Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости

Виды

Принцип обустройства отопления с принудительной циркуляцией сходен с тем, что осуществляется в системах с естественным ходом жидкости. Разводка также бывает однотрубной или двухтрубной. Рассмотрим подробнее правильные схемы обоих видов.

Разберем нюансы схем:

• закрытого типа;
• замкнутого типа;
• открытого типа;
• комбинированного типа.

Еще существуют такие варианты, как:

• самотечная схема отопления;
• попутная схема отопления.

Самотечна схема отопления на сегодняшний день практически не используется. Однако иногда встречаются ситуации, когда этот вариант является единственно возможным, например, в условиях отсутствия электричества и магистрального газа.

Попутная схема называется еще петлей Тихельмана. Среди всех существующих рыночных предложений это самый простой способ обустройства отопления. Для всех вариантов есть две схемы проведения магистралей, которые мы сейчас и разберем.

Однотрубная

Магистраль этого типа получила широкое распространение благодаря своей простоте. Даже традиционные однотрубные системы могут быть полностью энергонезависимыми, а уж современные варианты получаются автоматизированными и очень удобными.

Особенность однотрубной магистрали – в способе подсоединения батарей. Однотрубный вариант представляет собой замкнутую цепь труб и радиаторов. Трубы прокладывают от нагревательного агрегата, а подсоединение радиаторов обычно последовательное. При этом магистраль отводится от котла и к нему же возвращается. Для однотрубной магистрали не требуется множества деталей. Монтаж такой системы считается относительно простым.

Достоинства такой магистрали в следующем:

• устойчивость и работоспособность в сооружениях любой этажности;
• использование магистралей с меньшим диаметром, что является существенной экономией;
• возможность скрытой прокладки труб без монтажного уклона;
• возможность подключения теплых водяных полов;
• стабильность температурного режима;
• возможность регулировки температурного режима.

Недостатки у однотрубного варианта тоже имеются:

• при подключении насоса нужно произвести точные расчеты;
• для подключения насоса требуется стабильная электросеть;
• некоторые модели очень шумны.

Двухтрубная

Что касается варианта двухтрубного отопления, то здесь к каждому радиатору требуется проведение отдельной магистрали, по которой будет перемещаться теплоноситель по разным направлениям. При этом теплый контур обычно располагают сверху, а остывший носитель возвращается по нижней магистрали.

Этот вариант удобен для больших коттеджей, где для обогрева многочисленных комнат используется один котел.

У этого варианта обустройства имеются свои плюсы:

• система подходит для зданий любой конфигурации и сложности;
• поступающий носитель приходит с одинаковой температурой;
• для двухтрубной системы есть возможность выбора терморегуляторов.

Отрицательные стороны системы также есть:

• существенной отрицательной стороной является то, что монтаж более дорогостоящий;
• сам монтаж сложный;
• количество комплектующих больше, чем в однотрубном варианте обустройства отопления.

Рассмотрим подробные схемы для популярных видов, применяемых в частных и многоквартирных домах.

Отличие однотрубной и двухтрубной систем

Системы водяного отопления разделяют на два основных типа – это однотрубные и двухтрубные. Отличия этих схем заключается в способе подсоединения теплоотдающих батарей к магистрали.

Магистраль однотрубного отопления – это замкнутый кольцевой контур. Трубопровод прокладывают от нагревательного агрегата, радиаторы подсоединяют к нему последовательно, и ведут обратно к котлу.

Отопление с одной магистралью просто монтируется и не имеет большого количества комплектующих, поэтому позволяет существенно экономить на установке.

Однотрубные контуры отопления с естественным движением теплоносителя устраивают только с верхней разводкой. Характерная черта – в схемах есть стояки подающей магистрали, но нет стояков для обратки

Движение теплоносителя двухтрубного отопления осуществляется по двум магистралям. Первая служит для доставки горячего теплоносителя от устройства нагрева к теплоотдающим контурам, вторая – для отвода остывшей воды к котлу.

Батареи отопления подключаются параллельно – нагретая жидкость поступает в каждую из них непосредственно от подающего контура, поэтому имеет практически одинаковую температуру.

В радиаторе теплоноситель отдает энергию и остывшим уходит в отводящий контур – «обратку». Такая схема требует удвоенного количества фитингов, труб и арматуры, однако позволяет устраивать сложные разветвленные конструкции и снижать затраты на отопление за счет индивидуальной регулировки радиаторов.

Двухтрубная система эффективно обогревает большие площади и многоэтажные здания. В малоэтажных (1-2 этажа) домах площадью менее 150 м² целесообразнее устраивать однотрубное теплоснабжение как с эстетической, так и с экономической точки зрения.

Двухтрубная схема подсоединения радиаторов не получила широкого распространения в устройстве индивидуального теплоснабжения частных домов, поскольку ее более сложно монтировать и обслуживать. Кроме того, удвоенное количество труб выглядит неэстетично

Схемы систем отопления с принудительной циркуляцией

Однотрубная система отопления

В частных домах зачастую производят однотрубную систему, где отсутствует разделение на прямую и обратную трубу. Все радиаторы подключаются последовательно, теплоноситель при прохождении по ним, будет понемногу остывать и возвращаться обратно в котел.

Во многом за счет этого система получается довольно простой и экономичной, однако определенные усилия придется приложить для того, чтобы правильно рассчитать температурный режим и разместить требуемое количество радиаторов.

Однотрубная схема может использоваться только в случае, если дом не слишком большой и имеет всего лишь один этаж. Труба должны идти по всем радиаторам напрямую, регулирующие вентили здесь не устанавливаются, так они будут затруднять проход теплоносителя к радиаторам, установленным далее в системе, и в дальнейшем к котлу.

Если принимать внимание положительные стороны подобной системы, то здесь имеется только один такой момент – это небольшая протяженность трубопровода, на покупке которого можно хорошо сэкономить. Недостатков значительно больше:

• Теплоноситель распределяется по всей системе неравномерно. В частности, если радиатор от котла располагается довольно-таки далеко, то прогреваться он будет очень медленно;
• Чтобы провести ремонтные работы, связанные с отопительной системой в доме, придется выключать котел и ждать, пока теплоноситель полностью остынет.

Циркуляционный насос, рассчитанный на однотрубную систему отопления, не должен обладать чрезмерной мощностью, так как теплоносителя не слишком  много.

В двухтрубной схеме расход материалов, в частности, труб будет значительно больше – примерно вдвое. Однако эффективность работы двухтрубной схемы систем отопления значительно выше, потому что здесь предусмотрена еще одна магистраль, по которой остывший теплоноситель будет возвращаться обратно к отопительному котлу.

Обеспечить правильную принудительную циркуляцию здесь немного сложнее, но при правильном подходе к данному вопросу отопление будет работать значительно эффективнее, к тому же придется меньше средств отдавать за горючее для котла.

На первом этапе составляют соответствующий проект, которого и нужно будет придерживаться при монтаже. Прямую и обратную магистраль располагают в непосредственной близости друг к другу таким образом, чтобы между ними было не более 15 см. Отличительных особенностей подобной системы существует достаточно много:

• Диаметр прокладываемых труб обычно находится в пределах от 15 до 24 мм. Даже таких небольших показателей будет вполне достаточно для того, чтобы создать необходимую величину давления;
• Трубы можно разводить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости;
• Чем больше будет поворотов в системе, тем хуже будут гидродинамические показатели отопительной системы. В связи с этим, желательно продумать, чтобы их было значительно меньше;
• Если трубы будут скрыты, то обязательно придется устанавливать так называемые ревизионные или слуховые окна.

При установке циркуляционного насоса следует разместить обходной канал, который позволит теплоносителю перемещаться по системе даже в случае, если будет отключено электричество.

Делаем своими руками закрытую систему отопления частного дома

Массовое строительство частных домов требует усовершенствования многих систем – канализационной, отопительной, трубопровода. Ведь приходится в короткие сроки монтировать целые конструкции. Долгие годы предпочтение отдавалось открытой системе обогрева. Однако последние годы эта тенденция начала изменяться. Все чаще производится монтаж закрытой системы отопления частного дома. В чем же состоит разница этих конструкций?

Особенности открытой отопительной системы и закрытой

В момент запуска отопительной системы открытого типа следует проверять работоспособность всех элементов конструкции. В первую очередь требуется обеспечить бесперебойную работу насоса. Ведь именно он обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе. Главным преимуществом этого вида отопления является возможность монтажа дополнительных конструктивных элементов.

Закрытая система отопления – схема размещается в открытом доступе. Однако не стоит выполнять работы без предварительного расчета. Это относится и к открытому типу нагревания дома. Стоит заметить, что смонтированная закрытая система отопления своими руками имеет больше преимуществ, чем недостатков.

В открытой конструкции контакт теплоносителя и атмосферы нежелателен. К сожалению, избежать это не удается. И в результате в трубопроводе появляется воздух.

Комплектация водяного отопления закрытого типа

Во время монтажа закрытой системы отопления частного дома важно обеспечить полную изоляцию от влияния окружающей среды. Именно поэтому требуется максимально четко выполнять монтаж, согласовываясь со схемой. В чертеже также указывается деталировка и комплектовка отопительной конструкции

В чертеже также указывается деталировка и комплектовка отопительной конструкции.

1. Котел закрытого типа – один из важных элементов в системе отопления.
2. Автоматический воздушный, балансировочный, предохранительный и термостатический клапаны.
3. Определенное количество радиаторов отопления (согласно смете).
4. Качественный расширительный бак.
5. Шаровой вентиль и насос.
6. Не стоит забывать о фильтре и манометре.

Правила выбора котла для закрытого отопления

Мы советуем вам оценивать мощность котла. Если планируется обогревать дом, высота потоков в котором до 3-х метров, то подбираете так: на каждые 10 кв. м комнаты требуется 1 кВт. Естественно, это цифра усредненная. Ведь монтируемая закрытая система отопления своими руками должна быть еще и надежной.

А значит, к материалам предъявляется немало требований. Помните, расчеты лучше доверить инженеру. Лишь в этом случае дом будет полностью прогреваться в холода.

Принцип работы закрытой системы отопления

Он состоит из 2-х отделений — гидравлической камеры и газовой камеры. Нагреваясь, вода оказывается в камере гидравлического типа. В газовое отделение под давлением подается азот.

Монтаж линии подпитки закрытой системы отопления

Работа отопительной системы напрямую зависит от возможностей поддержания рабочего давления и объема теплоносителя

Очень важно, чтобы эти 2 параметра были постоянными. К сожалению, создание герметичности в отоплении невозможно достигнуть в полном объеме. Поэтому происходят утечки воды

Следовательно, нельзя забывать о периодическом пополнении теплоносителя

Поэтому происходят утечки воды. Следовательно, нельзя забывать о периодическом пополнении теплоносителя.

Стоит сказать, что подпитка закрытой системы отопления состоит из следующих компонентов:

1. Автоматический клапан подпитки размещается в месте, где самое низкое давление (как правило, перед входом сетевых насосов).
2. В трубопровод врезается кран. Так же требуется смонтировать задвижку и управляемый клапан. Это позволит контролировать заполнение системы отопления закрытого типа.
3. Избежать случайного ухода воды в питающую линию можно, если поставить обратный клапан. В этом случае высокое давление в закрытой системе отопления не станет причиной разгерметизации всей системы.
4. В качестве контролирующих приборов предлагается использование манометров. Эти небольшие устройства помогут отслеживать любые изменения в отопительной системе.

Монтаж закрытой системы отопления

1. Составление схемы отопительной конструкции.
2. Монтаж котла.
3. Установка радиаторов.
4. Прокладка трубопровода и обеспечение возможности подпитки закрытой системы отопления.
5. Размещение насоса, бака, фитингов и кранов. На этом этапе так же монтируются фильтры.
6. Установка манометров для контроля за давлением в закрытой системе отопления.
7. Подключение приборов учета и котла к электролинии.
8. Запуск и проверка заполнения системы отопления закрытого типа.

На этом технология монтажа отопительной системы завершается.

Выбор распределительного коллектора

Удлинение отопительного контура, обустройство тёплого пола требует покупки распределительного коллектора.

Чтобы отопление при этом было действительно энергоэффективным, а затраты себя оправдали, следует уделить внимание нескольким аспектам:

Типу коллектора, который может быть:

1. Классическим в виде так называемой «гребёнки», предназначенной для потоков теплоносителя по разным веткам отопительного контура (к группам радиаторов, к системе «тёплый пол»).
2. Комбинированным, совмещающим в себе «гребёнку» и гидроразделитель (гидрострелку). Последний предназначен для балансировки напора и температуры теплоносителя.

• Материалу, из которого он изготовлен. Наилучшими признаются коллекторы из нержавеющей стали, за ними следуют латунные, на последнем же месте прочно закрепились полимерные.
• Числу отводов, которое должно соответствовать количеству веток отопительного контура.
• Соответствию диаметров используемых в монтаже труб отводам коллектора.
• Дополнительной комплектации. Для тёплых полов обязательно наличие устройства регулировки температурного режима и потока теплоносителя (ручное или автоматическое). Кроме того некоторые коллекторы оснащаются воздухоотводчиком, смесителем, отводом загрязнений и группой безопасности.

Классификация систем водяного отопления

В зависимости от расположения места выработки тепла, водные отопительные системы подразделяются на централизованные и местные. В централизованном порядке теплом снабжают, например, многоквартирные дома, всевозможные учреждения, предприятия и другие объекты.

В этом случае тепло вырабатывается в ТЭЦ (теплоэлектроцентралях) или котельных, а затем доставляется потребителям с помощью трубопроводов.

Местные (автономные) системы обеспечивают теплом, например, частные дома. Вырабатывается оно непосредственно на самих объектах теплоснабжения. Для этой цели используются печи или специальные агрегаты, работающие на электроэнергии, природном газе, жидких или твердых горючих материалах.

В зависимости от способа, которым обеспечивается перемещение водных масс, отопление может быть с принудительным (насосным) или естественным (гравитационным) движением теплоносителя. Системы с принудительной циркуляцией могут быть с кольцевыми схемами и со схемами первично-вторичных колец.

Разные системы водяного отопления отличаются друг от друга типом разводки и способом присоединения приборов. Объединяет их вид теплоносителя, передающего тепло отопительным приборам (+)

В соответствии с направлением перемещения воды в магистралях подающего и обратного типа, теплоснабжение может быть с попутным и тупиковым движением теплоносителя. В первом случае вода перемещается в магистралях в одном направлении, а во втором – в разных.

По направлению движения теплоносителя системы делятся на тупиковые и встречные. В первых поток нагретой воды направлен в сторону, обратную направлению остывшей. В попутных схемах движение нагретого и остывшего теплоносителя происходит в одном направлении (+)

Трубы отопления могут соединяться с отопительными приборами в разные схемы. Если отопительные приборы соединены последовательно, такая схема называется однотрубной, если параллельно – двухтрубной.

Есть ещё и бифилярная схема, при которой сначала последовательно соединяются все первые половины приборов, а потом, для обеспечения обратного оттока воды, их вторые половины.

Расположение труб, соединяющих отопительные приборы, дало наименование разводке: различают её горизонтальную и вертикальную разновидность. По методу сборки выделяют коллекторные, тройниковые и смешанные трубопроводы.

Схемы систем отопления с верхней и нижней разводкой отличаются расположением подающей магистрали. В первом случае труба подачи прокладывается над приборами, принимающими от нее нагретый теплоноситель, во втором случае труба прокладывается ниже батарей (+)

В тех жилых зданиях, где нет подвалов, но зато имеется чердак, используются отопительные системы с верхней разводкой. В них подающая магистраль расположена выше отопительные приборов.

Для строений с техническим подвалом и плоской крышей применяют отопление с нижней разводкой, при которой магистрали подачи и отвода воды находятся ниже приборов отопления.

Есть ещё и разводка с «опрокинутой» циркуляцией теплоносителя. В этом случае ниже приборов располагается обратная магистраль теплоснабжения.

По способу присоединения подающей магистрали к приборам отопления системы с верхней разводкой делятся на схемы с двухсторонним, односторонним и опрокинутым движением теплоносителя

Как планировать систему с принудительной циркуляцией

Для начала нужно определиться с мощностью котла. Сделать это можно снова-таки по усредненным номам: на 10м 2 площади берут 1Квт мощности котла. Если потолки выше 2,5м, требуется ввести увеличивающий коэффициент 1,2. Увеличить мощность нужно и при расположении в северных регионах. Эти нормы – для средней полосы России. Если дом расположен севернее – добавьте еще 30-50%. Также требуется запас в том случае, если дом плохо утеплен, ведь необходимо восполнять потери тепла, которые уходят через стены/пол/потолок. Так что и в этом случае нужно брать более мощное оборудование.

Определиться нужно также с типом подготовки воды для бытовых нужд. Если греть ее будет котел, на это также следует увеличить мощность котла – добавить 30-50% к рассчитанной мощности котла. Подробно о том, как определить мощность котла для отопления читайте тут.

При расчете системы отопления дома нужно определиться с мощность. котла

Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.

При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор

После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).

Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.

Для регулировки теплоотдачи радиатора и компенсации системы устанавливают термостатические клапана

Но в двухтрубной схеме отопления есть вариант с петлей «Тихельмана». Такая схема отопления является изначально скомпенсированной (если радиаторы установлены одинаковые). Но она требует большего количества труб даже по сравнению с обычной двухтрубкой.

Схема системы с принудительной циркуляцией. Дом двухэтажный. Система двухтрубная с нижней подачей, тупиковая схема движения теплоносителя

С количеством, составом радиаторов, типом разводки определились. Нужно определиться с типом и диаметрами труб и типом системы. Какие бывают трубы для отопления и особенности их использования описаны тут .

Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»

При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.

На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.

Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить настенный газовый котел. Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.

Преимущества применения насоса

Система отопления без насоса уже давно перестала быть актуальной. Даже если возникают перебои с подачей электроэнергии, то для этих целей достаточно приобрести генератор или ИБП. Их стоимость не маленькая, однако, они себя способны окупить, если в регионе проживания случаются частые перебои с электроэнергией. К преимуществам использования циркуляционных насосов относятся:

1. Простота монтажа отопительного контура. Монтируется система отопления из пластиковых труб, что намного проще и дешевле, нежели покупка металлических трубок и их сваривание. Не понадобится соблюдать углы уклона для подачи и обратки, что также является существенным преимуществом.
2. Применение коллекторного типа разводки трубопровода. При таком способе разводки будет обеспечиваться равномерная подача теплоносителя ко всем радиаторам.
3. Увеличение протяжённости трубопровода.
4. При установке циркуляционного насоса сооружается отопление типа «тёплый пол».