Открытая система отопления с циркуляционным насосом

Система отопления с насосной циркуляцией

Если говорить о главных недостатках системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то к таковым следует отнести низкий циркуляционный напор (особенно это касается квартирных систем) и, как следствие, увеличенный размер труб. Стоит допустить небольшую ошибку в выборе диаметра труб, как теплоноситель окажется «зажатым» и не сможет преодолеть гидравлическое сопротивление.

Для того чтобы «разжать» систему, значительной ее переделки не потребуется, достаточно лишь включения в систему циркуляционного насоса и переноса расширительного бачка с подачи на обратку. При этом нужно отметить, что переносить расширитель на обратку не всегда обязательно. Когда делается простая переделка несложной (к примеру, квартирной) системы, бачок можно оставить на прежнем месте. Реконструкция (устройство новой системы) по всем правилам подразумевает перенос бачка на обратку и его замену с открытого на закрытый. Какова должна быть мощность циркуляционного насоса и куда и как его следует устанавливать?

Циркуляционные насосы, используемые в бытовых системах отопления, характеризуются низким потреблением электроэнергии — примерно 60-100 Вт, ведь они не обеспечивают подъем воды, а лишь служат вспомогательным инструментом для преодоления ею местного сопротивления в трубах. Такие насосы справедливо было бы сравнить с корабельным винтом, который толкает воду, продвигая, тем самым, судно, но при этом количество воды в море не прибавляется и не убавляется: общий баланс воды сохраняется на прежнем уровне. Подключенный к трубопроводу циркуляционный насос толкает воду, но, независимо от количества вытолкнутой воды, к нему с другой стороны поступает столько же воды. Таким образом, нет никаких оснований опасаться, что произойдет выталкивание насосом теплоносителя через открытый расширитель: система отопления является замкнутым контуром с постоянным количеством воды в нем.

В централизованные отопительные системы кроме циркуляционных, могут включаться и повысительные насосы, поднимающие давление и способные поднять воду. В принципе, именно повысительные насосы и следует называть насосами, тогда как циркуляционный насос уместно будет сравнить с вентилятором: обычный вентилятор может гонять воздух по квартире, но максимум, что он может, это создать циркуляцию воздуха, и никоим образом не в состоянии изменить атмосферное давление (даже если работает в наглухо закрытом помещении). Использование циркуляционного насоса дает возможность значительно увеличить радиус действия системы отопления, сократить диаметры трубопроводов, а также создать условия для присоединения систем к котлам, работающим с теплоносителем с повышенными параметрами.

В качестве важного параметра для обеспечения бесшумной работы водяных отопительных систем с насосной циркуляцией, выступает скорость движения теплоносителя. А именно, скорость теплоносителя не должна быть выше:

— в трубопроводах основных помещений жилых зданий, если условные проходы труб составляют 10, 15, 20 мм и более — 1.5, 1.2 и 1 м/с соответственно;

— в трубопроводах, проложенных во вспомогательных помещениях жилых домов — 1.5 м/с;

— в трубопроводах, проложенных непосредственно во вспомогательных зданиях — 2 м/с.

Чтобы работа системы была бесшумной и доставляла требуемый объем теплоносителя, следует сделать небольшой расчет. Нам уже известно, как ориентировочно определяется требуемая мощность котла (в киловаттах), с учетом площади отапливаемого помещения. Формула расчета оптимального расхода проходящей через котел воды, такова: Q=P , где Q обозначает расход проходящего через котел теплоносителя, (в л/мин), а P — мощность котла в киловаттах. К примеру, котел, мощность которого составляет 30 кВт, требует расхода воды около 30 л/мин. Для того, чтобы определить, каков будет расход теплоносителя на любом отрезке циркуляционного кольца, используется эта же формула.

К примеру, с учетом того, что уже известна мощность установленных на данном отрезке радиаторов, можно рассчитать расход воды для радиаторов, устанавливаемых в одной комнате. Предположив, что установленные радиаторы имеют мощность 6 кВт, расход воды составит приблизительно 6 л/мин. Рассчитав расход воды, несложно определить диаметр трубопровода. Указанные в таблице величины отражают принятые на практике соответствия диаметрам труб (при условии, что расход проходящего по ним теплоносителя не превышает 1.5 м в секунду). Затем определяется мощность циркуляционного насоса. Для каждых десяти метров длины циркуляционного кольца нужно 0.6 м напора насоса.

К примеру, при общей длине кольца циркуляции 90 м, напор насоса должен быть 5.4 м. Приобретаем в магазине (либо по каталогу) насос с нужным напором. При использовании труб с меньшим диаметром, чем рекомендованные в абзаце выше, мощность насоса должна быть больше, поскольку, чем тоньше труба, тем в ней больше гидравлическое сопротивление. Следовательно, при использовании труб с большим диаметром, допустимо уменьшение мощности насоса. Для обеспечения постоянной циркуляции воды в отопительных системах, рекомендуется производить установку не менее 2-х циркуляционных насосов, при этом один будет рабочим, а другой — резервным. Как вариант можно установить один насос, а другой оставить лежать в укромном месте, и в случае поломки первого произвести быструю замену.

Следует заметить, что вышеприведенный расчет системы отопления является весьма примитивным, не учитывающим различных факторов и характерных особенностей индивидуальных отопительных систем. В частности, если вы ведете строительство коттеджа со сложной архитектурой, то это потребует производства точных расчетов, что под силу только инженерам-теплотехникам. Можно с уверенностью сказать, что крайне неразумно вести строительство многомиллионного сооружения, не имея исполнительной документации — проекта, который учитывает все особенности объекта.

Заполненный водой циркуляционный насос в системе отопления испытывает равное гидростатическое давление со стороны двух патрубков (при условии, что вода не нагревается): всасывающего (входного) и нагнетательного (выходного), соединяемых с теплопроводами. Благодаря тому, что конструкция современных циркуляционных насосов предполагает наличие подшипников с водяной смазкой, насосы можно размещать как на обратном, так и на подающем трубопроводе, хотя, как правило, ставят на обратке. В первое время такое решение обусловливалось чисто техническими причинами: у насоса, размещенного в более холодной воде, срок службы подшипников, ротора, а также сальниковой набивки — больше. В настоящее время насосы устанавливаются на обратку скорее по привычке, поскольку в замкнутой системе местоположение циркуляционного насоса в плане создания искусственной циркуляции воды роли не играет.

Более того, учитывая, что на подающем трубопроводе гидростатическое давление обычно меньше, размещение таких насосов именно на «подаче» более рационально. К примеру, расстояние от котла, на котором установлен расширительный бачок составляет 10 м в высоту. Это означает, что он создает статическое давление десятиметрового водяного столба, однако данное утверждение корректно лишь для нижнего трубопровода. В верхнем же давление будет меньше, поскольку и величина водяного столба здесь меньше. Таким образом, независимо от местоположения насоса он будет подвержен одинаковому давлению с обеих сторон: даже если, например, установить его на главном вертикальном подающем (либо обратном) стояке, разница давлений в обоих патрубках будет незначительной, ввиду небольших размеров насоса.

Однако, все сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Работающий в замкнутом кольце отопительной системы насос, создает усиление циркуляции, посредством нагнетания воды в теплопровод с одной стороны, и засасывания — с другой. В результате уровень воды в расширительном баке останется неизменным после пуска циркуляционного насоса, поскольку равномерная работа насоса только создает циркуляцию при том же самом количестве воды. В связи с тем, что в данных условиях (постоянный объем воды в системе и равномерность действия насоса) уровень воды в расширительном баке остается постоянным, независимо от того работает ли насос, в точке соединения расширителя к трубам системы гидростатическое давление также будет постоянным. Поэтому точку присоединения и называют нейтральной, ведь развиваемое насосом циркуляционное давление никоим образом не влияет на создаваемое расширительным бачком статическое давление.

Следует отметить, что расширительный бак циркуляционного насоса в закрытых гидравлических системах служит своеобразным рубежом, после которого происходит смена знака у развиваемого насосом давления: до этой точки насос посредством создания компрессии нагнетает воду, а после нее всасывает воду с помощью вызываемого насосом разрежения. Таким образом, теплопроводы гидравлической системы на отрезке от насоса до точки постоянного давления (если считать по направлению движения воды) относятся к зоне нагнетания, а теплопроводы после данной точки — к зоне всасывания насоса.

Иными словами, если установить циркуляционный насос к трубопроводу сразу после точки присоединения расширительного бака, насосом будет производиться отсасывание воды из бака и ее нагнетание в систему, а при подключении насоса перед вышеуказанной точкой — насос будет выполнять функцию по откачиванию воды из системы и нагнетанию ее в расширительный бак.

Казалось бы, какое имеет значение, откачивается вода насосом из бачка или нагнетается в него — главное, чтобы вода крутилась по системе. Однако есть существенная разница, поскольку в работу системы включается создаваемое расширительным бачком статическое давление.
трубопроводе, расположенном в зоне нагнетания насоса, нельзя не считаться с тем, что в нем, сравнительно с давлением воды в состоянии покоя, гидростатическое давление повышено. В свою очередь, для трубопровода, расположенного в зоне всасывания насоса, необходим учет понижения давления, памятуя о том, что не исключена ситуация, в которой гидростатическое давление может не только понизиться до атмосферного, но и возникнет разрежение. Иными словами, за счет разности давлений в системе может появиться опасность высвобождения либо всасывания воздуха, или даже вскипания теплоносителя.

Для того, чтобы не столкнуться с проблемой нарушения циркуляции воды по причине ее вскипания либо подсасывания воздуха, следует соблюдать определенное правило, конструируя и производя гидравлический расчет систем отопления: при работе насоса в зоне всасывания (во всех точках трубопровода) гидростатическое давление всегда должно быть избыточным. Для соблюдения данного правила есть 4 способа.

1) Поднять расширительный бачок на достаточную высоту (не ниже 80 см). Этот способ является достаточно простым в условиях, когда реконструируются системы с естественной циркуляцией в насосную циркуляцию, но в то же время требующим помещения с высоким чердаком и мер по тщательному утеплению расширительного бака.

2) Переместить расширительный бачок в наиболее опасной верхней точке, чтобы включить верхнюю магистраль в зону нагнетания. Тут следует сделать пояснение. Элементом новых систем отопления являются подающие трубопроводы с насосной циркуляцией, и они производятся с уклонами к котлу, а не от котла, с целью обеспечения движения воздушных пузырьков попутно с водой, поскольку из-за противодействия побудительной силы циркуляционного насоса они не выплывут «против течения», как это происходит в системе с естественной циркуляцией.

Следовательно, верхняя точка системы получится на максимально удаленном, а не на главном стояке. Если вы реконструируете старую систему с естественной циркуляцией в насосную, то использование данного способа является достаточно трудоемким, поскольку понадобится переделывать трубопроводы. Для создания же новой системы этот способ не оправдан в связи с наличием других, более удачных вариантов.

3) Присоединить трубу расширительного бачка рядом с всасывающим патрубком циркуляционного насоса. То есть при реконструировании старой системы с естественной циркуляцией нужно просто отрезать бачок от подающей магистрали и перестыковать на обратку позади насоса, создав для него наиболее благоприятные условия.

4) Отойти от привычной схемы, при которой насос размещается на обратке, и включить его в магистраль «подачи» сразу за точкой присоединения расширительного бачка, что является самым простым способом реконструирования системы с естественной циркуляцией: ничего больше не надо переделывать, только врезать насос в трубу подачи. Но следует быть очень внимательным при выборе насоса, так как его придется размещать в неблагоприятных условиях высоких температур, а насосу надлежит надежно работать в течении длительного времени, что могут гарантировать лишь солидные фирмы-изготовители.

Производители современной сантехнической и отопительной арматуры дают возможность произвести замену расширительных бачков открытого типа на закрытые. Закрытый бачок не позволяет жидкости системы соприкасаться с воздухом, а это исключает испарение теплоносителя и его обогащение кислородом. Что, в свою очередь, позволяет снизить потери тепла и воды, а также способствует уменьшению внутренней коррозии отопительных приборов. Кроме того, в закрытом бачке исключено выливание жидкости наружу.

Экспанзомат, или расширительный бачок закрытого типа представляет собой капсулу овальной (шарообразной) формы, герметичная мембрана внутри которой делит ее на 2 части: воздушную и жидкостную. В воздушной части корпуса находится закачанная под давлением азотосодержащая смесь. До того момента, когда отопительная система заполнится водой, давление газовой смеси внутри бачка обеспечивает плотное прижатие диафрагмы к водяной части бачка. Нагревшаяся вода создает рабочее давление и увеличивает объем теплоносителя, в результате чего происходит выгибание мембраны бачка в сторону его газовой части. Когда рабочее давление и объем воды становятся максимальными, водяная часть бачка заполняется и газовая смесь максимально сжимается.

На случай продолжающегося повышения давления и, как следствие, растущего объема теплоносителя, предусмотрен предохранительный клапан, который и срабатывает в данной ситуации, сбрасывая воду. Полезный объем бака должен быть как минимум равен объему температурного расширения теплоносителя, при этом необходимо уравнять статическое давление столба теплоносителя в системе и предварительное давление в газовой части бака. Данные меры по подбору давления газовой смеси дают возможность мембране находиться в равновесии при включенной, но не заполненной отопительной системе.

Установка бачка закрытого типа может производиться в любой точке системы, но обычно он устанавливается рядом с котлом, поскольку нужно, по возможности, обеспечивать минимальную температуру жидкости в точке установки расширительного бачка. А как нам уже известно, лучшая точка установки циркуляционного насоса — сразу за расширительным бачком. В этой точке условия для работы насоса (как и в целом для отопительной системы) являются наиболее благоприятными. Однако такая схема отопительной системы имеет две проблемы: удаление воздуха и повышенное давление в котле. Конструкция систем с открытым расширительным баком предусматривает удаление воздуха противотоком через расширитель (в системе с естественной циркуляцией) либо попутно (системы с насосной циркуляцией).

В системе с закрытым баком подобного нет, она является полностью замкнутой и воздух не имеет выхода наружу. Воздушные пробки удаляются через установленный в верхней точке трубопровода автоматический прибор — спускник воздуха, снабженный поплавком и запорным клапаном. С увеличением давления выше определенного, клапан срабатывает и происходит стравливание воздуха в атмосферу. Альтернативой является установка на каждый радиатор отопления крана Маевского: детали, установка которой на служит для удаления воздушных пробок непосредственно из радиатора. Иногда краны Маевского входят в комплект радиаторов, но обычно предлагаются отдельно.

Воздухоотводчики действуют по следующему принципу: за счет отсутствия воздуха, находящийся внутри прибора поплавок не позволяет выпускному клапану открыться. По мере увеличения количества воздуха в поплавковой камере, понижается уровень воды в воздухоотводчике, что приводит к опусканию поплавка и открытию выпускного клапана, выпускающего в результате этого процесса воздух в атмосферу. Выход воздуха приводит к повышению уровня воды в воздухоотводчике и всплытию поплавка, в результате чего выпускной клапан закрывается. Этот процесс идет до того момента, пока снова не соберется достаточно воздуха в поплавковой камере, чтобы понизить уровень воды, опустив поплавок.

Существуют различные по конструкции, форме и размерам автоматические воздухоотводчики, в том числе и устанавливаемые как непосредственно на радиаторах (Г-образной формы), так и на магистральных трубопроводах. В сравнении с автоматическими воздухоотводчиками, кран Маевского представляет собой обычную пробку, имеющую канал для отвода воздуха и ввернутый в него конусный винт. Путем выворачивания винта обеспечивается выход воздуха наружу через освободившийся канал. Выпускаются и воздухоотводчики с перекрывающим канал сброса воздуха металлическим шариком вместо конусного винта.

В качестве альтернативы автоматическим воздухоотводчикам и крану Маевского в отопительную систему включается сепаратор воздуха: основанный на применении закона Генри прибор. Как известно воздух в отопительных системах присутствует отчасти в растворенном виде, а отчасти — в микропузырьках. Проходящая через систему вместе с воздухом вода оказывается в областях различных температур и давлений. Согласно закону Генри, воздух в одних областях выделяется из воды, а в определенных областях — растворяется в ней. Находясь в котле, теплоноситель подвергается нагреву до высоких температур, в результате чего именно в нем из содержащейся в воздухе воды высвобождается максимальное количество воздуха в виде микропузырьков. Если их тотчас не отвести, то произойдет их растворение на других участках системы, где температура ниже. При удалении пузырьков сразу за котлом, на выходе сепаратора получается обезвоздушенная вода, поглощающая воздух на разных участках системы.

Комбинация котла и сепаратора воздуха позволяет использовать вышеописанный эффект, для того, чтобы поглотить воздух в системе и вывести его в атмосферу. Этот процесс идет постоянно, вплоть до полного вывода воздуха из системы. Сепаратор воздуха работает на основе принципа слияния микропузырьков. Иными словами, это значит, что происходит прилипание мельчайших пузырьков воздуха к поверхности специальных колец. Микропузырьки собираются вместе, образуя большие пузырьки, отделяющиеся и всплывающие в воздушную камеру сепаратора. Проходя через кольца, поток жидкости расходится в разных направлениях, а конструкция колец обеспечивает вступление проходящей через нее жидкости в контакт с поверхностью колец, что делает возможным прилипание мельчайших пузырьков и их слияние.

Возвращаясь к циркуляционному насосу, не лишним будет отметить следующее. В отопительных системах с протяженными трубопроводами и, как результат, большими гидропотерями, зачастую есть потребность в довольно мощных циркуляционных насосах, создающих на нагнетающем патрубке давление, превышающее то, на которое рассчитан отопительный котел. Проще говоря, если разместить насос на обратке непосредственно перед котлом, высок риск, что потекут соединения в теплообменнике котла. Чтобы не допустить этого, мощные циркуляционные насосы устанавливаются за котлом, а не перед ним, то есть на подающем трубопроводе. В этой связи возникает вопрос: где следует установить сепаратор — перед насосом или за ним? Ведущие изготовители систем отопления после тщательного изучения этого вопроса пришли к выводу, что сепаратор следует размещать перед насосом, чтобы предохранить его от повреждений пузырьками воздуха.

avtonomny-dom.ru

Из чего состоит система и как она работает

Чтобы тепло поступало от котельной к приборам отопления, в водяной системе используется посредник – жидкость. Теплоноситель такого типа перемещается по трубопроводу и нагревает помещения в доме, причем все они могут иметь разную площадь. Этот фактор делает популярной подобную систему отопления.

Движение теплоносителя может осуществляться естественным путем, в основе циркуляции лежат принципы термодинамики. Благодаря разной плотности холодной и нагретой воды и уклону трубопровода вода движется по системе.

Одним из важных элементов системы отопления является открытый расширительный бачок, сюда поступает лишняя нагретая жидкость. Именно этот элемент стабилизирует давление теплоносителя. Главное условие – бак следует располагать в самой верхней точке отопительной системы.

Открытое теплоснабжение функционирует по следующей схеме:

• В котле нагревается вода и подается к приборам отопления в каждое помещение дома.
• На обратном пути лишняя жидкость уходит в расширительный бак, ее температура понижается, и вода обратно возвращается в котел.

Системы отопления однотрубного типа подразумевает использование одной магистрали для подачи и обратки. Двухтрубные системы имеют независимую подающую и обратную трубу. При решении самостоятельно монтировать систему отопления лучше выбрать однотрубную схему, она более проста, доступна и имеет элементарную конструкцию.

Однотрубное теплоснабжение состоит из следующих элементов:

• Котел отопления.
• Батареи или радиаторы.
• Расширительный бачок.
• Трубы.

Упрощенная схема подразумевает использование вместо радиаторов трубы сечением 80-100 мм, но следует учитывать, что такая система менее эффективна в эксплуатации.

Двухтрубная открытая система отопления с насосом более затратная в материальном плане и характеризуется сложным монтажом. Однако в этом случае практически устраняются все недостатки однотрубной системы, что позволяет компенсировать расходы и сложность устройства. Все приборы отопления получают теплоноситель с одинаковой температурой, при этом остывшая жидкость направляется в обратку.

Особенности обустройства и эксплуатации

Если выбор сделан в пользу отопления с насосом и расширительным баком, то при обустройстве теплоснабжения в доме следует принять во внимание некоторые ее особенности:

• Чтобы теплоноситель нормально циркулировал, котел следует расположить в самой низкой точке системы, а расширительный бак – в самой верхней точке.
• Лучше всего поместить расширительный резервуар на чердаке дома. Если это помещение не отапливается, то емкость и стояк требуют хорошей теплоизоляции в холодное время года.
• Система должна иметь минимальное количество поворотов, соединений и фасонных элементов.
• Из-за медленной циркуляции теплоносителя в системе нельзя допускать сильного нагревания. Кипение воды значительно снижает срок эксплуатации приборов отопления и труб.

• Если в зимнее время не планируется эксплуатация отопительной системы, то жидкость в обязательном порядке сливают. Это поможет избежать разрушения труб, батарей и котла.
• Очень важно постоянно следить за уровнем воды в расширительном бачке, и при необходимости добавлять жидкость. Не соблюдение этого правила приведет к образованию воздушных пробок, следовательно, приборы отопления будут работать менее эффективно.
• Оптимальный вариант теплоносителя – вода, так как антифриз характеризуется высокой токсичностью, что делает невозможным его использование в открытых отопительных системах. Такой вариант допускается применять при отсутствии возможности сливать теплоноситель зимой.

При сборке отопительной системы, включая схему отопления гаража с циркуляционным насосом, важно правильно рассчитать сечение труб и степень их уклона. Эти значения регламентируются СНиП 2.04.01-85. В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, трубы имеют большее сечение, чем в отоплении с принудительной циркуляцией. При этом в первом случае длина труб намного меньше. Что касается уклона, то его рекомендуется делать в системах с естественной циркуляцией жидкости, при этом регламентирующие документы устанавливают уклон 2-3 мм на один метр контура.

Схемы открытых систем отопления

В отопительных системах открытого типа теплоноситель может циркулировать двумя способами. В первом случае движение осуществляется естественным путем, его второе название гравитационная циркуляция. В отоплении открытого типа с насосом дополнительное оборудование заставляет перемещаться жидкость, такой вариант называют принудительным или искусственным перемещением. Выбирать тот или иной способ нужно в зависимости от площади помещения, количества этажей и используемого теплового режима.

Гравитационная циркуляция

В системах, где теплоноситель циркулирует естественным образом, нет механизмов, способствующих перемещению жидкости. Процесс осуществляется благодаря расширению нагретого теплоносителя. Чтобы схема такого типа эффективно работала, устанавливают разгонный стояк высотой 3,5 метра и более.

Магистраль в системе отопления с естественной циркуляцией жидкости имеет некоторые ограничения по длине, в частности она не должна превышать 30 метров. Следовательно, такое теплоснабжение может использоваться в небольших строениях, оптимальным вариантом в этом случае считаются дома, площадь которых  не превышает 60 м². Высота дома и количество этажей также имеют большое значение при монтаже разгонного стояка. Следует учитывать еще один фактор, в системе отопления естественного циркуляционного типа теплоноситель должен нагреваться до определенной температуры, при низкотемпературном режиме необходимое давление не создается.

Схема с гравитационным движением жидкости имеет определенные возможности:

• Сочетание с системами теплого пола. В этом случае на водяном контуре, ведущем к нагревательным элементам, устанавливают циркуляционный насос. В остальном функционирование осуществляется в обычном режиме, не прекращаясь даже при отсутствии электроснабжения.
• Работа с бойлером. Установка прибора осуществляется в верхней части системы, но на более низком уровне, чем расположен расширительный бак. В некоторых случаях на бойлер устанавливают насос, чтобы он работал в бесперебойном режиме. Однако стоит понимать, что в такой ситуации система становится принудительной, что делает необходимым монтаж обратного клапана для предотвращения рециркуляции жидкости.

Системы с искусственным побуждением движения теплоносителя

Схемы открытой системы отопления с насосом в любом случае подразумевают использование соответствующего прибора. Это позволяет увеличить скорость перемещения жидкости и сократить время на обогрев дома. Поток теплоносителя в этом случае движется со скоростью около 0,7 м/с, поэтому теплоотдача становится более эффективной и все участки системы теплоснабжения прогреваются одинаково.

В процессе монтажа системы отопления открытого типа с насосом следует учитывать несколько особенностей:

• Наличие встроенного циркуляционного насоса требует подключения к системе электропитания. Для бесперебойной работы при аварийном отключении электричества насос рекомендуется устанавливать на байпас.
• Насосное оборудование должно стоять на обратной трубе перед входом в котел, на расстоянии до 1,5 метров от него.
• Насос врезается в трубопровод с учетом направления движения теплоносителя.

Установка насоса также имеет свои особенности, он располагается на обводной трубе между двумя отсекающими кранами. Если есть электричество в сети, необходимое для работы насосного оборудования, то краны перекрывают. В этом случае теплоноситель проходит через обводное колено с циркуляционным насосом. При отсутствии напряжения вентили открывают, позволяя системе работать в гравитационном режиме.

Разводка труб в системе теплоснабжения

Схема открытой системы отопления с циркуляционным насосом  должна быть не только эффективной и экономичной, она должна гармонично вписываться в интерьер помещения, не снижая его эстетических характеристик. Для этой цели используются различные разводки труб и расположения приборов отопления, выбор которых зависит от конструктивных особенностей помещения и его площади.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления

В любой системе теплоснабжения вода нагревается в котле, затем поступает в приборы отопления, после чего по обратной трубе возвращается в котел. Однако такое движение теплоносителя может осуществляться разными способами.

Однотрубная система предполагает движение жидкости по одной трубе большого диаметра, причем все отопительные приборы располагаются на этой же магистрали.

Однотрубная система отопления с естественным движением теплоносителя имеет несколько преимущественных моментов:

• Использование минимального количества расходных материалов.
• Простой монтаж всех элементов и их соединение.
• Минимальное количество труб в помещении.

Из недостатков такой схемы разводки труб следует обратить внимание на неравномерный прогрев батарей. При удалении от газового котла для открытой системы отопления батареи нагреваются меньше, соответственно снижается их теплоотдача.

Двухтрубная система завоевывает все большую популярность. Благодаря тому, что приборы отопления соединены и с подающей, и с обратной трубой, система образует своеобразное замкнутое кольцо.

Среди преимуществ такой схемы можно отметить следующее:

• Равномерный прогрев всех отопительных приборов.
• Для каждого радиатора может устанавливаться индивидуальная температура.
• Высокая надежность отопительной системы.

Из минусов двухтрубной системы отопления выделяется более сложная установка веток коммуникации внутри помещения и значительные вложения и трудозатраты.

Способы подачи теплоносителя

Трубопровод, по которому подается горячая жидкость, можно разместить несколькими способами. В зависимости от этого подводка делится на верхнюю и нижнюю.

Верхняя разводка подразумевает подачу горячего теплоносителя по основному стояку и распределение по радиаторам через разводящие трубы. Такую систему лучше всего использовать в частных жилых строениях и коттеджах высотой в один или два этажа.

Более эффективной и практичной считается отопительная система с нижней разводкой. В этом случае подающая и обратная труба располагаются рядом, причем теплоноситель движется снизу вверх. Горячая вода проходит через отопительные приборы и возвращается в котел для открытой системы отопления по обратной трубе. Для предотвращения скопления воздуха в системе отопления на каждый радиатор устанавливают кран Маевского.

Магистральные стояки

В зависимости от расположения магистральных стояков разводка может быть вертикальной или горизонтальной.

В первом случае радиаторы на каждом этаже подключаются к вертикальному стояку. Такая система имеет свои особенности:

• Воздушные пробки не образуются.
• Эффективный обогрев строений высотой в несколько этажей.
• Возможность подключения радиаторов отопления на каждом этаже.
• более сложная установка теплосчетчиков в квартирах многоэтажных домов.

При горизонтальной разводке все радиаторы этажа подключаются к единому стояку. Главное преимущество подобной схемы заключается в использовании меньшего количества материалов для монтажа и соответственно более низкой стоимости системы.

Монтаж системы теплоснабжения с естественной циркуляцией

Обустройство отопительной системы всегда начинается с разработки проекта, в случае с самотечной системой проектированием должен заниматься специалист-теплотехник.  В документах подобного типа необходимо указать вид отопительной системы, способ подключения приборов отопления и их количество, вид циркуляции жидкости, параметры оборудования и протяженность магистрали.

Необходимые расчеты

Очень важно правильно выполнить гидравлические расчеты, на их основании подбирается диаметр трубы для схемы отопления открытого типа с насосом.

Чтобы рассчитать циркуляционное давление, следует учитывать следующие параметры:

• Расстояние от центральной оси котла до центра отопительного прибора. Чем больше это значение, тем стабильнее циркулирует теплоноситель.
• Давление воды на выходе из котла и на входе в него. Циркуляционный напор определяется разницей температуры жидкости.

Диаметр трубопровода во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Стальные трубы для системы отопления должны иметь сечение не меньше 5 см. После разводки можно использовать трубы меньшего диаметра, а вот разводка, наоборот, должна расширяться.

Параметры расширительного бачка также имеют большое значение. Для эффективной работы системы следует использовать резервуар, объем которого составляет около 5% от объема всей жидкости в системе. Пренебрежение этим правилом может стать причиной разрыва труб или выплескиванию излишков воды.

Комплектация системы

Отопление открытого типа в частном доме требует установки котла, который работает на твердом топливе или мазуте. Дело в том, что такой тип отопления характеризуется периодическим образованием воздушных пробок, которые могут стать причиной аварии при использовании электрических и газовых котлов.

Рассчитать мощность котла отопления можно по стандартной схеме, согласно которой для обогрева 10 м² площади помещения требуется 1 кВт энергии плюс 10-30% в зависимости от качества теплоизоляции.

В качестве материала для расширительного резервуара не стоит использовать полимеры, оптимальным вариантом в этом случае будет сталь. Объем бака зависит от площади отапливаемого помещения, к примеру, в системе теплоснабжения небольшого строения высотой в один этаж может использоваться расширительный бачок на 8-15 литров.

Что касается труб для схемы системы отопления с циркуляционным насосом, то в этом случае могут использоваться следующие материалы:

• Сталь. Для такого трубопровода характерна высокая теплопроводность и устойчивость к высокому давлению. Однако монтаж имеет некоторые сложности и требует использования сварочного оборудования.
• Полипропилен. Такая система отличается не сложным монтажом, прочностью и герметичностью, она способна выдерживать температурные колебания. Полипропиленовые трубы характеризуются безупречной эксплуатацией на протяжении четверти века.
• Металлопластик. Трубы из этого материала устойчивы к коррозии, на их внутренних стенках не образуются отложения, препятствующие естественному движению теплоносителя. Однако стоимость такой системы достаточно высокая, а срок ее эксплуатации составляет всего 15 лет.
• Медь. Трубопровод из меди считается самым дорогим, но он отлично переносит высокую температуру, до +500 градусов, и характеризуется максимальной теплоотдачей.

Отопительные приборы в открытой системе теплоснабжения должны быть достаточно прочными, поэтому следует выбирать металлы с подобными свойствами. Наибольшей популярностью пользуются стальные радиаторы, что объясняется оптимальным сочетанием внешнего вида моделей, их цены и тепловой мощности.

Последовательность действий при самостоятельном монтаже системы

Обустройство отопительной системы открытого типа подразумевает последовательное выполнение следующих работ:

• Установка отопительного котла. В зависимости от габаритов оборудование надежно и прочно фиксируют на полу или закрепляют на стене.
• Разводка труб. Трубопровод монтируется в соответствии с ранее составленным проектом и выбранной схемой. На этом этапе нельзя забывать о рекомендованном уклоне по всему контуру.
• Монтаж приборов отопления и их подключение к общему трубопроводу.
• Установка расширительного бачка и его теплоизоляция (при необходимости).
• Соединение элементов системы.
• Тестовый запуск, в процессе которого выявляются места не плотного соединения.
• Начало работы отопительной системы.

На выходе из котла рекомендуется установить температурный датчик, с помощью которого контролируется эффективность работы системы теплоснабжения открытого типа.

Особенности систем с принудительной циркуляцией теплоносителя

Для качественной и эффективной работы принудительной схемы системы отопления открытого типа с насосом требуется монтаж соответствующего оборудования. При этом необходимо правильно выбрать насос и место для его установки.

Правила выбора насоса

Прибор выбирают по двум основным характеристикам: мощность и напор. Эти параметры напрямую зависят от площади отапливаемого строения. В большинстве случаев для ориентира берут следующие значения:

• Для системы, обогревающей площадь 250 м², требуется насос мощностью 3,5 м³/ч и напором в 0,4 атмосферы.
• Для площади до 350 м² лучше выбрать оборудование, мощность которого составляет 4,5 м³/ч и напор 0,6 атм.
• Если строение имеет большую площадь, до 800 м², то рекомендуется использовать насос мощностью 11 м³/ч  с напором более 0,8 атмосфер.

Если более тщательно подходить к выбору насосного оборудования, то во внимание принимаются дополнительные параметры:

• Длина трубопровода.
• Тип отопительных приборов и их количество.
• Диаметр труб и материал, из которого они изготовлены.
• Тип котла отопления.

Врезка насоса  в отопительный контур

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать на обратной трубе, в этом случае через прибор будет проходить уже остывшая жидкость. Однако при использовании более современных моделей, которые выполнены из термостойких материалов, не исключена врезка на подающую магистраль. В любом случае устанавливаемое оборудование не должно нарушать циркуляцию теплоносителя.

Существует несколько вариантов изменения гравитационной схемы в принудительный вариант:

1. Установка расширительного бачка на более высоком уровне. Этот вариант можно назвать самым простым, однако для этого потребуется высокое чердачное помещение.
2. Расширительный бак переносят на дальний стояк. Если использовать этот способ для реконструкции старой системы, то потребуется много сил и времени. Если по этой схеме обустраивать новую систему, то она не оправдает себя.
3. Размещение стояка расширительного бака в непосредственной близости к колену, на котором расположен насос. В этом случае трубу с резервуаром вырезают с подающей магистрали и врезают ее на обратной трубе за насосом.
4. Врезка насоса в подающую магистраль. Этот способ считается самым оптимальным вариантом реконструкции отопительного контура. Однако следует помнить, что не каждый прибор может выдержать высокую температуру.

Чтобы система отопления с открытым расширительным баком и насосом работала эффективно, важно правильно выбрать схему, рассчитать параметры всех составляющих элементов, подобрать соответствующее оборудование и последовательно выполнять монтажные работы.

teplospec.com

Другие статьи по теме:

Экономичное отопление частного дома Что такое отопление агв Однотрубное отопление схема и порядок монтажа Компрессор для промывки отопления Расход газа Установка отопления в квартире