Принудительная циркуляция в отоплении: как это работает

Опубликовано 4 августа 2015 в 12:39

Для уюта в доме необходимо сделать хорошо продуманную систему отопления. Наиболее эффективным отоплением считается водяное. А система отопления с принудительной циркуляцией сделает пребывание в доме приятным, независимо от количества этажей и общей площади.

Как работает система с принудительной циркуляцией

Эта система работает по простому принципу. В котле вода прогревается до заданной температуры. После, движется вверх по стояку. Как только вода доходит к радиаторам, ее температура немного уменьшается. Охлаждаясь, вода постепенно возвращается в котел, а после, прогреваясь, вода снова возвращается в трубопровод. И этот процесс повторяется.

Обратите внимание! Чтобы быть объективным, стоит выделить явный недостаток такой системы. При разводке с одной трубой система будет плохо работать. В результате по радиаторам тепло будет распределяться неравномерно. Батареи что ближе к котлу, греются быстрей, а те что дальше могут вообще не прогреваться. Соответственно во всем помещении будет явный температурный дисбаланс.

Для решения этой проблемы приходится увеличивать количество секций на отопительном приборе. Более того, объем затраченного топлива для прогрева теплоносителя будет увеличиваться в несколько раз. Совсем другая картина когда выбрана двухтрубная система отопления. Все проблемы решаются очень быстро.

Очевиден вывод, что отопление с принудительной циркуляцией будет эффективным только при использовании насоса, который будет иметь достаточную мощность. Насос будет поддерживать стабильную скорость движения воды в системе и равномерно распределять тепло по всем батареям.

Использование современных циркуляционных насосов позволяет избавиться от одной опасной проблемы – смешивание холодной и горячей воды. Эти приборы создают то давление и скорость теплоносителя, которое ничем не отличается от естественной системы.

Обратите внимание! Насос направляет воду всегда в одном направлении, благодаря чему теплопотери в системе минимальны. При правильной регулировке скорости потока можно осуществлять контроль по количеству издаваемого тепла.

Как правильно выбрать насос

Успешная система отопления с принудительной циркуляцией это та, где правильно подобран насос. Выбор насоса, для циркуляции воды, должен ориентироваться исходя из следующих характеристик:

• Для площади дома в 250 м2 необходим насос с производительность 3,5 м3/ч до 0,4 Атм.
• Для площади дома в 250-300 м2 необходим насос с производительность 4,5 м3/ч до 0,6 Атм.
• Для площади дома в 350-800 м2 необходим насос с производительность 11 м3/ч до 0,8 Атм.

На выбор насоса также влияют следующие особенности отопительной системы:

• Вид автоматики.
• Вид запорной арматуры.
• Количество радиаторов.
• Материал труб.
• Длина трубопровода.
• Диаметр труб.

Возможные схемы отопления

Схема отопления с принудительной циркуляцией может быть двух видов:

Эти схемы отличаются по разным параметрам, например, количества используемых труб, набор контролирующей и запорной арматуры и тому подобное.

Однотрубная схема

Схема подключения бывает вертикальной и горизонтальной. Горизонтальное подключение достаточно простое. Все батареи подключаются к одному контуру, образовывая последовательную сеть. При таком раскладе вода от одной батареи направляется в следующую, с переходом по обратному контуру в котел. Каждый нагреватель оборудуется краном Маевского, кранами и вентилями. Кран Маевского будет содействовать устранению воздуха из трубопровода, а вентиля и краны будут отсекать участок трубопровода, который можно отремонтировать по необходимости.

Обратите внимание! Подобный метод будет идеальным для дома с несколькими этажами. Особенно когда имеется общий стояк и на каждом этаже имеется отдельная ветка отопления.

Что касается вертикальной схемы, то она значительно упрощена. В этом случае на самый последний этаж поднимается по стояку отопительная труба. После, она направляется вниз и на каждом этаже распределяется по радиаторам по горизонтальной схеме от батареи к батарее. После этого вода опускается по трубам охлажденная и направляется к котлу.

Двухтрубная схема

Двухтрубная схема разводки отопления с принудительной системой также подразумевает использование разных схем:

Первая схема считается самой простой. Однако ее недостаток заключается в сложном контроле температуры теплоносителя. Каждая батарея имеет свой контур. Длина контура будет зависеть от расстояния батарей между собой.

Второй метод подключения, попутный, имеет контуры одинакового размера. Благодаря этому температурный режим очень просто контролировать. Однако длина трубопроводной системы будет увеличено в несколько раз.

Коллекторная схема наиболее эффективная из всех перечисленных. Для каждого радиатора имеется отдельная ветка, по которым подается горячая вода. Эта схема обеспечивается стопроцентное равномерное распределение теплой воды. Единственный недостаток это большие материальные затраты для реализации подобной схемы, а также большие трудозатраты.

Отдельное внимание заслуживается схема вертикального подключения системы с принудительной циркуляцией. Она может быть реализована с верхней или нижней разводкой. Схема с верхней разводкой подразумевает то, что в каждом помещении будет проведено две трубы: подача и обратка. Нижняя разводка имеет другой принцип действия. Вода по стояку также поднимается по вертикали на последний этаж, где осуществляется развода труб на верхнем этаже к каждой батарее. От них трубопровод направляется на первый этаж. В помещениях будет иметься одна труба, которая соединяет все батареи на всех этажах в одну систему.

Вот по таким схемам можно реализовать отопление с принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция: плюсы и минусы

Вмонтированный, в отопительную системы насос, будет обеспечивать большое количество плюсов, вот некоторые из них:

• В данной системе не играет никакой роли, какие трубы и какой диаметр труб планируется использоваться.
• Для экономии средств можно воспользоваться трубами меньшего диаметра.
• Каждый узел отопления прослужит значительно дольше, благодаря отсутствию температурного перепада.
• Открывается возможность контролировать и регулировать температуру в отдельных комнатах и в целой системе одновременно.

Для объективности следует знать и минусы подобной системы:

• При отключении электричества работа насоса приостанавливается, так как он запитан от электросети.
• Дополнительные расходы электроэнергии от работающего насоса.
• Насос будет издавать шум, который может создавать небольшой дискомфорт.

Итак, если вы решили использовать принудительную систему отопления, то обязательно посмотрите видео, которое закрепит ваши познания из этой статьи. Так, вы сможете создать тепло и уют в вашем жилище с использованием наиболее эффективной системы отопления.

Отопление с принудительной циркуляцией. Как реализовать?

При проектировании системы отопления перед ее будущим пользователем возникает немалое количество вопросов. На этом этапе предстоит принять решение о том, каким образом теплоноситель будет передвигаться в магистрали – естественным путем или с принудительной циркуляцией. Про естественную циркуляцию у нас есть отдельный материал, а здесь сделаем упор на принудительную систему отопления.

Особенности функционирования принудительной системы обогрева

Отопительная схема, в которой топливо циркулирует естественным образом, максимально проста. В такой цепочке теплоноситель нагревается в котле и, в соответствии с законами термодинамики, устремляется вверх по стояку. Достигнув радиаторов, носитель отдает часть тепловой энергии, температура его снижается. Под гнетом вновь пребывающих доз тепла, остывшее топливо опускается обратно в котел для повторения цикла.

Такая элементарная схема имеет существенные недостатки, особенно в совокупности с однотрубным типом разводки:

• Тепло распределяется неравномерно: в помещениях, которые расположены рядом с источником теплоснабжения (котлом), температура выше, чем в тех, что находятся на большем от него расстоянии.
• Система с естественной циркуляцией потребляет значительное количество отопительного материала, что говорит не в пользу ее рациональности.
  Частично нейтрализовать эти проблемы позволяет обустройство двухтрубной разводки.

Эффективность отопительной схемы с принудительной циркуляцией обусловлена включением в нее насоса. Его функцией является придание движению топлива по тепломагистрали большей скорости. Величина этого показателя находится в прямой зависимости с температурой обогреваемых помещений.

Присутствие в системе отопления циркуляционного насоса наделяет ее неоспоримыми преимуществами:

• экономичность. Связана как с рациональным расходованием теплоресурса, так и с разумными финансовыми затратами на приобретение труб небольшого диаметра;
• эргономичность. Негромоздкая конструкция позволяет спрятать ее элементы в стенах, под полом и т.п.;
• возможность функционирование в отопительных проектах любой сложности с различным сочетанием обогревательного оборудования. В отопительной схеме могут присутствовать и радиаторы, и тепловые завесы, и полы с подогревом.
  Основным поводом для беспокойства при проектировании системы отопления с принудительной циркуляцией является бесперебойная подача электроэнергии, поскольку приводить насос в действие призвано именно электричество. Неплохо поэтому позаботиться о резервном источнике электроснабжения.

Принудительные схемы

Условно все принудительные схемы можно разделить на однотрубные и двухтрубные. Наиболее популярны сегодня именно двухтрубные. Но давайте разберемся в отличиях

Однотрубная схема подключения

Предполагает эксплуатацию одной трубы для подачи теплоносителя из котла и для его обратного оттока. Этот вариант не требует большого метража труб, количества запорной арматуры, фитингов и прочих элементов, следовательно, монтажные работы сводятся к минимуму.
Минус: последовательный нагрев отопительных приборов постепенно уменьшает температуру подаваемого топлива в цепочке оборудования. Система отопления может функционировать естественным и принудительным способом.

Двухтрубная схема подключения

В этой модели отопления работают две трубы: первая подает топливо к обогревателю, вторая осуществляет отвод остывшего носителя к котлу. В этом состоит главное отличие от первого варианта, вытекающие последствие: увеличение металлоемкости конструкции за счет большего трубометража, запорных и соединительных элементов в схеме. Монтаж более сложен. Положительный момент, как вознаграждение за понесенные финансовые и трудовые затраты: к каждому обогревателю в системе подается теплоноситель одинаковой температуры.

В зависимости от направления потоков горячего и охлажденного топлива различают:

• попутную схему подключения, где подача теплоносителя и его отвод двигаются в одном курсе, позволяя всем приборам в цепочке нагреваться с равной скоростью;
• тупиковую, которая предполагает более быстрый нагрев приборов, находящихся ближе к котлу.

Лучевая разводка

Очень схожая модификация с двухтрубной схемой отопления принудительной циркуляции. Различие — пункт распределения горячего топлива и сбор остывшего, которым является не главный стояк, а распределительные коллекторы. К каждому обогревательному прибору проводится отдельная линия подачи теплоносителя и его оттока. Разумеется, такая схема предполагает сбалансированное по температуре и давлению распределение тепла.
Накладность такой организации отопления очевидна: существенные затраты на материалы, большая стоимость и трудоемкость монтажных работ. Кроме этого, весьма затруднительно вносить коррективы в схему с распределительными узлами (к примеру, добавлять обогревательное оборудование).

Обустройство теплого пола

По-настоящему сложная схема с принудительной циркуляцией отопления, вдобавок дорогостоящая, но и наиболее комфортная. В маленьких помещениях применяют простые комбинации укладки труб с одним входом для нагретого теплоносителя и выходом для остывшего. Большие площади потребуют более сложных конструкций с использованием распределительных узловых соединений. Зачастую обустройство теплого пола предполагает установку отдельного циркуляционного насоса на участки системы.

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Выбор циркуляционного насоса

Качественный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией должен соответствовать критериям:

• энергосбережения;
• простоты и надежности в эксплуатации.

Мощностные характеристики определяются габаритами жилого помещения, которое необходимо обогреть. Например, для отопления площади 250 кв.м необходим циркуляционный насос с мощностью 3,5 куб.м/ч и напором 0,4атм.
Кроме этого, на выбор оборудования влияют расчеты из проекта системы отопления. К ним относятся:

• материал труб, предназначенных для монтажа и их диаметр;
• общий метраж схемы;
• количество обогревательных приборов;
• вид теплоносителя.

Самостоятельный подбор насоса может вызывать ряд трудностей, поэтому лучше всего получить консультацию у грамотного специалиста по данному вопросу.

Необходимость соблюдения уклона труб

При монтаже отопительной системы с принудительной циркуляцией теплоносителя соблюдение требований к уклону труб необязательно. Тепломагистрали устанавливаются прямолинейно или с малозначительным скатом по отношению к сливу. Это облегчит слив теплоносителя перед проведением ремонтных работ или при возникновении ситуации, когда системе предстоит длительный простой.

Диаметр труб в принудительной системе

Отопительная система, в которую включен циркуляционный насос, не предъявляет особенных требований к трубопроводу. Для такой схемы не имеет значения, какого размера и состава трубы будут переносить тепло. Таким образом, можно использовать недорогие модели небольшого диаметра. Это позволит сэкономить приличную сумму при организации отопления. Не следует забывать, что параметры труб берутся во внимание при приобретении циркуляционного насоса.

Важно понимать, с меньшими диаметрами трубопровода в системе с принудительной циркуляцией растет и сопротивление.

Главный минус принудительного отопления

Так как отопление дома с принудительной циркуляцией работает только с циркуляционным насосом. Следовательно, такой насос нуждается в стабильной и качественной подаче электричества.

Это является единственным и самым большим минусом отопления дома с принудительной циркуляцией. Например, у вас отключили электричество. Отопления нет. Авария в электрических сетях — отопления нет. Упало напряжение в сети — насос не выдает номинальной мощности – опять отопления нет.

Как улучшить систему с принудительной циркуляцией?

Желательно конечно хорошо утеплить трубы систем отопления, чтобы минимизировать потери драгоценного тепла. Тогда будет экономично. Главное при выборе в свой дом системы с принудительной циркуляцией не ошибиться при ее расчете.

Необходимо обратить пристальное внимание на количество тепловых приборов, количество контуров отопления, подбор оптимального диаметра труб и мощность насоса.

Именно с нарушением этих законов возникает больше всего проблем. То неправильно рассчитали количество приборов, то заузили трубопроводы и тепла радиаторам не хватает, то поставили слабый насос, который работает на износ и так далее.