Какая схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией будет оптимальной

2 Требования к обустройству и эксплуатации

По конструкционным особенностям двухтрубные устройства немного сложнее и дороже. Но это оправдывается некоторыми плюсами, перекрывающими недостатки однотрубного варианта. Вода прогревается до равномерной температуры, а затем одновременно поступает ко всем приборам. В свою очередь, охлажденный теплоноситель возвращается с помощью обратной трубы, а не проходит через следующий радиатор.

Обустраивая открытую систему отопления с насосом и расширительным баком, необходимо выделить несколько правил и требований к предстоящей работе. Они заключаются в следующем:

1. 1. На этапе монтажа котельную установку нужно закрепить в самом низком месте магистрали, а расширительный бак — в самом высоком.
2. 2. В идеале котел нужно расположить в чердачном помещении. В холодный период резервуар и подающий стояк нуждаются в утеплении.
3. 3. Прокладывая магистраль, следует избегать большого количества поворотов, соединительных и фасонных элементов.
4. 4. В гравитационных системах циркуляция теплоносителя осуществляется с невысокой скоростью — не больше 0,1−0,3 м в секунду. Из-за этого прогревать воду нужно постепенно, избегая кипения. В противном случае эксплуатационный срок труб существенно снизится.
5. 5. Если в холодную пору года отопительная система не эксплуатируется, теплоноситель лучше слить. Такой подход позволит предотвратить преждевременное повреждение труб, радиаторов и котла.
6. 6. Объем теплоносителя в расширительном баке нужно контролировать и восстанавливать по мере исчерпания жидкости. Если этого не делать, повысится риск образования воздушных пробок, которые снизят эффективность работы радиаторов.
7. 7. Оптимальным вариантом теплоносителя является вода. Дело в том, что антифриз содержит в своем составе токсические вещества, и при взаимодействии с атмосферой они могут нанести вред человеческому здоровью. Такой тип жидкости может использоваться, когда нет возможности осуществлять слив теплоносителя в холодный период.

Актуальные нормы проектирования регламентируются СНиП под номером 2.04.01−85. В контурах с гравитационной циркуляцией жидкости диаметр сечения трубы существенно больше, чем в системах с насосом.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Можно параметры циркуляционного насоса выбрать по таблице

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

Установка циркуляционного насоса с байпасом

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса в систему отопления закрытого типа

Варианты подключения

Система отопления открытого типа с насосом может быть реализована одним из предложенных способов. Каждый из них имеет свои слабые и сильные стороны, однако вам следует самостоятельно принять решение о том, какой из предложенных вариантов подойдёт именно вам. Например, для гаража будет уместна первая схема, в то время как для строения в несколько этажей нужна будет другая реализация.

Гибридная

Такой вариант предполагает, что в случае отключения электричества схема продолжит работу по аварийному варианту, и пусть с небольшими потерями, но всё-таки продолжит подачу тепла там, где это необходимо.

Реализуется горизонтальным способом прокладки труб. Трубы должны быть большего диаметра, чем при остальных вариантах подключения. Теплоноситель, нагреваясь в котле, поднимается по трубам благодаря законам физики, и протекает по горизонтальной трубе, расположенной под потолком, с небольшим уклоном. От основной трубы идут отводы вниз, к радиаторам. Двигаясь по предложенной схеме, вода остывает и стекает вниз, уходя в нижнюю горизонтальную трассу, по которой возвращается к котлу для повторного нагрева.

Недостатками такого подключения является необходимость прокладки верхней трассы из труб большого диаметра, привлекающей к себе внимание, малая скорость циркуляции и неравномерность распределения тепла. Кроме того, подобный вариант необходимо основательно рассчитать, используя на разных участках трубы разных диаметров, чтобы компенсировать распределение тепла. А преимущество одно, но зато какое: система автономна и в сочетании с твёрдотопливным котлом – практически не требует ничего, кроме топлива

А преимущество одно, но зато какое: система автономна и в сочетании с твёрдотопливным котлом – практически не требует ничего, кроме топлива.

Когда электричество есть – вода прогоняется по трубам помпой, скорость тока увеличивается, прогрев происходит быстрее и распространяется более равномерно.

Однотрубная

Вариант практически не отличается от описанного выше, за исключением того, что трубы можно брать меньшего диаметра, а стояк вести вдоль пола. Такой вариант подключения известен под названием Ленинградка, в честь города, где был разработан и впервые внедрён.

Ленинградка – это отличный способ прокладки тепла в доме, реализуется она следующим образом: Вода, разогретая в котле и прокаченная насосом, движется по горизонтальному стояку. От которого идут отводы вверх, к радиаторам отопления. Сам стояк может быть спрятан в полу. Установка игольчатых клапанов на местах входа и выхода из радиатора позволяет проводить дальнейшее обслуживание без отключения всей сети. Установка такого клапана на участке находящемся между отводами к радиатору топления, позволяет в дальнейшем провести тонкую настройку и выровнять нагрев на разных участках цепи.

Двухтрубная

Как следует из названия, предполагает использование двух стояков. По одному из них тепло подаётся к радиаторам, по второму отводится от них. Применяется в основном с целью возможности настраивать температуру каждого отдельного радиатора в каждом отдельном помещении. Радиаторы дополняются реостатами, и благодаря тому, что теплоноситель подаётся к каждому из них практически одномоментно и обладает одинаковой стартовой температурой, могут быть настроены с предельной точностью.

Кроме того, такое подключение позволяет дополнять систему, устанавливая тёплые полу, отводы в линию горячего водоснабжения и другие необходимые дополнения.

Основное устройство такого вида отопления

В качестве примера выступит схема отопления гаража с циркуляционным насосом, давайте рассмотрим, из каких узлов и агрегатов она состоит и по какому принципу работает.

При отоплении открытого типа есть запрет на использование в трубах антифриза, так как его испарения токсичны.

Раньше такие схемы работали без насоса, и весьма удачно справлялись с поставленными задачами. Насос нужен для того, чтобы обеспечить ускорение естественной циркуляции теплоносителя по трубам, что даёт более быстрый выход сети на максимальные показатели. Однако стоит рассмотреть вариант комбинированной системы, что позволит в дальнейшем не зависеть от наличия в доме электричества.

Отопление открытого типа названо так потому, что использует атмосферный расширительный бак. Особенностями такой схемы подключения являются в первую очередь:

• Минимальное давление в трубах. За счёт открытого расширительного бака давление в системе практически отсутствует;
• Нет необходимости ставить манометр, клапан травления воздуха и аварийный клапан, что существенно снизит стоимость установки;
• Запрет на использование в трубах антифриза, так как его испарения токсичны. Обратно от этого – необходимость постоянно добавлять воду, которая выступает в роли теплоносителя, так как она будет выпариваться в достаточном количестве.

Работает данное отопление следующим образом:

• Теплоноситель поступает в котёл, где нагревается до рабочей температуры;
• С помощью насоса или естественным путём, он устремляется вверх по трубам отопления;
• Остывая, вода возвращается к насосу, который перекачивает её обратно в котёл и цикл повторяется вновь.

Расширительный бак устанавливают в самой верхней точки такой схемы. О том, как происходит подача теплоносителя к радиаторам отопления, поговорим далее.

С дополнительными агрегатами

В любой системе с одним котлом нужно установить прибор для перекачки. Но в более сложных разводках понадобятся и дополнительные. Это случается в следующих ситуациях:

• при использовании двух и более генераторов;
• при применении буферной ёмкости;
• если присутствует несколько контуров или бойлер;
• при установке гидроразделителя;

  Фото 1. Гидроразделитель модели Heatmix с термоизоляционным кожухом, резьба подключения — 1 1/2», производитель — «Grundfos».

• при суммарной длине труб более 80 метров;
• при использовании тёплого пола.

Чтобы создать правильную систему из нескольких нагревателей на разном топливе, потребуется разместить резервные насосы. В подобной ситуации магистраль разделится на две части: отопительную и котельную. Буферная ёмкость делает то же самое, хотя контуров может стать больше. Подобные схемы реализуют в 3-этажных и больших домах.

Поскольку происходит разветвление, трубы разбивают на несколько независимых участков, к каждому из которых монтируют насос. Они равномерно распределяют теплоноситель по этажам. Вне зависимости от количества, каждый размещают на байпас. Желательно дополнить их шаровыми вентилями, чтобы уменьшить расход в летний сезон.

При использовании тёплых полов ставят два циркуляционных насоса. Комплекс устройств поможет подготовить рабочую жидкость, прогреть до нужной температуры и поддерживать её.

Чтобы мощности хватало, длина обвязки не должна превышать 50 метров. В противном случае система работает неравномерно.

Справка! При использовании некоторых устройств насосы не нужны. Это касается электрических и газовых генераторов настенного вида. В их конструкцию прибор для принудительной циркуляции устанавливают производители.

Особенности работы ЦТП монтаж тепловых пунктов

Отопительную систему подпитывает обратный трубопровод теплосетей. Источники тепла и системы транспорта тепловой энергии Источником тепла для ТП служат теплогенерирующие предприятия котельные , теплоэлектроцентрали.

Вода, из наружной водопроводной сети подается в подогреватель ГВС.

Компенсация понижения уровня давления осуществляется посредством группы насосов. Просмотрено: Схему ГВС можно обозначить как одноступенчатую, независимую и параллельную.

Режим коррекции — автоматический. Часто тепло из системы ГВС используется потребителями для частичного отопления помещений, например ванных комнат в многоквартирных жилых домах. Расход горячей сетевой воды на подогреватель II-ой ступени регулирует регулятор температуры клапан термореле в зависимости от температуры воды за подогревателем II-ой ступени.

Рекомендуем: Как измеряется петля фаза ноль

Принципиальная схема индивидуального теплового пункта утверждается. Тепловые пункты

Акт на промывку и опрессовку систем тепловые сети, отопительная система и система горячего водоснабжения. ИТП для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции. Проектную документацию со всеми необходимыми согласованиями

Все это оборудование должно работать исключительно в автоматическом режиме, поэтому критически важно правильное налаживание всего комплекса оборудования для работы в конкретном доме

ЦТП должны размещаться на границах микрорайонов кварталов между магистральными, распределительными сетями и квартальными. Одна из них — это отопительная система. При наличии ЦТП в каждом отдельном здании обязательно устройство ИТП, который выполняет только те функции, которые не предусмотрены в ЦТП и необходимы для системы теплопотребления данного здания.

Это устройство можно представить в виде емкости. Но стоимость такого устройства намного выше, хотя его использование более экономично. Расход тепла контролируется и учитывается. После элеватора еще и обратку считать будет.

После элеваторного узла смешанный теплоноситель подается в систему отопления здания. Монтажная компания должна быть членом СРО. Далее, как наиболее распространённый, рассматривается ТП с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой схемой присоединения системы отопления.
Создание принципиальной схемы индивидуального теплового пункта в AutoCAD P&ID

Что такое открытая система отопления?

Система отопления открытого типа отличается тем, что в контуре нет избыточного давления, которое создается искусственно. Как правило, там используется расширительный бак открытой разновидности. Он располагается в наивысшей точки разводки и компенсирует расширение жидкости при ее нагреве. Такой бачок одновременно выполняет функции воздухоотводчика, удаляя скопившиеся в жидкости газы. Кроме этого, вода, постоянно присутствующая в баке, защищает контур от попадания воздуха.

Принцип работы, преимущества и недостатки

Если решено делать отопление открытого типа, то в качестве теплоносителя может использоваться только вода. Если в контурах с принудительной циркуляцией за движение жидкости отвечает насос, то при естественной циркуляции используются принципы термодинамики. Вода по трубам движется за счет разной плотности холодной и горячей среды, а также за счет уклона труб.

Излишки разогретого теплоносителя попадают в открытый расширительный бак. Благодаря ему автоматически стабилизируется давление.

Работа всей системы подразделяется на два этапа:

• подача жидкости от котла к батареям;
• обратная подача теплой жидкости в расширительную емкость, где она остывает и после этого попадает в котел.

Преимущества отопления открытого типа:

1. Основное достоинство – надежность. Кроме котла, в таком контуре просто нечему выходить из строя. Срок службы такого отопления растягивается на десятилетия.
2. Схема открытой системы отопления достаточно простая. Она легко монтируется благодаря отсутствию сложных узлов.
3. Контур не нуждается в предварительной настройке и отладке. После заполнения водой труб просто включают котел. Пока он работает, жидкость циркулирует, если котел выключили, ток жидкости останавливается.
4. При работе с естественным движением воды нет никаких вибраций и шумов.
5. Открытая система отопления с циркуляционным насосом считается универсальной. Ничто не мешает дополнить обычную разводку насосом. При перебоях с подачей электроэнергии перевод системы в энергонезависимый режим происходит переключением кранов.
6. Благодаря саморегулирующемуся отоплению в помещении постоянно поддерживается оптимальная комфортная температура.

Среди недостатков стоит назвать следующее:

• Отопление открытого типа не подходит для использования в большом доме, потому что при удалении от котла на 30 м в контуре создается статическое равновесие, что недопустимо.
• Инертность системы – еще один недостаток. Она очень долго запускается в работу из-за необходимости создания природного тока жидкости, что сложно при значительном объеме воды в отопительном контуре.
• Для сборки понадобятся трубы разного диаметра, в том числе и большого, а также всевозможные переходники и другие дополнительные материалы.
• Необходимость создания определенного уклона трубопровода. В некоторых домах это просто невозможно сделать.
• Расширительный резервуар нужно устанавливать только на чердаке, поэтому это помещение приходится хорошо утеплять, чтобы защититься от замерзания воды.
• В ходе работы открытого отопления теплоноситель постоянно испаряется, поэтому нужно следить за его уровнем. Для решения этой проблемы используют слой масла на поверхности воды в расширительной емкости или устанавливают поплавковый клапан.
• Открытая система отопления с насосом во время работы издает шум и вибрации.
• Из-за контакта теплоносителя с воздушной средой он насыщается кислородом, что приводит к коррозии труб, радиаторов и фитингов.

Плюсы и минусы

Открытая отопительная система до сих пор не потеряла своей актуальности, а в последнее время даже переживает второе рождение, и этому есть свои причины. Многие домовладельцы озабочены энергонезависимостью своих коммуникаций, а схема с открытым баком позволяет этого достичь. Есть у нее и другие достоинства:

• производить заполнение открытой системы теплоснабжения и спуск воздуха проще, нежели в закрытой. Не нужно следить за максимальным давлением, а при наполнении воздух очень быстро покидает трубопроводы через открытый расширительный бак. Остается только развоздушить радиаторы;
• проще осуществлять подпитку: опять же, контроль за давлением не требуется, а воду можно доливать в емкость хоть ведром;
• работа системы не зависит от наличия протечек:  здесь рабочее давление весьма незначительно, поэтому пока в тепловой сети есть вода, она будет функционировать исправно.

Как водится, не обошлось и без недостатков, из-за которых подобные системы стали постепенно вытесняться схемами закрытого типа с мембранным расширительным баком. По причине прямого контакта теплоносителя с атмосферным воздухом в емкости происходит сразу 2 процесса: естественное испарение горячей воды и насыщение ее кислородом. Отсюда проистекают следующие требования:

• надо следить за уровнем воды в резервуаре и вовремя его пополнять;
• нельзя заполнять отопительную сеть антифризом, что при испарении выделяет вредные вещества.

Насыщение кислородом теплоносителя приводит к уменьшению срока службы стальных деталей котла. По перечисленным причинам открытая система давно не применяется в многоквартирном доме, хотя в 60—70-е годы советской эпохи такая практика имела место в жилых зданиях малой этажности. Также нежелательна ее эксплуатация с высокотемпературными источниками тепла, когда теплоноситель близок к температуре кипения. Дело в том, что при повышенном давлении в закрытой сети этот порог повышается, а испаряться воде некуда. В открытой системе количество воды станет быстро уменьшаться, освобождая весь объем расширительного бака для воздуха.

Случаи применения

Система отопления, оборудованная насосом для принудительного перекачивания теплоносителя, уместна в случаях, когда жидкость не может преодолеть гидравлического сопротивления и потому не поднимается по трубам вверх. В системах отопления с естественной циркуляцией воды нужно точно соблюдать уклон и диаметр труб, а малейшая ошибка выведет из строя весь комплекс.

Это ограничивает использование системы компактными помещениями: ведь чем больше отапливаемая площадь, тем длиннее контур, и, соответственно, слабее ток воды. Даже при использовании мощного котла давление теплоносителя редко превышает 0,6 мПа. А изменение схемы проводки труб для улучшения тока жидкости, обойдется дорого.

Непосредственная установка

Процесс установки насоса на отопление требует предварительной покупки оборудования с разъемной резьбой. В случае его отсутствия монтаж будет затруднен необходимостью самостоятельного подбора переходных элементов. Для долгосрочного функционирования также понадобится фильтр глубокой очистки и обратные клапаны, обеспечивающие работу под давлением.

Монтаж осуществляют с помощью набора гаечных ключей соответствующих размеров, запорной арматуры и байпасов, равных диаметру стояка.

Место для врезки

При подключении насоса необходимо учитывать его периодическое техобслуживание и ставить в зоне прямой досягаемости. Приоритетное место установки также определяется другими нюансами. Раньше мокрые насосы часто монтировались в обратных контурах. Охлажденная вода, что омывала рабочую часть оборудования, продлевала сроки эксплуатации сальников, роторов и подшипников.

Детали современных циркуляционных приборов выполнены из прочного металла, защищенного от воздействия горячей воды, и потому могут свободно крепиться на подающем трубопроводе.

Повышение эффективности

Правильно смонтированный насосный агрегат может увеличить давление в зоне всасывания, и тем самым повышает эффективность отопления. Схема подключения подразумевает установку прибора на подающем трубопроводе недалеко от расширительного бачка. Это создает высокотемпературную зону на заданном участке обогревательного контура.

Перед врезкой байпаса с насосом понадобится убедиться в способности аппарата выдерживать натиск горячей воды. Если частный дом оборудован теплым полом, прибор нужно установить на линии подачи теплоносителя – это обезопасит систему от появления воздушных пробок.

Аналогичный способ подходит для мембранных баков – байпасы крепятся на обратке в минимальной близости от расширителя. При этом может быть усложнен доступ к агрегату. Проблему исправит монтаж на поставляющем контуре с врезкой вертикального обратного клапана.

Структурная схема

Установка циркуляционного оборудования требует соблюдения правил, касающихся последовательности крепления элементов:

• шаровые краны, монтирующиеся по бокам насоса, обеспечивают возможность его снятия с целью проверки или замены;
• фильтр, врезанный перед ними, защищает систему от включений, засоряющих трубы. Песок, окалина и мелкие абразивные частицы быстро разрушают крыльчатку и подшипники;
• верхние части байпасов оснащаются клапанами для стравливания воздуха. Они могут открываться вручную или работать в автоматическом режиме;
• схема правильного монтажа «мокрого» насоса подразумевает его горизонтальное крепление. Стрелка на корпусе при этом должна совпадать с направлением движения воды;
• защита резьбовых соединений обеспечивается применением герметика, а все сопряженные детали укрепляются прокладками.

С целью соблюдения безопасности, подключать насосное оборудование можно только к заземленной розетке. Если заземление еще не проведено, его необходимо обеспечить до начала эксплуатации аппарата.

Зависимость насоса от наличия электричества – не преграда для нормального функционирования. При разработке проекта нужно включить в него возможность природной циркуляции.

Последовательность работ

При подключении к действующей отопительной сети понадобится слить из нее теплоноситель и продуть систему. Если трубопровод активно использовался на протяжении многих лет, его необходимо промыть несколько раз, чтобы удалить из труб остатки накипи.

Функциональная цепочка из циркуляционного насоса и его арматуры монтируется в заранее выбранном месте согласно правилам подключения. Когда установочный цикл завершен и прикреплены все дополнительные приборы, трубы снова заполняются теплоносителем.

Для удаления остатков воздуха нужно открыть центральный винт на крышке аппарата. Сигналом успешного стравливания станет вода, текущая из отверстий. Если насос обладает ручным управлением, газы понадобится выводить перед каждым включением. Для сохранения оборудования и уменьшения вмешательства в процесс обогрева можно поставить автоматический насос с системой контроля работы.