Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией схема

Особенности применения однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Однотрубная теплосистема – простой и удобный способ обогрева жилых помещений. Экономичная, легкая в эксплуатации и не столь громоздкая, она, тем не менее, подойдет не для всякого помещения.

В чем отличие однотрубной схемы от двухтрубной

Системы водяного отопления подразделяются на две категории: одно- и двухтрубные. Основные отличия данных вариантов заключаются в последовательности присоединения батарей к магистрали.

• Однотрубная схема. Представляет собой замкнутую кольцевую структуру. Трубопроводная ветка идет от нагревательного котла, а радиаторы подсоединяются к ней последовательно. Такая схема легко монтируется, позволяет экономить на комплектующих и стоимости установки. Из очевидных минусов отметим неравномерный прогрев радиаторов – самый дальний от котла элемент будет всегда самым холодным.
• Двухтрубная схема. Здесь движение теплоносителя идет по двум контурам. По одному разогретая жидкость доставляется от котла в батареи, по второму – остывший носитель возвращается в котел. Здесь радиаторы подключаются параллельно, что позволяет подавать в них жидкость практически одной температуры. Остывший носитель из радиаторов собирается в обратный контур, по которому вновь идет к котлу. Цикл повторяется.

Обратите внимание! Однотрубный контур отопления может иметь исключительно верхнюю разводку.

Использование двухтрубных схем оправдано для обогрева многоэтажных жилых помещений, либо территорий большой площади (150 и более кв.м.). В иных случаях для комфортного проживания будет достаточно однотрубной разводки, которая и смотреться будет гораздо эстетичнее.

Устройство однотрубной системы

Любая система отопления имеет в конструкции следующие элементы:

• Котел. Бывает электрическим, газовым, работающим на твердом топливе.
• Теплоотдающие устройства. Это могут быть радиаторы, петли теплого пола.
• Расширительный бак. Нужен для компенсации избыточного давления, неизбежно создаваемого любым нагретым теплоносителем.
• Приспособление для циркуляции рабочей среды. Насос, либо разгонный участок трубопровода.
• Трубы, соединительные фитинги, запорная и регулирующая арматура.

В однотрубном варианте предусмотрена только одна трубопроводная ветка, совмещающая функции подающего и обратного контура. Магистраль берет начало от котла, последовательно проходя через радиаторы и сообщая им часть тепловой энергии. Пройдя контур, остывшая жидкость вновь попадает в котел.

Что касается неизбежного дисбаланса степени нагрева радиаторов по длине трубопровода, то этот эффект можно попробовать свести к минимуму. Один из способов подразумевает пропорциональное увеличение количества секций на последних в схеме радиаторах. Это увеличит их мощность и позволит выровнять уровень прогрева помещений.

Другой способ заключается в рациональном планировании очередности прохождения теплоносителя по помещениям. Начинать лучше с угловых комнат, спален и детских. В последнюю очередь трасса заходит в нежилые помещения.

Зачем нужна принудительная циркуляция

В системах самотечного типа движение жидкости по трубам осуществляется согласно законам физики, что не всегда обеспечивает ожидаемый эффект. Если включить в схему водяной насос и сделать процесс циркуляции более интенсивным и управляемым, можно значительно увеличить производительность теплосистемы.

Если в маленьком помещении сравнительно нетрудно обеспечить трубопроводу уклон, необходимый для самостоятельного тока жидкости, то в многоэтажных или больших по площади домах выполнить это условие иногда бывает невозможно.

Между тем, нарушение циркуляции чревато серьезными последствиями: появлением воздушных пробок и перегревом носителя в котле. Итогом может стать повреждение отдельных узлов системы.

Плюсы и минусы принудительной системы

Устройство теплосистемы с принудительной циркуляцией помогает нивелировать недостатки самотечной схемы, значительно расширяя эффективность системы в целом:

• Интенсивность циркуляции рабочей среды определяется насосом, и не находится в прямой зависимости от степени прогрева.
• Равномерное распределение теплоносителя по всем радиаторам позволяет использовать при монтаже трубы меньшего сечения, экономя в процессе строительства и выигрывая в эстетической составляющей.
• Появляется возможность регулировать режим и интенсивность обогрева.
• Увеличивается максимально допустимая длина контура.
• Допускается любое расположение трубопровода – вертикальное, горизонтальное, комбинированное.

Недостатки у вариантов с принудительной циркуляцией не столь критичные, но о них непременно стоит упомянуть:

• Зависимость от источника электропитания. Для работы всякого насоса потребуется электричество. Если дом регулярно подвергается отключениям электроэнергии, стоит предусмотреть возможность переключения на альтернативный источник питания. В противном случае, при сильных отрицательных температурах, можно за несколько часов разморозить теплосистему и столкнуться с необходимостью дорогостоящего ремонта. Источником электричества может выступить автономный генератор, либо более компактный элемент бесперебойного питания, оборудованный аккумулятором. Еще один вариант – спроектировать систему таким образом, чтобы в случае необходимости она функционировала как самотечная.
• Шум от насоса. Современные модели устройств работают почти бесшумно, а вот устаревшие модели иногда шумят очень сильно. Чтобы уменьшить дискомфорт, прибор помещают в изолированное помещение.

Чтобы во время ремонта или замены насоса не возникла необходимость сливать из системы всю жидкость, устройство включают в схему с запорной арматурой и байпасами.

Это важно! Циркуляционный насос монтируется в обратный контур, куда теплоноситель поступает остывшим. Горячая жидкость гарантированно уменьшит срок эксплуатации насоса.

Открытая и закрытая система отопления

В целях компенсации излишнего давления теплоносителя и минимизации его резких скачков в системе присутствует расширительная емкость. При нагревании жидкости, ее объем возрастает, а излишки уходят в бак. По мере остывания, жидкость вновь возвращается в систему. Различают два вида таких конструкций.

Расширительный бак открытого типа

Открытая (полностью, либо частично) емкость устанавливается сразу после котла в наивысшей точке магистрали. Для страховки от переполнения монтируется отвод, по которому излишки теплоносителя выводятся на улицу, либо в канализацию.

В одноэтажных строениях расширительный бак удобно устанавливать на чердаке. Если чердак не отапливается, бак следует дополнительно утеплить.

В таких схемах горячий теплоноситель постоянно контактирует с воздухом, что приводит к испарению и, как следствие, появлению ряда негативных моментов:

• Объем воды в баке придется постоянно контролировать, а при необходимости – пополнять.
• Трубопровод должен идти под уклоном, чтобы воздушные пробки стравливались в бак.
• В качестве рабочей среды можно использовать не все жидкости. Так, антифриз при испарении выделяет вредные для здоровья химические соединения.
• Кислород приводит к образованию коррозии на металлических элементах теплосистемы.

Впрочем, у таких решений имеются и явные преимущества:

• Отпадает необходимость контроля уровня давления.
• Пополнять объем теплоносителя очень просто.
• Незначительные протечки не будут препятствием для нормального функционирования системы.

Расширительный бак закрытого типа

Емкость выполняется в виде прочного герметичного бака, внутреннее пространство которого разделено на два отсека. Один соединен с магистралью, другой – заполнен воздухом. Нагреваясь, жидкость увеличивается в объеме и продавливает мембрану, сжимая воздух в камере. При охлаждении, напротив, давление жидкости падает и уже мембрана давит на теплоноситель, вытесняя его обратно в трубопровод.

Обратите внимание! Каждый бак закрытого типа оснащается аварийным клапаном. Если давление превышает предельное значение, через него легко стравить воздух и защитить емкость от разрушения.

Закрытую емкость допускается устанавливать на любом участке теплосистемы, но чаще это делается на обратной ветке, перед котлом. В этом месте узел проще контролировать и обслуживать.

Причины отсутствия циркуляции: как решить проблему

В нормальном режиме циркуляция теплоносителя идет непрерывно, обеспечивая равномерный прогрев батарей. Однако, даже при наличии насоса этот процесс может оказаться затрудненным, вплоть до полной остановки.

Причин этому может быть несколько:

• Поломка или снижение мощности насоса.
• Завоздушивание системы.
• Засорение отдельных участков трубопровода.
• Наличие протечек.
• Неподходящий диаметр труб.

Чтобы избежать таких неприятностей следует крайне ответственно подойти к проектированию теплосистемы. Расчет гидравлических параметров стоит доверить профессионалу.

С засорами помогут справиться фильтры грубой очистки (особенно важно установить эти узлы перед насосом и котлом).

Стравить скопившийся воздух помогут краны Маевского.

Протечки на открытых участках магистрали обнаружить и ликвидировать относительно несложно.

При скрытом способе прокладке трубопровода, возможно, придется обратиться к специалистам.

Однотрубная система отопления частного дома с принудительной и естественной циркуляцией

Установка отопительных коммуникаций – один из ключевых вопросов при строительстве частного дома. Самой эффективной, простой и экономичной считается однотрубная система отопления. В отличии от двухтрубной, такой тип системы исключает наличие раздельных труб для прямой и обратной магистрали. Безусловно, у однотрубного отопления есть и весомые недостатки, но их при правильном подходе к монтажу можно успешно нейтрализовать.

Однотрубные системы отопления чаще устанавливают в небольших частных домах

Преимущества и недостатки однотрубных систем отопления

Частое использование однотрубных систем при устройстве отопления можно объяснить наличием таким преимуществ:

• экономия при покупке комплектующих и материалов. Для однотрубной разводки нужно примерно на 30-40% меньше длины труб по сравнению с двухтрубной системой;
• простота монтажа. Для оборудования такой системы не требуется специальных навыков, справиться с монтажными работами можно без помощи строительной бригады. Временные затраты на установку также будут минимальными.
• долговечность и надежность. Простота схемы однотрубного отопления объясняет отсутствие проблем, связанных с регулировкой и настройкой системы в процессе эксплуатации.
• эстетичность. Магистральную трубу спрятать достаточно просто — в напольное покрытие или под плинтус, так как она в большинстве случаев будет проходить вдоль пола. Перед укрытием трубы необходимо позаботиться о её теплоизоляции.

Использование системы с принудительной циркуляцией имеет и некоторые негативные моменты:

• отсутствие равенства температур воды во всех участках контура. Температура радиатора, находящегося ближе к котлу, будет более высокой, чем температура каждого последующего сегмента в цепи. Радиатор, находящийся ближе всего к котлу с обратной стороны, в итоге, будет самым холодным.
• невозможность врезки в однотрубную систему контура «теплого пола».

Подвод труб к батарее в однотрубной системе легко спрятать в пол или стену, чтобы помещение выглядело эстетично

Полезный совет! Если планируется обогрев какой-либо из комнат посредством системы «теплых полов», лучше изначально прибегнуть к двухтрубному отоплению.

Однотрубные системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией: основные отличия

Способ циркуляции горячей воды в системе определяет её тип: принудительный или естественный. Система отопления с принудительной циркуляцией работает за счет насоса, который устанавливается в обратной части магистрали перед входом в котел. Циркуляционный насос создает оптимальный уровень давления, благодаря которому температура горячей воды сохраняется на всех участках системы.

Отопление с естественной циркуляцией использует физические свойства воды. Горячая жидкость, имеющая меньшую массу и плотность, поднимается по трубам, попадая в радиаторы. В это время более тяжелая холодная вода попадает в котел, где снова нагревается. Преимуществом отопления с естественной циркуляцией является бесперебойная работа системы, не зависящая от подачи электричества.

Основным недостатком, в связи с которым тип отопления с естественной циркуляцией не получил широкого распространения, является ограниченность длины системы. Протяженность контура, при которой система будет работать оптимально, не должна превышать 30 метров. Установка системы с естественной циркуляцией возможна только при использовании маломощного котла, тяги которого будет хватать для отопления небольших помещений.

В системе с принудительной циркуляцией за движение теплоносителя по трубам отвечает насос, который устанавливается поблизости от котла

Применение естественной циркуляции в больших одноэтажных домах становится невозможным также по причине требования к уклону магистральной трубы. Минимальным уклоном является 3-5 градусов. Это значит, что на каждый метр трубы необходимо осуществить перепад высоты в 5-7 см.

Важно! В случае с принудительной циркуляцией уклон трубы будет гораздо меньшим. С помощью насоса горячая вода будет равномерно распределяться по системе, имеющей перепад высоты в пределах 0,5 см на каждый погонный метр трубы.

Помимо этого, принудительная циркуляция позволяет решить следующие вопросы:

• обеспечение полного контроля над рабочими процессами в системе отопления;
• применить более простую нижнюю разводку системы (при естественной циркуляции возможна только верхняя разводка);
• увеличить протяженность отопительного контура.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может быть переоборудована в сеть с принудительной подачей воды.

Монтаж однотрубной системы отопления с нижней разводкой в частном доме

Если при естественной циркуляции чаще применяется верхняя разводка магистрали, в случае с принудительной циркуляцией целесообразнее использовать систему с нижней разводкой. Принудительный тип циркуляции в системе отопления подразумевает установку элементов в следующем порядке:

1. Нагревательный котел любого типа: твердотопливный, дизельный, электрический или газовый. Котел в системе с нижней разводкой должен находиться на более низком уровне, чем основная магистраль. Нет необходимости устанавливать котел в подвале, можно сделать для него углубление в полу, залитое бетонной стяжкой.
2. Разгонный коллектор – труба, возвышающаяся над основной магистралью не менее, чем на 1,5 метра. В этом сегменте осуществляется отвод отопительной трубы в расширительный бак.
3. Расширитель, необходимый для регулировки постоянного давления. Использование бака предотвращает возникновение аварийной ситуации, связанной со скачками давления. Во внутренней полости расширителя есть мембрана с воздухом с одной стороны, а с другой – выход для горячей воды. Благодаря закрытой конструкции расширителя вода не остывает при прохождении через него.
4. Трубопровод, распределенный по периметру всего отапливаемого помещения. Монтировать его можно из полипропиленовых, медных, металлопластиковых труб. Схему трубопровода рекомендуется планировать таким образом, чтобы начало контура приходилось на наиболее нуждающиеся в отоплении комнаты.
5. Радиаторы, размещенные в последовательном порядке. Для улучшения теплоотдачи и более сбалансированному прогреву секций в системе с нижней разводкой радиаторы можно подключать в диагональном порядке. При этом вход магистрали в радиатор будет находиться в верхней точке, выход – в нижней.
6. Циркуляционный насос располагается в конце контура перед входом в котел.

Чтобы предупредить скачки давления в системе, следует установить расширительный бак

Важно! Если было решено разместить расширительный бак на чердаке, необходимо уделить внимание утеплению помещения. Иначе воздушная мембрана может не справиться с сохранением тепла воды, что приведет к поломке системы.

При установке радиаторов необходимо предусмотреть возможность выпуска воздушных пробок. Краны для выхода воздуха будут размещены в верхней части батареи. Выпускать скопившийся воздух нужно перед началом каждого отопительного сезона. В системе многоэтажного дома вывод воздуха осуществляется на верхних этажах. Существуют также более дорогие- автоматические — воздухоотводчики, включающиеся самостоятельно при необходимости.

Виды однотрубной системы отопления

Допускаются различные схемы отопительных систем с предусмотренной принудительной циркуляцией.

Вертикальная. Такая схема однотрубной системы применяется для отопления многоэтажного дома. Если в частном доме расширитель устанавливается на чердачном помещении, при устройстве отопления многоэтажного дома необходимо прибегнуть к монтажу специальных перемычек на каждом этаже. Также можно увеличить количество радиаторов для нижних этажей, но такое мероприятие потребует дополнительных затрат.

Полезный совет! Вертикальный стояк многоэтажного дома исключает возможность присоединения более 10 радиаторов. В противном случае распределение температур будет крайне неравномерным: на верхнем этаже температура батарей будет превышать 100 градусов, а на нижнем едва достигнет 45 градусов.

В многоквартирных домах общий стояк («до квартиры») обычно осуществляется с помощью двухтрубной системы. На каждом этаже монтируется самостоятельная однотрубная разводка.

Горизонтальная проточная (с нижней разводкой). Самая простая схема, применяющаяся в небольших частных постройках. При этом устройстве горячая вода поступает в главную магистраль, а затем распределяется между остальными горизонтальными стояками.

В горизонтальной системе с замыкающими участками возможна установка кранов для регулировки температуры

Использование этой схемы не подразумевает регулировку температур в элементах цепи с помощью кранов.

Горизонтальная с замыкающими участками. Такой тип подключения также известен под названием «ленинградка». Это наиболее распространенная однотрубная система отопления частного дома, площадь которого не превышает 200 кв. м. Между входящими в радиатор и выходящими из него участками трубы монтируется дополнительный сегмент — байпас. Его диаметр должен отличаться от диаметра труб в основной сети на 1 размер.

Баланс температуры в системе типа «ленинградка» достигается за счет того, что часть горячего потока попадает в радиатор, а часть проходит по магистрали без задержки. На байпасах можно устанавливать регулирующие краны, позволяющие включать или отключать отдельные элементы. Эта же схема может обеспечить эффективный обогрев частного многоэтажного строения.

Как рассчитать количество радиаторов при однотрубном отоплении с нижней разводкой

Количество секций подключенных батарей при системе отопления с нижней разводкой будет строго ограничено. Оно не должно превышать регламентированные нормы. Расчеты количества радиаторов производятся с опорой на объем помещение, его особенности (количество дверей, оконных проемов, высота потолков), климатическую зону.

Количество радиаторов зависит от площади и планировки помещения

Согласно нормам СНиПа, для отопления 1 кв. м. жилого помещения, находящегося в средней климатической зоне, требуется количество тепла в диапазоне 60-100 Вт. Для территорий с более холодным климатом берутся показатели 150-200 Вт.

Если необходимо обогреть помещение площадью 18 кв. м. при усредненных показателях тепловой мощности (100 Вт), понадобится в итоге 1800 Вт (100*18=1800). Допустим, что в системе отопления будут использоваться алюминиевые радиаторы, мощность каждой секции которого составляет 190 Вт. Это значит, что для исходного помещения понадобится 9,5 секций (1800/190=9,47). Округлять результат можно в любую сторону, в зависимости от назначения отапливаемого помещения.

Чугунные радиаторы имеют наименьшие тепловые показатели – до 145 Вт, поэтому в последнее время используются мало. Биметаллические, как и алюминиевые, могут передавать тепло в количестве до 190-200 Вт.

Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией – это наилучший вариант для обустройства небольших частных домов. А сэкономит средства при отоплении помещений совсем малого размера система с естественной циркуляцией. Владельцам крупных коттеджей стоит рассмотреть возможность установки двухтрубной системы, решающей вопрос с неравномерным остыванием теплоносителя.

Системы отопления с принудительной циркуляцией

Если площадь дома достаточно большая или необходимо обеспечить обогрев двухэтажного строения, от отопительной системы с естественной циркуляцией лучше отказаться. Из-за медленного продвижения теплоносителя по трубам прогреть воздух в помещении достаточно быстро будет крайне сложно.

Такой проблемы не существует, если изначально выбрана система отопления с принудительной циркуляцией, что особенно актуально для домов, в которых проживают постоянно. Установив специальный насос, можно значительно повысить эффективность обогрева строения любой площади. Главное, чтобы выбранная схема отопления отвечала определенным требованиям.

Как работает отопление без насоса?

Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.

Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.

После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.

Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.

Принудительная циркуляция

Схема отопления с принудительной циркуляцией отличается наличием насоса. Благодаря ему теплоноситель движется по трубам с заданной скоростью, а не только под действием законов физики.

Насос создает давление, достаточное для перемещения теплоносителя, но при этом обеспечивающее равномерное распределение воды, нагретой до различной температуры.

Из чего состоит отопительная система?

Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:

• котла (твердотопливного, газового или электрического);
• расширительного бака мембранного типа;
• циркуляционного насоса, мощность которого подбирается индивидуально;
• радиаторов (батарей) отопления;
• труб;
• фитингов – переходников, используемых для соединения труб;
• кранов (шаровых и пробковых);
• обратных клапанов;
• воздухоотводов;
• фильтров, которые обеспечивают работоспособность отопительного котла и насоса;
• крепежных элементов.

При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:

• мощность приобретаемого котла и радиаторов;
• размер трубопровода;
• скорость перемещения теплоносителя.

Однотрубная схема

Однотрубная схема предполагает совмещение подающего и обратного трубопроводов. Теплоноситель подается через специальный трубопровод с запорной арматурой. Предусматривается отдельный патрубок с вентилем для слива воды в канализацию.

После нагрева в котле теплоноситель, пройдя по стоякам и радиаторам и отдав им необходимое количество тепла, поступает в насос. Последний обеспечивает нагнетание потока, движущегося к котлу.

Бак мембранного типа, который включает однотрубная система, позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций.

Такой бак может быть не только закрытым, но и открытым. Он устанавливается на верхнем (техническом) этаже здания.

Если бак закрытый, то и система отопления закрытая. Если же открытый, то и систему называют открытой.

Группа безопасности

Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:

• воздухоотвода;
• предохранительного клапана;
• манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.

Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.

Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.

Радиаторы

Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.

Разводка

Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.

Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор, позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.

Двухтрубная схема

Преимущество однотрубной схемы заключается в ее доступности. В этом случае требуется меньше труб, чем при устройстве двухтрубной, а потому ее монтаж обходится намного дешевле.

Однако эффективность последней значительно выше, за счет того, что в двухтрубной подающий и обратный трубопроводы разделены.

Такая система позволяет отремонтировать радиатор в одной комнате, не отключая отопления во всем здании, и подходит для строений любой этажности.

Принудительная лучше?

Если предстоит монтаж системы отопления одноэтажного строения, предпочтение может быть отдано системе с естественной циркуляцией. Особенно если здание находится в местности с характерными проблемами с электроснабжением.

При выборе схемы для двухэтажного дома лучше обратить внимание на систему с принудительной циркуляцией. Тем более если площадь здания большая.

Экономим на трубах

Если отдано предпочтение схеме с принудительной циркуляцией, можно не волноваться о том, какой диаметр у монтируемой трубы. За счет одинаковой скорости теплоносителя обязательно удастся обеспечить равномерный прогрев всей системы.

Именно поэтому для такой системы приобретаются более дешевые трубы. Учитывая, что их диаметр несколько меньше, трубы можно сделать практически незаметными в интерьере.

Отказ от громоздких радиаторов

При естественной циркуляции теплоносителя традиционно монтируются громоздкие радиаторы, занимающие много места. За счет большой площади такие батареи позволяют обеспечить более эффективный прогрев помещений. В системе отопления с принудительной циркуляцией предпочтение может быть отдано даже небольшой по размеру модели радиатора.

Безопасность и удобство эксплуатации

Равномерный прогрев отопительной системы способствует снижению риска повреждения ее элементов из-за значительного колебания температуры. Как следствие, снижается негативное воздействие на материал всех элементов отопительной системы, и повышается срок их службы.

Благодаря наличию кранов Маевского и специальных автоматических воздухоотводов в системе принудительной подачи теплоносителя можно не опасаться завоздушивания. Степень нагрева воды можно отрегулировать не только за счет параметров отопительного котла, но и характеристик насоса.

При естественной циркуляции радиаторы тем холоднее, чем дальше они находятся от котла. Это способствует неравномерному прогреву помещений.

Простота монтажа

Трубы необязательно укладывать под определенным углом, что делает возможным выполнение работ собственными силами. При нарушении этого правила в случае естественной циркуляции не удастся обеспечить прохождение теплоносителя по системе, а потому обогрев двухэтажного дома будет затруднен или невозможен.

О недостатках

Учитывая, что в системе присутствует циркуляционный насос, требуется обязательное подключение к электрической сети. В районах с частыми отключениями электричества этот факт может создать серьезные проблемы. При желании от этой проблемы можно избавиться, предусмотрев источник бесперебойного питания.

Также не стоит забывать о возможном увеличении расходов на оплату счетов за электричество. Для этого стоит сделать соответствующие расчеты до покупки оборудования. Иногда за счет того, что монтируются трубы, имеющие меньший диаметр, снижается расход теплоносителя.

Это, в свою очередь, ведет к снижению мощности, потребляемой котлом. Как следствие, затраты на работу насоса могут быть полностью компенсированы за счет снижения расходов на эксплуатацию котла.
Эксплуатация насоса сопровождается незначительным шумом. Если оборудование установлено в отдельном помещении, такой недостаток не заслуживает внимание. Однако для небольшого дома или однокомнатной квартиры это может стать серьезной проблемой.

Если система отопления с принудительной циркуляцией монтируется для обогрева двухэтажного строения, можно не сомневаться: в таком доме всегда будет тепло, тихо и комфортно.

Система отопления с принудительной циркуляцией

С течением времени система отопления с принудительной циркуляцией приобретает все большую популярность по сравнению со схемами, где теплоноситель движется естественным путем. Этому есть множество причин, которые мы подробно рассмотрим в данной статье. Также здесь будут представлены примеры и разновидности насосных схем для частных домов различной этажности.

Что дает принудительная циркуляция

Все преимущества систем водяного отопления, где происходит циркуляция теплоносителя с принудительным побуждением, обеспечивает один незамысловатый элемент – насос. Его ставят на подающий или обратный трубопровод непосредственно возле котла, в результате чего скорость движения воды по трубам ощутимо возрастает. Если при самотеке скорость теплоносителя составляет 0.1—0.3 м/с, то после установки насоса она повышается до 0.7—1 м/с. Это дает массу преимуществ.

Для справки. Есть мнение, что циркуляционный насос надо ставить только на обратку. Это верно лишь для систем с твердотопливным котлом, где при аварийной ситуации в агрегат может попасть пар. В остальных случаях насос можно устанавливать и на подачу.

Итак, разберем все достоинства системы с принудительной циркуляцией:

• возросла скорость воды – увеличился ее расход, значит, можно уменьшить диаметр трубы;
• время прогрева всех радиаторов уменьшается, нет инерционности;
• большая протяженность ветвей и магистралей, выбор удобного способа их прокладки. Главное, чтобы насос развивал необходимое давление;
• уклоны трасс можно соблюдать минимальные. Они нужны только для опорожнения трубопроводов;
• когда монтируется система закрытого типа, то расширительный бак можно разместить в котельной.

Список остальных преимуществ весьма обширен, перечислять их все нет необходимости. Разве что стоит упомянуть важный момент: система с принудительной циркуляцией позволяет устраивать в частных домах такой вид отопления, как теплые полы. А вот недостатков всего 2, но один из них играет важную роль. Это зависимость обогрева здания от наличия электроэнергии. Отключили ее – остановился насос – остыли батареи.

Есть и худший вариант развития событий. Твердотопливный котел после отключения электричества быстро перегреется и закипит, а дальше – взрыв. Поэтому принудительная циркуляция всегда должна обеспечиваться средствами бесперебойного питания или генератором, чтобы система отопления продолжала нормально функционировать.

Второй недостаток состоит в том, что работающий насос потребляет небольшое количество электроэнергии и случается, что иногда издает шум. Но эти нюансы малозначительны по сравнению с количеством вариантов схем отопления, которые позволяет реализовать принудительное движение теплоносителя. Вот их список:

• однотрубная;
• двухтрубная;
• коллекторная (лучевая);
• водяные теплые полы.

Примечание. Также система может быть открытой с атмосферным расширительным баком или закрытой с емкостью мембранного типа.

Элементы принудительной схемы

Вначале несколько слов об установке расширительного бака. Когда течение воды по трубопроводам обеспечивает насос, то вариантов два: поставить открытый либо закрытый бак мембранного типа (экспанзомат). Чаще применяется второй вариант – закрытая система с экспанзоматом. Причин несколько:

• через открытую емкость постоянно испаряется теплоноситель;
• открытая система насыщается кислородом из атмосферы, что ведет к коррозии стальных элементов сети и деталей котла;
• открытый бак приходится располагать на чердаке и следить за уровнем воды в нем. Когда такой возможности нет, емкость устанавливают в котельной под самым потолком.

Экспанзомат с мембраной принято располагать на обратной магистрали перед входом воды в котел и циркуляционным насосом. При этом на отводе трубы нужно ставить отсекающий кран для замены элемента в случае неисправности. Если вы уже поставили бак на подающей магистрали, — не беда, он и там будет успешно функционировать, противопоказаний к подобному размещению нет никаких.

Важно правильно подобрать насосный агрегат, обеспечивающий принудительную циркуляцию в системе отопления. Слишком мощный вызовет шум воды в трубах и станет попусту расходовать электричество, а слабый значительно снизит эффективность работы схемы. В идеале мощность насоса нужно принимать по расчету, но можно подобрать и на основании практического опыта. Он показывает, что в одноэтажном доме площадью до 150 м2 достаточно модели 25–40, при больших габаритах дома и 2 этажах – 25–55 и 32–55, свыше 2 этажей – 25–80 или 32–80.

В системах закрытого типа обязательно должна присутствовать группа безопасности, монтируемая на выходе подающего коллектора из котла. Ее задача – контроль давления и его аварийный сброс в нештатной ситуации, а также стравливание воздуха в автоматическом режиме.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

В одноэтажном частном доме может быть устроена любая отопительная схема из вышеперечисленного списка. Если здание имеет небольшую площадь (около 70 м2), то в нем будет хорошо работать и однотрубная система с принудительной циркуляцией – ленинградка. Она представляет собой одну магистраль, проходящую через все помещения и возвращающуюся обратно к котлу. Радиаторы подключены к ней один за другим, как это изображено на рисунке:

Эффективная работа однотрубной схемы зависит от количества отопительных приборов, оптимально их должно быть 4, максимум – 5. Если попытаться навесить на одну магистраль 6 или более батарей, то последние из них останутся практически холодными. В том и состоит принцип действия ленинградки: каждый радиатор получает теплоноситель разной температуры. Она понижается от первого прибора к последнему, потому что остывшая вода смешивается в трубе с горячей.

Важно. Чтобы обеспечить необходимую теплоотдачу, к батареям однотрубной системы отопления следует добавлять дополнительные секции. Подробнее на эту тему рассказано в видеоролике:

Подобных недостатков лишена двухтрубная и коллекторная схема для обогрева одноэтажного дома. Все радиаторы получат одинаково горячую воду, да и диаметр труб в этом случае будет меньше. При двухтрубной разводке горячий теплоноситель поступает к батареям по одной магистрали, а холодный идет к котлу по другой. Причем прокладывать их можно рядом, при необходимости скрывая под полом или за фальшстеной. Пример подобной схемы показан ниже:

В коллекторной двухтрубной системе с насосом, обеспечивающим принудительную циркуляцию, трубы проложены к каждому радиатору индивидуально. Распределительный узел – коллектор располагается в удобном месте дома, а трубы прячутся под полами. Принципиально схема выглядит следующим образом:

Теплые полы отличаются от предыдущего способа отопления тем, что к коллектору вместо батарей подключены греющие контуры из труб, замоноличенных в стяжке пола. Это самая дорогая из всех, но и наиболее экономичная и эффективная система с использованием принудительной циркуляции.

Схема для отопления двухэтажного дома

Для двухэтажных коттеджей существует множество различных схем, показать их все затруднительно, да и нет нужды. Поэтому ограничимся несколькими примерами. Распространенный вариант – однотрубная принудительная система с вертикальными стояками и верхней разводкой теплоносителя. Ее единственный плюс – универсальность, если выдержать все уклоны и вместо автоматического воздухоотводчика поставить вверху расширительный бак, то схема будет работать как с насосом, так и без него.

Самая популярная система отопления для двухэтажного дома – двухтрубная горизонтальная с нижней разводкой. Ее можно сделать как тупиковой, так и попутной, закрытой и открытой. Секрет популярности в надежности и эффективности ее работы, а также в доступной стоимости монтажа.

Также можно использовать коллекторный тип разводки или обогрев теплыми полами, а то и скомбинировать эти 2 схемы. На первом этаже устроить греющие контуры в стяжке пола, а на втором – поставить радиаторы и подвести к ним трубы лучевым способом. Но в любом случае распределительный коллектор придется устанавливать на каждом этаже.

Заключение

Любая система с принудительной циркуляцией теплоносителя обеспечит отопление дома лучше, чем самотечная. Более того – она и обойдется дешевле, а в интерьер впишется более гармонично. Недостаток один – зависимость от электричества, но эта проблема вполне решаема, хотя для этого и придется понести дополнительные затраты.

Схемы отопления с принудительной циркуляцией для частного дома

Если выбирается схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, в систему врезается помпа. Насос отвечает за скорость перемещения воды, а его работа зависит от электричества. Обогрев жилища можно обеспечить без циркуляционной помпы, но потребуется соблюдение уклона трубопровода, чтобы энергоноситель мог передвигаться естественным способом.

Достоинства и недостатки схемы отопления с принудительной циркуляцией

Скорость теплоносителя повышается в системе организованной подачи, увеличивается расход воды и можно уменьшить диаметр коллекторов.

• радиаторы быстрее нагреваются, отсутствует инерционность;
• ветки трубопровода делаются большей длины и прокладываются в удобных местах;
• устраивается минимальный уклон коллекторов, который требуется только для слива теплоносителя;
• расширительный бак размещается в помещении котельной;
• есть возможность подключения отопительной ветки теплого пола.

Недостатком циркуляционной системы является ее зависимость от снабжения электричеством. Остановка помпы ведет к быстрому остыванию радиаторов и перегреванию котла. Используются запасные варианты снабжения, чтобы избежать аварийной ситуации. Электрические насосы при работе шумят.

Для одноэтажного частного дома

В жилых строениях устраивается однотрубная или двухтрубная система отопления, подача воды в которой организована с помощью насоса. Снижаются трудозатраты на монтаж элементов схемы, т. к. не нужно сооружать неудобную верхнюю разводку.

Разводка труб по коллекторной схеме обеспечивает одновременный нагрев батарей, даже если они расположены далеко от котла. Насос ставится перед отопительным агрегатом на обратной ветке. Там же нужно подключить расширительную емкость, которая необходима в системе закрытого типа.

Элементы принудительной системы

Расширительный бак может быть открытого или закрытого вида (экспанзомат). Замкнутая система с компенсатором применяется чаще, т. к. в открытой схеме происходит испарение воды. В такую систему попадает атмосферный кислород и ведет к коррозии внутренних стальных деталей.

Элементы схемы системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией:

• котел на газе, твердом или жидком топливе;
• мембранный расширительный бак;
• циркуляционный насос соответствующей мощности;
• батареи;
• трубы;
• соединения и переходники;
• клапаны разного назначения, краны;
• воздухоотводчики;
• фильтры;
• крепежные приспособления.

Насосное оборудование должно обеспечивать передвижение энергоносителя, поэтому выбирается по мощности. Излишне сильный насос создает дополнительный шум и перерасходует электричество.

В закрытой магистрали предусматривается группа безопасности, которая ставится на выходе подающей ветки из отопительного агрегата. Она координирует давление и сбрасывает излишнее давление при аварийной ситуации, а в штатном режиме удаляет воздух из трубопровода.

Принцип работы

Насос в конструкции имеет корпус из нержавейки с расположенным внутри ротором и валом с крыльчаткой. Электродвигатель приводится в движение ротором. Энергоноситель всасывается с одной стороны, а с другой нагнетается в магистраль. Насос проталкивает воду, если в трубопроводе появляется сопротивление.

В принудительных системах регулируется обогрев по помещениям и по группам батарей. Продуманная система содержит многоходовые краны и клапаны, автоматические регуляторы и термостатические установки, которые облегчают управление отоплением дома.

Разбивка отопительной магистрали на участки не влияет на качество обогрева, для комнат выбираются конвекторы, радиаторы, можно подключать контуры водяного теплого пола. С организованной подачей энергоносителя можно делать множество разветвлений от основного контура и подключать отдельно разные этажи.

Варианты отопления

В частном строении можно применить одну систему обогрева или комбинировать несколько видов. Выбор определяется климатом, материалом стен здания, экономической целесообразностью.

В результате выбирается оптимальная система, соответствующая требованиям:

• использует удобное и доступное топливо;
• обслуживается и эксплуатируется недорого;
• разумно отдает полученное тепло в условиях высокой энергоэффективности дома.

Владелец рассматривает различные варианты систем в зависимости от времени пребывания в строении (дача или жилой дом). При этом учитывается мощность котла, его КПД, этажность жилища.

Однотрубная

В таких схемах не предусматривается обратная подача и прием отработанного теплоносителя. Вертикальное однотрубное отопление проще монтируется, требует меньше затрат и относится к экономичным системам. Радиаторы подсоединяются последовательно, отсутствует возможность координации нагрева в процессе работы.

Однотрубная схема требует высокого давления воды, поэтому устанавливаются более мощные насосы. Увеличение силы помпы ведет к повышению эксплуатационных затрат, увеличивает риск протечек и требует регулярного пополнения энергоносителя.

Однотрубное отопление устраивается по принципу верхнего разлива, когда расширительная емкость ставится на чердаке или в самой высокой точке помещения под потолком. Если такая система устанавливается в двухэтажном доме, требуется дополнительная автоматика для выравнивания температуры на каждом ярусе.

Двухтрубная

Такая схема способствует равномерному распределению тепла. Одна магистраль подает нагретый энергоноситель, вторая принимает его обратно. Вид позволяет устанавливать температуру в комнатах регулирующим вентилем, подходит для здания любой площади и разной этажности.

Двухтрубная система бывает:

Горизонтальная схема применяется чаще, т. к. строения имеют большую протяженность, а стояки ее разветвлений устраивают в подсобных помещениях, лестничных клетках и коридорах. Батареи одного яруса подключаются к общему стояку. В вертикальном варианте используется большее количество труб, монтаж стоит дороже, но исключается появление воздушных пробок в трубопроводах и радиаторах.

Коллекторная

В этой системе насос равномерно распределяет энергоноситель по всему дому, есть возможность регулировки температуры каждого радиатора. Коллектор соединяется с батареями с помощью трубопровода, на выходе и входе в магистраль отмечается незначительная разница обогрева. В системе используются трубы из разного материала, чаще устанавливаются металлопластиковые.

Немецкий инженер Тихельман разработал обратную систему реверсного действия, при этом изменил принцип возвратной подачи. По его методике первый теплообменник на прием горячего энергоносителя становился последним в возвращающем контуре, а первый в обратке получал нагретую воду в последнюю очередь. В итоге жидкость циркулировала во всей системе и радиаторы обогревались равномерно. Методика позволяла одинаково отапливать систему в разных точках и отказаться от использования регулирующей автоматики.

Водяные теплые полы

Система относится к низкотемпературным видам обогрева, использует энергоноситель с температурой в 2 раза меньше показателей при радиаторной схеме (+30 – 35°С и +70°С). Помещение обогревается за счет передачи тепла от труб в окружающее пространство. Под веткой ставятся материалы с низкой теплопроводностью, а над коллекторами устраиваются слои, хорошо передающие энергию.

Забор воды происходит из общей отопительной системы, температура воды регулируется автоматикой на входе в магистраль теплого пола. Такой вид обогрева выступает в качестве дополнительного или является основным в комнате. На лестничных площадках и в тамбурах не всегда есть возможность выполнить теплые полы, поэтому ставится ветка с радиаторами.

Выбор отопительного котла

Для одноэтажного частного дома оптимальна система отопления с котлом, который соответствует требуемым характеристикам и параметрам. Мощность агрегата рассчитывается так, чтобы удовлетворить потребности обогрева в жестких условиях местного климата и предусматривается небольшой запас (10 – 20%). В условиях принудительной циркуляции воды легче предусмотреть закипание воды в теплообменнике агрегата.

Параметры, учитываемые при выборе котла:

• длина трубопровода и его диаметр;
• скорость передвижения жидкости.

Электрические агрегаты не требуют устройства дымохода, просты в работе и управлении. Жидкотопливные котлы используют дизельное топливо, их устанавливают, если нет доступа к газовой магистрали и нет электричества. Газовые агрегаты экономичнее первых двух видов почти в 10 раз, но нужна подводка топлива. Твердотопливные котлы работают на коксе, угле, дровах, автоматика регулирует догорание остатков и выделяемых газов.