Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.
Вариант схемы с одной трубой
На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Вентиль на батареи
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Варианты тупиковой и попутной схем
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Схема коллекторного горизонтального отопления
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.
Вертикальная схема
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
Как работает лучевая схема
Коллекторный узел отвечает за циркуляцию теплоносителя по отдельным контурам. Конструктивно — это участок трубы с отводами на каждую батарею.
Принцип работы коллекторной системы следующий:
- теплоноситель через узел ввода поступает на подающую гребёнку коллектора;
- через гребёнку тепловая энергия распределяется по разводке с включенными в неё конвекторами;
- пройдя через конвектор, остывший теплоноситель по выходному трубопроводу отводится на обратную гребёнку коллектора и опять возвращается в котёл для повторного нагрева.
Подающая и обратная гребёнки составляют коллекторную группу.
Коллекторный узел системы отопления
Количество контуров, подключаемых к гребёнке, выбирается индивидуально для конкретной схемы отопления и числа конвекторов. Обычно коллектор поддерживает от 2 до 12 контуров.
Какое оборудование и материалы использовать
Универсального проекта обогрева лучевого типа нет, поэтому использование в такой схеме оборудования и материалов будет зависеть от выбора конкретного варианта устройства контура отопления. Это может быть стандартное отопление радиаторами или, например, тёплый водяной пол.
Обобщённо для лучевого отопления необходимо следующее основное оборудование:
- коллекторный блок (гребёнка);
- наружный или встраиваемый в стену коллекторный шкаф;
- циркуляционный насос;
- манометр;
- воздушный клапан;
- термостат;
- запорно-регулирующие клапаны;
- ротаметры;
- узлы подмеса;
- мембранный расширительный бак.
По объёму бак выбирается на 10% больше общего объёма теплоносителя в системе.
Для монтажа лучевой схемы обогрева необходимы и дополнительные элементы.
Дополнительные детали для подключения коллектора
- Воздухоотводы.
- Переходники.
- Уголки.
- Краны.
- Сгоны.
- Фитинги.
- Штуцеры.
Для строительства лучей обогрева лучше использовать трубы из сшитого полиэтилена, в бухтах.
Диаметры монтируемых трубопроводов подбираются с учётом параметров оборудования, к которому они подключаются (выходы центральной магистрали, коллекторной гребёнки). Чаще используются трубы диаметром от 20 мм до 32 мм.
Комплект коллектора может быть оснащён полезными устройствами — сервоприводами.
Сервопривод для коллектора отопления
Эти приборы делают систему отопления «умной», поддерживая через блок контроля в автоматическом режиме заданные параметры обогрева.
Включение в систему распределительного коллектора
Популярным в последнее время способом организации водяного отопления является так называемая “лучевая схема” с применением распределительного коллектора.
Такой метод разводки надежно работает только при хорошем давлении воды в системе, поэтому его не используют при естественной циркуляции.
Лучевая разводка предполагает подключение каждого отопительного прибора (или небольшой их группы) непосредственно к распределительному коллектору, раздающему горячую и собирающему охлажденную воду
Попутная схема или «петля Тихельмана»
Попутная схема разводки отопления.
Попутная схема является вариацией классической схемы с тем отличием, что направление движения теплоносителя в подаче и обратке совпадает. Такая схема применяется в системах отопления с длинными и удаленными ветками. Использование попутной схемы позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ветки и равномерно распределить теплоноситель по всем радиаторам.
Веерная (лучевая)
Веерная или лучевая схема используется в многоэтажном строительстве для поквартирного отопления с возможностью установки на каждую квартиру прибора учета тепла (теплосчетчика) и в частном домостроении в системах с поэтажной разводкой трубопроводов. При веерной схеме в многоэтажном доме на каждом этаже устанавливается коллектор с выходами на все квартиры отдельного трубопровода и установленным теплосчетчиком. Это позволяет каждому владельцу квартиры учитывать и оплачивать только им потребленное тепло.
Веерная или лучевая система отопления.
В частном доме веерная схема используется для поэтажного распределения трубопроводов и для лучевого подключения каждого радиатора к общему коллектору, т. е. к каждому радиатору походит отдельная труба подачи и обратки от коллектора. Такой способ подключения позволяет максимально равномерно рассредоточить теплоноситель по радиаторам и уменьшить гидравлические потери всех элементов системы отопления.
Правила использование теплого пола
Комфортный и очень популярный способ обогрева жилых помещений – обустройство теплого пола. Если отапливаемая площадь небольшая, то можно обойтись одной трубой, помещенной в стяжку пола.
Подключение теплого пола к системе отопления через распределительный коллектор является единственно возможным вариантом для обогрева больших площадей таким способом
Для больших площадей использование единственной трубы невозможно по следующим причинам:
- количество подаваемого тепла не хватит для обогрева всего помещения, кроме того этот обогрев будет неравномерным;
- при большой длине возникает сильное гидродинамическое сопротивление потока жидкости, что ведет к чрезмерным затратам электроэнергии на создание давления и увеличивает риск прорыва воды в местах соединений.
Поэтому, при значительной площади теплого пола, использование нескольких труб является не пожеланием, а необходимостью.
В этом случае подключение осуществляется через распределительный коллектор.
По коллекторному принципу устроены системы водяных “теплых полов”, аналогично подключаемых к распределительной гребенке.
Коллекторные гребенки теплых полов отличаются меньшим количеством гнезд в сравнении с радиаторными лучевыми системами. Нужен более мощный насос.
Разводку систем напольного обогрева производят медными и металлопластиковыми трубами, используя неразъемные соединения.
После устройства и опрессовки теплого пола выполняется заливка стяжки, которая защищает трубы от повреждений и играет роль теплопроводящего элемента.
Регулировка температуры через смеситель отличается надежностью, что очень важно, так как превышение температуры может вызвать существенную деформацию покрытия пола: линолеума, ламината или паркета
Достоинства котла
Для работы двухконтурного газового котла используется воздух, забираемый с улицы, а все продукты сгорания, выводятся с помощью вентиляционных труб. Их уровень автоматизации достаточно высок и вам нужно будет лишь установить необходимые параметры для его работы.
Благодаря продуманной системе автоматики, подача газа и поджиг его в горелки, происходит после получения положительного сигнала от имеющихся датчиков. Самопроизвольно этого произойти не может.
Теплоноситель в системе циркулирует благодаря наличию насоса. В качестве теплоносителя может применяться обычная вода, или особый антифриз.
Выбор распределительного коллектора
Его ещё называют гребёнкой. Необходим для подачи жидкости на тёплый пол, батареи, конвекторы и пр. При помощи него осуществляется отток по обратному контуру, жидкость откуда потом направляется в котёл либо опять смешивается в контуре для температурной регулировки. Коллектор справляется с максимум двенадцатью ветвями.
Как правило, гребёнки имеют резервные запорно-регулирующие и регулирующие температуру элементы. При помощи них возможна настройка рационального расхода теплового носителя по всем контурам обогрева. Присутствие развоздушивателей может гарантировать качественное и стабильное функционирование системы.
Зачем нужен предохранительный клапан в системе отопления?
Что получает пользователь?
Общие положительные стороны:
- Потребитель сам ведет учет и контроль уровня нагрева воды и помещения. Не появляется перебоев, теплая вода круглый год, отопление можно включать в любой момент.
- Поквартирная система отопления позволяет экономить газ, но при этом поддерживать нужный показатель тепла. Помимо этого, появляется возможность уменьшить цифры в квитанциях об оплате. А на сегодня именно эти показатели для каждого человека имеют большое значение.
- Возвести многоквартирный дом с индивидуальным поквартирным отоплением проще, потому что нет необходимости врезаться в центральную трубу, получать разрешение и тянуть новую магистраль. При наличии стабильного газоснабжения строительство проходит в любых, даже самых отдаленных, территориях. Окупаемость такого строения происходит быстро. Этим руководствуются все застройщики, так как и им удается сэкономить приличную сумму.
- Поквартирное газовое отопление – это экологически чистое решение, которое выбирают многие. В квартирах монтируются котлы с закрытой камерой сгорания, поэтому не нужно устанавливать дополнительную вентиляцию. Происходит работа такой установки самостоятельно, так как все необходимое имеется внутри. Продукты сгорания сразу же выходят наружу и рассеиваются, при этом современные установки разработаны по всем допустимым критериям и безопасности для окружающей среды.
Как организовать коллекторную систему в частном доме
Одной из основных составляющих лучевой системы является коллекторный узел. Для обогрева в доме на несколько этажей коллектор нужно ставить на каждом из них. Узел располагают в специальном шкафу, где можно производить регулировку и обслуживание.
Вторым по важности узлом является циркуляционный насос, посредством которого нагретый теплоноситель от газового котла или аналогичного оборудования распределяется по батареям и собирается обратно
Выбор насоса
Чаще всего при лучевом отоплении для движения жидкости по контурам используют циркуляционный насос. Он уменьшает разницу между температурами на входе и выходе отопительного контура и улучшает эффективность обогрева.
Циркуляционный насос следует выбирать по следующим характеристикам:
- производительность, м³/час;
- высота напора, м.
Для выбора насоса следует учитывать диаметр труб, длину, а также их высоту по отношению к насосу.
Выбор коллектора
Основанием коллектора является труба, к которой подводятся патрубки. В данной системе задействуется два коллектора – по входу и по выходу. Циркуляционный насос ставят на первом устройстве. Здесь же устанавливают многоходовой клапан с термометром. Последний работает совместно с клапаном и, исходя от установленной температуры, увеличивает либо уменьшает подачу нагретой жидкости в отопительный контур.
После отдачи тепла конвекторам, жидкость направляется в выходной коллектор и далее к котлу. Коллекторы оснащаются необходимой запорной арматурой либо автоматическими клапанами, регулирующими температуру. Таким образом можно осуществлять регулировку температурного режима по каждому отдельному лучу.
Выбор труб
При организации любой отопительной системы ответственным этапом является правильный выбор труб. Однако для лучевого способа обогрева этот момент является еще более важным. Для такой системы трубы не должны быть слишком жесткими. Кроме этого, в пол монтируют только цельные куски труб. Коллекторная система прокладывается из металлопластиковых труб либо из сшитого полиэтилена (PEX) с утолщенной стенкой.
По своему конструктиву труба из сшитого полиэтилена должна иметь воздухонепроницаемый слой.
Трубы приобретаются, как правило, в бухтах. Чтобы свести остатки к минимуму, предварительно нужно рассчитать длины всех магистралей, после чего подобрать соответствующие бухты. Если в стяжке пола требуется установка тройников, то используют элементы только из металлопластика.
Что касается диаметра труб, то при использовании в системе до 5 батарей, подключение от котла производится металлопластиком диаметром 20 мм. При большем количестве радиаторов применяют трубы 26 мм, но площадь обогрева от коллектора не должна быть более 120 м². При большей площади задействуют трубы большего диаметра. Точные данные рассчитывают специалисты.
Подключение батарей от коллектора производится чаще всего металлопластиком 16 мм. Если длина лучей превышает 40 м, следует использовать трубы 20 мм.
Читать также: Как промыть систему отопления в частом доме своими руками
Как регулировать коллекторную систему отопления двухэтажного дома
Теоретически предполагается, что для каждого отдельно взятого случая будет производиться регулировка.
Практика показывает, что обычного потребителя волнует только температура в помещениях.
К самостоятельной балансировке системы се же потребуется прибегнуть:
- если обнаружили, что расположенные ближе к котлу радиаторы нагреваются сильнее;
- какая-то из батарей издает шум притекающей воды;
- трубы, расположенные в стяжке пола прогревают его поверхность неравномерно.
Для самостоятельной диагностики неполадок особых приспособлений не потребуется.
Желательно подготовить:
- ключ, он понадобится для поворота штока балансировочного клапана, обычно шестигранный; отвертку;
- контактный электронный термометр;
- лист бумаги и карандаш.
Профессионалы обычно используют тепловизор, поскольку стоит он недешево, попытаемся обойтись подручными средствами.
При отсутствии схемы разводки труб, потребуется начертить ее самостоятельно. На эскизе проще будет определить очередность подключения отопительных элементов и вычислить расстояние от них до котла.
Специалисты также рекомендуют промыть грязевик, расположенный перед входом в котел и прогреть систему до температуры порядка 70 С +80 С.
Очень полезным устройством для диагностики окажется насос Grundfos Alpha 3, при помощи смартфона этот циркуляционный агрегат поможет узнать точную глубину регулировок. Конечно, стоимость этого умного изделия немаленькая.
Лучевая схема подключения радиаторов и контуров напольного обогрева предполагает подключение каждого элемента к распределительной гребенке, поэтому выполняют балансировку на коллекторе. В зависимости от наличия ротаметров выбирают метод настройки.
Для правильной настройки рекомендуется определить расход воды, протекающей по каждому из контуров, и количество выделяемого этим контуром тепла. В качестве расчетного значения используется разница температуры воды на входе и на выходе — 10 градусов.
Предлагаем посмотреть полезное видео:
В результате расчетов можно узнать расход теплоносителя, т.е. количество литров воды, которое должно проходить через контур за единицу времени.
Сама балансировка выполняется следующим образом:
- При заполненной системе включается циркуляционный насос напольного отопления.
- Используя ручную регулировку, требуется закрыть каждый из термостатических вентилей на 2-й части гребенки.
- После полного открытия первого вентиля настраивается соответствующий ротаметр.
- Для получения необходимого объема протока потребуется повернуть нижнее кольцо расходометра в определенное положение.
- Выполнив настройку, вентиль закрывают, переходят к настройке следующего контура.
Примерно так выполняется балансировка
Завершив работу, рекомендуется открыть все регуляторы и перепроверить расход воды по каждому ротаметру.
Для балансировки радиаторов лучевой разводки применяют аналогичные методы. Можно совместить вариант расчетного расхода с методом измерения температуры на поверхности радиаторов. Если коллектор не оснащен ротаметрами, то процесс настройки растянется на несколько суток.
Изначально установку делают приблизительно, с учетом мощности и длины контура, далее производятся замеры температуры на обратке, в зависимости от результатов выполняется корректировка величины протока.
Виды водяных систем отопления в частном доме
Существует несколько видов водяного отопления для частных домов. Здесь мы подразумеваем стандартные системы обогрева с помощью радиаторов, теплые полы и плинтусное отопление. Отдельные виды могут совмещаться друг с другом, что позволяет достичь эффективного обогрева. Например, в спальнях и гостиных монтируются обычные радиаторы, а в ванных комнатах и туалетах нередко прокладываются теплые полы – отличное решение для тех, кто не выносит холода и не любит холодный кафель. Давайте разберемся в отдельных видах отопления и в их преимуществах.
Радиаторные
Радиаторные системы отопления являются неустаревающей классикой. Принцип их работы заключается в передаче тепла от теплоносителя через устанавливаемые в помещениях радиаторы. Такие отопительные системы смонтированы в подавляющем большинстве зданий различного назначения – в жилых, производственных, административных, хозяйственных и многих других. Они отличаются относительной легкостью в монтаже – достаточно протянуть трубы и подключить к ним радиаторы.
Раньше водяное отопление в частном доме предусматривало монтаж громоздких чугунных радиаторов. Со временем им на смену пришли более легкие и тонкие стальные радиаторы, изготовленные из стойкой к коррозии стали. Позднее на свет появились алюминиевые батареи – они отличаются легкостью, дешевизной и выносливостью. Для частного дома это самый идеальный вариант батарей.
Главным плюсом радиаторных систем является то, что для их прокладки не нужно заливать бетонные стяжки. Весь монтаж сводится к установке котла и радиаторов с их последующим подключением. Радиаторы обеспечивают эффективный прогрев помещений и не нарушают дизайн интерьеров, особенно, если в качестве них выступают современные алюминиевые многосекционные батареи.
Теплый пол
Водяное отопление пола в частном доме может работать как в самостоятельном режиме, так и во вспомогательном. В самостоятельном режиме надобность прокладывать трубы с радиаторами отпадает, а все тепло испускают полы. Благодаря этому на таких полах могут без опаски играть дети, их не продует и не просквозит. У вас постоянно мерзнут ноги? Тогда вам обязательно придутся по душе всегда теплые полы. Во вспомогательном режиме они работают как дополнение к радиаторным системам.
Системы теплых полов хороши на кухнях, в ванных комнатах и туалетах. где на полу чаще всего лежит вечно холодная плитка. Прокладка отопления поможет сделать полы теплыми и комфортными. Например, в ванной комнате вам больше не придется становиться босыми ногами на холодную плитку. То же самое относится и к туалету. Если у вас на кухне лежит кафельный пол, смело укладывайте системы теплых полов и здесь. Еще одно место, где теплый пол станет атрибутом комфорта, это спальня – согласитесь, мало приятного вылезать из-под теплого одеяла и становиться пятками на холодные полы.
Для теплых полов характерна низкая температура теплоносителя, не превышающая +55 градусов, что позволяет создавать экономичные системы отопления. Но необходимость делать бетонные стяжки и проходить сквозь стены и дверные коробки является весомым минусом. Лучше всего продумать необходимость монтажа системы еще на этапе постройки дома.
Плинтусные
Современные отопительные системы, построенные на основе классических алюминиевых радиаторов, отличаются тем, что тепло от них распространяется только вверх – за счет естественной конвекции. В результате весь теплый воздух поднимается, а на его место поступает холодный воздух. Нет ничего удивительного в том, что у домочадцев начинают мерзнуть ноги. Единственным плюсом является отсутствие холода от окон, так как он уносится конвекцией к потолку. Но что делать с отоплением? Не опускать же радиаторы на самый пол?
Выходом из ситуации становятся плинтусные системы отопления. Здесь используются малогабаритные радиаторы, сделанные из латуни или алюминия. Подача теплоносителя осуществляется с помощью пластиковых труб небольшого диаметра. Система дополняется кранами, спускниками воздуха и прочими необходимыми аксессуарами.
Все это уложено в специальный пластиковый плинтус – попадающий сюда воздух нагревается и нагревает находящиеся сверху стены. Далее помещение согревается инфракрасным излучением от нагретых стен и полов. Сквозняки, дующие по полу, в обогреваемых помещениях отсутствуют. Здесь прогреваются не только стены, но и сами полы, делая комнаты теплыми и комфортными.
Достоинством плинтусного отопления является то, что его можно проложить на любом этапе, даже после завершения строительства. Недостатки – высокая стоимость монтажа и куча требований к размещению плинтусов и прочих элементов. Допускается и одновременный монтаж всех видов описанных систем.
