Схема системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией фото: подключение котла к двухтрубной отопительной системе частного дома своими руками, как правильно сделать

Содержание

Отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы

Среди многих схем отопления система с принудительной циркуляцией теплоносителя отличается своей универсальностью и широкими функциональными возможностями. Она может быть применена в теплоснабжении небольшого частного коттеджа или квартиры, а также в большом многоэтажном доме. Сложно ли сделать ее самостоятельно, без привлечения специалистов? Выясним, что же представляет отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы и оптимальная комплектация конкретной системы.

Содержание

Особенности отопления с принудительной циркуляцией
Виды схем отопления с принудительной циркуляцией
Однотрубная система
Двухтрубная система
Коллекторная система
Проектирование отопления с принудительной циркуляцией
Расчет системы
Монтаж отопления с циркуляцией

Особенности отопления с принудительной циркуляцией

Отопление с естественной циркуляцией

Современное водяное отопление с принудительной циркуляцией пришло на смену гравитационной схеме. У второй движение теплоносителя осуществляется за счет теплового расширения воды при ее нагреве. Такой принцип существенно снижал эффективность работы теплоснабжения.

Одним из определяющих факторов целесообразности установки системы водяного отопления с принудительной циркуляцией является относительно быстрое движение теплоносителя по магистрали. Благодаря этому происходит равномерное распределение тепла по всем радиаторам в схеме.

Кроме этого, нужно отметить такие особенности отопления насосными группами:

Возможность устанавливать трубы небольшого сечения: 20, 25 мм. Этим уменьшается общий объем теплой воды в системе, что сказывается на расходе энергоносителя;
Выбор из нескольких схем монтажа трубопроводов. Принудительная система отопления частного дома может быть однотрубной, двухтрубной или коллекторной;
Регулировка температуры как для отдельных элементов, так и во всей системе в целом. Лучше всего с этой задачей справляется коллекторное отопление;
Увеличение комфорта эксплуатации.

Однако наряду с этим следует отметить и недостатки, которыми обладает двухтрубная или однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией. Прежде всего – это установка насосной группы для увеличения скорости потока теплоносителя. Это влечет за собой увеличение первичных расходов, а также делает работу всей системы зависимой от подачи электроэнергии. Но эти недостатки компенсируются вышеперечисленными преимуществами.

Можно модернизировать уже имеющееся гравитационное отопление. Для этого достаточно установить насос. Однако сначала нужно рассчитать параметры системы – не всегда трубы большого диаметра подходят для схем с принудительной циркуляцией.

Виды схем отопления с принудительной циркуляцией

Насосная группа для отопления

Основной принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией заключается в установке насосов для увеличения скорости потока теплоносителя. Место их монтажа напрямую зависит от выбранной схемы разводки трубопроводов.

Помимо этого система отопления частного дома с принудительной циркуляцией должна включать в себя группы безопасности. Это необходимо для своевременной стабилизации давления в трубах из-за возможного перегрева теплоносителя. Каждый вид отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд особенностей, которые напрямую влияют на выбор в конкретном случае. Но независимо от этого система отопления с принудительной циркуляцией своими руками помимо насоса должна включать в себя следующие компоненты:

Группа безопасности: воздухоотводчик и спускной клапан. Устанавливаются сразу после котла;
Расширительный бак. Лучше всего выбирать конструкцию мембранного типа с возможностью замены эластичного клапана;
В обвязке каждого радиатора должны быть балансировочный клапан, кран Маевского. Желательно установить термостат;
Запорная арматура. Необходима для частичного или полного перекрытия потока теплоносителя на конкретном участке системы.

Каждые из вышеперечисленных компонентов должны иметь эксплуатационные характеристики, отвечающие параметрам конкретной системы отопления. В противном случае они не будут выполнять возложенные на них функции.

Выбор определенных компонентов системы осуществляется по заранее сделанной схеме отопления дома с принудительной циркуляцией. Расчет должен быть максимально точным – с помощью специализированных программ или выполненный профессионалами.

Однотрубная система

Однотрубная система отопления

Это устаревшая схема, которая практически не применяется для индивидуального теплоснабжения дома. В однотрубной системе отопления с принудительной циркуляцией есть только одна подводящая магистраль, в которой последовательно подключаются радиаторы и батареи.

Единственным преимуществом этой схемы является небольшой метраж трубопроводов. Однако помимо этого однотрубная система имеет несколько существенных недостатков:

Неравномерное распределение теплоносителя. Чем дальше расположен радиатор от котла, тем ниже степень нагрева горячей воды, поступающей в него;
Для проведения ремонтных работ необходимо остановить котел отопления и дождаться пока температура теплоносителя не опустится до нормального уровня.

Мощность насоса для однотрубного отопления с принудительной циркуляцией будет намного меньше, чем для двухтрубной. Это объясняется меньшим объемом теплоносителя в системе. Также для прокладки трубопроводов необходимо меньше места – они могут быть установлены под полом, плинтусами.

Для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией обязательно нужно предусмотреть монтаж байпаса для каждого радиатора. Это даст возможность отключить прибор без полной остановки теплоснабжения дома.

Двухтрубная система

Виды двухтрубной системы отопления

Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией отличается от однотрубной наличием еще одной магистрали для остывшего теплоносителя. Она проходит параллельно основной и в нее поступает охлажденная вода из радиаторов.

Во время проектирования системы необходимо правильно составить схему расположения трубопроводов. Прямая и обратная магистраль должны устанавливаться в непосредственной близости друг от друга, но не более чем на 15 см, кроме этого система может быть с одной направленностью движения теплоносителя, с разными векторами, а также тупиковой. Чаще всего выбирается схема с односторонней направленностью.

У водяного отопления с принудительной циркуляцией есть несколько важных особенностей:

Небольшой диаметр труб – от 15 до 24 мм. Этого будет достаточно для создания требуемых показателей давления;
Возможность установки как горизонтальной, так и вертикальной разводки трубопроводов;
Большое количество поворотных элементов скажется на гидродинамических показателях системы в худшую сторону. Поэтому их нужно делать как можно меньше;
При выборе скрытого монтажа в местах соединения труб устанавливают ревизионные люки.

Насосный узел с обходным каналом

В каждой принудительной системе отопления частного дома необходимо предусмотреть обходной канал в узле циркуляционного насоса. Он предназначен для гравитационного движения теплоносителя в случае отключения электричества.

Работа насосного оборудования должна обеспечить нормальную циркуляцию в системе. Для этого следует правильно рассчитать его мощность и производительность.

Если система водяного отопления с принудительной циркуляцией комплектуется полимерными трубопроводами – они должны быть с армированным слоем из алюминиевой фольги или полиэстера.

Коллекторная система

Коллекторная схема отопления

Если площадь дома превышает 150 м² или он имеет 2 и более этажей – рекомендуется делать коллекторную систему отопления с принудительной циркуляцией своими руками. Она является одной из модификаций двухтрубной схемы и предназначена для повышения эффективности работы теплоснабжения.

Основным элементом коллекторной схемы отопления является распределитель. Он представляет собой трубу с круглым или прямоугольным сечением, на которую установлены несколько патрубков. Они необходимы для распределения теплоносителя по отдельным контурам теплоснабжения дома.

Отличительным принципом работы системы отопления с принудительной циркуляцией коллекторного типа является обустройство независимых друг от друга магистралей трубопровода. Это дает возможность регулировать теплоотдачу каждой из них, а также стабилизирует давление в системе.

На каждый патрубок коллектора устанавливается циркуляционный насос для обеспечения должной скорости движения теплоносителя. Такая система отопления частного дома с принудительной циркуляцией имеет ряд важных особенностей:

Увеличение числа труб и арматуры. Каждый контур представляет собой отдельную систему отопления, соединенную с помощью коллектора в единую сеть;
Для регулировки объема теплоносителя необходимы специальные элементы – терморегуляторы и сервоприводы с датчиками температуры;
Для наиболее эффективной работы системы рекомендуется установка узла смешивания. Он соединяет прямую и обратную трубу и выполняется смешивание потоков воды для достижения оптимальной температуры теплоносителя.

Коллекторная схема отопления дома с принудительной циркуляцией может состоять из нескольких узлов распределения. Все зависит от общей площади дома, а также расположения в нем помещений.

Сумма диаметров патрубков на коллекторе не должна превышать его сечение. В противном случае возникнет дестабилизация давления в системе.

Проектирование отопления с принудительной циркуляцией

Подробная схема отопления дома

Первоочередной задачей при самостоятельном монтаже водяного отопления с циркуляционным насосом является составление корректной схемы. Для этого необходим план дома, на котором наносится расположение труб, радиаторов, запорной арматуры и групп безопасности.

Расчет системы

На этапе составления схем необходимо правильно рассчитать параметры насоса для принудительной отопительной системы частного дома. Для этого можно воспользоваться специальными программами или сделать вычисления самостоятельно. Существует ряд простых формул, которые помогут сделать расчет:

Pн=(p*Q*H)/367*КПД

Где Рн – номинальная мощность насоса, кВт, р – плотность теплоносителя, для воды этот показатель равен 0,998 г/см³, Q – уровень расхода теплоносителя, л, Н – требуемый напор, м.

Пример программы по расчету отопления

Для вычисления показателя напора в принудительной системе отопления дома необходимо знать общее сопротивление трубопровода и теплоснабжения в целом. Увы, но сделать это самостоятельно практически невозможно. Для этого следует воспользоваться специальными программными комплексами.

Вычислив сопротивление трубопровода в системе водяного отопления с циркуляцией, можно рассчитать требуемый показатель напора по следующей формуле:

Н=R*L*ZF/10000

Где Н – вычисляемый напор, м, R – сопротивление трубопровода, L – протяженность наибольшего прямого участка магистрали, м, ZF – коэффициент, который обычно равен 2,2.

По полученным результатам подбирается оптимальная модель циркуляционного насоса.

Если расчетные показатели мощности насоса у системы отопления с принудительной циркуляцией, устанавливаемой самостоятельно, велики, – рекомендуется приобрести спаренные модели.

Монтаж отопления с циркуляцией

Пример скрытого монтажа коллекторного отопления

На основе расчетных данных подбираются трубы нужного диаметра, а к ним – запорная арматура. Однако на схеме не показан способ монтажа магистрали. Трубопроводы могут быть установлены скрытым или открытым способом. Первый рекомендуется применять только при полной уверенности в надежности всей системы отопления частного коттеджа с принудительной циркуляцией.

Нужно помнить, что от качества компонентов системы будет зависеть ее работоспособность и эксплуатационные показатели. В особенности это касается материала изготовления труб и запорной арматуры. Помимо этого для двухтрубной схемы системы отопления с принудительной циркуляцией рекомендуется прислушаться к советам профессионалов:

Установка аварийного источника подачи электроэнергии для циркуляционного насоса в случае отключения электропитания;
При использовании антифризов в качестве теплоносителя следует проверить его совместимость с материалами изготовления труб, радиаторов и котла;
По схеме отопления дома с принудительной циркуляцией котел должен располагаться в самой низкой точке системы;
Кроме мощности насоса необходимо сделать расчет расширительного бака.

Технология установки отопления циркуляционного типа ничем не отличается от стандартной. Важно учитывать особенности контурного дома – материал изготовления стен, его тепловые потери. Последнее напрямую влияет на мощность всей системы.

Аналитика параметров систем отопления с принудительной циркуляцией поможет составить объективное мнение о ней:

Открытая система отопления: схема с циркуляционным насосом

Возможность использования воды в качестве теплоносителя позволило человечеству изобрести эффективный обогрев своих жилищ. Открытая система отопления — классический вариант, который до сих пор пользуется популярностью, благодаря простому принципу функционирования и минимальному количеству необходимых устройств.

Как выглядит система открытого типа на практике

Принцип действия

В водяной отопительной системе жидкость является средством транспортировки тепловой энергии к передающим тепло воздуху приборам. Этими приборами могут быть радиаторы либо сам трубопроводный контур внутри пола или вдоль стен (в последнем случае используют трубы большого сечения: 8-10 см).

Благодаря этому, тепла котла (является единственным источником тепла) хватает даже для теплоснабжения нескольких находящихся на удалении от теплогенератора помещений. Кроме того, за счет изменения количества радиаторов, можно равномерно прогревать комнаты разной площади. В этом и заключается преимущество водяного отопления перед установкой обычной печи, способной обогревать только прилегающие к ней помещения.

Перемещение жидкости по контуру в силу физических законов может осуществляться самотеком: плотность нагретого теплоносителя ниже, чем остывшего. Помимо принципа термодинамики функционирование обеспечивается за счет монтажа труб под некоторым уклоном. Для повышения эффективности можно также задействовать циркуляционный насос. Многие ошибочно полагают, что насос — атрибут только закрытой системы: в открытых контурах также допустима принудительная циркуляция теплоносителя.

Открытая система теплоснабжения характеризуется в первую очередь расширительным баком открытого типа. Он представляет собой емкость без крышки для образовавшихся в результате теплового расширения воды излишков теплоносителя. Резервуар позволяет автоматически стабилизировать давление в системе. А для того, чтобы жидкость не выливалась по принципу сообщающихся сосудов, расширительный бак крепят в самой верхней точке контура. Резервуар одновременно выполняет функцию воздушного клапана: через него в атмосферу выходит воздух из системы (при ее наполнении и работе).

Подробная схема функционирования открытой отопительной системы

Отопление дома обеспечивается по следующему принципу:

подача — теплоноситель нагревается в котле и перемещается к радиаторам;
обратка — остывшая в расширительном баке и радиаторах жидкость стремится «уйти» в нижнюю точку и за счет наклона труб попадает в котел.

Установка циркуляционного насоса делает процесс более интенсивным, но принцип работы от этого не меняется.

Разновидности открытых систем

Система отопления открытого типа бывает:

Однотрубной, которая в базовом варианте включает в себя котел отопления, расширительный бак, батареи + трубы стандартного сечения либо просто трубы увеличенного сечения без радиаторов. Особенность: для подачи и обратки прокладывается одна магистраль, из-за чего по мере удаления от котла ухудшается прогрев помещений. Однотрубная открытая система отопления пригодна лишь для небольших одноэтажных домов, в остальных случаях для качественного теплоснабжения ее эффективности недостаточно.
Двухтрубной, которая является более сложной и дорогой в монтаже разновидностью системы. Однако, она позволяет равномерно прогревать весь дом.

Как выглядят однотрубная и двухтрубная системы на схеме

Особенность: магистраль подачи поставляет нагретый теплоноситель сразу во все приборы отопления, обеспечивая их одинаковую температуру. Обратка же в данном случае идет по отдельному трубопроводу, к которому подсоединен каждый из радиаторов.

Схемы

Схема системы отопления открытого типа подбирается в зависимости от параметров дома, требований к эффективности системы, планируемого объема финансовых вложений в ее проектирование и монтаж. Открытая система теплоснабжения может быть гравитационной или с принудительной циркуляцией, что во втором случае требует установки специального оборудования.

Выбирая схему, нужно учитывать:

Общую площадь помещений, где должно быть проведено водяное отопление. Если значение меньше 60 кв. м., достаточно системы с естественным движением теплоносителя (гравитационной).
Этажность постройки, высоту потолков. Для гравитационной системы потребуется разгонный сток от котла, чтобы исключить образование воздушных пузырей в контуре – они помешают нормальному движению жидкости и эффективность теплоснабжения.
Расчетный тепловой режим функционирования системы. Если предполагается использование низкотемпературного отопления, то в открытую систему обязательно ставят циркуляционный насос. Без него не будет движения теплоносителя, так как одного лишь теплового расширения воды в 45-60 градусов будет недостаточно для естественной циркуляции.

Проанализировав показатели и рассчитав тепловые потери, можно сделать вывод относительно более удобной и выгодной для использования схемы теплоснабжения.

Более подробно рассмотрим каждую из систем теплоснабжения.

Естественная циркуляция

В открытой системе отопления гравитационного типа не предусмотрено механизма, заставляющего теплоноситель перемещаться по контуру. Движение обеспечивается за счет теплового расширения жидкости. Чтобы сделать систему работоспособной, в контур включен разгонный стояк высотой от 3,5 м. – по нему нагретый теплоноситель поднимается вверх, и далее движется по наклонным трубам к радиаторам отопления, заставляя остывшую воду вернуться в котел по трубе обратки.

При расчете гравитационной системы важно учесть не только высоту разгонного стояка, но и расположение расширительного бака, который должен находиться в самой высокой точке контура. Таким образом, разгонный стояк должен быть подсоединен к расширительному баку снизу (в идеале) или сбоку, если высота потолков или крыши не позволяет иначе установить резервуар.

Пример однотрубной системы с естественной циркуляцией

Самотечная система позволяет использовать для отопления дома водяной теплый пол, но на его контур придется установить отдельный циркуляционный насос. При отсутствии электроснабжения теплый пол будет отключаться, но работоспособность радиаторной системы сохранится.

Если открытая система теплоснабжения с естественной циркуляцией предполагает одновременную подготовку воды для ГВС, то бойлер косвенного нагрева монтируют ниже расширительного бака.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с циркуляционным насосом отличается более быстрым прогревом помещений за счет интенсивного движения теплоносителя – скорость возрастает до 0,3-0,7 м/с. За счет ускоренного перемещения нагретой жидкости равномернее прогреваются все ветви отопительной магистрали.

Система отопления с принудительной циркуляцией – энергозависимый вариант, поскольку встроенный насосный агрегат требует энергоснабжения. Избежать проблем, связанных с перебоями в электроснабжении поможет устройство байпаса – перемычки, на которую и монтируется насос с сопутствующим оборудованием. В этом случае при отключении электроэнергии теплоноситель продолжит свободно перемещаться по отопительному контуру естественным путем, и дом не останется без тепла.

Пример однотрубной системы с принудительной циркуляцией для двухэтажного домаСхема монтажа двухтрубной системы с принудительной циркуляцией в двухэтажном доме

Циркуляционный насос ставят на обратную трубу недалеко от ее входа в котел (до теплоагрегата должно оставаться около 1,5 м). По обеим сторонам от байпаса с насосом устанавливают два отсекающих крана, с помощью которых перекрывается поток жидкости по основной трубе, если насос работает. При отключении электроэнергии краны открывают, восстанавливая естественную циркуляцию.

Если вы задумались, можно ли поставить насосный агрегат для принудительного движения жидкости в контуре открытой системы теплоснабжения, важно знать, что не стоит забывать о разгонном стояке и правильном уклоне труб – без этого при отключении электроэнергии система работать не сможет. Учтите, что насос в открытой системе высокотемпературного отопления – дополнительный элемент, призванный повысить эффективность, а в низкотемпературной – базовый компонент, обеспечивающий функциональность.

Обвязка циркуляционного насоса

Требования к монтажу и эксплуатации

Обустраивая теплоснабжение дома, требуется принять во внимание, что открытая отопительная система имеет ряд особенностей:

Котел (твердотопливный, газовый, жидкотопливный) должен располагаться в нижней точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней.
Удобнее всего разместить расширительный резервуар на утепленном чердаке, если крыша холодная – теплоизолируют саму емкость и магистрали.
Чем меньше поворотов и соединительных элементов в магистрали – тем эффективнее движется теплоноситель при естественной циркуляции.
Скорость движения теплоносителя в гравитационной системе не превышает 0,3 м/с, поэтому важно следить за температурой жидкости в котле, не допускать ее перегрева и кипения – это повредит трубам магистрали и приборам отопления.
Перед наступлением холодов воду из неиспользуемой отопительной системы сливают, чтобы трубы и рубашка котла не лопнули при перемерзании жидкости.
В расширительный бак регулярно требуется добавлять воду, так как она со временем испаряется, а недостаток теплоносителя приведет к формированию воздушных пробок и остановке системы. Можно организовать узел подпитки или заливать вручную из ведра – это проще в небольшом индивидуальном доме.
Открытая система отопления диктует использования воды в качестве теплоносителя. Это связано с тем, что антифриз относится к токсичным веществам, и его испарения из открытого бака вредны для человека. Кроме того, его придется регулярно подливать, увеличивая затраты на отопление. Если отоплением предполагается пользоваться нерегулярно, но хочется избежать хлопот с постоянным сливом жидкости из контура, допускается залить антифриз, но в этом случае расширительный бак снабжают крышкой с небольшим отверстием, чтобы снизить скорость испарения незамерзайки.
Ключевой этап обустройства отопления гравитационного типа – проектирование, поскольку важно правильно выполнить расчет сечения труб и уклон трубопровода. Соответствующие нормы указаны в СНиП 2.04.01-85. Протяженность контура должна составлять не более 30 метров, на горизонтальных участках магистрали трубы монтируют с уклоном не менее 2-3 мм на метр длины.

Котел должен быть расположен ниже самого низкого радиатора

Открытая система: достоинства и недостатки

При обустройстве отопления в частном доме немало людей отдает предпочтение классическому варианту системы, в которой используется открытый расширительный бак, несмотря на растущую популярность более передовых систем закрытого типа. Этот выбор обусловлен достоинствами, которыми обладают открытые системы обогрева дома, в их число входит:

Энергонезависимость. Для местности с нестабильным электроснабжением актуален вопрос отопления без использования оборудования, потребляющего электричество. Помимо обустройства открытой системы важно использовать энергонезависимый котельный агрегат.
Надежность. Это основной плюс – данный вариант теплоснабжения доказал свою функциональность десятилетиями эксплуатации в самых разных условиях, в том числе в регионах с суровым климатом. По сути, надежность открытых систем сводится к надежности котлов, поскольку в ней больше нет элементов, которые могут выйти из строя. Важно лишь внимательно подойти к выбору приборов отопления и элементов для прокладки трубопровода – от их срока эксплуатации зависит продолжительность функционирования системы.
Простая схема. Отсутствуют сложные узлы, монтаж можно осуществить самостоятельно.
Не требуется отладка и настройка — после завершения монтажа, контур заполняют водой. Если нагретый теплоноситель начал циркулировать, все сделано правильно.
Бесшумная работа, отсутствие вибраций (если не используется циркуляционный насос).
Возможность дополнить энергонезависимое отопление циркуляционным насосом, сделав универсальную систему и повысив ее эффективность.

К недостаткам эксплуатации отопительного контура открытого типа относят:

Ограничение в применении. Для больших домов такая система не подходит – если длина горизонтальной магистрали превышает 30 метров, величина гидравлического сопротивления в трубах превышает уровень напора потока нагретого теплоносителя, то есть, естественная циркуляция невозможна, наступит статическое равновесие.
Инертность. Без установки циркуляционного насоса прогрев системы (выход в рабочий режим) будет занимать немало времени, поскольку скорость перемещения нагретой жидкости чрезвычайно низка. По этой же причине невозможно организовать оперативное управление микроклиматом в помещении.
Конструкционные нюансы. Чтобы минимизировать гидравлическое сопротивление в трубопроводе, его монтируют из труб разного диаметра (по мере удаления от котла диаметр должен уменьшаться, чтобы поддерживалась нормальная скорость перемещения жидкости), а это усложняет монтаж и требует дополнительных расходов – трубы большого диметра дороже, нужны переходники и т.д.
Особенности монтажа. Обязательно следует соблюдать расчетный уклон труб на каждом участке магистрали – даже единственная ошибка способна сделать систему неработоспособной или снизить ее эффективность. В последнем случае для преодоления гидравлического сопротивления придется повысить рабочую температуру теплоносителя, что ведет к перерасходу топлива и увеличению финансовых затрат на теплоснабжение.
Обслуживание. Из-за интенсивного испарения горячей жидкости из открытого расширительного бака, требуется постоянно следить за уровнем воды и вовремя ее подливать.
Активная коррозия металла. Через бак в теплоноситель постоянно поступает кислород, что ускоряет коррозионные процессы. Это снижает долговечность металлических элементов системы, в том числе стального теплообменника котельного агрегата.

Виды котлов и их выбор

Заключение

Открытые системы для отопления дома – незаменимый вариант для местности, расположенной вдали от центральных коммуникаций. При наличии стабильного электроснабжения данный вид отопления выбирают при желании максимально снизить сезонные финансовые затраты на теплоснабжение небольшого по площади дома.

Видео по теме:

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Как работает система отопления с естественной циркуляцией

Основная задача водяной системы отопления — это заставить теплоноситель циркулировать по трубам. Чтобы дом прогрелся, горячая вода из котла должна поступать в трубы и радиаторы. Система отопления с естественной циркуляцией работает по принципу гравитации. Жидкость движется по трубам самотеком без использования насоса. Плотность и вес жидкости при нагревании становятся меньше, а после охлаждения она возвращается в исходное состояние.

В таком устройстве практически нет давления. По расчетам видно, что при давлении в 10 метров водяного столба возникает давление в 1 атмосферу. Получается, что в отопительном приборе одноэтажного дома давление будет от 0,5 до 0,7 атм., а в двухэтажном доме — не более 1 атм.

Преимущества и недостатки отопления с естественной циркуляцией

Как и у любого устройства, у водяного отопления с естественной циркуляцией есть свои преимущества, но также и недостатки. Почему система хороша?

Простая установка и обслуживание, легкий запуск системы. Всю установку можно сделать самостоятельно.
Нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование.
Система работает стабильно. Теплоноситель дает наибольшую теплоотдачу и поддерживает необходимую температуру в помещении.
Не зависит от электричества. Устройство будет продолжать работать даже при отключении питания.
Если дом хорошо утеплен, то с такой системой можно значительно сэкономить.
Нет насоса, который производит много шума.
При своевременном обслуживании отопительный прибор может работать более 35 лет.

Минусы системы:

Несмотря на то, что система отопления требует немного материалов, затраты станут намного выше, когда местное сопротивление трубопровода уменьшится. Потому что вам придется установить трубы большего размера.
Дом прогревается гораздо медленнее.
Если трубы проходят через неотапливаемые помещения, то эти участки необходимо изолировать. В противном случае есть риск, что жидкость замерзнет.
Такая система отопления подходит только для частных домов площадью не более 100 кв. м., так как работает в радиусе до 30 метров. Это связано с тем, что система имеет маленькую круглую головку.
Главное условие в доме есть мансарда. Именно туда устанавливается расширительный бачок.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления:

Наиболее распространена однотрубная схема создания отопления в частном доме, которая применяется для объектов с большой площадью и для многоквартирных домов. Системы этого типа устанавливаются двумя способами. Первый вариант — самый распространенный ввиду упрощенного монтажа — называется проточным и соединяет все радиаторы последовательно. Во втором варианте часть теплоносителя из стояка движется к верхним батареям, а другая часть передается по стояку к расположенным ниже отопительным приборам. В этом случае есть возможность регулировать объем поступающей горячей воды с помощью кранов, установленных на каждой батарее.

Схема с одной трубой		Схема с двумя трубами
Низкая потребление труб Натуральная циркуляция охлаждающей жидко возможность напольного подключения Tº в радиаторах примерно одинакова
большие теплопотери невозможность регулировки отключение всей системы	большой расход труб множество соединений

Внутренняя схема обеспечивает множество преимуществ, начиная от впечатляющей экономии труб и заканчивая меньшим количеством расходных материалов.

Ограничения:

Однако этот метод характеризуется массой недостатков. Нагретый теплоноситель транспортируется снизу вверх и, проходя через радиаторы, обогревает помещения. После этого вода спускается в помещения нижних этажей, теряя при этом значительное количество тепла. В результате быстрого снижения температур теплоноситель спускается вниз практически остывшим. Как следствие, нижние точки нагрева должны состоять из увеличенного количества радиаторов, чтобы иметь оптимальную поверхность отвода тепла. Кроме того, нет возможности запустить систему отопления жилого дома только на один этаж, что создает трудности для собственников многоэтажной недвижимости.
Для монтажа однотрубной разводки отопительного контура используются только стальные трубы, а также чугунные, алюминиевые или стальные радиаторы, обладающие высокой теплоотдачей.
Применение однотрубных систем возможно только в тех домах, которые имеют свободное чердачное помещение, куда должна быть проведена верхняя обвязка.

В двухтрубной схеме отопления частного дома водяной теплоноситель проходит одновременно по радиаторам и по магистрали, что позволяет добиться равномерного прогрева всех отопительных батарей в каждом помещении. Потребитель в этом случае имеет возможность выбрать для установки любые радиаторы, исходя из собственных предпочтений и дизайна интерьера. Также снимаются ограничения на установку батарей внутри стены или за декоративными панелями. Дополнительным преимуществом такой схемы является отличная возможность регулирования режимов работы на каждой точке теплоснабжения.

Ограничения!

Двухтрубная водяная система теплоснабжения не имеет таких требований: имея вертикальные стояки с нижней или верхней разводкой, ее можно эффективно использовать как для одноэтажных домов, так и для объектов с несколькими этажами.

Типы систем естественной циркуляции

Перед созданием схемы отопления частного дома сначала рассчитайте количество тепла, необходимое для помещения. В расчет включены данные о котле , размещении и диаметре труб, а также уровне теплоизоляции наружных стен. Даже малейшие ошибки в расчетах могут сказаться на качестве отопления дома. Поэтому лучше, если все расчеты будут проводить специалисты. Отопительные системы бывают нескольких видов:

Открытого и закрытого типа (отличаются расширительными бачками).
Однотрубный и двухтрубный тип (радиаторы отопления подключаются по-разному).

Открытая система

Открытое устройство включает резервуар (открытый бак), который снабжен патрубком (аварийный перелив). Труба подключается к канализационной системе или выводится на улицу. Бак устанавливают под потолком, иногда на чердаке. Резервуар открытого типа можно сделать своими руками любого размера, что является его основным преимуществом. Имеет доступную цену … Недостатки устройства:

В бак открытого типа постоянно нужно доливать воду, так как она быстро испаряется. Чтобы постоянно не доливать воду вручную, к баку можно подвести водопровод.
Часто на металлических элементах цепи образуется коррозия. За счет того, что в открытый бак постоянно поступает кислород.
Воздух попадает в трубопровод. Закрепив радиаторы под небольшим уклоном, и установив автоматические воздухоотводчики, можно избавиться от проблемы.

Закрытая система

Система с естественной циркуляцией теплоноситель закрытого типа хорошо подходит как для одноэтажных, так и для двухэтажных домов. В контуре отопления установлен мембранный бак. Благодаря баку металлические детали прибора менее подвержены коррозии. Закрытый прибор работает следующим образом:

Закрытый гибкий мембранный бак представляет собой мембранный расширительный бак. Мембрана создает в резервуаре две секции. Первая секция предназначена для охлаждающей жидкости, другая содержит воздух или азот. При расширении теплоносителя лишняя вода из отопительного контура уходит в бак.
Мембрана начинает растягиваться из-за горячей воды, а газ во второй части начинает сжиматься.
Когда вода остывает, газ снова увеличивается и выталкивает охлаждающую жидкость обратно в систему. Таким образом, происходит непрерывное заполнение водяного контура теплоносителем.

Если выбирать между открытой системой и закрытой, то дешевле приобрести или создать своими руками открытый бак. Мембранный бак стоит в несколько раз дороже , поэтому используется редко.

Однотрубная система

Для одноэтажных домов небольшой площади подходит однотрубное отопление. В двухэтажном доме такой вид отопления будет малоэффективен. Преимущества системы – дешевый монтаж, простая конструкция, трубы не монтируются под потолком, а значит, общий интерьер помещения не испортится. Однотрубный тип отопления работает по следующему принципу:

Жидкость поднимается по вертикальному участку трубы.
Далее теплоноситель перемещается в горизонтальную трубу. Эта труба соединяет радиаторы отопления.
Охлажденная жидкость возвращается обратно в котел из внешнего радиатора.

У этой системы есть свои недостатки. Чем дальше стояк подачи, тем ниже температура радиаторов. Байпасы помогут повысить производительность. Чтобы наладить равномерный обогрев дома, в местах подключения радиаторов ставят перемычки. Даже после точных расчетов , однотрубный тип системы будет малоэффективен, если в одноэтажном доме больше трех комнат. Проблему можно решить, модернизировав систему циркулярным насосом.

Схема двухтрубного водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией

Двухтрубный тип отопления подходит для отопления двухэтажного дома. Если сравнивать однотрубную и двухтрубную систему, то во второй — ко всем радиаторам жидкость подается горячей. Двухтрубная схема имеет особую конструкцию, состоящую из двух труб. Один на подачу, другой на возврат. К каждому отопительному прибору подключается подводящая труба. Подключение осуществляется через отдельный входной кран. А обратка подключается отдельно. Преимущества системы отопления с верхней и нижней разводкой в том, что ее установка очень проста, а эксплуатационные характеристики эффективны. С такой системой:

Можно не добавлять к радиатору дополнительные секции для улучшения обогрева.
В отличие от однотрубной схемы, для прокладки трубопровода в данной системе используются трубы меньшего диаметра.
Простая настройка системы.
Тепло распределяется равномерно.

В настоящее время можно создать своими руками двухтрубный тип отопления с естественной циркуляцией . Для его изготовления используются стальные или полимерные трубы. .

Схема расчета системы отопления с естественной циркуляцией

Самое сложное при проектировании системы отопления — правильный расчет. Насколько хорошо будет работать устройство, зависит от длины и угла наклона труб, а также количества витков на нем. Это нужно знать, потому что в контуре нет давления. Что нужно учитывать при составлении схемы и расчете:

Какой диаметр труб и материал из которого они изготовлены.
Угол наклона труб.
Типы охлаждающих жидкостей.
Способы подачи охлаждающей жидкости.

Естественная циркуляция в контурах отопления

Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого дома являются:

Котел, нагревающий воду охлаждающая жидкость;
Бачок расширительный, представляющий собой емкость для сброса лишней воды, появляющейся при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
Трубопроводы подвода горячей воды от котла к радиаторам отопления и возврата охлажденной жидкости от радиаторов обратно в котел (для чего обратная часть тепловой сети в быту называется обраткой). Вместе они составляют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
Радиаторы отопления.

Схема тепловой сети с естественной циркуляцией для отопления частного дома

При нагреве теплоносителя его объем увеличивается, избыточная нагретая вода поднимается вертикально вверх к расширительному баку, в системе создается гидростатическое давление, в зависимости от разницы весов водяных столбов горячей (подающая) и холодной (обратная) воды.

Под таким давлением горячая вода поступает из верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления. Охлажденная в радиаторах вода поступает по обратке (синяя линия) на вход в котел. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна только в том случае, если при монтаже предусмотрены уклоны горизонтальных участков трубопровода теплотрассы в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет двигаться вниз под собственным весом с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Еще одним фактором, влияющим на движение жидкости, является циркуляционный напор, обозначенный на рисунке буквой Н. Чем выше разница уровней радиаторов и котла, тем быстрее движение воды в контуре.

В гравитационных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому эту систему часто называют открытой. Все шлюзы от теплотрассы смещены в верхнюю часть контура, где установлен бак, открытый для контакта с атмосферой. Система с использованием герметичных резервуаров называется закрытой. Здесь используется насос, по принципу работы он уже обязателен.

Какой материал для труб лучше всего?

Способ монтажа контура, защита от коррозии и гидравлическое сопротивление, все эти показатели будут зависеть от материала, из которого изготовлен трубопровод. Для системы отопления можно использовать полипропиленовые , стальные, металлопластиковые и медные трубы.

Материал полипропилен. Полипропиленовые трубы хорошо выдерживают высокие температуры, имеют длительный срок службы (более 25 лет), гладкие внутри. Установка требует специальных инструментов и стоит дорого.
Сталь. Несмотря на то, что такие трубы достаточно прочны и имеют доступную цену, они подвержены коррозии и зарастанию. Кроме того, для установки требуется сварка или несколько фитингов.
Металлопластик. Легкие трубы имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность. В результате они свободны от коррозии и отложений. Но после установки придется постоянно дергать за резьбовую арматуру, что является большим недостатком. Срок их службы около 15 лет, а для труб это очень мало. У них высокая стоимость.
Медные трубы. Медные трубы имеют красивый внешний вид и срок службы более 100 лет. Для монтажа используется пайка, очень дорогая по стоимости.

Чтобы определить какой диаметр трубы подходит для обогрева вашего дома, необходимо знать что:

Диаметр трубы выбирается исходя из материала из которого изготовлены трубы и из выполненных теплотехнических расчетов .
Рассчитайте количество тепла, необходимое для помещения, и прибавьте к результату 20%.
По значениям, указанным в таблицах СНиП, рассчитывается сечение трубопровода. Для расчета снимаются показания теплоемкости и размера трубы (внутреннего сечения).

Если после каждого разветвления устанавливать подводящий патрубок на 1 размер меньше предыдущего, то циркуляция теплообменника станет в несколько раз интенсивнее. Обратная труба монтируется с удлинителем. Это рассчитывает минимальный диаметр двух труб. Придерживаясь полученных значений, для каждого участка трубы устанавливается свой размер.

Типы систем

В системе с принудительной циркуляцией теплоноситель перемещается по магистралям с помощью циркуляционного насоса. Системы отопления с принудительной циркуляцией бывают двух видов: однотрубные и двухтрубные.

Однотрубная система обычно применяется в домах небольшой площади. В такой схеме имеется одна кольцевая линия. По нему циркулирует охлаждающая жидкость. Труба, расположенная перед радиатором, называется подающей, а труба, расположенная после, – обратной.

Двухтрубная система чаще используется для домов с большой площадью, и для одноэтажных. Такая система эффективно обогревает дом и работает лучше, чем однотрубная. К каждой батарее отопления подключается обратка и подающая труба. Далее в статье мы более подробно рассмотрим каждую систему отопления.

Способы подачи теплоносителя

Теплоноситель может циркулировать от котла к отопительному прибору двумя путями. Через нижнюю или верхнюю заправку.

Нижнее заполнение. Этот метод заполнения используется только для однотрубных систем. Трубопровод прокладывается на уровне пола, при этом вертикальные трубы можно не использовать. Нижнее заполнение малоэффективно без циркулярного насоса.
Верхнее заполнение. Они используются как для однотрубных, так и для двухтрубных систем. Благодаря тому, что распределительная труба установлена под потолком, горячий теплоноситель активно подается к каждому радиатору. Далее, остывая, вода уходит в обратку, смонтированную вдоль пола.

Варианты электропроводки

Приведем все возможные принципиальные схемы водяного отопления одноэтажного дома; однако автор настоятельно рекомендует отказаться от двух из них в пользу третьего. Оправдание? Начнем со знакомства.

Трубы полипропиленовые для отопления — технические характеристики, особенности выбора — смотрите здесь.

Двухтрубная

Схема двухтрубной системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

По периметру дома (под полом или в жилом помещении) проходят два трубопровода — подача и обратка.
Радиаторы, регистры, фанкойлы или конвекторы встраиваются в них в виде перемычек, создавая своеобразное короткое замыкание.

Понятно, что вода будет стремиться циркулировать по ближайшим к циркуляционному насосу отопительным приборам. Чтобы дальние тоже получали тепло, система отопления уравновешивается: проход воды через часть батарей ограничивается дросселями.

Недостатков у этой схемы два:

Необоснованно большой расход трубы.
Опасность разморозки без балансировки.

Любознательному ребенку достаточно открыть до отказа ближние дроссели — и через короткое время циркуляция в дальних батареях снизится до нуля. После таких событий автору приходилось восстанавливать двухтрубные системы отопления: и трубы, и радиаторы были разорваны льдом.

Двухтрубное отопление. Можно и так, но есть более простой и надежный вариант.

Балка

Данная схема системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

На прямом и обратном трубопроводах монтируются коллекторы — гребенки с дросселями на каждом ответвлении.
От каждой пары кранов (один с подачи и один с обратки) идет пара труб к аккумулятору.

По настройке, своим возможностям и удобству такая схема выше всяких похвал. А вот монтаж усложняется: вы столкнетесь с необходимостью спрятать не менее полудюжины труб в стяжку пола или за фальшстены. Чаще, намного больше. Конечно, их общая стоимость тоже не порадует.

Простой и дешевой лучевой проводкой точно не назовешь.

Однотрубная

Простейшая схема однотрубной системы отопления для одноэтажного дома, так называемого Ленинграда, монтируется следующим образом:

По периметру дома проложена труба большого диаметра (не меньше ДУ32. Лучше больше).

Труба монтируется внутри жилища: тогда все тепло, которое отдает ее поверхность, пойдет на обогрев помещения. И там, где это нужнее всего – у наружных стен. Со стороны подачи разводка должна быть немного выше, чем там, где обратка течет обратно в котел.

1-котел. 2-расширительный бачок. 3-регистры отопления. 4-дроссели. 5-тактная передняя дверь. 6-сброс. Стрелками показан наклон труб. Этот контур обеспечивает естественную циркуляцию.

Радиаторы или конвекторы врезаются в петлю с трубой меньшего диаметра (обычно ДУ20). На патрубках желательно установить дроссели и вентили, отсекающие ТЭН; не помешает и воздушник в верхней заглушке. Однако такая схема отопления одноэтажного дома позволяет пустить тепло без дополнительной арматуры.

Дроссели полезны для выравнивания температуры радиаторов по кольцу; воздушники будут стравливать воздух, который без них будет вытесняться водой в верхнюю часть нагревателя и несколько снизит эффективность теплоотдачи.

Что мы получаем?

Описываемое отопление одноэтажного частного дома своими руками монтируется очень быстро и с минимальными затратами.
Тепло не теряется: все коммуникации внутри жилых комнат.
При остановке циркуляционного насоса движение теплоносителя замедлится, но не прекратится. Теплового расширения воды достаточно для продолжения циркуляции.

Ключевым моментом здесь является диаметр кольца по периметру дома. Чем он меньше, тем медленнее естественная циркуляция воды.

Схемы систем отопления дома: все основные » Топка

Данная публикация поможет вам разобраться в тонкостях подключения котлов к системе отопления и, как следствие, уверенно разобраться в основах монтажа отопительного оборудования. В отдельной публикации приведены и прокомментированы рекомендации по подключению к системам. твердотопливные котлы FOCUS . Отметим, что они не заменяют конструкцию системы отопления и, по сути, демонстрируют общие принципы монтажа, применимые и в домашних системах. Отопительные системы для частного дома помогут определиться с наиболее доступным и подходящим вариантом.

Как известно промышленные системы отопления отличаются большим набором оборудования, направленного на стабилизацию работы. Эти системы в большей степени подвержены нерегулярным отказам в силу своей сложности, поэтому требуют более продуманного подхода к уровню безопасности и ее постоянному контролю.

Наша основная задача – объяснить, как устроены автономные системы отопления, не подключенные к внешним источникам энергии. Речь идет о твердотопливных и пеллетных котлах, которые можно настроить на полностью автоматическую работу и не уступать магистральным газовым по доступному уровню комфорта. В итоге речь идет о настройке систем отопления с использованием аналоговых и цифровых датчиков управления. Стоит отметить, что схемы подключения одной категории могут иметь модификации.

Самотечная система с принудительной циркуляцией и без нее

Система отопления, в которой теплоноситель движется по отопительным контурам под действием силы тяжести, является наиболее популярным решением среди владельцев частных домов. Даже при использовании насоса для принудительной циркуляции возможно отопление без дополнительного оборудования и электричества, подключения которого требуют некоторые приборы и насос.

Основным элементом системы является расширительный бак открытого типа. В зависимости от объема обеспечивается различный напор водяного столба, под действием которого наблюдается движение водных масс и смешение горячего теплоносителя с холодным.

Систему гравитационного подключения продемонстрируем на примере системы отопления «Ленинградка» с нижним подключением радиаторов. Предлагаем ознакомиться с несколькими вариантами решения – с бойлером и баком открытого типа, с возможностью принудительной циркуляции с помощью насоса, подключенного через байпас, и компенсационным баком, который можно установить в помещении.

Системы отопления с самотечной подачей теплоносителя с небольшими изменениями могут быть дополнены буферной емкостью. В этом случае достигается накопление тепловой энергии в отдельном баке и постепенное ее потребление в течение суток.

Рис. 1. Гравитационная система и методы компоновки

Рис. 2. Гравитационная система с возможностью принудительной циркуляции

Рис. 3. Система отопления с термобуфером для ГВС, высокотемпературного и низкотемпературного отопления

Рис. 4. Система отопления с бойлером косвенного нагрева для ГВС

Климат-контроль в самотечных системах с насосом

Гравитационные системы с возможностью принудительной циркуляции могут управляться. Это делается с помощью регулирующих клапанов радиатора. Их конструкция аналогична клапанам с предварительной регулировкой, но с другой направленностью. Лучшим вариантом все же является установка вентилей с термостатами. С их помощью можно более точно установить температуру аккумулятора. Такие схемы систем отопления предполагают использование современных батарей. Термостаты редко устанавливаются на чугунные радиаторы.

При монтаже системы отопления необходимо предусмотреть резерв примерно такого перепуска теплоносителя при полностью закрытом вентиле в контуре. В то же время в небольших помещениях при одинаковых теплопотерях и правильном расчете мощности обогрева можно регулировать температуру в контуре на распределительном коллекторе. Причем сделать это можно с помощью системы управления, подключенной к мобильному приложению.

Реализация регулируемых систем отопления может быть решена различными способами:

с использованием радиаторных клапанов с термостатом и без него;
на раздаточный контур с датчиком температуры и без него;
с использованием системы управления, которая работает одновременно с комнатными термостатами, панелями управления и системой управления насосами и котлами.

Рис. 5. Регулирование температуры отопительного контура на распределительном коллекторе

Рис. 6. Регулирование температуры радиаторов с помощью термисторов

Одноконтурные и многоконтурные системы отопления

Системы отопления частного дома могут быть реализованы с использованием одного и нескольких контуров отопления. Современные системы в большинстве случаев реализуются с использованием многоконтурных тепловых схем. Они имеют ряд преимуществ:

чем длиннее контур, тем выше требуется скорость циркуляционного насоса, что неизбежно сказывается на стоимости монтажа;
гидравлические характеристики малых отопительных контуров легче регулировать и ремонтировать, не отключая всю систему от теплоснабжения;
в длинных отопительных контурах без предварительного проектирования достаточно сложно подобрать параметры балансировочных клапанов, чтобы обеспечить одинаковый нагрев теплоносителя на всех отопительных приборах.

Рис. 7. Одноконтурная система отопления с принудительной циркуляцией (однотрубная и двухтрубная)

Рис. 8. Пример тепловой схемы системы отопления частного дома с теплыми полами, радиаторным контуром и ГВС

Многоконтурная реализация требует достаточно сложного монтажа, применения коллекторной разводки, монтажа запорно- запорные и регулирующие клапаны. На каждый контур устанавливаются регулируемая и нерегулируемая насосные группы. Такие схемы систем отопления для частного дома достаточно дороги из-за дорогой арматуры, но они надежны и просты в ремонте.

Схемы подключения котлов к системе

Бесперебойное и выгодное отопление возможно только при установке резервного котла. Обычно в системах топочная котельная группа с водяным контуром дополняется тепловым буфером или электродным электрокотлом. Электрообогрев включают при понижении температуры теплоносителя и помещения между печами или при их отсутствии. Это обеспечивает экономию и резервный нагрев в любом режиме работы.

Рис. 9. Одноконтурная система с основным и резервным котлом

Рис. 10. Каскадное подключение котлов

Рис. 11. Последовательное соединение котлов

Рис. 12. Параллельное включение котлов

Современные схемы систем отопления: установка гидрострелки и коллектора

Что такое гидростатическая стрела, а также ее функции мы подробно описали в публикации о каскадном соединении котлов … Следует отметить, что все современные системы отопления с более чем одним котлом и отопительным контуром реализуются с использованием коллекторов, подключенных к гидравлической стрелке. Это обязательные элементы системы, обеспечивающие стабильные гидравлические характеристики и длительную работу в режиме обогрева. Отопительные системы частного дома с «теплыми» полами и радиаторами также подразумевают такую организацию.

Рис. 13. Подключение контуров отопления через коллектор в системе отопления с гидрострелкой

Автономные системы отопления на базе твердотопливных котлов и пеллетных горелок ФОКУС

Наша компания предлагает твердотопливные котлы ФОКУС, предназначенные для отопления всеми видами твердого топлива, но использование топливных пеллет экономически оправдано.