Системы отопления с принудительной циркуляцией

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

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

Как работает отопление без насоса?

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

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

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

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

Принудительная циркуляция

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

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

Из чего состоит отопительная система?

Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:

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

При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:

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

Однотрубная схема

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

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

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

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

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

Группа безопасности

Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:

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

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

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

Радиаторы

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

Разводка

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

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

Двухтрубная схема

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

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

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

Принудительная лучше?

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

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

Экономим на трубах

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

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

Отказ от громоздких радиаторов

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

Безопасность и удобство эксплуатации

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

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

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

Простота монтажа

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

О недостатках

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

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

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

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

Система отопления с принудительной циркуляцией

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

Что дает принудительная циркуляция

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

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

Итак, разберем все достоинства системы с принудительной циркуляцией:

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

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

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

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

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

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

Элементы принудительной схемы

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

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

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

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

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

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

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

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

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

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

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

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

Схема для отопления двухэтажного дома

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

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

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

Заключение

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