла, поступает в насос. Последний обеспечивает нагнетание потока, движущегося к котлу.

Бак

Бак мембранного типа, который включает однотрубная система, позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций.

Такой бак может быть не только закрытым, но и открытым. Он устанавливается на верхнем (техническом) этаже здания.

Если бак закрытый, то и система отопления закрытая. Если же открытый, то и систему называют открытой.

Группа безопасности

Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:

воздухоотвода;
предохранительного клапана;
манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.

Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.

Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.

Радиаторы

Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.

Разводка

Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.

Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор, позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.

Двухтрубная схема

Преимущество однотрубной схемы заключается в ее доступности. В этом случае требуется меньше труб, чем при устройстве двухтрубной, а потому ее монтаж обходится намного дешевле.

Однако эффективность последней значительно выше, за счет того, что в двухтрубной подающий и обратный трубопроводы разделены.

Такая система позволяет отремонтировать радиатор в одной комнате, не отключая отопления во всем здании, и подходит для строений любой этажности.

Принудительная лучше?

Если предстоит монтаж системы отопления одноэтажного строения, предпочтение может быть отдано системе с естественной циркуляцией. Особенно если здание находится в местности с характерными проблемами с электроснабжением.

При выборе схемы для двухэтажного дома лучше обратить внимание на систему с принудительной циркуляцией. Тем более если площадь здания большая.

Экономим на трубах

Если отдано предпочтение схеме с принудительной циркуляцией, можно не волноваться о том, какой диаметр у монтируемой трубы. За счет одинаковой скорости теплоносителя обязательно удастся обеспечить равномерный прогрев всей системы.

Именно поэтому для такой системы приобретаются более дешевые трубы. Учитывая, что их диаметр несколько меньше, трубы можно сделать практически незаметными в интерьере.

Отказ от громоздких радиаторов

При естественной циркуляции теплоносителя традиционно монтируются громоздкие радиаторы, занимающие много места. За счет большой площади такие батареи позволяют обеспечить более эффективный прогрев помещений. В системе отопления с принудительной циркуляцией предпочтение может быть отдано даже небольшой по размеру модели радиатора.

Безопасность и удобство эксплуатации

Равномерный прогрев отопительной системы способствует снижению риска повреждения ее элементов из-за значительного колебания температуры. Как следствие, снижается негативное воздействие на материал всех элементов отопительной системы, и повышается срок их службы.

Благодаря наличию кранов Маевского и специальных автоматических воздухоотводов в системе принудительной подачи теплоносителя можно не опасаться завоздушивания. Степень нагрева воды можно отрегулировать не только за счет параметров отопительного котла, но и характеристик насоса.

При естественной циркуляции радиаторы тем холоднее, чем дальше они находятся от котла. Это способствует неравномерному прогреву помещений.

Простота монтажа

Трубы необязательно укладывать под определенным углом, что делает возможным выполнение работ собственными силами. При нарушении этого правила в случае естественной циркуляции не удастся обеспечить прохождение теплоносителя по системе, а потому обогрев двухэтажного дома будет затруднен или невозможен.

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 двухтрубной системой. 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:

1. 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.
2. 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 создание коллекторной схемы. 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.

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.

Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм). Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса. Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться. Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

• для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25 о С составляют 173Вт/м 2. при -30 о С потери 177 Вт/м 2 ;
• многоэтажные дома теряют от 97Вт/м 2 до 101Вт/м 2 .

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет: 20 о С для обычных систем, 10 о С для низкотемпературных и 5 о С для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

• с системах, обогревающих площадь до 250м 2. используют агрегаты производительностью 3,5м 3 /ч и создаваемым напором 0,4атм;
• на площадь от 250м 2 до 350м 2 требуется мощность 4-4,5м 3 /ч и давлением 0,6атм;
• в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м 3 /ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины. Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

• сопротивление труб и фитингов (о том, как выбрать диаметр труб отопления читайте тут );
• длина трубопровода и плотность теплоносителя;
• количество, площадь и вид окон и дверей;
• материал, из которого сделаны стены, их утепление;
• толщина стен и утепления;
• наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;
• тип кровли, состав кровельного пирога и т.д.

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.

Как обвязывать котлы на твердом топливе

Схема подсоединения дровяного теплогенератора призвана решить 3 задачи (помимо снабжения батарей теплоносителем):

1. Предотвращение перегрева и закипания ТТ-котла.
2. Защита от холодной «обратки», обильного выделения конденсата внутри топливника.
3. Работа с максимальным КПД, то есть, в режиме полноценного горения и высокой теплоотдачи.

Примечание. Для агрегатов с чугунным теплообменником важна защита от температурного шока, ведущего к растрескиванию секций. Явление возникает в закрытой системе, когда из-за отключения света циркуляция воды останавливается. После подачи электроэнергии остывший теплоноситель резко охлаждает чугун, в результате образуются трещины.

Представленная схема обвязки твердотопливного котла с трехходовым смесительным клапаном позволяет защититься от конденсата в топке и вывести теплогенератор на режим максимальной эффективности. Как это работает:

1. Пока система и отопитель не прогреты, насос гоняет воду по малому котловому контуру, поскольку трехходовой вентиль закрыт со стороны радиаторов.
2. Когда теплоноситель нагревается до 55—60 градусов, настроенный на указанную температуру клапан начинает подмешивать воду из холодной «обратки». Теплосеть загородного дома постепенно прогревается.
3. По достижении максимальной температуры клапан полностью закрывает байпас, вся вода из ТТ-котла уходит в систему.
4. Установленный на обратной линии насос прокачивает воду через рубашку агрегата, не давая последнему перегреться и вскипеть. Если поставить насос на подаче, камера с крыльчаткой может заполниться паром, перекачивание прекратится и котел гарантированно закипит.

Рекомендация. Мы не советуем обвязывать котлы на дровах пластиковыми трубами, по крайней мере, со стороны подачи. Лучше использовать медь, оцинкованную сталь или нержавейку.

Принцип нагрева с помощью трехходового вентиля применяется для обвязки любых теплогенераторов на твердом топливе – пиролизных, пеллетных, прямого и длительного горения. Исключение – гравитационная разводка, где вода движется слишком медленно и не провоцирует выпадение конденсата. Клапан создаст высокое гидравлическое сопротивление, препятствующее самотеку.

Если производитель оснастил твердотопливный агрегат водяным контуром, змеевик можно использовать для аварийного охлаждения в случае перегрева. Заметьте: предохранитель на группе безопасности срабатывает от давления, а не температуры, поэтому не всегда способен защитить котел.

Проверенное решение – подключаем змеевик ГВС к водопроводу через специальный клапан теплового сброса, как показано на схеме. Элемент сработает от температурного датчика и в нужный момент пропустит через теплообменник большой объем холодной воды.

Использование буферной емкости

Лучший способ повысить эффективность ТТ-котла – подключить к отоплению через буферную емкость. На входе теплоаккумулятора собираем проверенную схему с трехходовым смесителем, на выходе ставим второй клапан, поддерживающий требуемую температуру в батареях. Циркуляцию в отопительной сети обеспечивает второй насос.

Балансировочный вентиль на обратной линии нужен для регулировки производительности насосов

Что мы выигрываем благодаря тепловому аккумулятору:

• котел горит на максимуме и достигает заявленного КПД, топливо используется эффективно;
• вероятность перегрева резко снижается, поскольку агрегат сбрасывает излишки тепла в буферный бак;
• теплоаккумулятор играет роль гидрострелки, к емкости можно подключить несколько ветвей отопления, например, радиаторы I и II этажа, напольные греющие контуры;
• полностью прогретый резервуар поддерживает работу системы в течение длительного времени, когда дрова в топке котла прогорели.

Примечание. Заводские теплоаккумуляторы зачастую комплектуются электрическими нагревателями – ТЭНами, поддерживающими температуру воды в верхней зоне емкости. Как сделать обвязку отопителя и емкости, смотрите на видео:

ТТ-котел и накопительный водонагреватель

Чтобы с помощью дровяного теплогенератора загружать бойлер — «косвенник», нужно последний врезать в котловой контур, как изображено на картинке. Поясним функции отдельных элементов схемы:

• обратные клапаны не дают теплоносителю течь в другую сторону по контурам;
• второй насос (достаточно взять маломощную модель 25/40) обеспечивает циркуляцию через спиральный теплообменник водонагревателя;
• термостат отключает этот насос, когда бойлер достигает заданной температуры;
• дополнительный воздухоотводчик препятствует завоздушиванию подающей линии, которая окажется выше штатной группы безопасности.

Аналогичным способом можно стыковать бойлер с любым котлом, не оснащенным электронным блоком управления.

Как правильно провести отопление в частном доме – схема с насосом

Чтобы система с принудительной циркуляцией теплоносителя оказалась работоспособной, требуется соблюсти несколько важных требований:

1. Рассчитать диаметр трубопровода.
2. Подобрать наиболее подходящие трубы для отопления.
3. Высчитать параметры необходимого давления.
4. Обеспечить работоспособность схемы при отключении электричества и обезопасить ее от возникновения аварийных ситуаций.

Только выполнив все требования, можно обеспечить достаточную теплоэффективность системы.

Как рассчитать диаметр труб для принудительной циркуляции

Казалось бы, зачем проводить ненужные расчеты. Достаточно установить трубу большого диаметра и это автоматически решить все проблемы. Но основные правила по гидравлике при расчете системы гласят, что чем больше диаметр трубопровода, тем меньше будет давление внутри контура. Следовательно, снизится скорость потока, и уменьшится теплоотдача. В результате, проблема не только не будет решена, но и создаст новые трудности. Поэтому, к расчету диаметра труб следует подойти со всей серьезностью.

Рекомендуемый диаметр труб рассчитывается по следующей формуле:
D = √354•(0,86•Q/∆dt)/V

Под сокращениями в формуле подразумевается:

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

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

Скорость водяного потока указана в технической документации к насосному оборудованию.

Какие трубы применяют для систем с принудительной циркуляцией

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

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

Какое давление должно быть в системе

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

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

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

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

Где ставить расширительный бак на систему

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

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

• Система отопления с принудительной циркуляцией с расширительным баком открытого типа. Бак устанавливается в самой верхней точке системы отопления, обычно на подаче теплоносителя.
  В емкость устанавливают четыре патрубка разного назначения. По расширительному клапану происходит движение теплоносителя. Сигнальный отвечает за контроль объема поступающей жидкости и самостоятельное удаление ее из системы. Через переливной, теплоноситель удаляется ручным способом. Есть еще циркуляционный патрубок, для обогрева расширительного бака, устанавливаемого в неотапливаемом помещении.
  Расширительный бачек в открытой системе отопления ставится выше, чем трубы, радиаторы и другие узлы отопления.
• Система закрытого типа с мембранным баком – емкость устанавливается на обратке, непосредственно возле водогрейного котла. Расширительный бачок, при принудительной циркуляции воды, должен быть установлен в горизонтальном положении, выходящими патрубками вниз. Положение связано с использованием в конструкции азота. Необходимо, чтобы полость, наполненная газом, была расположена вверху бака.
  Со временем, в мембране появятся микротрещины, через которые будет просачиваться газ, что приведет устройство к выходу из строя. А при правильном расположении, бачек будет продолжать работать еще какое-то время.

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

Методы и способы удаления воздуха из системы

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

1. Проведение ремонтных работ.
2. Использование открытого расширительного бака.
3. Протечка труб.
4. Плохо загерметизированные стыки трубопроводов.
5. Неправильное заполнение замкнутой системы теплоносителем.

Чтобы устранить проблему, предпринимаются следующие шаги:

• Монтаж воздухоотводчиков – некоторые циркуляционные насосы уже имеют встроенные автоматические клапаны удаления воздуха. Дополнительно устанавливают клапаны для сброса в верхних точках системы, или на подающей трубе к расширительному баку открытого типа.
• Установка кранов Маевского – удалить воздух из системы отопления с помощью данных приспособлений достаточно просто. По мере заполнения водяного контура, краны открываются и через них стравливается воздух. В современных радиаторах, клапаны присутствуют в базовой комплектации.
• Монтаж группы безопасности – еще один эффективный способ решения вопроса. В системе присутствует клапан сброса давления, манометр и воздухоотводчик.
• Уклон труб при монтаже автономной системы отопления в сторону отведения воздуха, против циркуляции. Такие уклоны обычно предусматривают только при верхнем подключении двухтрубной системы. В конце верхней трубы устанавливают емкость для сброса воздуха.

Что делать с системой с насосной циркуляцией при отключении электроэнергии

Работа системы при отключении электроэнергии полностью останавливается. Прекращение циркуляции приводит к моментальному закипанию теплоносителя и увеличению давления в водяном контуре. По этой причине следует продумать, как будет работать система после отключения электричества.
{banner_downtext}
Существует несколько способов решения данного вопроса:

• Установка байпаса – суть этого способа сводится к изготовлению запасного пути для циркуляции теплоносителя. На обратке отопления устанавливаются два отсекающих крана, обводное колено с установленным циркуляционным насосом. Пока есть электричество, краны закрываются и движение осуществляется не напрямую, а через насос. После отключения напряжения, вентили открываются, и циркуляция продолжается естественным способом. Чтобы предотвратить рециркуляцию при таком решении, требуется установить обратный клапан на подающем трубопроводе, сразу после котла.
• Автоматический сброс давления – в некоторых котлах группа безопасности устанавливается по умолчанию. Если дополнительно выбрать насосное оборудование с встроенным клапаном сброса давления, можно обеспечить полную безопасность системы при отключении электричества.
• Установка источника бесперебойного питания (ИБП). В зависимости от выбранного модуля, автономное электроснабжение, достаточное для работы насосного оборудования и автоматики котла, будет осуществляться от нескольких часов до 1-2 суток. Станции автоматически отключаются при возобновлении подачи напряжения.

О том, как подобрать все необходимое оборудование, подробно описано: «Циркуляционный насос для отопления дома» и «ИБП для циркуляционного насоса».

Гравитационная открытая система

Открытая гравитационная система отопления.

Элементы

В гравитационной открытой системе обвязка пеллетного котла отопления или другого твердотопливного источника тепла включает:

• Разгонный коллектор. В сущности, это всего лишь короткий вертикальный участок розлива сразу после котла;
• Открытый расширительный бак. Как правило, его объем берется примерно равным 10% объема теплоносителя в контуре.

Вместимость контура проще всего выяснить, заполнив систему отопления водой и слив ее в ведро известного объема или любую другую мерную тару.

Кроме того, на входе и на выходе из котла ставятся отсекающие краны. Они позволяют отключить теплообменник для ремонта или обслуживания, не сбрасывая весь объем теплоносителя.

Такие краны ставятся в любой системе, независимо от ее типа и источника тепла.

Отсекающие краны на входе и выходе электрокотла.

Схема

Она предельно проста: расширительный бачок монтируется в верхней точке розлива после разгонного коллектора. Опционально он снабжается краном для заполнения контура водой. В нижней точке системы устанавливается кран для полного слива теплоносителя: он будет полезен, если в холода дом остается без отопления.

Котел устанавливается в нижней точке контура (обычно в подвале или приямке). Перепад высоты между его теплообменником и радиаторами, собственно, и обеспечивает стабильную циркуляцию: благодаря этому перепаду остывшая вода продолжает движение самотеком.

Отопление с естественной циркуляцией из полипропилена

Использование естественной циркуляции из полипропилена позволяет не зависеть от нестабильного электроснабжения. Такое отопление имеет много недостатков, но, несмотря на это, продолжает широко применяться на просторах нашей страны. Гравитационная система рассчитана на то, что все уклоны трубопроводов будут выполнены правильно.

Применение труб из полипропилена усложняет задачу: выбрать правильный угол наклона, так как материал имеет повышенный коэффициент теплового удлинения и маленькую жесткость.

При использовании полипропиленовых труб следует внимательно отнестись к трассировке магистралей, а также аще выполнять крепление труб. Полипропилен обязательно должен быть армирован специальной фольгой из алюминия: это уменьшит линейное удлинение труб. Однако увеличит ее изгиб. Монтировать полипропилен удобно.

Преимущества:

• Большой срок службы;
• Безопасность для окружающей среды;
• Стойкость к воздействию агрессивных веществ и коррозии;
• Оказывают небольшое сопротивление при движении воды;
• Быстрая и легкая установка;
• Экономичность.

Полипропиленовые трубы лучше устанавливать, если система отопления отличается небольшим давлением и температурном режиме, который не превышает 95 градусов. Улучить подачу воды можно только правильным расположением труб. Хорошо, если расчет их наклона будет производиться профессионалом. Также следует обратить внимание на обратный клапан и его качество.

Одно- и двухконтурные котлы

Одноконтурные котлы предназначены в первую очередь для отопления. Через них проходит только один контур, включающий автоматику, разводку труб и радиаторы. В контур может быть включён и бойлер косвенного нагрева для подачи горячей воды в смесители рукомойников, душа и ванны. Мощность котла подбирается с соответствующим запасом по мощности. Целесообразность такого подключения в большинстве случаев несколько сомнительна, так как нарушает стабильность функционирования системы отопления внезапным отбором тепла. Проблему можно решить, оборудовав контур сложной системой управления, которая в некоторых моделях может идти в комплекте с котлом.

 Одноконтурный котёл с бойлером косвенного нагрева: 1. Котел. 2. Обвязка котла. 3. Радиатор. 4. Бойлер косвенного нагрева. 5. Ввод холодной воды

В двухконтурном котле горячее водоснабжение, наряду с отоплением, входит в функции котла и составляет один из двух его контуров циркуляции. Более стабильная работа обеих систем осуществляется при работе котлов, оборудованных двумя отдельными теплообменниками для двух контуров. Особенность системы: отсутствие бака-накопителя горячей воды.

 Подключение двухконтурного котла: 1. Котел. 2. Обвязка котла отопления. 3. Отопительный контур. 4. Ввод холодной воды