Направление движения воды в системе отопления

Если жидкость в системе отопление пойдет самотеком, то это по меньшей мере выгодно! Тем не менее в последнее время все старые самотечные системы безжалостно искореняются, и вместо них делается принудительное движение. Система с принудительным движением, хоть и зависит от электроснабжения, но не критически, а плюсов у ней хоть отбавляй. Как делается простейшее отопление с принудительным движением в чем особенности….

Общие сведения об отоплении в доме, недостатки самотека

Движение теплоносителя в системе задается насосом. Его называют циркуляционным, так как жидкость все время двигается по кольцу из трубопроводов — от котла к радиаторам и обратно.

Движущие силы в самотечном отоплении невелики, скорость маленькая. Чтобы обеспечить передачу нужного количество тепла увеличивают диаметры труб и выбирают радиаторы и котел с малым гидравлическим сопротивлением. Самотечная система ограничена по мощности, размерам, не может обеспечить теплом дополнительные контуры – теплый пол, бойлер, дополнительный контур зимнего сада, например…

Она зависит от размещения котла, радиаторов и труб, громоздка и дорога в исполнении. Система с принудительной циркуляцией напротив – может быть создана любой конфигурации и размеров. Ее проще сделать и своими руками.

Принудительное отопление должно выполняться по определенным правилам, иначе она не будет работать так, как нужно. Рассмотрим подробнее, как функционирует, а также подбор оборудования для частного дома, возможные схемы разводки трубопроводов и другие вопросы, которые придется решать при строительстве или ремонте.

Насос обеспечивает принудительное движение жидкости

Теплоноситель, — вода или незамерзающая жидкость, нагревается в котле, а движется под воздействием насоса.

Сам насос может быть встроенный в котел, если последний газовый или электрический автоматизированный, или устанавливается отдельно на обратке твердотопливных котлов, которые в большинстве своем не имеют автоматизации процесса сжигания топлива. Но автоматику к такому котлу, точнее для насоса, устанавливают самостоятельно.

Например, твердотопливный котел можно снабдить датчиком температуры жидкости на его выходе, который бы управлял насосом. Если котел погаснет, то и жидкость через него гонять не следует, так как теперь котел станет интенсивно забирать тепло и отдавать его небу, ведь тяга воздуха через теплообменник никуда не пропала. А когда котел запустится, то термостат узнает об этом тут же, и включит насос. Этот пример поясняет работу котла в паре с насосом.

Для создания принудительного движения жидкости в доме с площадью до 160 м кв., применяются насосы с маркировкой 25 – 40 (подключение на 25 мм, а напор 0,4 атм.), а для домов до 250 м кв. – 25 – 60 (напор до 0,6 атм.) и т.д. Но конкретный выбор зависит от характеристик сети, от теплопотерь здания Не редко, для простой радиаторной сети, требуемый расход обеспечивался насосом 25-40 до площади 250 м кв.

Наиболее распространенной ошибкой является применение заведомо мощных насосов, в небольшом доме – 25-60 или даже 25-80. При этом происходит большая переплата, перерасход электроэнергии, а возможно и превышение скорости жидкости в трубах и радиаторах и появление шума.

Схемы

От котла разогретый теплоноситель должен подаваться к радиаторам. В сложных схемах он может также направляться на бойлер-теплообменник, который нагревает воду для бытовых нужд, на обогреваемые полы, и возможно в дополнительные контура отопления, которые не связаны с основным зданием.

Но далее мы рассмотрим основной вопрос, — по какой схеме должна принудительно распределяться жидкость по радиаторам. Как подключить радиаторы с принудительным движением теплоносителя, чтобы они все разогревались равномерно?

Обеспечение одинакового нагрева радиаторов — основная задача при создании любой системы отопления. Но достигаться это должно просто, без сложных регулировок и с минимумом вложенных средств.

• Для небольшого частного дома с количеством радиаторов до 10 шт. лучше применить схему под названием «Тупиковая». Радиаторы разбиваются на 2 примерно одинаковых по мощности и длине труб плеча, по 5 шт. в каждом.
• Для дома побольше, удобней будет попутная схема разводки — к кольцу из трубопроводов может быть подключено большое количество радиаторов. Но эта схема подороже из-за большего диаметра труб.
• Коллекторная схема дешевле по материалам, но трудна в монтаже и настройке. Из одной точки (от одного коллектора) расходятся пары лучей подачи и обратки на каждый радиатор. Применяется там, где можно удачно расположить коллектор, чтобы пары провести под настилом пола. Нельзя подобные трубопроводы заделывать в стяжку, они слишком горячие.

Как сделать принудительную циркуляцию теплоносителя

Создание системы начинается с принятия определенных решений. Возможно, что они будут указаны в проекте на отопление. А для больших домов, целесообразней заказать проект, в котором бы увязывались все технические вопросы. Но для обычных домов проект, как правило, не заказывают, а ответственность за правильность монтажа полностью возлагают на монтажников.

В доме площадью до 250 м кв. очень сложено сделать так, чтобы принудительная система отопления оказалась бы не работоспособной.

Но решения можно принять и самостоятельно. В частности предстоит решить следующее.

• Вид топлива и котла. Понятно, что это ключевой вопрос, но выбор, как правило, не сложный, делается исходя из особенностей конкретного региона и места расположения дома.
• Мощность котла и мощность радиаторов (и теплых полов) в каждой комнате. Расчет не столь сложен, как может показаться на первый взгляд. На бытовом уровне вполне достаточно примерных прикидок, чтобы не ошибиться, а рекомендации по этому вопросу можно узнать и на данном ресурсе. Но прежде всего, здание должно быть утеплено…

• Выбор схемы разводки трубопроводов для создания системы с принудительной циркуляцией. Вкратце о схемах было сказано выше. Также стоит заметить, что однотрубные схемы обладают многими недостатками, и рекомендоваться не могут.
• Выбор насоса, оборудования обвязки, — расширительного бака, фильтра, вентилей, марки радиаторов, вида и диаметра труб… Чтобы сделать правильный выбор каждой мелочи нужны знания, но и здесь ничего сложного нет. Например, вопрос с диаметрами труб, который должен был бы решаться гидравлическим расчетом, решается в подавляющем большинстве случаев абсолютно верно для небольших домов монтажниками по принципу: — 16 мм — для радиаторов, 20 мм — для крыла или комнаты, — 26 мм магистраль от котла и то если он мощнее 15 кВт (значения для металлопластика).
• Возможность монтажа своими руками, приемы монтажа, правила стыковки резьбовых соединений, правила сварки полипропиленовых труб или монтажа металлопластика, сшитого полиэтилена с помощью специальных инструментов, размещение обвязка радиаторов и котла. Размещение труб таким образом, чтобы они выглядели ровно и эстетично.

Как видим, система с принудительным движением жидкости и простая и сложная одновременно. Слишком сложной она представляется когда основные моменты еще не освоены. Но по мере решения вопросов, они становятся простыми и понятными, как и в любом другом деле. Современные трубопроводы, позволяют сделать систему отопления полностью своими руками, но только после правильного принятия основных решений, по которым все же лучше проконсультироваться со специалистами…

Существует несколько способов водяного отопления помещения. Есть двухтрубная, однотрубная схема размещения и два типа подведения труб: нижнее и верхнее. Рассмотрим конструкцию с двумя трубами и разводкой внизу.

Характеристика

Наиболее распространенной является именно двухтрубная организация отопления, несмотря на некоторые достоинства однотрубных конструкций. Какой бы сложной ни была такая магистраль с двумя трубами (отдельно для подачи воды и ее возврата) большинство предпочитает именно ее.

Такие системы стоят в многоэтажных и многоквартирных домах.

Устройство

Элементы двухмагистрального отопления с нижней врезкой труб следующие:

• котел и насос;
• автовоздушник, термостатические и предохранительные клапаны, вентили;
• батареи и расширительный бак;
• фильтры, регулирующие устройства, датчики температуры и давления;
• можно применять байпасы, но необязательно.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемая двухтрубная схема соединения при использовании обнаруживает много плюсов. Во-первых, равномерность распространения тепла по всей магистрали и индивидуальная подача теплоносителя в радиаторы.

Поэтому есть возможность регулировать отопительные приборы по отдельности: включать/выключать (нужно только перекрыть стояк), изменять напор.

В разных комнатах можно устанавливать разную температуру.

Во-вторых, такие системы не требуют отключения или слива всего теплоносителя при поломке одного отопительного прибора. В-третьих, систему можно устанавливать после возведения нижнего этажа и не ждать, пока будет готов весь дом. Кроме того, трубопровод имеет меньший диаметр, чем в системе с одной трубой.

Есть и некоторые недостатки:

• требуется больше материалов, чем для однотрубной магистрали;
• небольшое давление в подающем стояке создает необходимость часто спускать воздух, подключив дополнительные клапаны.

Сравнение с другими типами

В нижней врезке подающая магистраль прокладывается снизу, рядом с обраткой, потому теплоноситель направляется снизу вверх по стоякам подачи. Оба вида разводок могут быть сконструированы с одним или несколькими контурами, тупиковым и попутным течением воды в подающей трубе и обратке.

Системы естественной циркуляции с подводкой внизу применяются очень редко, так как они требуют большое количество стояков, а смысл такой врезки труб – свести их количество к минимуму. С учетом этого такие конструкции чаще всего имеют принудительную циркуляцию.

Крыша и этажи — значение

В верхнем подведении подающая магистраль – выше уровня радиатора. Ее монтируют на чердаке, в потолочном перекрытии. Нагретая вода поступает наверх, затем – через стояки подачи равномерно растекается по батареям. Радиаторы должны находиться выше обратки. Чтобы исключить скопление воздуха, монтируют компенсирующий бак в самой топовой точке (на чердаке). Потому она не подходит для домов с плоской крышей без чердака.

Разводка снизу имеет две трубы – подающую и отводящую, – батареи отопления должны быть выше их. Она очень удобна для удаления воздушных пробок кранами Маевского. Подающая магистраль находится в подвале, в цоколе, под полом. Подающий трубопровод должен находиться выше, чем обратка. Дополнительный уклон магистрали в сторону котла сводит к минимуму воздушные пробки.

Обе разводки наиболее эффективны при вертикальной конфигурации, когда батареи смонтированы на различных этажах или уровнях.

Принцип работы

Главной характеристикой двухтрубной системы является наличие индивидуальной магистрали подачи воды в каждый радиатор. В этой схеме каждая из батарей снабжена двумя отдельными трубами: подводящей воду и отводящей. К батареям теплоноситель течет снизу вверх. Остывшая вода возвращается по обратным стоякам в обратную магистраль, а по ней в котел.

В многоэтажном помещении уместно ставить именно двухтрубную конструкцию с вертикальным расположением магистрали и нижней разводкой. В этом случае разница температур между теплоносителем в подающей трубе и обратке создает сильное давление, увеличивающееся по мере повышения этажа. Давление помогает воде продвигаться по трубопроводу.

В рассматриваемом нижнем соединении труб котел должен находиться в углублении, так как батареи и отопительные приборы должны быть выше для обеспечения равномерной доставки воды к ним.

Воздух, который накапливается, удаляется кранами Маевского или спускниками, они монтируются на всех отопительных приборах. Применяют также автоматические сбросники, которые фиксируются на стояках или специальных воздухоотводных линиях.

Двухтрубная система отопления может быть следующих типов:

• горизонтальная и вертикальная;
• прямоточная — теплоноситель течет в одном направлении по обеим трубам;
• тупиковая — горячая и остывшая вода движется в разных направлениях;
• с циркуляцией принудительной или естественной: для первой нужен насос, для второй – уклон труб в сторону котла.

Горизонтальная схема может быть с тупиками, с попутным движением воды, с коллектором. Она подходит для одноэтажных зданий со значительной протяженностью, когда батареи целесообразно подсоединять к горизонтально расположенной магистральной трубе. Удобна такая система также для зданий без простенков, в панельно-каркасных домах, где стояки удобно размещать на лестничной клетке или коридоре.

По мнению специалистов, самой эффективной стала вертикальная схема с принудительным током воды. Для нее нужен насос, который располагают на обратке перед котлом. На ней же монтируют и расширительный бак. За счет насоса трубы могут быть меньше, чем в конструкции с естественным движением: вода с его помощью гарантировано будет двигаться по всей линии.

Все отопительные приборы подсоединяются к вертикально расположенному стояку. Это оптимальный вариант для многоэтажек. Каждый этаж соединяется с трубой стояка отдельно. Преимуществом является отсутствие воздушных пробок.

Монтаж

Условно можно выделить несколько этапов работ. Сначала определяется тип отопления. Если к дому подведен газ, то самым идеальным вариантом будет установка двух котлов: один – газовый, второй – запасной, твердотопливный или на электричестве.

Далее следует согласовать установку системы отопления в проектной документации и приступить к покупке необходимых материалов, устройств, подготовке инструментов.

Этапы

Вкратце монтаж состоит из таких пунктов:

• от котла выводится вверх труба подачи и соединяется с компенсаторным бачком;
• из бачка выводят трубу верхней магистрали, которая идет ко всем радиаторам;
• устанавливается байпас (если он предусмотрен) и насос;
• проводится обратная линия параллельно подающей, ее же соединяют с радиаторами и врезают в котел.

Котел

Для двухтрубной системы первым устанавливается котел, для чего создается мини-котельная. В большинстве случаев это подвал (в идеале — отдельное помещение). Основное требование – хорошая вентиляция. Котел должен иметь свободный доступ и располагаться на некотором отдалении от стен.

Пол и стены вокруг него облицовываются огнеупорным материалом, а дымоход выводится на улицу. При необходимости устанавливается насос для циркуляции, коллектор для распределения, регулирующие, измерительные приборы около котла.

Радиаторы

Их монтируют в последнюю очередь. Они располагаются под окнами и фиксируются кронштейнами. Рекомендуемая высота от пола – 10–12 см, от стен – 2-5 см, от подоконников – 10 см. Впуск и выпуск батареи фиксируется запорными и регулирующими устройствами.

Желательно установить термодатчики — с их помощью можно отслеживать показатели температуры и регулировать их.

Если котел отопления газовый, то необходимо наличие соответствующей документации и присутствие представителя газового хозяйства при первом запуске.

Советы

Расширительный бак располагается на уровне или выше самой пиковой точки магистрали. Если есть автономная водоподача, то его можно интегрировать с расходным бачком. Уклон подающей и обратной труб должен быть не больше 10 см на 20 и более погонных метров.

Если трубопровод оказался у входной двери – уместно разделить его на два колена. Тогда разводка создается от места верхней точки системы. Нижняя магистраль двухтрубной конструкции должна находиться симметрично и параллельно верхней.

Все технологические узлы нужно оснастить кранами, а подающую трубу желательно утеплить. Распределительный бак также желательно разместить в утепленном помещении. При этом не должно быть прямых углов, резких переломов, которые создадут впоследствии сопротивление и воздушные пробки. Наконец, нельзя забывать про опоры для труб — они должны быть из стали и врезаться на каждые 1,2 метра.

Как выбрать оптимальную разводу труб отопления? Прежде всего следует проанализировать эксплуатационные характеристики системы и особенности ее функционирования. В некоторых случаях лучшим вариантом будет отопление с верхней разводкой и розливом: системы и схемы для нее следует подбирать с особой тщательностью.

Особенности верхней разводки отопления

Что из себя представляет подобная схема магистрали? Типичный верхний розлив системы отопления отличается от нижнего расположением подающей трубы. Она находится под потолком помещения или на чердаке (для одноэтажного дома).

Ее применение может быть актуально в нескольких случая. Прежде всего – проблемы с установкой нижних горизонтальных труб. Это объясняется невозможностью прокладки магистрали. Еще одним вариантом, когда двухтрубная система отопления с верхней разводкой будет оптимальной – монтаж гравитационной схемы. В этом случае напор воды из подающего стояка будет равномерно распределяться по подключенным радиаторам отопления.

Специалисты выделяют такие преимущества системы отопления с верхней разводкой:

• Минимальные тепловые потери. В верхней части помещения температура всегда выше, чем в нижней. Поэтому теплоотдача от поверхности труб будет компенсироваться повышенным нагревом воздуха. В результате этого большая часть тепловой энергии будет поступать в радиаторы;
• Упрощенный монтаж. Примечательно, что однотрубная вертикальная система отопления с верхней разводкой может устанавливаться непосредственно под потолком либо в чердачном помещении. Но при этом нужно учитывать расположение мебели – нежелательно чтобы она закрывала подводящие патрубки;
• Улучшенные гидродинамические показатели системы. Правильно спроектированная система отопления с верхним розливом имеет минимум разветвлений и угловых поворотов.

Однако нужно знать и недостатки подобной схемы. Для прокладки трубопроводов потребуется большее количество материала, чем при использовании системы с нижней разводкой. Как следствие – возрастает общий объем теплоносителя, потребуется установка котла с повышенными характеристиками мощности.

Для однотрубной вертикальной системы отопления с установленной верхней разводкой основной проблемой может быть появление воздушных пробок. Поэтому на каждом радиаторе должны быть установлены краны Маевского.

Однотрубная система отопления с верхней разводкой

В каких случаях актуально установка двухтрубной вертикальной системы отопления с верхней разводкой? Чаще всего подобная схема применима для небольших домов площадью до 100 м². Рассмотрим пример организации для самой распространенной системы с естественной циркуляцией теплоносителя.

В зависимости от способа подключения радиаторов схема отопления с верхним розливом естественной циркуляцией разделяется на два типа – с попутным и встречным движением теплоносителя.

Встречная схема

Характеризуется последовательным подключением радиаторов и различным направлением движения воды в основной и обратной трубе. В этом случае система отопления однотрубная с верхней разводкой, схема которой имеет ряд особенностей, отличается такими параметрами:

• Невозможность регулировки степени нагрева в каждом радиаторе;
• Зависимость нагрева теплоносителя от протяженности магистрали. Чем дальше радиатор установлен от котла – тем ниже температура поступающей в него воды. Чтобы нормализовать температурный режим во всех помещениях следует устанавливать батареи с различным числом секций;
• Соблюдение угла наклона верхней подающей магистрали. В среднем на 1 м.п. наклон в сторону движения жидкости должен составлять 5-7 мм.

Обязательно для верхнего розлива в системе отопления должен быть предусмотрен расширительный бак. Он располагается в самой верхней точке и выполняет несколько функций. Основной является стабилизация давления при нагреве воды в трубах. Если же установлен бак открытого типа – через него можно доливать теплоноситель.

Увеличить напор воды можно с помощью разгонного коллектора – вертикальной трубы, устанавливаемой сразу после котла. Однако минимальная высота этого элемента должна быть 3 м, что делает невозможным его монтаж в квартирах.

Попутное движение воды

В этом случае направление движения горячего и застывшего теплоносителя одинаково. Для улучшения эксплуатационных технические характеристики для верхней и нижней разводки отопления специалисты рекомендуют для каждого радиатора устанавливать байпас. Это прямой отрезок трубы, соединяющий входной и выходной патрубки радиатора. В комплектацию байпаса обязательно входит запорная арматура. В качестве дополнительного элемента контроля можно установить терморегулятор. В таком случае батарею может попадать не весь объем теплоносителя. Регулировка осуществляется с помощью запорной арматуры. Для подобной схемы отопления однотрубной с верхней разводкой присущи такие положительные качества:

• Возможность осуществлять ремонтные работы без остановки системы. Для этого весь поток воды направляется через байпас;
• Установка терморегулятора вместе с трехходовым клапаном формирует систему автоматического регулирования степени нагрева радиатора.

Однако система отопления с верхней разводкой и установленными басами по стоимости выше чем обыкновенная проточная. Это связано с монтажом дополнительных материалов и комплектующих.

Диаметр трубы байпаса должен быть на 1 размер меньше основной магистрали. Таким способом можно избежать ситуации, когда весь объем теплоносителя будет протекать по резервному контуру.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой

Установка двухтрубной системы отопления с верхней разводкой минимизирует или полностью устраняет многие вышеописанные недостатки. В данном случае подключение радиаторов происходит параллельно.

Для ее монтажа необходимо значительно больше материалов, так как устанавливаются две параллельные магистрали. По одной из них протекает горячий теплоноситель, а по другой – остывший. Почему эту систему отопления с верхним розливом предпочитают для частных домов? Одним из весомых преимуществ является относительно большая площадь помещения. Двухтрубная система может эффективно поддерживать комфортный уровень температуры в домах с общей площадью до 400 м².

Кроме этого фактора для схемы отопления с верхним розливом отмечают такие важные эксплуатационные характеристики:

• Равномерное распределение горячего теплоносителя по всем установленным радиаторам;
• Возможность установки регулирующей арматуры не только на обвязку батарей, но и на отдельные контуры отопления;
• Монтаж системы водяного теплого пола. Коллекторная система распределения горячей воды возможна только при двухтрубном отоплении.

Оптимальная вместимость открытого расширительного бака составляет 5% от общего объема воды в системе. Причем он должен быть заполнен только на 1/3.

Для организации принудительного верхнего розлива в системе отопления необходим монтаж дополнительных узлов – циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака. Последний заменит открытый расширительный бак. Но место его установки будет другим. Мембранные герметичные модели монтируются на обратной магистрали и обязательно на прямом участке.

Преимуществом подобной схемы является необязательное соблюдение уклона трубопроводов, характерное для верхней и нижней разводки отопления с естественной циркуляцией. Требуемый напор будет создаваться циркуляционным насосом.

Но есть ли у двухтрубной принудительной системы отопления с верхней разводкой недостатки? Да, и один из них – зависимость от электроэнергии. Во время отключения электричества перестает работать циркуляционный насос. При большом гидродинамическом сопротивлении естественная циркуляция теплоносителя будет затруднена. Поэтому при проектировании схемы системы отопления однотрубной с верхней разводкой нужно выполнить все требуемые расчеты.

Также следует учитывать такие особенности монтажа и эксплуатации:

• При остановке насоса возможно обратное движение теплоносителя. Поэтому на ответственных участках необходим монтаж обратного клапана;
• Чрезмерный нагрев теплоносителя может стать причиной превышения критического показателя давления. Помимо расширительного бака в качестве дополнительной меры защиты устанавливают воздухоотводчики;
• Для повышения эффективности работы системы отопления с верхней трубной разводкой нужно предусмотреть автоматическую подпитку теплоносителем. Даже небольшое снижение давления ниже нормы может привести к уменьшению нагрева радиаторов.

Независимо от выбранной схемы системы отопления с верхним розливом нужно предусмотреть два вида регулировки степени нагрева воды – количественный (с помощью запорной арматуры) и качественный (изменение мощности котла). Тогда работа отопления будет не только эффективной, но и безопасной.

Видеоматериал поможет наглядно увидеть разницу для различных схем отопления: