1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система отопления с естественной циркуляцией: правила устройства разбор типовых схем

Система отопления с естественной циркуляцией: правила устройства + разбор типовых схем

Как ни прочили в восьмидесятых годах инженеры и строители, система отопления с естественной циркуляцией живёт и здравствует в двадцать первом веке, да ещё и наши дома обогревает. Насосное оборудование существенно увеличивает стоимость котла и создаёт зависимость от электросети, поэтому от него многие отказываются. Гравитационная система – самая дешёвая и самая простая по своей конструкции. У неё, конечно, есть свои недостатки, главным из которых является ограничение по площади здания. Из-за небольшой инерционности она подходит для домов площадью до ста квадратных метров.

Человеку, решившему установить в своем доме автономное отопление, будет полезно ознакомиться с типовыми схемами и особенностями отопительных систем. Их довольно много и у каждой есть слабые и сильные стороны. Так, отопительные радиаторы можно подключить как однотрубной, так и двухтрубной разводкой, а циркуляцию теплоносителя организовать естественным (гравитационным) способом или при помощи насоса. Все это повлияет на специфику устанавливаемого оборудования, длину труб, количество арматуры и общую стоимость системы отопления. Ознакомившись с типовыми схемами, Вы более точно сможете сформулировать задание для проектировщиков компании «Термодинамика», что позволит максимально учесть все пожелания и нюансы.

Основное оборудование системы отопления

Типовая схема системы отопления

  1. Котел (газовый, дизельный или твердотопливный)
  2. Автоматический воздухоотводчик
  3. Вентиль с клапаном под термоголовку
  4. Радиатор панельный
  5. Вентиль запорный под шестигранник
  6. Расширительный бак
  7. Кран шаровой, байпасный
  8. Фильтр косой с магнитом
  9. Насос циркуляционный
  10. Манометр
  11. Группа безопасности котла

На схеме представлено основное отопительное оборудование, о правильном размещении которого стоит подумать заранее. Котел следует разместить в подвальном (если нет, то на первом) этаже дома, напольный котел устанавливают на бетонном подиуме рядом с дымоходом. В непосредственной близости от котла размещают водяной бойлер, гребенку отопления с циркуляционными насосами и расширительный бак. Между оборудованием должно остаться достаточное место для его технического обслуживания. Следующий этап — это расстановка радиаторов отопления, которые устанавливают под окном. Если в результате теплового расчета, необходимое количество радиаторов больше количества оконных проемах, то остальные отопительные приборы стараются установить на стенах граничащих с улицей, а не на внутренних перегородках. В заключении разрабатывают трассировку отопительных трасс и стояков, пытаясь сделать их как можно короче и с наименьшим количеством изгибов, в верхних точках стояков, где возможно завоздушивание, обязательно предусматривают автоматические воздухоотводчики с учетом возможности доступа к ним в дальнейшем.

Важно. Расстояние от отопительных радиаторов до пола и подоконника не должно быть менее 10 см., предусмотрите автоматические воздухоотводчики в местах возможного завоздушивания стояков, правильно выбирайте диаметры труб подвода теплоносителя.

Применяемые для отопления дома типы подключения радиаторов

Нижнее подключение радиатора

Нижнее подключение отопительных приборов. В этом случае трубы системы отопления подключают к нижним выходам радиатора, с одной стороны подающий трубопровод, с другой обратный. Часто, данный метод подключения является популярным у дизайнеров, поскольку основные тубы системы отопления размещают в стяжке под напольным покрытием, а зона подключения радиаторов с коротким участком трубопровода не бросается в глаза. Преимуществом нижнего подключения является меньший расход трубы и фитингов, несколько более простой и быстрый монтаж отопления дома в целом. Все остальное минусы. Поскольку нагретый теплоноситель проходит только через низ радиатора, то он нагревается не равномерно, низ горячий, а верх теплый. Из-за этого батарей греют не на полную мощность, её потери могут быть более 15%, что может вызвать необходимость в установке дополнительного радиатора или радиаторов с заведомо большим количеством секций. Вследствие неравномерного нагрева отопительных приборов запрещено использовать нижнее подключение для чугунных радиаторов. Специалисты компании «Термодинамика» не советуют Вам использовать этот вид подключения отопительных приборов при устройстве отопления в доме.

Отопление дома с радиаторами, смонтированными по односторонней схеме. Подающий трубопровод, в этом случае, подключают к одному из верхних выходов радиатора, во второй устанавливают клапан Маевского, необходимый для удаления воздуха. С той же стороны, снизу радиатора монтируют обратный трубопровод, второй выход снизу глушат. Довольно распространенный способ подключения, позволяет использовать отопительный радиатор с максимальной эффективностью. В компании «Термодинамика» Вам предложат различные виды отопительных боковых подводок, изготовленных, в том числе, из нержавеющей стали, которые позволят подключить отопительные радиаторы по односторонней схеме, а трубы отопления разместить в стяжке пола. Следует помнить, данный способ подключения не подходит для слишком длинных батарей, с количеством секций 16 и более.

Отопление радиаторами, подключенными по диагональной схеме. Также эта схема подключения называется перекрестной. Подающая отопительная труба, в данной схеме, подключается к одному из верхних выходов отопительного радиатора, а обратный трубопровод присоединен к нижнему выходу с противоположной стороны. Диагональная схема подключения позволяет эффективно использовать в отоплении дома длинные или многосекционные радиаторы с количеством секций более шестнадцати штук. Кроме того, данная схема подключения отопительных приборов красиво реализуется с точки зрения дизайна и красоты. В процессе монтажа отопления в доме, основной участок подводящего и обратного отопительных трубопроводов размещают в штробе стены, из которой, в местах подключения к радиатору, выходят только угловые фитинги с резьбой. Специалисты компании «Термодинамика» считают данный способ подключения оптимальным м рекомендуют его всем своим клиентам.

Читать еще:  Шумит и гудит котел? Расскажем, как это исправить!

Установка отопления в коттедже с применением естественной (гравитационной) или принудительной схемы циркуляции теплоносителя

Система с естественной циркуляцией

Система с принудительной циркуляцией

Еще 20 лет назад, в частных домовладениях применялись системы отопления, в которых циркуляция теплоносителя в системе отопления дома осуществлялась без применения насосного оборудования, а исключительно за счет разности плотностей нагретого и охлажденного антифриза (воды), заправленного в систему отопления. Такое отопление дома осуществляется при помощи естественной (гравитационной) схемы циркуляции теплоносителя. Гравитационная система отопления очень проста и надежна, более того она энергонезависимая и не требует подключения к электрической сети. Поскольку данный принцип отопления в доме не подразумевает использования циркуляционных насосов с обратными клапанами и арматурой, гребенок и ряда другого вспомогательного отопительного оборудования, то и стоимость таких систем отопления ниже аналогичных, с принудительной циркуляцией. С другой стороны, системы отопления с естественной циркуляцией довольно громоздки и подразумевают использование труб с большим диаметром, которые монтируют с определенным уклоном и минимальным количеством поворотов, нельзя использовать многие современные отопительные радиаторы с заужением внутренних диаметров, все это накладывает ограничения в дизайне отапливаемого помещения. Гравитационные отопительные системы обладают большой тепловой инерционностью и не позволяют быстро и точно регулировать температуру в отапливаемом помещении. В настоящее время, системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя практически не применяют для устройства отопления в загородных домах Москвы и МО. Системы с принудительной циркуляцией лишены этих недостатков, но для их эффективного функционирования, требуется установка циркуляционных насосов с арматурой и расширительным баком, они энергозависимые. Вместе с тем, установив отопление с принудительной циркуляцией теплоносителя, Вы не ограничены в дизайне помещений своего жилища, поскольку используются трубы меньшего диаметра, без ограничений по конфигурации отопительных трасс. В целом, данный вид системы отопления, обеспечивает более быстрый и эффективный нагрев отапливаемых помещений, он более энергоэффективен и отлично поддаётся автоматизации с погодозависимым управлением. Все современное отопительное оборудование рассчитано на работу в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя, которую специалисты компании «Термодинамика» советуют своим клиентам, которых интересует установка отопления в доме.

Отопление дома с однотрубной и двухтрубной схемой подключения радиаторов

В качестве примера однотрубного подключения отопительных приборов, рассмотрим организацию отопления в многоквартирных городских домах. В них, Вы наверняка видели стояк отопления, проходящий через все этажи, к которому подключен отопительный радиатор в каждой квартире. Причем отопительная батарея подключена последовательно, т.е. стояк подсоединен к одному из входов радиатора, а уже из его выхода, с противоположной стороны, стояк уходит на следующий этаж. Таким образом, в доставке нагретого теплоносителя к отопительным приборам используется всего одна труба, к которой последовательно (в разрыв) подключены все отопительные приборы, установленные в помещении. Очевидным преимуществом этой схемы является простота и быстрый монтаж отопления в доме «под ключ», низкий расход отопительных труб и арматуры, стоимость однотрубной системы более чем на 20% ниже двухтрубного подключения. Однако отопление дома с использованием однотрубной схемы имеет существенные недостатки, основной из них – это неравномерный нагрев отопительных батарей, так ближайший к источнику тепла радиатор будет самым горячим, а каждый последующий холоднее. Данная особенность может быть компенсирована правильным подбором отопительных приборов, каждый последующим выбирают с несколько большей тепловой мощностью. В однотрубной системе отопления исключена возможность отключения одного из радиаторов, без остановки всей системы, если при монтаже отопления в доме не были установлены перемычки между входом и выходом каждой батареи. Однотрубное подключение радиаторов является устаревшей схемой, специалисты компании «Термодинамика» не рекомендуют использовать её, когда Вам необходимо отопление в доме. Прекрасной альтернативой является двухтрубная схема подключения радиаторов, используется в отопление большинства современных загородных домов или коттеджей.

В этом варианте подача и отвод теплоносителя к радиатору осуществлен двумя разными трубами, к которым радиатор подключен параллельно. Таким образом, в каждый из установленных отопительных приборов подается нагретый теплоноситель с одинаковой температурой, благодаря чему все радиаторы нагреваются равномерно и работают с максимально возможной тепловой мощностью. Отопление дома с использованием двухтрубной системы несколько дороже в монтаже, но её работа прекрасно подается автоматическому управлению и обеспечивает максимальный комфорт в отапливаемом помещении. Двухтрубная схема подключения радиаторов является оптимальной для людей, желающих обустроить комфортное и качественное отопление в загородном доме.

Особенности транспортировки теплоносителя

Принудительная циркуляция

В частных домах всё чаще используется схема отопления, при которой теплоноситель приводится в движение посредством циркуляционного насоса. Устанавливается насосное оборудование обычно на обратке возле котла, в разрыв основной магистрали. Вся система работает под давлением, поэтому расширительный бак применяют закрытый, установить его можно в любом месте.

Читать еще:  Почему не нагревается последний радиатор отопления?

Система с принудительной циркуляции позволяет организовать водяное отопление в домах любого размера и конфигурации, выбрать любой вариант разводки. Важный недостаток систем с искусственной циркуляцией – зависимость отопления от электроэнергии.

Самотёчная система

Схемы отопления частного дома с естественной циркуляцией предполагают работу без насосов. В гравитационных системах все участки трубопроводов располагаются под уклоном от 3 до 5 градусов в сторону котла. Чтобы это получилось, сам теплогенератор устанавливают в приямок или монтируют в подвале. Расширительный бак располагается в самой высокой точке системы, он должен быть открытого типа (поэтому, чтобы не терять дорогостоящий теплоноситель, здесь используют для этих целей воду).

Гравитационное отопление хорошо покажет себя в небольшом доме с простой планировкой. Главное его достоинство – полная автономность. Правда, из-за большого сечения труб и необходимости выдерживать уклоны (мало вариантов для скрытого монтажа) сильно страдает его эстетичность.

Важно! Чтобы повысить эффективность самотёчной системы, в неё параллельно основной трубе интегрируют циркуляционный насос. Примечательно, что без электричества она тоже сможет работать.

Двухтрубная схема отопительных систем

В двухтрубных схемах подвод горячего теплоносителя к радиатору и отвод остывшего из радиатора осуществляются по двум разным трубопроводам отопительных систем.

Существует несколько вариантов двухтрубных схем: классическая или стандартная, попутная, веерная или лучевая.

Двухтрубная классическая разводка

Классическая двухтрубная схема разводки система отопления.

В классической схеме направление движения теплоносителя в подающем трубопроводе противоположно движению в обратном трубопроводе. Эта схема наиболее распространена в современных системах отопления как в многоэтажном строительстве, так и в частном индивидуальном. Двухтрубная схема позволяет равномерно распределять теплоноситель между радиаторами без потерь температуры и эффективно регулировать теплоотдачу в каждом помещении, в том числе автоматически путем использования термостатических клапанов с установленными термоголовками.

Такое устройство имеет двухтрубная система отопления в многоэтажном доме.

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.

Обратите внимание! При веерной разводке трубопроводов в пределах одного этажа монтаж осуществляется цельными (не имеющими разрывов и разветвлений) отрезками труб. При использовании полимерных многослойных или медных труб все трубопроводы могут быть залиты в бетонную стяжку, тем самым снижается вероятность разрыва или подтекания в местах состыковки элементов сети.

Схема однотрубной системы отопления

В подобных схемах раздача горячего теплоносителя радиаторам и отбор остывшего осуществляется по одной и той же трубе. Если разводка – горизонтальная, то магистраль представляет собой замкнутый контур, идущий от подающего патрубка котла к обратному. Батареи же присоединяются к нему обоими подводками. Примером может служить популярная однотрубная система отопления ленинградка, могущая работать с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее схема для одноэтажного дома показана ниже:

Непременным условием нормальной подачи воды в радиаторы здесь является наличие петли разгонного коллектора. К его верхней точке подключается открытый расширительный бак. Нагретая вода из котла поднимается по коллектору, после чего по принципу сообщающихся сосудов затекает во все батареи. Если их количество не превышает 5, то отопление будет работать без проблем, это проверено на практике.

Дело в том, что каждый последующий отопительный прибор получает смесь горячего и остывшего теплоносителя из предыдущей батареи. Поэтому теплоотдача его снижается, если не нарастить количество секций. Когда число радиаторов превышает 5, то последние из них будут слишком холодными, сколько секций ни добавляй. При такой необходимости нужно монтировать двухтрубную гравитационную систему, о чем пойдет речь далее.

Читать еще:  Как выбрать теплоноситель для системы отопления загородного дома

Для двухэтажного частного дома площадью до 200 м2 хорошо подойдет однотрубная система отопления с вертикальными стояками и естественной циркуляцией. Городить на каждый этаж горизонтальную ленинградку, подключенную к вертикальному коллектору, не имеет смысла, да и работать это будет плохо. Правильнее провести подающую магистраль по чердаку или под потолками второго этажа и опустить от нее стояки, как изображено на схеме:

Нагрузка на стояки небольшая – всего по 2 отопительных прибора, так что их температура будет почти одинаковой. Чтобы батареи не зависели друг от друга, между подачей и обраткой можно поставить перемычки – байпасы.

Совет. Для балансировки или отсечения в самотечных системах необходимо использовать арматуру с наименьшим сопротивлением – полнопроходные краны и специальные термостатические вентили.

Схема с самопроизвольной транспортировкой

В стандартный замкнутый контуре отопления включают:

  • Двойной с обработкой, либо одинарный трубопроводы;
  • Котел для прогрева;
  • Расширительный бак;
  • Несколько радиаторов.

Все трубопроводы, которые расположены по горизонтали, должны быть установлены под уклоном в ту сторону, в которую двигается вода. Холодный теплоноситель будет самостоятельно стекать в нагревательный аппарат.

Уклон труб необходим и для того, чтобы пузырьки воздуха (возникающие при нагреве воды) отводились в расширительный бак. Благодаря наклонным участкам, воздух выходит в атмосферу через расширительный бачок.

Таким образом, бачок выполняет большое количество функций, как отдачи, так и приема жидкости, стабилизируя давление в системе.

Кстати, необходимым наклонным уклоном для трубопроводов, является 0,005 метров. Сила, с которой вода двигается по системе отопления, полностью зависит от объема и плотности, горячего и холодного теплоносителя.

Также на силу, с которой двигается вода, воздействует высота, на которой расположены радиаторы относительно котла, и сопротивления самих труб. Гравитационное давление расходуется для преодоления водой сопротивления труб.

Если в трубах имеется большое количество арматуры, дополнительные приборы отопления, а также замкнутый контур имеет много поворотов и ветвей, то кроме преодоления давления придется преодолевать еще и дополнительные препятствия.

Важно: Для того чтобы было оптимальное давление, необходимо либо увеличить диаметр труб, либо уменьшить количество поворотов.

Особенности монтажа

Для выполнения работ потребуется приобрести:

  • Циркуляционный насос
  • Отопительный котел. Мощность последнего определяется при разработке проекта
  • Бачок расширительный
  • Комплект труб диаметрами d1=25мм и d2=20мм (оптимальное решение, металлопластиковые)
  • Заглушки, переходники
  • Краны для стравливания воздуха
  • Отопительные приборы

Монтаж отопления дома с принудительной циркуляцией может выполняться по следующему алгоритму:

  • Монтируется теплогенератор и делается обвязка котла отопления для двухэтажного дома
  • Укладываются трубы
  • На обратке (возле котла), монтируется насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию. Подключается питание.
  • Навешиваются и подсоединяются радиаторы
  • Закрепляется расширительный бачок. Место подбирается с учетом его конструкции. Открытый размещается максимально высоко. Закрытые модели ставят там, где удобнее. Как правило, в бойлерной

Как работает принцип естественной циркуляции?

Теплоноситель, чаще всего это обычная вода, перемещается по контурам от котла к радиаторам и обратно благодаря изменению своих термодинамических характеристик. Когда при нагревании плотность жидкости уменьшается, а объём увеличивается, она выдавливается холодным потоком, идущим их обратки, и поднимается по трубам. По мере того, как теплоноситель самотёком распределяется по горизонтальным ответвлениям, температура падает и он возвращается к котлу. Так цикл замыкается.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией: 1 — котёл твёрдотопливный, 2 – главный стояк, 3 – разводящие магистрали, 4 – расширительная ёмкость, 5 – бак с водой для пополнения расширителя, 6 – труба, отводящая лишний объём теплоносителя в канализацию (ёмкость), 7 – теплообменники, 8 – шаровые краны, 9 – бойлер, 10 – обратка, 11 – обратный стояк

Если для дома выбрано было водяное отопление с естественной циркуляцией, то все горизонтальные участки труб прокладываются с уклоном, идущим по ходу движения жидкости. Это позволяет эффективно бороться с «завоздушиванием» батарей. Воздух легче воды, поэтому он устремляется вверх по трубам, поступает в расширительную ёмкость, а затем, соответственно, в атмосферу.

Бак принимает в себя воду, объём которой увеличивается с ростом температуры, и создаёт постоянное давление.

Расчет системы отопления частного дома или коттеджа ↑

В идеале такой расчет должен проводиться профессионалами, которые определят уровень теплопотерь дома и рассчитают расход тепловой энергии. Но если вы решили заняться этим самостоятельно, придерживайтесь следующих норм:

  • На большей части европейской территории России, Украины и Беларуси норма потребления тепловой энергии в домах со средней теплоизоляции – 41Ватт/м3. Для расчета необходимой мощности котла достаточно умножить эту цифру на объем дома.
  • Для бесперебойной работы оборудования необходимо к полученному значению мощности прибавить 20%. Это позволит избежать долговременной работы котла на предельной мощности, а значит, продлит срок его службы.
  • Расчет радиаторов производится по той же схеме.

Безусловно, будущее за новыми технологиями и морально устаревшие гравитационные системы постепенно уступают место современным разработкам, позволяющим не только сэкономить деньги, но и сохранить здоровье.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector