Схема обвязки котла при естественной циркуляции
Естественная циркуляция основана на законах физики – температурном расширении теплоносителя и гравитации, поэтому обвязка котла не включает напорное оборудование.
Чтобы вода в контуре совершала непрерывное движение, нужно соблюсти несколько правил.
Котёл должен находиться в самой низкой точке дома, желательно в подвале или в специально оборудованном приямке.
Трубопровод от верхней точки к радиаторам отопления, и от них в «обратку» должен быть выполнен с уклоном не менее 0,5° для снижения гидравлического сопротивления системы.
Отопление с естественной циркуляцией. H – разница уровней линий подачи и обратки, определяет напор в контуре отопления
Диаметр труб разводки отопления должен обеспечивать скорость воды не ниже 0,1 м/с и не выше 0,25 м/с. Такие значения нужно принимать предварительно и проверять расчётом, исходя из разницы температур на входе и выходе (градиент) и разницы высоты по осям котла и радиаторов (не менее 0,5 м).
Гравитационные контуры котла могут быть открытого и закрытого типов. В первом случае в самой высокой точке системы (на чердаке или крыше) устанавливают расширительный бак открытого типа, он же выступает в роли воздухоотводчика.
Закрытая система оборудуется мембранным баком, расположенным на одном уровне с котлом. Так как закрытая система не имеет прямого контакта с атмосферой, она должна быть укомплектована группой безопасности (манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик). Располагается группа таким образом, чтобы воздушный клапан находился в наивысшей точке контура.
Системы с естественной циркуляцией являются независимыми от электропитания и наиболее распространены там, где электросети отсутствуют или работают ненадёжно.
Основные требования
Если система проектируется с учетом СНиПа, проблем с ней не возникнет. Но этого мало. Хорошо продуманная конфигурация отличается такими качествами:
- Энергоэффективность (экономичность). Эта характеристика особо важна в климатических зонах с низкой среднегодовой температурой и продолжительным отопительным периодом. Поддержание комфортного микроклимата в доме — одна из основных статей расходов домовладельцев.
- Надежность и отказоустойчивость. Остановка системы посреди отопительного сезона опасна для здоровья жильцов. А регулярные перепады температуры и длительное промерзание наносят зданию непоправимый ущерб.
- Максимальная безопасность. Следует предусмотреть все возможные негативные сценарии и минимизировать риск их возникновения.
- Автономность и простота эксплуатации. Продуманная система отопления должна обходиться без вмешательства человека как можно дольше.
- Полная управляемость. В грамотно реализованной системе настройке поддается все. Даже микроклимат в каждом отдельном помещении.
- Эстетичность и бесшумность. Наличие отопительных инженерных сетей в доме должна выдавать только температура в помещениях. А работу электронасоса хорошо слышно даже днем. И если это не исправить, жильцы перестанут спать ночами.
Верхняя разводка
Трубы, подающие теплоноситель, устанавливают вверху помещения. Чаще ближе к потолку, выше окон. Это способствует появлению в них высокого давления. Трубы, подающие теплоноситель обратно в котёл, проходят по низу помещения, максимально близко к полу.
Двухтрубная система отопления частного дома с верхней разводкой требует наличия расширительного бачка. Герметичного или нет – это на выбор владельца.
Минусом верхней разводки является то, что часть тепла уходит вверх. Она не предназначена для обогрева помещений с большой площадью. Зато теплоноситель переносится с высокой скоростью.
Особенности установки оборудования
Отопление частного дома своими руками выполняется в следующей последовательности:
- Монтаж и обвязка котла. Газовую обвязку лучше доверить профессионалу, гидравлические и электрические обвязки делаются собственными силами. Контакт с газопроводом устанавливается посредством среднего патрубка, сбоку от него находятся элементы для холодной и горячей воды (левый патрубок отправляет воду в батареи, правый же требуется для подачи остывшего теплоносителя). На обратном патрубке обязательно ставится фильтр грубой очистки, чтобы предотвратить попадание механических фракций внутрь котла, что способно вывести его из строя. Рекомендуется также поставить запорную арматуру, чтобы при возникновении аварийной ситуации сразу остановить циркуляцию воды.
- Монтаж расширительного бака. Отопительный элемент требуется для того, чтобы компенсировать явление увеличения объема воды, спровоцированное подъемом температуры. Иными словами, отсутствие емкости способно привести к взрыву. Объем бака должен находиться на уровне примерно 10 процентов от общего объема теплоносителя, циркулирующего в системе. Для монтажа агрегата подойдет любое удобное место.
- Установка радиаторов. Оптимальное место – под окнами, так достигается эффективный воздухообмен. Если говорить о том, какую модификацию стоит выбрать, то рекомендуем комбинированные устройства из алюминия и стали. Они сочетают в себе и механическую прочность, и непритязательность к качеству теплоносителя, и отличную отдачу тепла.
Разные решения по отоплению
Как устроена однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема приведена ниже. Принцип состоит в последовательном включении обогревательных приборов. Поток жидкости будет стабильным, если использовать трубы Ø ≥ 32 мм. При таком диаметре трубной магистрали хорошо будет работать и гравитационная система отопления двухэтажного дома, то есть, без насоса.
Из-за разницы температуры и давления в начале и в конце магистрали движение воды будет медленным, но постоянным. Недостаток такой схемы состоит в том, что каждая следующая батарея будет холоднее предыдущей. Поэтому перед тем, как сделать отопление по 1-трубной схеме, просчитайте общую длину труб. Чем длиннее магистраль, тем менее эффективно она будет обогревать дом.
Естественная циркуляция открытого типа – 1-трубная схема
Также первый вариант более известен, как ленинградская система отопления (схема для двухэтажного дома или одноэтажного здания). Чтобы повысить КПД схемы, можно врезать насос, запорную арматуру с термостатическими клапанами, установить байпас.
«Ленинградка»
Двухтрубное отопление в двухэтажном частном доме своими руками устраивают по принципу деления подающего и обратного потоков жидкости. Контур такой схемы требует параллельного подсоединения входа и выхода нагревательных батарей. Температура воды в секциях будет всегда одинаковой, а стабильная работа теплогенератора не зависит от расстояния и длины магистрали.
2-хтрубный контур с естественной циркуляцией воды и нижним подключением
Если сделать отопление по 2-трубной схеме, то врезка кранов и терморегуляционных вентилей поможет обслуживать и ремонтировать узлы и отдельные участки без полного отключения. Если же в такую схему включить гидравлическую стрелку с коллектором компланарного типа, то все дополнительные контуры можно будет разделить.
Особенности контуров твердотопливных установок
Хотя строение и принцип работы этих котлов разные, они могут иметь только два типа теплообменников и два варианта контура для ГВС.
Первый контур представлен:
- Водяной рубашкой. Она является дополнительным корпусом, который наварен вокруг топки или отдельных камер устройства длительного горения. Он приварен так, что между ним и внутренним корпусом есть пространство. Оно заполняется водой.
- Трубчатым теплообменником. Его схема состоит из одной или двух металлических емкостей и системы трубок. Бывает водотрубным и огнетрубным.
Что касается контура ГВС, то он может быть:
- Проточным.
- Накопительным.
Первый является дополнительным трубчатым теплообменником. Его размещают вверху топки или же в камере, по которой проходит дым. Вода в нем нагревается от тепла, образованного во время сгорания топлива. Она может перегреваться и закипать, что является очень плохим фактом для ГВС. Для контроля ее температуры производители устанавливают в котлы длительного горения сложную автоматику. Это заметно увеличивает стоимость таких котлов длительного горения.
Накопительный контур представляет собой змеевик, находящийся в середине емкости трубчатого теплообменника или отсека, который подключен к водяной рубашке. В таком контуре вода нагревается от теплоносителя. Поэтому котел безопаснее.
Оба контура котла длительного сгорания топлива работают параллельно. Конечно, за их работой и состоянием следит автоматика.
Совместимость с разными котлами
Настенная конструкция подходит для любых конфигураций с принудительной циркуляцией. Поскольку часто такие приборы снабжены встроенным насосом и закрытым расширительным баком, их применение упрощает проектирование и установку теплосети. Но ограничения по максимальной мощности не позволят справиться с отоплением жилья большой площади.
Энергонезависимые напольные агрегаты совместимы с любыми одно- и двухтрубными конфигурациями с гравитационной или принудительной циркуляцией. При подключении электронасоса такой котел справится с отоплением любой площади. Допускает сборку открытой системы. Главный недостаток, он же достоинство – прибор требует отдельного помещения с принудительной вентиляцией и дымоотводом.
Специфика обвязки полипропиленом
Весомым плюсом полипропиленовых трубопроводов признают возможность создать контур любой сложности, что в принципе не очень интересует тех, кем обвязка котла отопления своими руками осуществляется впервые. Чем проще схема будущей системы, тем легче будет воплотить задумку. Да и производительность отопления обратно пропорционально степени сложности: чем проще, тем эффективней. Для выполнения соединений домашний мастер может пользоваться, как технологией сварки, так и подобранными строго по размеру труб фитингами. Правда, при малейших «подвижках» в местах установки фитингов, система может начать слегка протекать.
С помощью полипропиленовых труб можно создавать контуры отопления любой сложности, однако следует помнить, что сложность затрудняет монтаж и сокращает КПД системы отопления
Желательно, чтобы у создаваемой системы отопления было наименьшее количество соединений. Если есть возможность сделать плавный переход, ею нужно воспользоваться.
Полипропиленовый трубопровод без проблем будет работать 40 лет, гарантированных производителем, прекрасно выдержит давление, значения которого превышают 25 бар. Без нанесения вреда структуре материала по трубам может циркулировать теплоноситель с температурой 95º. Однако есть ограничение, учесть которое необходимо, если осуществляется обвязка газового котла.
Подключение газа к котлу обязательно должно быть жестким, строительные требования диктуют применение металлических элементов для соединения и использование паронитовой прокладки
У подводки газа к котлу должно быть жесткое соединение. Строительными требованиями рекомендована металлическая труба и состыковка с генератором тепла через металлический сгон или «американку». Использовать можно только прокладку из паронита. Резиновые материалы, фум-ленты, пакля запрещены. Паронит, полученный путем вулканизации смеси асбестовых волокон, минеральных наполнителей и каучука, отлично держит форму, обеспечивает герметичность и не горит. Другие прокладочные материалы склонны к возгоранию, а зажатая между элементами резина может сократить размер газового прохода. При уменьшении диаметра прохода будет сокращена подача газа, и котел не будет поставлять требующееся количество тепла.
Схема подключения
Электрические и газовые котлы подключают по почти одинаковой схеме. Это потому, что их состав похож, а через днище выходят четыре патрубка:
- Два для отопления.
- Два для ГВС.
Подключение этих двух агрегатов происходит по такой схеме:
- Установка на патрубки шаровых кранов.
- Установка на две входные трубы фильтров грубой очистки. С обеих сторон фильтров должны быть краны.
- Присоединение четырех труб к нужным патрубкам.
- Подключение к электросети.
- Подключение к газопроводу и дымоходу (это делают только с газовыми агрегатами).
Похожим является и принцип подключения твердотопливного котла. Однако из-за того, что он не имеет необходимых для обвязки элементов, приходится ставить на трубу подачи теплоносителя группу безопасности и расширительный бачок (если система обвязки в одноэтажном доме открытая), а на обратную трубу – насос и мембранный бак (если система является закрытой).
Также стоит включать в проект разводки тепловой аккумулятор. Это надо делать из расчета на то, что он может оптимизировать отопление одноэтажного или двухэтажного дома.
Требования к индивидуальной системе отопления
Тепловой узел следует формировать таким образом, чтобы он соответствовал проекту здания. Расположение элементов функционального типа должно быть удобным для использования и проведения плановых работ по ремонту так, чтобы не были нарушены конструктивные целостности дома.
Итак, вот список базовых требований, которые предъявлены к современным системам отопления:
- Простота монтажных работ и технического обслуживания.
- Энергоэффективность.
- Высокие показатели тепловой отдачи.
- Частичная (а лучше полная) независимость от электрической энергии.
Своя система отопления должна помогать создать в доме комфорт и приятный для всех жильцов микроклимат в зимнее время года, а также быть надежным и экономичным в эксплуатации. Правильно установленная разводная линия в отоплении дает возможность создать равномерное прогревание воздуха в каждой комнате дома за небольшое количество времени.
Особенности составления проекта отопительной системы
Правильно составленный проект дает возможность запустить очень эффективную и многофункциональную систему теплового снабжения. Она обязательно должна работать без остановок в характерных условиях для вашей местности и климата, где находится одноэтажный дом, а также быть простой в эксплуатации. Но итогам аудита энергии и годового расхода за отопление можно выбрать оптимальный вариант системы прогревания дома.
Составление хорошего проекта двухтрубной системы отопления одноэтажного дома и точные расчеты параметров для системы следует выполнять по такому плану:
- Вначале следует сформировать техническую задачу при учете всех требований и деталей к системе обогревания.
- Второе – соберите информацию по частному объекту. Для этого специалисты снимут все показатели, чтобы получилось составить схему отопительного контура.
- Далее выполняем расчет передачи тепла. Для этого следует провести много вычислений и подобрать оптимальную отопительную схему, которая будет соответствовать базовым стандартам строительства и особым пожеланиям владельца дома.
- Когда готовы все расчеты, можно выполнить чертежи.
- И в конце следует оформить и сдать готовый проект.
Главная задача проектирования заключается в правильном расчете площади отопительного оборудования, а также подбор диаметра трубопровода. После этого остается определить производительность устройств в виде насоса, а также подсчитать места врезки вентилей и узлов. По этой причине будет целесообразным доверить весь процесс мастерам своего дела.
Особенности двухтрубных схем
Самой распространенной схемой подсоединения радиаторов считается двухтрубная, она предусматривает одновременное применение двух контуров. Подача горячего теплоносителя от котла осуществляется по одной ветке, вторая отводит охлажденную воду, которая снова возвращается для обогрева. При этом достигается максимальное прогревание всех отопительных блоков.
Данная схема отличается высокой эффективностью и обеспечивает равномерное распределение тепла по всем обогреваемым помещениям. Как правило, трубы уходят под пол или за плинтус, легко скрываются за мебелью и текстилем, поэтому дизайнеры интерьеров отдают преимущество именно этому способу прокладывания труб.
Если сравнивать с 1-трубном аналогом, то там циркуляция производится по единому трубопроводу. Из-за этого ближайшая к котлу батарея всегда намного горячее, чем последняя в этой цепочке – холодная комната всегда в самом конце контура.
Визуальное отличие – байпас (соединительная трубная перемычка у радиатора), что обеспечивает бесперебойную работу теплоносителя даже при временном отключении одного радиатора. Когда составляется однотрубный проект, используют трубу большего сечения, но разница в затратах на эти разводки несущественная.
Основные достоинства в использовании двухтрубного типа отопления
Двухтрубный контур имеет свои достоинства и недостатки. Среди очевидных «плюсов» обычно указывают:
- Двухтрубный контур – это возможность автономной регулировки уровня тепла в отдельных помещениях (при наличии терморегулирующих головок).
- В несколько отопительных приборов подается теплоноситель одной температуры, притом будет тепло даже в отдаленных от котла комнатах.
- Выход из строя какого-либо отопительного прибора не повлияет на функционирование остальных батарей.
- При обнаружении течи есть возможность перекрыть одну батарею и произвести ремонт или демонтаж без отключения всей тепловой цепи.
- Двухтрубная схема рекомендована для поддержания стабильной температуры в частных домах и коммерческих корпусах большого метража, включая линейную архитектуру большой протяженности.
- При необходимости добавляют дополнительные радиаторы без существенной модернизации системы.
Каждый радиатор предполагает подведение пары трубопроводов, один на подачу, второй – «обратка». Объем монтажных работ удваиваются. Поэтому среди минусов называют:
более сложный монтаж, чем у однотрубных схем, где важно не перепутать две линии общей схемы;
потребность в дополнительных соединительных элементах.
Эффективная работа системы требует дополнительных расходов на трубы, которые прячут в пол, но она окупается за счет высокого КПД. Двухтрубная система отопления из полипропилена или другого полимера обойдется дешевле.
Точки подсоединения радиатора к трубам
Современные радиаторы отличаются по разным параметрам – металл, конфигурация, способ установки. У классических батарей (чугун, биметалл, сталь) есть четыре коллектора, куда подсоединяются трубы – 2 отверстия снизу и 2 сверху. Также бывают модели с 2-мя патрубками. На отверстия, к которым трубы не подсоединялись, закрываются заглушками.
Перед приобретением и установкой радиатора необходимо удостовериться, что он подходит для двухтрубной системы отопления с верхней и нижней разводкой. Подача теплоносителя идет к верхней точке, обратка – с нижней.
Каким бы ни был тип радиатора, конструктивно это металлический блок прямоугольной формы, оснащенный двумя парами коллекторов. Для обеспечения герметичного соединения полагаются такие комплектующие:
- муфта комбинированная;
- кран шаровый (перекрывающий);
- кран Маевского;
- переходник радиаторный;
- заглушки радиаторные.
Кран Маевского – это воздуховыпускной клапан, который устанавливается в верхней точке одного из радиаторов. В остальных отопительных приборах заглушками закрывают незадействованные входы/выходы.
Четыре точки подключения радиатора обеспечивают его адаптивность к любой схеме. Патрубки для подсоединения труб располагаются сбоку и снизу, что гарантирует практичный способ подсоединения.
Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.
Вариант схемы с одной трубой
На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Вентиль на батареи
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Варианты тупиковой и попутной схем
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Схема коллекторного горизонтального отопления
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.
Вертикальная схема
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
