К сожалению, история не сохранила имя изобретателя водяного отопления, известно лишь, что появилось оно давно. И все это время схемы водяного отопления занимали лидирующее положение. Шли годы, создавались экономичные котлы для различных видов топлива, разрабатывались новые схемы отопления, изготовлялись радиаторы на основе новейших материалов. Но альтернативы системе водяного отопления нет до сих пор. Она легко монтируется, элементы системы легко приобрести, а ее эксплуатация не вызывает проблем. Популярная схема отопления с принудительной циркуляцией весьма эффективна для создания комфорта в доме.

Классификация по способу перемещения теплоносителя:

Простые схемы самотечного отопления могут быть только открытые, контуры с принудительной циркуляцией обычно закрытые с герметичным мембранным баком. Если же установить насос в «обратку» контура самотечной системы, то КПД контура возрастет.

Сегодня можно купить котел любой мощности, работающий на различном топливе. В продаже есть котлы известных мировых марок, трубы из металла и пластика, арматура. Есть в наличии все необходимое для монтажа контуров отопления любой конфигурации и мощности. Сегодня любая система отопления частного дома с принудительной циркуляцией проектируется и создается без проблем, при наличии определенных финансовых ресурсов.

Основные требования к системам обогрева:

Что лучше, принудительное или естественное движение воды

В контурах создаются условия для движения теплоносителя под действием гравитации и уклон трубопроводов, устанавливается открытый расширительный бак. Так создается самотечная система отопления частного дома, дешевая, простая и надежная. Напорный трубопровод поднимается вверх для создания напора в системе. При монтаже трубопроводов, как напорного так и «обратки» выдерживается небольшой уклон по направлению течения воды. Скорость движения теплоносителя незначительная, поэтому для увеличения эффективности монтируют трубы большего диаметра.

Используемая чаще система водяного отопления с принудительной циркуляцией монтируется с . Он встроен в котел или устанавливается отдельно. Наличие насоса увеличивает КПД системы и экономит топливо.

Преимущества систем с циркуляционным насосом:

Недостаток, который имеет схема отопления дома с принудительной циркуляцией – зависимость от электрической сети. Если в регионе проблемы с энергоснабжением, то можно применить специальные устройства для организации бесперебойного питания от аккумулятора. Для котлов применяют ИБП (), например фирмы SinPro. Он автоматически включается и обеспечивает подачу напряжения на циркуляционный насос. Второй недостаток — шум, создаваемый работающим циркуляционным насосом. При установке котла в нежилом помещении этим недостатком можно пренебречь.

Одно и двух-трубные системы отопления

Разработано и смонтировано множество схем отопления. Но все они модификации или комбинации из двух вариантов систем, которые можно определить базовыми вариантами.

Базовыми или основными схемами можно считать:

1. однотрубную;
2. двухтрубную.

Контур отопления однотрубный

Популярна простая , как она работает? Просто, чрезвычайно просто. От котла по одной трубе идет горячий теплоноситель и, пройдя последовательную цепочку батарей, возвращается в котел. Этот принцип реально использует схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, причем, установка байпаса на насосе превращает ее в «самотечную» систему.

Недостатки однотрубной системы:

• неравномерность нагрева радиаторов;
• для замены батареи нужно отключить систему.

Недостатки вышеописанной схемы практически устранены в модернизированной однотрубной схеме отопления, которая известна как «ленинградка», по месту ее изобретения в СПБ. В Санкт-Петербурге «ленинградка» применяется даже в многоэтажных домах. Шаровые краны на входе/выходе батареи позволят заменять или ремонтировать батареи без выключения отопления. Батареи врезаются в подающую трубу параллельно.

При организации схемы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией монтируется вертикальная схема разводки.

Трубопровод поднимается на второй этаж, вода поступает в батареи расположенные по горизонтали последовательно. Затем от последнего радиатора трубопровод опускается вниз и подключается к горизонтальной линейке радиаторов, а затем остывший и отдавший свою энергию теплоноситель поступает в котел. Недостатком подобной системы считается неравномерный нагрев радиаторов. Это недостаток особенно заметен, если применяется «самотек», но если установлен циркуляционный насос, разница в температуре практически незаметна.

Контур отопления двухтрубный

Самыми оптимальными считаются схемы систем отопления с принудительной циркуляцией в контуре. Подобные системы эффективны для одноэтажных коттеджей, домов и дач и легко обеспечат теплом двухэтажный дом большой площади. Для реализации этой схемы монтируются две трубы — подающий трубопровод и «обратка». Батареи подключаются параллельно, они снабжаются запорной арматурой и устройствами для удаления воздуха. Эта схема обеспечивает равномерный нагрев батарей, но расход труб на монтаж значительно больше. Дополнительные расходы компенсируются эффективной работой отопления.

Вертикальная двухтрубная схема

Вертикальная закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема реализуется в двух вариантах – с нижней (горизонтальной) или верхней разводкой. Горизонтальная разводка организуется следующим образом. Труба «подачи» поднимается на верхний этаж, к нему подключается все батареи, которые подключены к «обратке». Недостаток – наличие двух труб в помещении.

Вертикальная двухтрубная система второй вариант

Вертикальная двухтрубная разводка значительно меньше влияет на интерьер, т. к. через комнату проходит одна труба и ее проще скрыть. Стояк подачи поднимается на чердак, затем труба опускается вниз и запитывает радиатор. Радиатор на втором этаже последовательно соединяется с радиатором нижнего этажа и уже с него вода попадает в трубопровод «обратки» на нижнем этаже. Так функционирует замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, выполненная по вертикальной двухтрубной схеме.

Коллекторная схема разводки

Для сложных контуров, с большим числом подключений обязательно организовывается принудительная циркуляция в системе отопления с раздачей теплоносителя через коллектор.

Такая система раздачи нашла применение для двухэтажных домов или одноэтажных домов со значительной площадью обогрева.

Иногда применяется комбинированная разводка, а для сложной конфигурации системы ставится дополнительный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией оптимизирующий функционирование системы.

Если в доме уже работает контур отопления, который использует естественную циркуляцию, то улучшить эффективность такой системы отопления можно за счет установки в «обратке» недалеко от котла. В результате образовывается открытая система отопления с принудительной циркуляцией схема при этом не требует изменений.

Обобщение

Реализованная система отопления с принудительной циркуляцией схема которой может быть любая, обеспечит более качественное отопление жилища. Затраты на создание такой системы больше, чем на монтаж системы с естественной циркуляцией, которые окупятся за счет более экономного расходования топлива.

Возможных вариантов организации систем отопления (СО) всего два:

1. система с принудительным движением (ПЦ);
2. система с естественной циркуляцией жидкости (ЕЦ).

Система (ЕЦ) имеет открытый расширительный бак, а при установке в «обратке» циркулярного насоса работает достаточно хорошо. Насос увеличивает КПД системы. Система ПЦ относится к закрытым системам, а расширение теплоносителя компенсируется в закрытом мембранном баке. Это базовые системы, а базовыми схемами считаются — однотрубная и двухтрубная. На основе этих базовых элементов создаются контуры отопления, являющиеся комбинацией или модернизацией базовых систем и базовых схем.

На сегодняшний день закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя успешно применяется для обогрева подавляющего большинства загородных домов. Ее отличие от открытой схемы – в движении воды, находящейся под давлением, по замкнутой сети трубопроводов в полной изоляции от внешней среды. Если вы еще не решили, какой вид отопительной разводки выбрать для своего жилища, рекомендуем ознакомиться с данной статьей, где изложена вся необходимая информация о системах закрытого типа.

Состав и принцип работы

Независимо от выбранной схемы (их разновидности мы рассмотрим далее) в ее состав всегда входят следующие основные элементы:

• источник тепла – газовый, дизельный, электрический либо твердотопливный котел;
• потребители – радиаторная сеть и (или) водяные теплые полы;
• циркуляционный насос;
• герметичный расширительный бак мембранного типа;
• группа безопасности, включающая в себя устройство для сброса воздуха (воздухоотводчик), предохранительный клапан и манометр;
• сетчатый фильтр – грязевик;
• трубопроводная арматура для балансировки, опорожнения и регулировки;
• магистральные и подводящие трубы.

Примечание. Система отопления может дополняться другими элементами и оборудованием, предусмотренным в проекте, например, распределительным коллектором, буферной емкостью и различными средствами автоматизации. Типовая двухтрубная схема, наиболее распространенная в частных домах, показана выше на рисунке.

Принцип работы современной закрытой системы заключается в перемещении тепловой энергии от котла к радиаторам с помощью жидкости, находящейся под избыточным давлением (от 1 до 2 Бар). Расширение ее объема от нагрева компенсируется за счет растяжения резиновой мембраны внутри бачка, полностью изолированного от атмосферы.

Устройство герметичной расширительной емкости

Завоздушиванию отопительной сети препятствует автоматический воздухоотводчик, установленный в группе безопасности. Расположенный там же подрывной клапан срабатывает в случае критического повышения давления в трубопроводах, обычно он настроен на 3 Бар. Грязевик ставится на обратной магистрали перед входом в теплогенератор и собирает шлам, поступающий из отопительной сети.

Важный момент. Циркуляционный насос, принудительно перекачивающий теплоноситель, можно встраивать как в обратный, так и в подающий трубопровод рядом с котлом. Оба способа – правильные.

Позитивные стороны и недостатки

Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:

• нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
• для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
• здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
• отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
• вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
• система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.

Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.

Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен

Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.

Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.

Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты - закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.

Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.

Схемы закрытых систем

Для обогрева загородных и дачных домов применяются следующие типы разводок:

1. Однотрубная. Все радиаторы присоединяются к единственной магистрали, проходящей по периметру помещения или здания. Поскольку горячий и охлажденный теплоноситель движутся по одной трубе, каждая последующая батарея получает меньше тепла, нежели предыдущая.
2. Двухтрубная. Здесь нагретая вода поступает в отопительные приборы по одной магистрали, а уходит по второй. Самый распространенный и надежный вариант для любых жилых зданий.
3. Попутная (петля Тихельмана). То же, что и двухтрубная, только охлажденная вода течет в одинаковом направлении с горячей, а не возвращается в противоположном (показано ниже на схеме).
4. Коллекторная или лучевая. Каждая батарея получает теплоноситель по отдельному трубопроводу, подключенному к общей гребенке.

Однотрубная горизонтальная разводка (ленинградка)

Справка. Однотрубные системы бывают горизонтальными (так называемая ленинградка) и вертикальными. Последние, где вода раздается приборам отопления от стояков, нередко используются в двухэтажных домах.

Однотрубная горизонтальная схема оправдывает себя в одноэтажных домиках небольшой площади (до 100 м²), где обогрев обеспечивают 4-5 радиаторов. Больше подключать к одной ветви не стоит, последние батареи будут слишком холодными. Вариант с вертикальными стояками годится для здания в 2-3 этажа, но в процессе реализации придется проходить перекрытия трубами чуть ли не каждой комнате.

Однотрубная схема с верхней разводкой и вертикальными стояками

Совет. Если ваш выбор пал на однотрубную закрытую схему, лучше доверить ее проектирование и наладку специалистам. Они должны сделать расчет и подобрать диаметр основной магистрали, чтобы тепла хватило всем потребителям. Узнать больше практической информации вам поможет видео от эксперта:

Двухтрубная схема с тупиковыми ветвями (показана в начале статьи) довольно проста, надежна и однозначно рекомендована к применению. Если вы владелец коттеджа площадью до 200 м² высотой 2 этажа, то разводку магистралей делайте трубами с проходным сечением DN 15 и 20 (внешний диаметр – 20 и 25 мм), а для подсоединения радиаторов возьмите DN 10 (снаружи – 16 мм).

Попутная схема движения воды (петля Тихельмана)

Петля Тихельмана наиболее уравновешена гидравлически, но сложнее в монтаже. Трубопроводы придется класть по периметру комнат либо всего дома и проходить под дверями. По факту «попутка» обойдется дороже двухтрубной, а результат выйдет примерно одинаковым.

Лучевая система тоже проста и надежна, вдобавок вся разводка успешно прячется в полу. Подсоединение ближних батарей к гребенке выполняется трубами 16 мм, отдаленных – 20 мм. Диаметр магистрали от котла – 25 мм (DN 20). Недостаток данного варианта – цена коллекторного узла и трудоемкость монтажа с прокладкой магистралей, когда напольное покрытие уже сделано.

Схема с индивидуальным подключением батарей к коллектору

Как подобрать оборудование

Один из важных моментов – подбор источника тепла по мощности и виду используемого энергоносителя:

• на природном либо сжиженном газе;
• на твердом топливе - дровах, угле, пеллетах;
• на электричестве;
• на жидком топливе – солярке, отработанном масле.

Справка. При необходимости можно подобрать комбинированную многотопливную установку, например, на древесине и электроэнергии либо газ + солярка.

Мощность котельной установки рассчитывается стандартным образом: отапливаемая площадь жилища умножается на 0,1 для перевода в киловатты и на коэффициент запаса 1,3. То есть, для дома 100 м² нужен источник тепла мощностью 100 х 0,1 х 1,3 = 13 кВт.

Для закрытой системы отопления не принципиально, какой теплогенератор вы купите, поэтому подробно рассматривать данный вопрос мы не будем. Но вы сильно облегчите себе задачу, если приобретете настенный газовый котел, оборудованный собственным циркуляционным насосом и расширительным баком, что показан на фото. Для небольшого дома останется лишь подобрать трубы и отопительные приборы, о чем и пойдет речь далее.

Разновидности труб

Отопительную сеть частного дома можно смонтировать из таких труб:

• ППР (полипропилен);
• сшитый полиэтилен – PEX, PE-RT;
• металлопластик;
• варианты из металла: медь, сталь и гофрированная нержавейка.

Под выполнение самостоятельного монтажа с невысокими финансовыми затратами лучше брать полимерные трубы. Для сборки обжимных соединений из металлопластика и полиэтилена не потребуется специальных инструментов, а полипропилен придется паять (сварочный аппарат берется в аренду). Конечно, по стоимости материалу ППР нет равных, но из соображений надежности и долговечности мы рекомендуем использовать трубопроводы PEX из сшитого полиэтилена.

Медь и гофрированную нержавейку можно тоже монтировать на обжимных фитингах, но первая отличается высокой ценой, а вторая – значительным гидравлическим сопротивлением. Что касается черного металла, то он неудобен во всех отношениях – монтаж на сварке и подверженность коррозии отодвигают его на последнее место. Подробнее о выборе труб рассказывается в очередном видеоматериале:

Какие радиаторы лучше

Сейчас в торговой сети предлагаются отопительные приборы таких видов:

• стальные панельные;
• сделанные из сплава алюминия с кремнием (силумина);
• то же, но с каркасом из стальных труб, название – биметаллические;
• чугунные батареи – аналоги советских «гармошек» МС 140 и модели в стиле ретро.

Примечание. Последние 3 разновидности радиаторов набираются из нужного количества секций по теплоотдаче.

Стальной панельный радиатор

С точки зрения экономии выгоднее покупать стальные батареи, отличающиеся демократичной ценой. Алюминиевые приборы дороже, но интенсивнее отдают тепло. Эти 2 разновидности наиболее востребованы для закрытых систем отопления частных домов.

Нагревательный прибор из алюминия

Биметаллические радиаторы предназначены для отопительных сетей с низкокачественным теплоносителем, поступающим с перепадами давления, что характерно для централизованного теплоснабжения многоквартирных домов. Покупать эти дорогостоящие изделия в загородный дом с автономным отоплением бессмысленно.

Чугунные «гармошки» сильно проигрывают другим батареям по внешнему виду и весу. Но благодаря низкой цене находят применение в промышленных зданиях и хозпостройках. В то же время винтажные радиаторы из чугуна отличаются безупречным дизайном, но слишком дороги по цене.

Чтобы подобрать отопительный прибор по мощности, сделайте простой расчет: указанную в паспорте теплоотдачу разделите на 1,5. Так вы узнаете реальную мощность радиатора, ведь в документации отражены характеристики для определенных условий эксплуатации, не совпадающих с действительностью.

Совет. Не забудьте приобрести радиаторную арматуру – шаровой кран для подачи и балансировочный вентиль на обратку. Если вы решили поставить на батареи энергосберегающие терморегуляторы с преднастройкой, то на выходе из прибора должен устанавливаться обычный отсекающий кран.

Насос и расширительный бак

В закрытых отопительных системах частных жилищ обычно применяется 3 типа бытовых циркуляционных насосов, развивающих напор 4, 6 и 8 м водяного столба (это давление 0,4, 0,6 и 0,8 Бар соответственно). Мы предлагаем не углубляться в сложные гидравлические расчеты, а подобрать насосный агрегат по следующим признакам:

1. Для одно - и двухэтажного здания площадью до 200 м² достаточно напора 4 м.
2. В коттедж площадью 200-300 м² понадобится насос давлением 0,6 Бар (6 м).
3. Циркуляцию в сети трехэтажного особняка на 400-500 м² обеспечит агрегат с напором 8 м водного столба.

Справка. О мощности насоса нужно судить по его маркировке. Например, изделие бренда Grundfos 25-40 имеет диаметр подключения 25 мм и развивает давление 0,4 Бар.

Чтобы подобрать размер расширительного бака, вам следует вычислить объем воды во всей закрытой системе отопления вместе с котловым баком. Учитывая тот факт, что при нагреве с 10 до 90 °С вода расширяется примерно на 5%, вместительность бачка должна составлять 1/10 часть от общего количества теплоносителя.

Как заполнить трубопроводы отопления

Мы решили осветить данный вопрос, поскольку заливка закрытой системы должна производиться по определенному алгоритму, чтобы не осталось воздушных пробок:

1. Вначале все отопительные приборы должны быть отсечены от магистралей с помощью кранов. Остальную арматуру полностью откройте и включите подпитку из водопровода. Наполняйте трубы медленно, чтобы воздух успевал уходить через клапан на группе безопасности.
2. Когда давление достигнет 1 Бар (следите за манометром), остановите наполнение и включите на несколько минут циркуляционный насос, дабы выдавить остатки воздуха.
3. Оставьте помощника поддерживать давление на уровне 1 Бар, а сами поочередно открывайте радиаторные вентили и спускайте воздух кранами Маевского.
4. По окончании запустите котел и насос, прогрейте теплоноситель и стравите воздух из батарей еще раз.

Убедившись, что все трубопроводы и отопительные приборы полностью прогрелись, поднимите давление в сети до 1,5-2 Бар при температуре на котле 80 °С.

Заключение

Невзирая на всю популярность водяных систем закрытого типа, они вовсе не являются панацеей. Во многих населенных пунктах с нестабильным электроснабжением монтировать такие схемы нет смысла, ведь придется нести затраты на покупку ИБП или генератора, а это нецелесообразно. При подобном раскладе нет альтернативы самотечным системам с естественной циркуляцией.

Недостатком отопительных систем с естественной циркуляцией многие считают то, что напор в системе весьма невелик. Это провоцирует более длительный прогрев системы, особенно в том случае, если расстояние между котлом и радиаторами достаточно велико. Для того чтобы компенсировать этот недостаток, следует дополнять систему отопления циркуляционным насосом. Система отопления с принудительной циркуляцией чаще всего применяется в строениях, которые необходимо отапливать постоянно.

Для того чтобы система отопления с принудительной циркуляцией работала на самом деле эффективно, при ее планировании необходимо учитывать следующие параметры:

• мощность котла и радиаторов;
• диаметр и продолжительность трубопровода;
• скорость перемещения теплоносителя.

Определить некоторые необходимые параметры можно, опираясь на известные цифры.

В частности, если вы планируете установку 7 радиаторов, мощность каждого из которых составляет 4 кВт, то вам потребуется котел мощностью минимум 28 кВт.

Для радиаторов такой мощности расход воды составляет 4 л/мин. Учитывая эти параметры, можно определить, что подходящий диаметр трубы (при расходе теплоносителя 5,7 л/мин) – 1,2 дюйма. Подобный расчет предусматривает скорость перемещения теплоносителя приблизительно 1,4 м/с. И в соответствии с полученными данными можно подбирать циркуляционный насос.

Выбор насоса

Планируя отопление с принудительной циркуляцией, большинство из нас хотят создавать ее с учетом еще одного параметра – она должна быть максимально экономичной. Для того чтобы схема отопления с принудительной циркуляцией в полной мере соответствовала данному требованию, можно приобретать насос небольшой мощности – до 100 Вт. Подобный насос имеет вполне доступную стоимость, потребляет небольшое количество электроэнергии и прекрасно справляется со своей прямой задачей – обеспечивает быстрое перемещение теплоносителя, что, в свою очередь, способствует быстрому и равномерному прогреву помещений.

При выборе насоса следует учитывать, что он должен соответствовать трем параметрам:

• надежность;
• невысокий уровень производимого шума (вибрации);
• поддержка требуемой для качественного обогрева скорости теплоносителя.

Некоторые современные схемы принудительного отопления оснащаются встраиваемыми насосами. Преимущество подобной модели состоит в том, что нет необходимости тщательно рассчитывать параметры оборудования. В таком случае, единственное, что следует учитывать при выборе котла, – размеры помещения, которое необходимо отапливать, и продолжительность трубопровода.

Принцип работы отопительной системы, оснащенной насосом

Для большей эффективности работы системы с принудительной циркуляцией можно устанавливать насос как на трубы подачи теплоносителя к радиаторам, так и на отток отработанной жидкости.

Установка насоса на трубы оттока воды является, в некоторой степени, более рациональным решением. Это связано с тем, что отдельные элементы насоса (в частности – прокладки) могут прослужить значительно дольше, и покажут себя более эффективными в работе при постоянном взаимодействии с холодным теплоносителем. А вот постоянное воздействие горячей жидкости может вызвать их более быстрый износ. Из этого можно сделать простой вывод – установка насоса на этапе оттока воды способна значительно продлить его срок службы.

При замкнутом контуре насос перекачивает одно и то же количество воды. При этом давление и на входе в насос, и на выходе жидкости из него различается несущественно. Использование циркуляционного насоса позволяет поддерживать постоянный уровень теплоносителя в расширительном баке.

Правильная работа насоса предусматривает одно важное требование – во время его работы в трубопроводе, подающем горячий теплоноситель, непременно должно быть гидростатическое давление. Его наличие означает отсутствие возможности подсоса воздуха.

Расширительный бак в отопительной системе – достаточно важный элемент, который используется для сохранности целостности системы при чрезмерном нагреве воды. Ведь если такая ситуация случается, в системе, не имеющей расширительного бака, может случиться прорыв.

Довольно продолжительное время практически во всех системах, предполагающих принудительное отопление, использовались открытые расширительные баки.

Открытый бак связан с атмосферой – и за счет этого существует возможность контроля избыточного давления в системе. В некоторых случаях, когда давление повышалось до критического уровня, производится сброс излишка теплоносителя – таким образом давление удавалось понизить.

В современных отопительных системах используется расширительный бак иного типа – закрытого. Он являет собой (в большинстве случаев) довольно вместительную закрытую овальную емкость, внутреннее пространство которой разделено горизонтально на две части посредством достаточно эластичной перегородки. При этом верхняя часть бака заполнена воздухом (в некоторых видах используется газ), а нижняя – теплоносителем.

Работает бак весьма просто. В случае если давление в системе увеличивается из-за чрезмерного нагрева теплоносителя, перегородка бака выгибается в сторону воздушной камеры. А если давление в системе понижается, повышение его достигается посредством выгибания перегородки в сторону жидкости.

Отдельные модели расширительных баков оснащены специальным клапаном, при помощи которого можно снизить уровень давления в воздушной камере путем спуска излишков воздуха в атмосферу.

При создании такой системы, как схема принудительного отопления двухэтажного дома, следует максимально внимательно относиться ко всем деталям. Неправильно спланированная и смонтированная принудительная система отопления – источник излишних трат, поскольку она будет потреблять повышенное количество электроэнергии, а, кроме того, – не исключены регулярные поломки.

В свою очередь, правильно сконструированная принудительная система отопления частного дома не доставит хлопот в обслуживании и позволит на протяжении холодного времени года постоянно и, что главное, качественно обогревать ваш дом.

Многие, устав от городской суеты, мечтают о даче или коттедже. Но чтобы там находиться круглый год, необходимо установить отопление дома.

Виды системы отопления

Существует два которые отличаются способом циркуляции теплоносителей. Принцип простой системы заключается в самопроизвольном перемещении жидкости по трубопроводу. В этом случае не нужно дополнительное устройство, но следует учитывать требуемый уклон труб и их диаметр. Естественная циркуляция происходит тогда, когда теплоноситель, нагреваясь в котле, расширяется, под давлением движется по отопительным трубам и постепенно остывает в радиаторе. Такая система применяется в строениях с маленькой площадью и для котлов с небольшой мощностью. КПД естественной циркуляции по трубам очень низкое.

Когда используется система отопления с принудительной циркуляцией, применяется насос для обеспечения движения теплоносителей в трубопроводе, который должен быть установлен в трубе "обратки". При монтаже насоса в трубу обратного хода обеспечивается его защита от контакта с горячим теплоносителем, что значительно продлевает его срок эксплуатации. Насос лучше выбирать с большой мощностью, так как чем выше будет скорость жидкости в системе, тем выше температура помещения.

Для работы насоса требуется постоянная подача электричества, но если возникнет сбой, то не беда, устройство может работать от бензинового генератора.

Преимущества циркуляционной установки

Упрощается система отопления дома, так как нет необходимости в установке верхней разводки, не надо обеспечивать уклон трубопровода.

Экономятся средства на монтаже стояков большого диаметра, так как они не требуются.

Можно использовать систему с коллекторным типом разводки, при его применении происходит равномерное нагревание радиаторов.

Есть возможность увеличить протяженность труб.

Эта позволяет устроить дополнительную систему «теплых полов».

Осуществляется регулировка режима работы.

Возможность подведения к котлу металлопластиковых труб.

Недостатки

Недостатки этой системы хоть и не значительные, но они все-таки есть:

Работа насоса требует подачи электрического тока, что приводит к перерасходу средств, но если энергия отсутствует, то и останавливается работа насоса.

Создается шум во время работы, хоть и незначительный.

Требует больших материальных затрат на установку дополнительных элементов и на монтаж.

Насос для циркуляции устанавливается на "обратке" перед котлом. Рядом монтируют и расширительный бак, который является обязательным в системе закрытого типа.

Открытые и закрытые контуры отопления

Как правило, в открытых разводках теплоносителя схема отопления имеет расширительный бак, куда по мере испарения доливается вода. Система с открытой разводкой требует постоянного контроля, так как если вода закипит, то может выйти из строя вся система отопления.

Наиболее распространенным считается двухконтурное отопление. Оно представляет собой двухтрубную систему с принудительной циркуляцией. Чтобы она работала правильно, дополнительно устанавливается специальное оборудование.

Выбор насоса

Чтобы отопление с принудительной циркуляцией функционировало правильно и долго, при выборе насоса необходимо учитывать два основных правила. Он должен отвечать следующим требованиям:

Обладать энергосберегающими качествами;

Его использование должно быть простым и надежным.

Какой насос лучше

Мощность и напор устройства выбираются в зависимости от отапливаемой площади, но какой насос лучше всего применять, сказать очень трудно, в этом случае придется выполнить расчет отопления. Правильно это сделать может только профессионал, так как необходимо предусмотреть отдельные факторы.

При расчете необходимо учитывать диаметр используемых труб, материал, требуемое количество радиаторов, всю запорную арматуру, топливо, которое используется для отопления.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что сделать расчет отопления очень сложно.

Бывает и так, что, когда используются частные системы отопления, отсутствует циркуляция. Причиной могут послужить для устранения которых на каждый радиатор устанавливается кран для выпуска воздуха. Это самый лучший метод наладить циркуляцию в системе. Приобретая краны Маевского, важно не забывать, что в продаже появились конструкции с автоматическим выпуском воздуха, что позволяет не контролировать его образование.

Мембранный расширительный бак

В отличие от открытых баков, закрытая система не контактирует с атмосферой. Увеличение и уменьшение объема жидкости контролирует мембрана, расположенная внутри закрытого бака. Он имеет вид герметично закрытой емкости, которая внутри разделена гибкой мембраной. Верхняя половина бака заполнена воздухом или азотом, а нижняя соединяется с отопительной системой. Этот аппарат способен контролировать неожиданное повышение или понижение давления, уберегая систему от поломок. Величина емкости выбирается с учетом температурного расширения теплоносителя. Приблизительно 10% от объема теплоносителей в трубопроводе. Но важно проводить контроль давления, соблюдая технические требования к котлу и насосу.

Перед установкой мембранный бак накачивается до необходимого давления, установленного нормами. В некоторых случаях баки поступают в продажу уже с накачанной емкостью. В связи с этим их предварительно проверяют. Для бытовых систем давление не должно превышать 4 бар.

Также многие задаются вопросом о том, где установить бак. Система отопления с принудительной циркуляцией предусматривает установку бака на "обратке", до насоса, располагают его ближе к котлу. Чтобы избежать аварии в случае повышения давления в трубах, которое будет больше, чем может выдержать расширительный бак, необходимо установить предохранительный клапан.

Автоматический воздухоотвод

Система отопления с принудительной циркуляцией также включает в себя воздухоотводчик с автоматическим устройством. Он играет важную роль в системе и выполняет функцию удаления воздуха и предотвращает кавитацию во время работы насоса. Каким образом вытравливается воздух? В самой высокой точке системы теплоноситель способен резко менять скорость и направление, что приводит к выделению пузырьков. Тут и устанавливают водоотводчик.

Его устройство имеет вид колбы с поплавком, который необходим для выпуска воздуха. При скапливании воздуха поплавок оседает и открывает клапан. Если поднимается давление, то теплоноситель заполняет колбу, и поднятый поплавок запирает клапан. Наиболее легкие в применении воздухоотводчики - с отсекающим клапаном. Его легко можно прикрутить и открутить. При выходе из строя этого элемента происходит течь, причину которой можно определить, их всего две:

Произошло засорение иглы солями, причиной чего может служить жесткая вода. Устранить эту поломку можно, самостоятельно прочистив иглу. Для доступа откручивается крышка, а после прочистки собирается на место.

Вышло из строя уплотнительное кольцо под крышкой корпуса. Также самостоятельно меняется прокладка, или же на резьбу можно накрутить фум-ленту.

Система отопления с принудительной циркуляцией также предусматривает удаление воздуха и в других элементах разводки. Для удобства на радиаторах в последнее время стали использовать угловые автоматические воздухоотводчики. Важно учесть при установке этой конструкции, что ниппель должен быть направлен вверх, а иначе поплавок не будет выполнять свои функции.

Регулировка системы

Система отопления дома регулируется по нескольким параметрам. Но перед эксплуатацией важно ознакомиться с инструкцией по применению. Также необходимо пригласить специалиста для регулировки функций пуска и остановки.

Необходимо учесть то, что схема отопления, имеющая большое количество поворотов и колен не в лучшую сторону влияет на работу системы. Колена, у которых маленький угол поворота, рекомендуется заменить, чтобы избежать наименьшего гидравлического сопротивления. Для повышения теплоотдачи трубы, которые расположены не в жилом помещении, рекомендуется утеплить.

Некоторые нюансы при монтаже

Чтобы отопление дома функционировало без проблем на протяжении длительного времени, к монтажу важных узлов нужно подходить со всей ответственностью, так как от грамотно выполненной работы зависит работоспособность всей системы.

Чтобы увеличить работоспособность циркуляционного насоса, его устанавливают на трубу обратного водоснабжения. Объясняется это тем, что теплоноситель, достигая "обратки", уже остывает, так как тепло осталось в радиаторах. Конструкция насоса включает в себя манжеты и уплотнители, которые изготовлены из резины, и при постоянном взаимодействии с высокой температурой она способна потерять свои прежние свойства. И в связи с этим охлажденная вода, поступающая в трубу обратного хода, не разрушает резиновые детали, что способствует сохранению первоначальных функций.

Также система с принудительной циркуляцией допускает применение труб с минимальным диаметром, что значительно сокращает затраты на материал и его монтаж. Сокращение объема теплоносителя, заполняющего трубопровод, значительно влияет на объем мембранного бака и мощность отопительного котла, что непосредственно тоже приводит к экономии средств.

В настоящее время все технологические и конструктивные направления преследуют цель уменьшения затрат на потребление топлива и снижения эксплуатационных расходов.

Все большую популярность приобретает система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. И это не удивительно. Принудительная схема имеет множество преимуществ, подходит для отопления домов большой площади, не имеет недостатков обогрева, основанного на принципе самоциркуляции.

Единственным минусом решения является зависимость от наличия электроэнергии, но эта проблема решается установкой ИБП или подключением генератора.

Типы систем с насосной циркуляцией

Автономное водяное отопление с механической циркуляцией имеет хорошие теплотехнические характеристики. Системы обогрева отличают следующие положительные стороны:

• Принудительная циркуляция теплоносителя в системе отопления – обеспечивает равномерный прогрев всех узлов обогрева, в любой точке, независимо от удаленности от котла. Максимальный перепад температур, при правильно подобранном циркуляционном оборудовании, не более 1°С.
• Отсутствие жестких требований монтажа – соблюдать уклон трубопровода в системе отопления с насосной циркуляцией нет необходимости. Повороты и другие препятствия не оказывают существенное влияние на интенсивность прогрева.
• Возможность использования различных схем, практически с одинаковой эффективностью и теплоотдачей.

Установка автоматизированной системы отопления полностью оправдана. Существующие недостатки не перекрывают большое количество преимуществ. Не удивительно, что все большее количество потребителей модифицируют системы с естественной циркуляцией, устанавливая насосное оборудование.

Схема отопления одноэтажного или двухэтажного дома, с принудительной циркуляцией, выполняется несколькими способами. При выборе подходящего решения следует обращать внимание на сложность расчетов и проведения монтажных работ, расход строительных материалов и внешний вид конструкции, и возможные трудности во время эксплуатации.

Однотрубная система отопления с насосом

К преимуществам однотрубной схемы системы отопления частного дома, с принудительной циркуляцией, следует отнести следующее:

1. Красивый внешний вид.
2. Экономный расход материалов.
3. Простота монтажа.

Также существуют минусы однотрубной системы:

1. Необходимость тщательных расчетов диаметра сечения трубопровода, мощности циркуляционного котла и других узлов однотрубной системы.
2. Уменьшение эффективности при отоплении помещений большой площади.
3. Неравномерный прогрев радиаторов, расположенных на разных этажах здания.

Существует два основных решения однотрубной системы:


Обвязка радиаторов в однотрубной системе происходит следующим образом:

Выбрать однотрубную схему стоит в случае необходимости обогрева зданий площадью до 150 м². В остальных случаях, стоит выбрать другой вариант разводки.

Двухтрубная система с принудительной циркуляцией

Разветвленная схема двухтрубной системы эффективно справляется с обогревом зданий, имеющих несколько этажей и большую отапливаемую площадь. Принцип работы заключается в том, что для подачи и отвода теплоносителя используются две разных трубы. Система используется для следующих зданий:

Двухтрубная система пользуется популярностью благодаря высокой теплоэффективности и равномерному прогреву помещений. Подходит для помещений любой конфигурации и отапливаемой площади.

Открытая система с насосной циркуляцией

Открытая система отопления одноэтажного и двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используется при модификации уже существующих разводок с самоциркуляцией теплоносителя. Принцип работы заключается в том, что в схеме предусмотрена установка расширительного бачка открытого типа.

Открытое решение подходит только для энергонезависимых котлов. Большинство современных моделей, выпускаемых производителями, чувствительны к параметрам системы и отказываются работать при недостаточном давлении. Некоторые котлы оснащены встроенным мембранным баком, поэтому не подходят для открытых схем отопления.

В качестве минуса решения следует отметить, что плохое давление в системе с открытым расширительным бачком, наблюдается в каждом втором случае. Данный метод подключения не подходит для помещений с несколькими этажами и большой отапливаемой площадью.

Закрытая система с принудительной циркуляцией

Закрытые однотрубная и двухтрубная системы отопления отличаются тем, что в схеме предусмотрено наличие расширительного мембранного бачка. Преимуществом закрытого решения является высокое давление, создаваемое циркуляционным насосом. В результате отсутствует завоздушивание системы. Внутренний контур радиаторов и труб отопления меньше подвержен коррозии.

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией предусматривает следующие узлы:

• – устанавливается сразу за котлом. В системе закрытого типа необходимость устанавливать бачок в верхней точке водяного контура отсутствует.
• Разводка – трубы подключаются к радиаторам отопления, любым из перечисленных выше способов.
• Циркуляционный насос – устанавливается на обратный трубопровод, непосредственно перед котлом.

Наибольшая теплоотдача и эффективность достигаются при использовании закрытой двухтрубной системы отопления. При достаточной мощности насоса допускается монтаж однотрубного водяного контура.

Система с нижней разводкой

Подача теплоносителя осуществляется посредством трубопровода, пролегающего на уровне пола. Существует два варианта подключения:

• Однотрубная отопительная система с нижней разводкой. Принцип работы схемы следующий – теплоноситель поступает в радиатор и отводится с помощью подающего трубопровода. Обратка отсутствует. Последняя батарея подключена к обратке котла и подающему трубопроводу. Разводка осуществляется трубами, лежащими на уровне пола.
• Двухтрубная система отопления с нижней разводкой – подходит для радиаторов с нижним подключением. Подача и обратка проходят по полу. Радиатор подключается к каждой трубе. Преимуществам двухтрубного решения является возможность спрятать трубы в пол или декоративный короб. В качестве недостатков можно выделить большой расход материалов, необходимый для подключения.

Система с верхней разводкой

Однотрубная система с верхней разводкой более эффективна, чем с нижним подключением. Суть схемы заключается в следующем – под потолком или по полу чердачного помещения прокладывают подающий трубопровод. Вниз отходят параллельные вертикальные стояки, от которых расходятся трубы для подключения радиаторов, подключенных последовательно. Обратка устанавливается только на последнюю батарею отопления.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой менее удобна в монтаже и эксплуатации, так как требует одновременной прокладки подающего и обратного трубопровода. Схема работает следующим образом. Теплоноситель подается в трубу разгона, являющейся верхней точкой системы отопления. Оттуда нагретая жидкость разводится по комнатам. Труба монтируется под потолком. Обратка идет на уровне пола. Непосредственно перед котлом устанавливается циркуляционный насос.

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.

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:

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:

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.

Существует несколько способов решения данного вопроса:

В чем плюсы и минусы схемы отопления с циркуляцией принудительного типа

Преимущества, являющиеся главными доводами в пользу подключения систем отопления с принудительной циркуляцией:

• Возможность установки в домах большой этажности, что невозможно при применении систем с самоциркуляцией.
• Допускается заливка незамерзающей жидкости в систему. При этом, не снижаются показатели теплоотдачи и равномерность прогрева помещений.
• Незначительные ошибки в расчетах и при выполнении монтажных работ не влияют на работоспособность обогрева.
• Можно использовать любые схемы подключения радиаторов, разводку с нижним и верхним розливом и т.д.

В качестве недостатков обычно приводят энергозависимость системы и необходимость установки дополнительно оборудования: насоса и расширительного бака мембранного типа. Но если учесть преимущества и универсальность данного решения, минусы являются незначительными.