Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Выбор и монтаж циркуляционного насоса в отопление. Как определить необходимую мощность для насоса отопления.

Отрицательные и положительные качества однотрубной системы

Рассмотрим, какими еще преимуществами, помимо описанных выше, обладает однотрубная система отопления открытого типа с принудительной циркуляцией.

  1. Погрешности в расчетах не отразятся на работе системы, ведь диаметр труб может быть небольшим, что позволяет сократить расходы на обустройство отопления в доме.
  2. Все узлы системы имеют продолжительный срок службы, что достигается отсутствием температурных перепадов в системе.
  3. Регулировать температуру возможно как в отдельно взятых помещениях здания, так и во всей системе в целом.

Стоит помнить о недостатках системы:

  • системы с принудительной циркуляцией не рекомендуется монтировать в регионах с частыми перебоями электроэнергии. С отключением электричества циркуляционный насос прекращает свою работу, а поток теплоносителя продолжает двигаться естественным путем за счет сил гравитации и разницы температуры в системе. Производительность и теплоотдача при выключенном насосе резко падают;
  • насосное оборудование редко бывает полностью бесшумным. Рекомендуется выделять под котельную отдельную подсобку.

Принцип действия

Принцип действия такой системы намного проще, чем в отоплении с принудительной циркуляцией или других схемах. Всё происходит за счёт элементарных законов физики — силы тяжести, расширения жидкости и т. п. Для того чтобы соорудить систему правильно, нужно понять эти законы и принципы работы устройства.

Основной физический принцип для отопления гравитационного типа — способность любого теплоносителя (воды или антифриза) уменьшать плотность за счёт увеличения температуры. Из-за этого и возникает разница в гидравлическом давлении. Холодная вода, имея более высокую плотность, опускается по трубе, вытесняя вверх горячую.

Систему отопления дома можно условно разделить на несколько ключевых элементов. Верх контура функционирует для движения горячей воды, а нижняя часть — холодной. Самой важной задачей при конструировании системы является создание максимально возможной разницы между давлением в верхнем столбе (горячем) и нижнем (холодном).

Также одним из ключевых элементов является коллектор разгона теплоносителя. Это стояк, направленный напрямую от котла вверх. Теплоноситель в трубе должен иметь самую высокую температуру, поэтому стояк максимально утепляют. С другой стороны, если протяжённость коллектора небольшая, то можно и не утеплять его, поскольку вода в нём не успеет остыть.

При проектировании необходимо учитывать и то, что верхняя точка разгоночной трубы должна совпадать с верхней точкой всего контура. В этом же месте делается выход на расширительный бачок открытого типа.

Нижняя точка водяного контура, по которой движется остывшая вода, должна совпадать с нижней точкой котла. Хотя и необязательно так делать всегда, но в большинстве случаев крайне желательно, так как верхняя часть системы не должна сочетаться с нижней.

Для части, где протекает остывший теплоноситель в системе с естественной циркуляцией воды, тоже есть свои правила обустройства:

  • при увеличении расстояния между верхом и низом системы, где подключается непосредственно батарея, будет увеличиваться длина столба воды с самым низким градусом и самым высоким давлением;
  • от количества потерь тепла на нижнем участке будет зависеть функционирование системы, поскольку оно возможно только при хорошей теплоотдаче.

Обращая внимание на первый пункт, стоит отметить, что идеальным вариантом для установки и монтажа котла будет подвальное помещение. Так можно обеспечить необходимое расстояние между выходящей трубой (стояком) и входящей (обраткой).

Высота системы не должна превышать более десяти метров. Если расстояние между входом и выходом будет больше, то она не будет достаточно прогреваться. Возможна даже ситуация, когда нагреваться будет только котёл и нижняя часть коллекторной трубы.

Читайте также:  Какие теплые полы лучше использовать под кафельную плитку?

Также имеется и противоположная сторона такой схемы отопления с естественной циркуляцией, когда высота будет недостаточной. Таким образом, давление в горячей части упадёт незначительно, и процесс не будет запущен.

Особенности применения системы с водой в качестве отопления в квартире

  • Можно включить обогрев жилища в любое время, а не только в течение отопительного сезона.
  • Поддерживается комфортная температура в комнатах, что сложно при использовании центрального отопления.
  • Отопление несложно настроить индивидуально, к примеру, нет, смыла включать котёл на полную мощность, если жильцы уехали на время.
  • Плата за центральное отопление взымается и летом, при автономном обогреве, платить придётся только по счётчику (электрическому или газовому).

Минусы:

  • Работы необходимо выполнять в соответствии с законом, самовольная реконструкция, не избавит от коммунальных платежей и грозит административным штрафом.
  • Потребуется найти место с хорошей вентиляцией для установки оборудования.
  • Монтаж системы должны выполнять профессионалы.
  • Расходы на оформление документов, и на покупку элементов автономного отопления.
  • Вся ответственность, ложится на хозяина жилья. Работу оборудования будут контролировать профильные организации.

Дата: 25 сентября 2021

Работа насоса

Насос в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя устанавливается как на нагнетании, так и на обратном трубопроводе.

Установка на обратном трубопроводе объясняется тем, что там температура воды ниже, чем на нагнетании, т.к. вода, пройдя по радиаторам, уже отдала расчетное тепло. А для деталей насоса, особенно для уплотнений, более предпочтительна работа при нижних параметрах температуры.

Хотя для систем с принудительной циркуляцией безразлично – где установить насос, все-таки, предпочтительнее ставить насос на выходе из нагревателя, тем самым продлить срок службы насоса.

Работая в замкнутой системе циркуляционный насос, перекачивает один и тот же объем воды. Количество воды входящей в систему из насоса равно количеству воды выходящей из насоса. При таком режиме соблюдается постоянный уровень в расширительном бачке, а разница давления на входе и выходе отличается незначительно.

При разработке системы отопления с принудительной циркуляцией, необходимо учитывать одно правило – во входящем трубопроводе во время работы циркуляционного насоса всегда должно быть гидростатическое давление.

Это давление, при котором заполняется система отопления. Такое давление исключает эффект «кипения» и возможность подсоса воздуха из атмосферы на всасывающем участке трубопровода.

Особенности комбинированной системы

В комбинированную систему отопления входят радиаторы, которые являются высокотемпературными источниками, и низкотемпературные – тёплые полы.

Подсоединять водяной пол в смешанной схеме возможно двумя способами:

  1. К имеющемуся нагревательному котлу — такой способ уменьшает стоимость оборудования и время монтажа. Недостаток этой конструкции — невозможность работать автономно. При этом увеличивается расход энергии, и снижается эффективность пола.
  2. Путём установки отдельного котельного оборудования для пола — это существенно увеличивает расходы при монтаже. Однако такая система имеет преимущество — автономность, её работа не зависит от батарей. Это удобно, когда радиаторный обогрев уже не функционирует.

Есть несколько рекомендаций, которые надо учитывать, решив создавать в частном доме совместное отопление:

Особенности комбинированной системы
  1. Устанавливать температурные режимы отдельно для батарей и тёплого пола. Так как в батареях нагрев воды на подаче и на выходе составляет около 70 и 55 градусов соответственно, а для греющих полов требуется — 40 и 30, то котлы с этой задачей самостоятельно справится не способны.
  2. Применять специальные комплектующие для настройки нагрева. Насосно-смесительные узлы, запорную арматуру — они сократят затраты, и позволят грамотно произвести соединение системы с ёмкостью, в которой нагревается вода.
  3. Осуществлять настройку комбинированной системы с использованием специальных и правильно установленных технических средств. Например, смесительный узел с термостатической головкой, его функция — регулировка уровня нагрева жидкости, термостат — отвечает за управление степенью обогрева каждой комнаты в отдельности.

При укладке водяного пола, нет смысла ограничиваться только ванной и туалетом. Лучше разместить такую систему по возможности везде, так как увеличение её площади, существенно не сказывается на монтажных и эксплуатационных затратах.

Читайте также:  Делаем отопительный щиток из кирпича для железной печи своими руками

Ведь в любом случаи понадобится установка смесительного узла и устройства, которое обеспечит циркуляцию жидкости. А какой будет коллекторная группа — однотрубной, двухтрубной или больше — не важно.

Расходы на стяжку так же не изменяться, даже если пол монтируется лишь в одной части комнаты, бетонный раствор придётся заливать по всей площади.

Выводы и полезное видео по теме

Подробное изложение двухтрубной и достаточно сложной схемы отопления двухэтажного дома:

Система открытого типа на базе твердотопливного котла для дачи:

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.

Порядок сборки

Монтируется система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя следующим образом:

  1. Устанавливается котел отопления. Некоторые современные модели размещаются на полу, другие вешаются на стену.
  2. Монтируется дымоход.
  3. Газовый котел подключается к магистрали. По нормативам эту процедуру имеют право выполнять только специалисты.
  4. На стены навешиваются радиаторы отопления.
  5. Протягиваются магистрали.
  6. Батареи подключаются к трубам.
  7. На обратную трубу устанавливаются циркуляционный насос и расширительный бак.
  8. Магистрали присоединяются к патрубкам котла.
  9. Производятся пусконаладочные работы.

По этой схеме собираются и однотрубная, и двухтрубная система с принудительной циркуляцией. Разница заключается лишь в способах прокладки магистралей и присоединения радиаторов.

Особенности монтажа однотрубной системы

Чаще всего магистраль однотрубных систем в одноэтажных домах проводят под полом. При этом используется нижнее подключение радиаторов. То есть и подводящий, и обратный отрезки байпаса присоединяются к нижним патрубкам.

Особенности сборки двухтрубной системы

В одноэтажных зданиях используется так называемый горизонтальный способ прокладки магистралей двухтрубных систем, поскольку вертикальные стояки здесь попросту не нужны. Проводятся трубы обычно по стенам, а подключение радиаторов производится диагональным методом. То есть подводящая магистраль подсоединяется к верхним патрубкам батарей, а обратная — к нижним с противоположной стороны. Иногда в двухтрубных системах, как и в однотрубных, используется нижний способ подключения. В этом случае обратная труба может быть проведена под полом, а подводящая — по стене.

Запорная арматура

Разумеется, при сборке систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя используется и разного рода запорная арматура. Так, на байпас радиаторов отопления в однотрубных схемах со стороны подающей магистрали обязательно устанавливается кран.

Его применение позволяет в случае необходимости отключить батарею от общей системы и легко заменить либо отремонтировать. На каждый радиатор устанавливается кран Маевского. Этот элементы позволяет выпускать из системы воздух при проведении опрессовки и ее заполнении. В самом трубопроводе предусматривается спускной кран. Располагают его обычно в нижней точке обратной магистрали.

Как видите, схемы отопительной системы с принудительной циркуляцией воды достаточно просты и слишком большого количества элементов в себя не включают. Многие владельцы загородных домов устанавливают их в том числе и самостоятельно. Основная сложность при сборке систем этого типа заключается прежде всего в подборе необходимого оборудования и выполнении разного рода рассчетов.

Монтаж

Какие основные факторы должны быть в центре внимания при монтаже циркулярного насоса:

Элементы монтажа

Монтаж
  1. Монтаж циркуляционного насоса осуществляется на обратном магистральном трубопроводе. Эта схема позволяет продлить период службы всем приборам.
  2. Фильтр, расположенный до врезки механизма, защитит в дальнейшем крыльчатку от проникновения в него множества различных инородных предметов.
  3. Обезвоздушивание прибора в период включения — обязательный элемент в его работе. Специальный винт, представленный в конструкции устройства, позволит это сделать.
  4. В инструкции, прилагаемой к прибору, имеется вариант расчета потребляемой мощности в зависимости от его производительности.
  5. Изделие имеет маркировку, указывающую на диаметр (в мм) трубы, к которой можно подключиться, а также давление (дм водного столба), создаваемое этим насосом. Так, прибор, который создает давление 10 дм и может быть включен в цепь с трубопроводом диаметром 25 мм, промаркирован GPD 25-100.
Читайте также:  Виды котлов отопления на отработанном масле

Плюсы и минусы однотрубных разводок

Трубы малых диаметров замуровываются в стенах, больших — закрываются декоративными экранами

Примечание. Прямое подключение участка теплых полов нельзя отнести к преимуществам данной схемы. Нагревательный контур столь же просто подсоединяется к двухтрубной разводке.

Главная проблема «ленинградки» – остывание теплоносителя по мере продвижения к дальним батареям. Невозможно наращивать секции радиаторов и сечение магистрали до бесконечности, оптимальное количество приборов – 4—5 шт. на одном контуре.

Перечислим другие недостатки:

  1. Гидравлическая неустойчивость — влияние одной батареи на работу остальных. Если перекрыть первый радиаторный вентиль, последующие приборы получат более горячую воду и станут перегревать комнаты.
  2. Чтобы теплоноситель хорошо затекал в радиаторы при закрытой ленинградской схеме, нужно применять полнопроходную арматуру на ответвлениях. Увеличение гидравлического сопротивления подводки заставляет течь воду дальше по прямой, расход теплоносителя через батарею уменьшается. Слева изображен стандартный угловой вентиль с небольшим отверстием, справа — радиаторный термостатический клапан с увеличенным проходным сечением
  3. «Ленинградка» и вертикальная разводка дороже двухтрубной плечевой схемы. Если прибавить затраты на дополнительные радиаторные секции, то стоимость монтажа из сшитого полиэтилена сравнится с лучевой системой, где фитинги не применяются, зато есть распределительная гребенка.
  4. Схема сложна в расчете и настройке (балансировке). Мощность и площадь поверхности теплоотдачи батарей надо определить максимально точно.

Дополнительный минус самотечных разводок – большие диаметры труб, проложенных с уклоном 3—5 мм на погонный метр. Выходящие из потолков стояки торчат на виду и портят интерьер помещений. Замуровать трубопроводы в стены не всегда возможно, приходится изощряться и делать декоративные короба. Советы по выбору диаметров труб и подключению

Однотрубный вариант отопления можно спроектировать и смонтировать самостоятельно, не прибегая к сложным расчетам гидравлики. Упростим задачу и дадим полезные рекомендации по устройству одноконтурных систем:

  1. Максимальное число нагревательных приборов на одной петле закрытой «ленинградки» – 5 шт. Чтобы доставить к батареям нужный объем теплоносителя, хватит трубы Ø25 мм (Ду20). Подводки делаем из патрубков Ø16 мм.
  2. Если в силу объективных причин количество радиаторов на 1 кольце закрытой системы необходимо увеличить, сечение магистрали наращивается до диаметра 32 мм (Ду25), подводки – до 20 мм. Ставить на один трубопровод более 7 батарей экономически нецелесообразно, дешевле проложить 2 меньших линии. Примеры устройства «ленинградки» в деревянном доме и офисном помещении
  3. Минимальный диаметр горизонтального коллектора при естественной циркуляции – Ду40, наружный – Ø48 мм. В двухэтажном доме разгонный стояк и начало раздающих ветвей делается из трубы Ду50 (Ø57 мм), отдаленные участки уменьшаются до размера Ду32. Вертикальные линии до радиаторов – Ду20—25 в зависимости от тепловой мощности обогревателей.
  4. Для автоматического регулирования теплоотдачи подбирайте полнопроходные клапаны с термоголовками. В стандартных радиаторных вентилях отверстие чересчур маленькое.
  5. Подключение к настенному либо напольному газовому котлу производится по типовой схеме, изображенной внизу на картинке. Похожим образом делается обвязка электрического водогрейного аппарата.
  6. К твердотопливному котлу «ленинградку» лучше присоединять через трехходовой смесительный клапан и буферную емкость. Поскольку в системе слишком мало теплоносителя, существует риск перегрева и закипания. Самотечную разводку, вмещающую более 200 литров воды, допускается подключать к ТТ-котлу напрямую.

Типовая схема стыковки двухконтурного настенного котла с «ленинградкой»

Важное уточнение. При сборке домовой сети теплоснабжения часто используются полипропиленовые трубы PN 22—28, армированные стекловолокном, алюминиевой фольгой или базальтовым волокном. В сортаменте ППР-труб STABI отсутствует типоразмер 16 мм, минимальный внешний диаметр составляет 20 мм. Соответственно, радиаторные подводки делаются сечением 20 х 2.8 мм.

Монтаж однотрубной системы своими руками

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией обычно оборудуется радиаторами, установленными на байпасах. Простая врезка приборов существенно усложнит эксплуатацию – например, при необходимости провести ремонт придется отключить всю систему. Кроме того, отсутствие байпасов не позволяет регулировать теплоотдачу отдельных радиаторов.

Как правило, монтаж системы отопления в частном доме и трубопровод в такой схеме прокладывается в подпольном пространстве, поэтому радиаторы подключаются нижним способом – то есть, оба выхода байпаса подключаются к нижним патрубкам батарей.