Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.
Вариант схемы с одной трубой
На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Вентиль на батареи
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Варианты тупиковой и попутной схем
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Схема коллекторного горизонтального отопления
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.
Вертикальная схема
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
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.
Расширительный бак и группа безопасности
Емкость необходима для компенсации избыточного давления, возникающего при расширении нагретой жидкости. Она бывает:
- Открытой. Устройство предназначено для систем с естественной циркуляцией. Располагать его следует в самой высокой точке конструкции. Форма изделия овальная или прямоугольная, а изготавливается оно из пластика, чистового металла. Кроме регулировки давления в системе, бак такого типа дает возможность восполнить количество теплоносителя при его утечке.
- Закрытой. Емкость используется в открытых и закрытых отопительных системах вне зависимости от типа циркуляции теплоносителя. Она увеличивает срок эксплуатации контура, так как риск появления коррозии внутри труб или радиаторов минимален. Так как бак является полностью герметичным, то для сброса воздуха применяются автоматические или ручные клапаны.
- Мембранной. Полностью автоматизированное современное устройство. Для его установки не требуется дополнительное помещение или поиски наивысшей точки. Изделие помещается в корпус котла.
При выборе нужно обращать внимание на то, что клапан и манометр рассчитаны на определенное рабочее давление, которое не должно быть превышено
Горизонтальная и вертикальная двухтрубная обогревательная система
Отопительная двухтрубная система бывает вертикальной и горизонтальной. Различие в типе соединения всех элементов конструкции в один механизм. Вертикальная схема предполагает подключение всех частей системы к вертикально расположенному стояку. Среди плюсов можно отметить отсутствие воздушных пробок. Среди минусов – более высокую стоимость установки. Вертикальная двухтрубная система отопления многоэтажного дома является наиболее подходящей. Поскольку каждый этаж можно отдельно подсоединить к общему стояку.
Для одноэтажных домов более оптимальным вариантом считается двухтрубная горизонтальная система отопления здания. Такая схема имеет свои особенности. Все радиаторы подсоединяются к расположенному горизонтально трубопроводу. Особенно удобен такой тип обогрева в деревянных домах либо панельно-каркасных помещениях без простенков. Стояки, как правило, располагают в коридорах. Поскольку при горизонтальной системе внешне проводка выглядит не особо привлекательно, все трубы при проведении строительных работ стараются спрятать под стяжку.
Разводка горизонтальной двухтрубной сети может быть нижней, верхней и комбинированной. Для частного сектора оптимальным вариантом считается горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой и неестественной циркуляцией теплоносителя. При этом подача воды к стоякам осуществляется через магистральные трубопроводы снизу.
Обогревательная двухтрубная сеть с верхней разводкой
Верхняя разводка предполагает прокладку трубопровода на чердаке либо под потолком. Используется подобная система отопления двухтрубная с верхней разводкой крайне редко. Поскольку, отличается большим расходом материала и плохо вписывается в интерьер помещения. А вот двухтрубная система отопления двухэтажного дома схема с комбинированной разводкой используется достаточно часто. Подходит для районов с частыми отключениями электроэнергии, для небольших по площади помещений.
Двухтрубная вертикальная обогревательная система предполагает параллельное соединение батарей. Особенностью является то, что монтируется расширительный бачок. Разводящий трубопровод находится вверху. Теплоноситель из котла поступает во все батареи. Горизонтальная схема и вертикальная имеют различия: горизонтальная система отопления двухтрубная схема предполагает установку всех труб с небольшим уклоном.
Обогревательная двухтрубная сеть с нижней разводкой
Главным отличием системы этого типа является подающий трубопровод: двухтрубная система отопления с нижней разводкой схема предполагает его размещение внизу, около обратного. При такой разводке вода по трубам перемещается в направлении снизу вверх. Теплоноситель, пройдя обратные подводки, поступает в трубу благодаря нагревательным элементам. Потом вода попадает в котел. Надо отметить, что система отопления двухтрубная с нижней разводкой предполагает установку кранов Маевского. Это необходимо для профилактики образования воздушных пробок. Такие краны монтируют на каждой батарее отдельно.
Виды
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.
Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная?
Главный критерий для выбора — здание, число его комнат, их размеры. С одноэтажными домами небольшой площади, как правило, хозяевам вполне по силам обеспечить качественное отопление однотрубными системами. Обогрев в этом случае будет относительно равномерным, работа не отнимет максимум времени, а расходы на обустройства дома не станут катастрофическими.
Солидные здания, имеющие несколько этажей и большое количество комнат, требуют более совершенной, энергоэффективной конструкции, работающей с насосами. Поэтому экономия здесь не должна стоять во главе угла, ведь главное в доме — комфорт. Большие затраты, без сомнения, в скором времени окупятся: возможность покомнатного регулирования температуры с помощью термостатов (термоголовок) делает двухтрубные системы более экономичными.
Появление на рынке недорогих материалов — труб из металлопластика и ПВХ — может еще больше склонить чашу весов в сторону двухтрубного отопления
Помимо удешевления конструкции у таких труб есть еще одно немаловажное достоинство — простой, быстрый монтаж, поэтому преимущество двухтрубных, более современных конструкций становится уже очевидным
Какая система отопления лучше: однотрубная или двухтрубная? Ответ должны найти сами хозяева здания. Первая схема простая, а монтаж ее относительно быстр. Вторая конструкция более гибкая, настраиваемая, но денег на ее обустройство потребуется гораздо больше. Однако перед окончательным выбором нужно учесть одно «но». Если установить отопительную систему, совершенно неподходящую для дома, то в скором времени владельцам грозит новая масштабная операция — переоборудование, а оно обещает очень серьезные траты.
Что думают специалисты по этому поводу, можно услышать в этом видео:
Особенности монтажа
Обустройство однотрубной и двухтрубной системы отличаются очень сильно: монтаж первого вида отопления выглядит гораздо привлекательнее, потому что он гораздо проще.
Однотрубное отопление
Эти системы бывают вертикальными или горизонтальными. Для многоэтажных домов используют первую схему разводки. Все нагревательные приборы подключают сверху вниз. Горизонтальная разводка — последовательное соединение всех радиаторов в ряд, по горизонтали. Недостаток в обоих случаях один: это частое возникновение воздушных пробок. Есть три типа подключения: помимо диагонального и нижнего существует возможность бокового соединения.
Так как экономическая целесообразность не самый последний критерий, то эти системы не стоит сбрасывать со счетов. Чтобы обеспечить такому отоплению большую эффективность, применяют меры для их усовершенствования. Например, создают байпасы, предназначенные для регулировки нагрева определенных отопительных приборов.
Это отрезки трубы, которые создают обводное движение жидкости из прямой трубы в обратную. Таким образом, контур радиатора жидкость минует. На байпасы устанавливают вентили (обычно шаровые краны), клапаны, предназначенные для перекрывания потока теплоносителя. Есть возможность монтажа на радиаторы терморегуляторов: или для каждого из них, или для системы в целом.
Этот процесс относительно быстр, прост. Сначала устанавливают котел, затем монтируют трубопровод. Те участки, где проектом предусмотрены радиаторы и байпасы, снабжают тройниками.
- Система, работающая по принципу естественной циркуляции, требует соблюдать уклон в 30-50 мм на метр длины. Трубопроводу с принудительной циркуляцией необходимы 10 мм на метр. Большое количество изгибов устраивать не рекомендуют.
- Для последней конструкции необходим монтаж циркуляционного насоса. Так как они не предназначены для эксплуатации при высоких температурах, оборудование устанавливают около входа обратной трубы котла.
- Монтаж расширительного бака зависит от его типа. Емкости открытого типа монтируют в самой высокой точке системы, Для закрытого бака ограничений нет, однако лучшее место — поблизости от котла.
- Устанавливая радиаторы, используют специальные кронштейны, которые обычно идут в комплекте. Монтируют отопительные приборы под окнами, но в любом правиле могут быть исключения.
Последний этап монтажа — установка дополнительных элементов системы — вентилей, заглушек, кранов Маевского. Проверяют установленную цепь радиаторов воздухом или водой. Если испытания проходят успешно, то следует ее пуск в эксплуатацию.
Двухтрубные системы
Эти конструкции уже требуют протягивания двух трубопроводов, что само по себе обещает вдвое больший объем работ, это как минимум. Если проект предусматривает отопление с верхней разводкой, то работа идет по следующему сценарию:
- Сначала устраивают верхнюю линию системы, отходящую от котла, продвигающуюся над радиаторами. На концах соединительных участков трубопровода монтируют тройники.
- После окончания установки верхней разводки к тройникам присоединяют верхние патрубки отопительных приборов, между ними монтируют вентили.
- Нижнюю линию трубопровода устраивают ни линии (уровне) цоколя, по периметру помещений. Эти элементы монтируют к нижним выходам радиаторов.
- Последний участок трубопровода-отвода соединяют с котлом, предварительно установив между ними циркуляционный насос.
Главный минус этот системы — необходимость установки расширительного бака в чердачном помещении, поэтому отопление с нижней разводкой применяют на практике чаще. В этом случае есть возможность монтировать емкость в теплом помещении: такое решение позволяет увеличить теплоотдачу — дополнительно отапливать жилое помещение. Отводящий контур располагают на том же уровне, а подающий к нему — гораздо ближе, чем в первом варианте. Но в этом случае устройство принудительной циркуляции — условие обязательное.
Двухтрубная система отопления многоэтажного дома — схема, устройство, балансировка, опрессовка
Система отопления – одна из обязательных составляющих дома. Без отопления никак. Отопительная система используется как в частных домах, так и в высоких многоквартирных.
Отопление в многоквартирных домах – централизованное, то есть тепло поступает в трубы из котельной или ТЭЦ. Жителям не обязательно вникать в устройство системы, но при проведении ремонтных работ, нужно во всем разобраться.
В многоэтажных домах используется однотрубная система или двухтрубная. Однотрубная отопительная система имеет ряд недостатков, поэтому двухтрубная система отопления многоэтажного дома является более удобной в использовании. Устройство системы отопления многоквартирного дома рассмотрим, используя схему. Ключевые детали схемы – котёл и циркуляционный насос.
Ещё используются расширитель открытого типа, либо закрытого. Далее воздухосборник и сепаратор воздуха.
Схемы присоединения отопительной системы делятся на два типа – зависимая и независимая. В независимой отопительной системе тепловая сеть и система отопления изолированы друг от друга гидравлически. В зданиях могут применяться и та и другая схемы. Рассмотрим плюсы, которыми обладает зависимая схема присоединения системы отопления.
Для жителей такая схема проще и менее дорогая по стоимости. Диаметр трубы может быть меньше и расход тепла меньше – вследствие этого расходы в эксплуатации существенно снижаются.
Плюсы и минусы двухтрубных разводок
Для удобства восприятия мы объединили достоинства и недостатки всех вышеописанных систем в один раздел. Вначале перечислим ключевые положительные моменты:
- Единственное преимущество самотека перед другими схемами – независимость от электричества. Условие: нужно подобрать энергонезависимый котел и произвести обвязку без подключения к домовой электросети.
- Плечевая (тупиковая) система – достойная альтернатива «ленинградке» и прочим однотрубным разводкам. Главные достоинства – универсальность и простота, благодаря которой двухтрубная отопительная схема дома 100—200 м² без проблем монтируется своими руками.
- Основные козыри петли Тихельмана – гидравлическое равновесие и способность обеспечивать теплоносителем большое число радиаторов.
- Коллекторная разводка – лучшее решение для скрытой прокладки труб и полной автоматизации работы отопления.
Лучший способ спрятать трубы — заложить их под стяжку пола
- небольшие сечения раздающих труб;
- гибкость с точки зрения прокладки, то есть, линии могут проходить по различным маршрутам – в полах, вдоль и внутри стен, под перекрытием;
- для монтажа подойдут различные пластиковые либо металлические трубы: полипропилен, сшитый полиэтилен, металлопластик, медь и гофрированная нержавейка;
- все 2-трубные сети хорошо поддаются балансировке и тепловому регулированию.
Чтобы запрятать трубные подводки, нужно прорезать борозды в стене
Отметим второстепенный плюс самотечной разводки – простота заполнения и удаления воздуха без применения клапанов и кранов (хотя с ними развоздушивать систему проще). Вода медленно подается через штуцер в нижней точке, воздух постепенно вытесняется из трубопроводов в расширительный бак открытого типа.
Теперь о значимых недостатках:
- Схема с естественным движением воды громоздкая и дорогая. Понадобятся трубы с внутренним диаметром 25…50 мм, монтируемые с большим уклоном, в идеале – стальные. Скрытая прокладка сильно затруднена – большинство элементов окажется на виду.
- В монтаже и эксплуатации тупиковых ветвей существенных минусов не обнаружено. Если плечи сильно отличаются по длине и числу батарей, равновесие восстанавливается путем глубокой балансировки.
- Магистрали кольцевой разводки Тихельмана всегда пересекают дверные проемы. Приходится делать обходные петли, где впоследствии может скапливаться воздух.
- Разводка лучевого типа требует финансовых затрат на оборудование – коллекторы с клапанами и ротаметрами плюс средства автоматизации. Альтернатива – сборка гребенки из полипропилена либо бронзовых тройников своими руками.
Особенности схемы первично-вторичных колец
Такая схема предусматривает организацию первичного кольца, по которому должен постоянно циркулировать теплоноситель. К этому кольцу подключаются котлы отопления и отопительные контуры. Каждый контур и каждый котел является вторичным кольцом.
Еще одной особенностью этой схемы является наличие циркуляционного насоса в каждом кольце. Работа отдельного насоса создает определенное давление в том кольце, в котором он установлен. Также узел оказывает определенное влияние на давление в первичном кольце. Так, когда он включается, вода выходит из трубы подачи воды, попадая в первичный круг и меняя гидросопротивление в нем. В итоге появляется своеобразный барьер на пути движения теплоносителя.
Поскольку к кругу сначала подключается труба обратки, а после нее – труба подачи, теплоноситель, получив немалое сопротивление у трубы подачи, начинает течь в трубку обратки. Если же насос выключается, гидросопротивление в первичном кольце становится очень малым и теплоноситель не может заплыть в теплообменник котла. Обвязка продолжает работать так, как будто отключенного агрегата вообще не было.
По этой причине не нужно использовать одну сложную автоматику для отключения котла. Единственное, что нужно, так это установить между насосом и патрубком возвращения воды обратный клапан. Аналогичная ситуация с контурами отопления. Только линии подачи и обратки присоединяют к первичной цепи в противоположном порядке: сначала первую, затем вторую.
Универсальная комбинированная схема
Эта система имеет такую обвязку:
- Два общих коллектора или гидроколлектора. К первому подключены подающие линии котлов. Ко второму – линии обратки. На всех линиях находится запорная арматура. На трубах возврата теплоносителя находятся циркуляционные насосы.
- Мембранный бак подключен к большому коллектору обратной линии.
- Бойлер косвенного нагрева является связующим звеном между двумя коллекторами. На трубе, которая соединяет бойлер с коллектором подачи, стоят циркуляционный насос и запорный клапан. На трубе, соединяющей бойлер с коллектором обратки, также имеет клапан.
- Группа безопасности установлена на коллекторе подачи теплоносителя.
- Труба подпитки присоединена к коллектору, который находится на линии подачи горячей воды. Во избежание утечки горячего теплоносителя через эту трубу, на нее ставят обратный клапан.
- Определенное количество малых гидроколлекторов (их может быть два, три и более). Каждый из них соединен с вышеупомянутыми общими коллекторами. Эти гидроколлекторы и крупные коллекторы образуют первичные кольца. Количество таких колец равно количеству малых гидроколлекторов.
- Контуры отопления отходят от малых гидроколлекторов. Каждый контур имеет миниатюрный смеситель и циркуляционный насос.
Принцип работы системы отопления
Существует множество схем устройства отопления. Зачастую многие заказчики из-за неопытности совершают ошибки. А компании, предоставляющие данные услуги, пытаются выжать с таких заказчиков побольше денег.
Основное правило любой системы обогрева — замкнутость сети. В простом представлении схема сети отопления выглядит как некое кольцо из трубных соединений, в которых течет вода, постоянно нагреваемая от котла. Этот котел находится в постоянной работе, чтобы в любой последующий цикл течения воды по трубам она не остывала.
Система отопления состоит из:
- соединительных труб;
- арматуры;
- котла для нагревания;
- радиаторов или других приборов отопления;
- насоса для обеспечения нужной скорости текущей по трубам воды;
- расширительного бака.