Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

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.

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.

Особенности монтажа

Задаваясь вопросом о том, как правильно установить насос, который будет обеспечивать эффективную циркуляцию теплоносителя в трубах отопления, следует учитывать еще ряд важных нюансов. Первый из таких нюансов заключается в том, что ротор помп при их установке должен располагаться строго горизонтально. Объясняется такое требование тем, что только при таком расположении насоса с «мокрым» ротором все движущиеся элементы его внутренней конструкции будут эффективно смазываться и, соответственно, смогут избежать чрезмерного трения и перегрева.

Варианты правильного и неправильного монтажа насоса отопления

Второй момент, который следует учитывать, устанавливая рециркуляционный насос для отопления, – это направление потока теплоносителя в трубопроводе. На корпусе любого циркуляционного насоса есть стрелка, которая указывает, в каком направлении через такое устройство должен двигаться теплоноситель

Выполнить монтаж, используя такую подсказку от производителей, несложно: смотрим, в каком направлении двигается поток теплоносителя в трубопроводе, обращаем внимание на направление стрелки на корпусе насоса и устанавливаем его в правильном положении. Следует иметь в виду, что неправильные действия по установке насоса на отопительный контур могут привести не только к некорректной работе такого устройства, но и к его быстрому выходу из строя

При выборе циркуляционного насоса для оснащения своей системы отопления имейте в виду, что некоторые модели таких устройств могут устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. При этом в последнем случае насос может терять до 30% напора, который формируется в нагнетательной магистрали.

Паровое отопление

Обогрев с мембранным бачком

Иногда паровое отопление ассоциируют с водяными конструкциями обогрева помещения. И здесь фактически нет ошибки, но есть один нюанс: пар – это вода, нагретая до закипания.

Таким образом, принцип работы паровой отопительной системы заключается в том, что вода в котле нагревается до образования пара, а затем этот теплоноситель поступает по трубам в элементы обогрева.

Отопительная система с теплоносителем в виде пара, состоит из следующих конструктивных элементов:

• тепловой генератор, представленный в виде котла, который нагревает воду и накапливает пар;
• выпускной клапан, который контролирует поступление пара в систему;
• магистральные трубы;
• радиаторы отопления.

Важно знать: при монтаже паровой конструкции отопления категорически запрещено использование пластиковых труб.

Что же касается классификации парового отопления, то она абсолютно аналогична отопительным системам водяного отопления.

Комплектация системы

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

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

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

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

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

Схемы обвязки

Схема подключения насоса для котла зависит от типа отопительной системы, на которой устанавливается такое устройство. Как уже говорилось выше, выделяют системы отопления с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Первые без такого насосного оборудования просто не работают, вторые работают, но при этом характеризуются невысокой теплоотдачей. Как правило, системы отопления, которые могут функционировать как с циркуляционным насосом, так и без него, используются для оснащения домов, расположенных в тех районах, где наблюдаются частые перебои с электроснабжением. Применение таких комбинированных вариантов позволяет сохранять тепло в доме вне зависимости от наличия напряжения в централизованной сети электропитания. В тех случаях, когда электрический ток в дом не поступает, система отопления, хотя и с меньшей теплоотдачей, работает и без циркуляционного насоса.

Установка в системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Установка насоса в систему отопления частного дома, которая изначально спроектирована с учетом использования такого устройства, выполняется в разрыв трубы подающей или обратной магистрали контура. Очень распространенной причиной некорректной работы циркуляционного насоса и даже его выхода из строя является низкое качество теплоносителя, наличие в его составе песка и других нерастворимых примесей. В особенности такая причина характерна для тех случаев, когда для обогрева дома используется открытая система отопления.

Типовая схема подключения насоса отопления

Твердые нерастворимые частицы, содержащиеся в теплоносителе, часто становятся причиной заклинивания крыльчатки и последующей остановки приводного электродвигателя. Чтобы не столкнуться с такими проблемами, на участке трубопровода, по которому в насос поступает теплоноситель, необходимо установить сетчатый фильтр грубой очистки.

Установка в системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Чтобы установить насос для котла отопления, обслуживающего систему с естественной циркуляцией теплоносителя, надо обязательно использовать байпас. Это трубная перемычка, по которой теплоноситель перемещается в отопительной системе в тех случаях, когда установленный на ней электронасос не работает.

Схема байпаса системы отопления

На байпасе монтируется кран шарового типа, который при нормальном функционировании циркуляционного насоса находится в закрытом состоянии. В тех случаях, когда гидромашина по каким-либо причинам не работает и, соответственно, не может обеспечить требуемой циркуляции теплоносителя, кран на байпасе открывают, а на участке трубы, которая идет к насосу, закрывают. Таким образом, насос отсекается от отопительного контура, и теплоноситель начинает двигаться по нему естественным образом.

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

Расширительный бак для закрытой системы отопления

Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).

Принцип работы мембранного расширительного бачка

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.

По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.

Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа

Расчет объема

Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.

Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:

• объем системы отопления составляет 28 литров;
• размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
• размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.

При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.

На что обратить внимание при покупке

В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.

На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком

Во фланцевых моделях покупают только мембрану.

Место для установки расширительного бака мембранного типа

Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.

Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа

После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.

Обратите внимание, что в некоторых котлах имеется расширительный бак. Если его объема достаточно, установка второго не требуется

Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.

Расширительный бак отопления можно повесить на кронштейне Сделать опорную площадку Бак на ножках можно установить на полу

Достоинства и недостатки системы закрытого вида

Популярность закрытой системы отопления обусловлена наличием массы преимуществ по сравнению с открытой схемой. Основными достоинствами закрытой схемы являются:

1. Равномерное распределение теплоты по системе.
2. Возможность качественного регулирования температуры в отдельных помещениях. Регулировка производится с помощью кранов, ручных и терморегулирующих вентилей, электронных и механических термоголовок.
3. Температурный режим в закрытой схеме позволяет использовать полимерные трубопроводы. В открытой схеме в зоне котла температура может достигать критических значений и рекомендуется применение металлических труб из углеродистой и нержавеющей стали, меди.
4. Принудительная циркуляция дает возможность использовать тепловой потенциал котла на различные цели – нагрев воды для ГВС, подключение контуров теплых полов, применять в качестве приборов отопления конвекторы.
5. В закрытых системах прокладку труб можно производить скрытым способом. В открытых системах трубы имеют большой диаметр, другой тип соединений и поэтому прокладываются открыто.
6. Система является герметичной – поступление кислорода и развитие коррозии стальных элементов сети имеют малую скорость.
7. Применение пластиковых трубопроводных систем дает возможность самостоятельного монтажа оборудования без наличия спецоборудования и особых навыков.

Равномерное распределение тепла по помещениям достигается за счет скоростного перемещения теплоносителя. Температуру в каждом помещении можно регулировать с помощью арматуры – особенно это актуально в двухтрубных и коллекторных конфигурациях комплекса. За счет оперативного регулирования и быстрого распространения тепла достигается некоторая экономия в потреблении топлива.

В закрытой системе температура в зоне котла не достигает предельных значений – тепло быстро транспортируется от теплогенератора к отопительным приборам. Поэтому температурный режим позволяет широко применять полимерные трубы для монтажа. Они отличаются низкой стоимостью, удобством монтажа и продолжительным сроком эксплуатации.

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет использовать котел для нужд ГВС. Реализуется нагрев воды обычно вторым контуром котла или подключением бойлера косвенного нагрева.

БКН можно подключить и к открытой системе – но режим и качество его работы будут намного уступать варианту использования в схеме закрытого типа.

Кроме БКН, принудительная циркуляция позволяет использовать особую разновидность водяного отопления – теплые полы и теплые стены. В этом случае трубы контуров выступают в качестве элемента теплоотдачи. Эта конфигурация отопления имеет массу особенностей. Подробнее о ней можно прочитать здесь.

Наряду с радиаторами и теплыми полами в закрытой системе отопления используются конвекторы. Они имеют трубопроводы теплообменника с небольшим сечением, поэтому использование их подразумевает наличие принудительной циркуляции.

Кроме массы достоинств система отопления закрытого типа обладает и недостатками.

Главный недостаток – полная зависимость от наличия электрической энергии. Второй недостаток – подпитка системы осуществляется принудительно – необходимо наличие напорного водопровода или ручного насоса подпитки.

Закрытая схема системы отопления – оптимальное техническое решение для организации обогрева частного дома. Она обладает широким спектром возможностей комбинирования оборудования, позволяет использовать тепло в различных направлениях, имеет экономный режим работы.

(Просмотров 436 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Трубы для водяного теплого пола

Комбинированные котлы отопления

Твердотопливные котлы отопления

Способы отопления гаража

Электрическое отопление частного дома

Виды батарей отопления

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.

Группа безопасности

Ставится группа безопасности на подающий трубопровод на выходе из котла. Она должна контролировать его работу и параметры системы. Состоит из манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана.

Группа безопасности котла ставится на подающем трубопроводе до первого ответвления

Манометр дает возможность контролировать давление в системе. По рекомендациям оно должно находится в пределах 1,5-3 Бар ( в одноэтажных домах это 1,5-2 Бар, в двухэтажных — до 3 Бар). При отклонении от данных параметров надо принимать соответствующие меры. Если давление упало ниже нормы, надо проверить нет ли где течи, а потом добавить некоторое количество теплоносителя в систему. При повышенном давлении все несколько сложнее: необходимо проверить в каком режиме работает котел, не перегрел ли он теплоноситель. Также проверяется работа циркуляционного насоса, корректность работы манометра и предохранительного клапана. Именно он должен сбрасывать излишек теплоносителя при превышении порогового значения по давлению. К свободному патрубку предохранительного клапана подсоединяют трубу/шланг, которую выводят в канализацию или дренажную систему. Тут лучше делать так, чтобы была возможность контролировать срабатывает ли клапан — при частом сбросе воды надо искать причины и устранять их.

Состав группы безопасности

Третий элемент группы — автоматический воздухоотводчик. Через него выводится воздух, попавший в систему. Очень удобное устройство, которое позволяет избавиться от проблемы воздушных пробок в системе.

Группы безопасности продаются в собранном виде (на фото выше), а можно купить все устройства отдельно и подключить их при помощи тех же труб, которыми делали разводку системы.

Определение открытой отопительной системы

Общеизвестно, что между котельной установкой и приборами отопления по трубам циркулирует жидкий теплоноситель, работающий в качестве посредника для передачи тепловой энергии. В отличие от печей, нагревающих воздух вокруг себя напрямую, водяная система способна переносить теплоту на большие расстояния. Это и привело к ее повсеместному внедрению. Простейшая схема открытой системы отопления для одноэтажного дома представлена на рисунке:

Вода, протекающая по трубопроводам, расширяется вследствие нагревания. Образующийся излишек вытесняется в специальную емкость – расширительный бак. Особенность открытой схемы, отличающая ее от других систем – установленный в самой высокой точке бак открытого типа. Простыми словами, емкость, куда вытесняется излишек горячего теплоносителя, напрямую сообщается с атмосферой.

Функционирует схема следующим образом. При повышении температуры объем воды в сети возрастает, соответственно, поднимается ее уровень в расширительном баке. При этом часть воздуха из емкости просто вытесняется в атмосферу через патрубок. Когда в силу разных причин температура падает, снижается и уровень теплоносителя в резервуаре, а воздух извне занимает его место, свободно входя через открытый патрубок.

(голосов пока нет)

Загрузка...