Система отопления с насосной циркуляцией — надежный обогрев дома

Отопление в доме представляет собой сложное устройство. До недавнего времени практически повсеместно использовалась система, в которой теплоноситель естественно циркулировал по ней. Но в этой системе имеется много недочетов, а значительные повышения тарифов на газ и электроэнергию сделали ее дорогостоящей. Так, всё больше людей начало устанавливать у себя дома систему отопления с принудительной циркуляцией тепла, о которой мы поговорим далее.

Отличия работы систем с естественной и принудительной циркуляцией

Отопление с использованием циркуляционного насоса учитывает все недостатки его аналога с естественным движением теплоносителя: в нем можно увеличить протяженность трубопровода, регулировать температурный режим и получить равномерный обогрев всего жилья. Чтобы понять, с чем связаны ее улучшения, нужно рассмотреть работу каждой из них.

Принцип работы отопления при естественной циркуляции

Она осуществляется следующим образом: теплоноситель поступает в радиаторы за счет разницы температур горячей и холодной воды. При нагревании жидкости от котла горячая вода становится легче за счет уменьшения плотности. Так, она движется вверх по подающему стояку, а затем перетекает по трубам вниз к отопительным приборам, проходя сквозь них и отдавая тепло, потом возвращается по «обратке» к котлу.

Принцип системы с принудительной циркуляцией

Такая отопительная система имеет следующий принцип действия: нагрев осуществляется за счет введения в систему насоса, который увеличивает напор теплоносителя. Это делает возможным подключение отопления с любыми радиаторами и трубопроводами.

Он позволяет расширить возможности естественного отопления, создать несколько вариантов его завязки и упростить устройство. При использовании насоса нет нужды в трубах с большим диаметром, которые необходимы при естественной циркуляции. От этого внешний вид развязки отопления только выигрывает.

Принцип действия отопительной системы основывается на использовании циркуляционного насоса:

Он позволяет расширить возможности естественного отопления, создать несколько вариантов его завязки и упростить устройство. При использовании насоса нет нужды в трубах с большим диаметром, что является главным условием при естественной циркуляции. От этого внешний вид развязки отопления только выигрывает.

Так, работа закрытой системы схожа с отоплением, основанным на естественной циркуляции, но она получается более продуктивной, так как встроенный в нее насос обеспечивает высокую скорость теплоносителя и тем самым гарантирует ускоренное прогревание всего жилья.

Подключение радиаторов системы

Подключение радиатора выполняется обычным способом: трубопровод с горячей водой располагается вверху, а с холодной — внизу на выход. Для небольшого дома подойдут трубы с диаметром 20 дюймов, а если сооружение большое, то нужно устанавливать трубы с размером диаметра 25.

На каждую батарею устанавливаются регулировочные краны, которые необходимы для равномерного нагревания всех радиаторов. Естественно, что близлежащие к котлу отопительные приборы нагреваются быстрее и сильнее, а самые последние могут быть немного теплыми. Чтобы этого избежать, вовремя перекрывают вентили на передних радиаторах, и теплоноситель прямиком поступает в последующие отопительные приборы.

Однотрубная схема монтажа отопления

Последовательная завязка радиаторов ведет к одной единственной трубе, чаще всего она прокладывается ниже отопительных приборов.

При такой схеме теплоноситель выходит из котла отопления нагретым до определенной температуры, он заполняет собой каждый из подключенных радиаторов. В этой особенности кроется огромный минус — температура последних батарей может быть значительно ниже тех, что расположены ближе к котлу. Еще одним изъяном в этой разводке является невозможность регулировки температурного режима, если в ней отсутствует байпас. Он представляет собой перемычку с краном, которая устанавливается на входящий и исходящий трубопровод.

В такой системе перекрыть один из радиаторов невозможно. Однотрубное соединение установлено в многоквартирных постройках, выполненных еще в прошлом столетии. Эта схема часто выбиралась из-за легкого монтажа и экономии на трубах, ведь их нужно в два раза меньше, чем при двухтрубной схеме.

Некоторые умельцы, чтобы устранить ее недостатки, выполняют самостоятельные врезки в основную трубу, и тем самым отапливают дополнительные площади (балконы, лоджии) или утепляют прохладные комнаты. Подробнее об однотрубном исполнении — читайте тут.

Двухтрубная схема

В случае ее использования к каждому радиатору монтируется одновременно две магистрали: входящая и «обратка». Параллельный способ подводки теплоносителя обеспечивает прогревание одного радиатора. Каждая батарея в такой системе при необходимости легко отключается от трубы, это удобно для проведения ремонта, а также для регулировки обогрева комнаты. Для этих целей на входе радиатора устанавливается терморегулятор или обычный кран.

Существуют современные автоматические двухтрубные системы, которые регулируют и контролируют температурный режим сами. К их недостаткам относится: сложный монтаж и необходимость в большом количестве труб.

Двухтрубная система разводки бывает вертикальной и горизонтальной. Каждая из них подразделяется на несколько разновидностей.

Горизонтальные схемы

Их существует три:

1. Тупиковая. Является самой простой. В ней температура радиаторов зависит от их удаленности от котла. Чем дальше от него находится батарея, тем хуже она обогревает. Контур становится длиннее, и нет возможности контролировать температурный режим.
2. Звездообразная. При ее использовании к котлу подводится две трубы — с холодной и с горячей водой. При этом температура в батареях получается одинаковой, но длина трубопровода увеличивается.
3. Коллекторная. Самая эффективная. В ее случае к каждой батарее идет своя труба, по которой поступает теплоноситель, за счет этого обеспечивается равномерное распределение тепла. У нее есть существенные недостатки — большие трудозатраты и необходимость закупки многочисленных материалов.

Вертикальные схемы

Они бывают с двумя типами разводки:

• Нижняя. В каждой комнате по две трубы. В целом имеется общий стояк, подающий теплоноситель на все этажи, а затем он наверху подсоединяется к радиатору, а от него охлажденная вода спускается вновь на первый этаж.
• Верхняя. Предполагает расположение стояка вертикально от котла до чердака или технического этажа. На нем производится разводка труб под каждый радиатор, расположенный на верхнем этаже. Затем уже от каждого из них спускаются трубы к батареям, расположенным на нижних этажах. В итоге в комнату подводится только одна труба.

Сравнивая горизонтальную и вертикальную систему можно сделать вывод, что первый ее вид экономичней: при ней стояк с теплоносителем вынесен за пределы жилого помещения и находится на лестничных пролетах или в коридоре. В комнатах располагаются только трубы, идущие к радиаторам. Чтобы устранить воздушные пробки в батареях, нужно на каждую из них установить кран Маевского, через который можно выполнить сброс воздуха, скопившегося в секциях батарей. Она часто применяется в частных домах, где имеется протяженная отопительная магистраль.

Вертикальная схема подключения отопления защищена от таких проблем с воздухом, но она стоит дороже. Ее используют в многоэтажных домах, при этом стояк от нее проходит через перекрытия по всем этажам.

Подробнее о двухтрубной системе отопления — читайте тут.

Преимущества насосной системы и ее недостатки

Наличие в отопительном контуре насоса наделяет систему несколькими существенными достоинствами:

• Простотой монтажа. Это преимущество существенно в сравнении с естественной системой. Дело в том, что при установке циркуляционного насоса отпадает необходимость в сложной установке верхнего трубопровода, не нужно приваривать трубы, выдерживая угол в 300 и устанавливать главные стояки больших диаметров.
• Равномерным и быстрым нагревом жилья. В отличие от естественной циркуляции, при которой обогрев радиаторов зависит от расстояния до котла, в случае применения насосной версии теплоноситель попадает во все батареи одновременно, а если возникает какой-то диссонанс, то его можно отрегулировать.
• Обогревом большой территории. Это возможно выполнить, если выбрать разводку труб коллекторного типа. При нем обеспечивается равномерное прогревание радиаторов, на каком бы они ни были расстоянии от котла. Поэтому можно продлевать систему трубопроводов до нужной длины, не боясь из-за большой ее протяженности потерять тепло при транспортировке.
• Возможностью применения антифриза. Он обеспечит системе защиту от промерзания.
• Регулировкой нагрева. Она осуществляется по отдельным участкам сети. С помощью предусмотренных регулировочных кранов можно перекрывать целые участки магистрали. За счет чего можно изменять компоновку сети и переделывать схему ее подключения.
• Продлением срока службы оборудования. Котельные приборы в закрытой системе практически не страдают от разницы температур, она менее заметна на входе и выходе из котла.
• Возможностью введения в систему дополнительных элементов.Наличие циркулирующего насоса дает возможность встраивать «теплые полы».
• Отсутствием необходимости в регулировке воды в системе.Включив в обогревательный контур насос и расширительный бачок с мембраной, и сделав его закрытым, получили возможность уменьшить испарение жидкости из системы.

К слабым сторонам принудительных отопительных систем относят:

• Работа от электроэнергии. Зависимость системы от наличия постороннего ресурса оборачивается выходом из строя всего отопительного оборудования в отсутствии энергии.
• Стоимость насоса и его комплектующих. Сам прибор стоит недорого, но для его работы нужно приобрести специальные переходники, краны и другие детали.

Работа и схема принудительной системы отопления (видео)

На приведенном видео рассказано о принципе действия комбинированной системы – идеальный вариант для обустройства отопления, а также показано устройство двухтрубного варианта. При нем не нужно подстраиваться под систему и располагать трубы на определенном расстоянии, трубопровод может быть вмонтирован в любом месте: на полу, стенах и даже на потолке.

Различные системы отопления

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ?

Самым важным элементом системы с принудительной циркуляцией является насос, который заставляет двигаться (циркулировать) теплоноситель.

Эти насосы так и называются — циркуляционные. Мощность насоса должна быть достаточной для преодоления сопротивления (трения) в трубе.

Чем труба толще, тем меньше сопротивление и меньшая мощность насоса нужна. Но толстые трубы неудобны, некрасивы в комнатах и существенно дороже.

В результате обычно соблюдают разумный баланс между диаметром труб и мощностью насоса.

Наиболее комфортная для человека температура отопления -37 градусов Цельсия.

ЧТО ДЕЛАЕТ НАСОС В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ?

Насос побуждает двигаться воду (теплоноситель) в системе отопления, преодолевая сопротивление в трубе. Он не поднимает воду. Сколько горячей воды в системе отопления поднялось, столько же холодной опустилось.

Попробуем привести пример. Если перевернуть велосипед и хорошенько крутануть колесо, оно может крутиться очень долго, если оно установлено на хорошем подшипнике. Его остановит только трение в подшипнике. В каждый момент времени у любого поднимающегося кусочка колеса есть симметричный уравновешивающий кусочек, опускающийся с противоположной стороны.

Вода в замкнутой системе отопления подобна такому колесу. Насос преодолевает только трение, и вода движется по кругу. Именно поэтому циркуляционные насосы для частного дома (т.е. для бытовых систем отопления) имеют небольшую мощность и, следовательно, низкое электропотребление — около 100 ватт, как лампочка.

Если насос выключить, то вода через какое-то время, как и вращающееся колесо, остановится, а если не выключать, то вода будет двигаться постоянно.

На этом основана возможность управления подачей тепла от котла в радиаторы дома. Насос может быть включенным на полную мощность, либо быть выключенным, либо работать вполсилы.

Если в доме жарко, а насос работает в полную силу, можно уменьшить мощность насоса, поток теплоносителя в системе станет меньше, температура на отопительных приборах понизится.

Можно подключить насос к электролинии через термодатчик. Насос в этом случае будет автоматически включаться только тогда, когда температура в доме опустится ниже желаемой. Такой датчик называют еще термостатом.

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ?

В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет сила, возникающая за счет разности плотности (веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах.

Теплоноситель (например вода) в котле нагревается. Плотность горячей воды меньше, т.е. она легче, чем холодная, и движется вверх по одной толстой трубе (подающему стояку). Затем горячая вода растекается по нескольким нисходящим трубам (обратным стоякам), пронизывающим здание, к отопительным приборам сверху вниз и охлаждается, отдавая тепло. Плотность холодной воды увеличивается, вода тяжелеет и возвращается к котлу по обратному трубопроводу.

Циркуляция в такой системе возникает за счет разницы веса горячего теплоносителя в подающем стояке и холодного — после остывания в приборах и обратном трубопроводе. Чем больше диаметр вертикальных стояков, тем больше побудительная сила естественной циркуляции.

ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ДВУХТРУБНАЯ РАЗВОДКА ОТ ОДНОТРУБНОЙ?

Температуру в помещениях легче регулировать, если применена так называемая двухтрубная разводка. При этом типе разводки к каждому отопительному прибору подведены две трубы — прямая и обратная. Температура теплоносителя, входящего в прибор, на всех приборах будет одинаковой.

Для комфортной системы отопления — двухтрубная разводка.

Двухтрубная разводка радиаторов похожа на параллельное соединение электроприборов, когда к каждому прибору от общего источника подведены «плюс» и «минус».

Для комфортной системы отопления — двухтрубная разводка.

При однотрубной разводке теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому. При этом последний радиатор в «цепочке» может быть значительно холоднее первого, так как теплоноситель остывает в каждом радиаторе. Управлять системой с однотрубной разводкой трудно. Невозможно без специальных приемов перекрыть доступ теплоносителя только в один радиатор, так как при этом перекроется доступ и во все остальные.

Для организации перепуска теплоносителя через перекрытый радиатор применяют так называемые «байпасы» (или перемычки).

Но даже если использовать этот приемчик, остаются еще два недостатка:

1. Внешний вид — «не очень».

2. Труба стояка и перепуск будут горячими, даже когда радиаторы перекрыты, то есть опять остается нерегулируемый участок системы отопления.

Всем известное отопление в многоквартирных домах — пример однотрубной разводки.

ЧТО ТАКОЕ «ЗАЖАТАЯ» СИСТЕМА?

Иногда при монтаже системы отопления возникает желание сэкономить и использовать трубу потоньше. Кажется, что достаточно поставить насос помощнее — и теплоноситель будет двигаться.

Экономия на приобретении трубы будет «съедена» необходимостью покупать более дорогой и мощный насос. А может даже оказаться, что любой мощности насоса будет недостаточно для преодоления сопротивления в трубе — система «зажата».

Теплоноситель в трубе должен двигаться с определенной скоростью, чтобы в каждую секунду достаточный объем горячего теплоносителя поступал в радиаторы, и достигалась нужная теплоотдача. Этот объем называют расходом теплоносителя. Чем выше скорость движения теплоносителя, тем больше его расход.

Но при повышении скорости возрастает и сопротивление (трение) в трубе. То есть с увеличением расхода теплоносителя увеличивается и сопротивление системы. Если использовать трубу толще, сопротивление понизится, тоньше — повысится.

При слишком тонких трубах, сколько бы ни увеличивалась мощность насоса, расход теплоносителя в системе остается небольшим, а сопротивление в трубе (давление, напор) возрастает. Теплоноситель в такой системе не двигается или двигается слишком медленно, котел чаще перегревается, а отопительные приборы остаются холодными, так как горячий теплоноситель не поступает в них в нужном объеме. Такую систему называют «зажатой».