Пример реализации комбинированной кольцевой системы отопления

Перепечатка статей, равно как и их отдельных частей, запрещена. Мы хотим оставить за собой право на эксклюзивное размещение данного материала на нашем сайте . Здесь мы делимся знаниями и опытом, наработанными нашей командой за годы работы в сфере проектирования и монтажа инженерных систем.

Введение
Постановка задачи
Базовая схема и описание системы отопления
Уточненная по месту схема обвязки котла
Что в итоге получилось и список комплектующих для обвязки котла
Заключение

Введение наверх

В этой статье мы предлагаем вам рассмотреть конкретный пример реализации варианта комбинированной системы отопления радиаторами и теплым полом от настенного газового котла в загородном доме. За основу мы возьмем ранее рассмотренную схему, доработаем ее согласно специфике проекта и смонтируем её. Вы увидите конечный результат обвязки настенного газового котла Bosch WBN 6000 HR. А также получите перечень комплектующих, которые понадобились для реализации этой системы отопления.

Постановка задачи наверх

Требовалось спроектировать и смонтировать систему отопления, водоснабжения и канализации загородного дома общей площадью 330м² (цокольный, 1-й и 2-й этаж). Назначение — для постоянного проживания. Поставленная задача была выполнена командой home-engineering.net в течение одного месяца.

Краткое описание объекта:

• Материал стен дома — крупноформатный многопустотный керамический камень производства Радошковичи . Толщина стен: 50см, в дальнейшем планируется утепление фасада толщиной .
• Утепление чердачного перекрытия над 2-м этажом — 300мм минеральной ваты Knauf Ecose.
• Окна с энергосберегающими двухкамерными стеклопакетами, профиль окон семикамерный, производства Rehau.
• Вид топлива — магистральный природный газ.
• Теплоноситель в системе отопления — вода.
• Отапливаемая площадь — 250м²:
  • 5 жилых помещений с радиаторным отоплением;
  • 10 помещений с отоплением только водяным теплым полом.
• Приготовление горячей воды — в бойлере косвенного нагрева, достаточного для семьи из 3-4 человек.

Следует отметить, что заказчиками выбрана оптимальная и очень практичная концепция отопления дома: использование водяного теплого пола во всех помещениях с керамической плиткой или керамогранитом на полу. А радиаторы используются только в жилых комнатах с напольными покрытиями типа ламинат/паркет и т.п. Это позволяет максимально использовать потенциал теплых полов, решить вопрос комфорта полов с плиткой, не беспокоится о совместимости напольных покрытий с теплым полом и упрощает процесс регулирования и автоматизации системы отопления. В этом варианте нет нужды решать задачу двойного регулирования в одном помещении различных источников тепла одновременно — радиаторов и теплого пола.

Так же отметим вариант организации горячего водоснабжения — от отдельного бойлера косвенного нагрева — наилучший по комфорту в эксплуатации.

Применение воды в качестве теплоносителя — экономичный, простой и экологичный вариант для системы отопления дома для постоянного проживания.

Базовая схема и описание системы отопления объекта наверх

Исходя из поставленной задачи, было решено применить разработанную нами ранее схему для комбинированных систем отопления, доработав её по месту с учетом особенностей объекта. Напомним вам упрощенную базовую схему:

Базовая схема системы отопления загородного дома, взятая за основу для данного проекта.

На рисунке показаны:

1. настенный газовый котел со встроенным насосом, расширительным баком, предохранительным клапаном и т.п.;
2. перепускной клапан для радиаторного контура;
3. смесительный клапан для теплого пола (трехходовой или двухходовой);
4. циркуляционный насос контура водяных теплых полов;
5. перепускной клапан для контура теплых полов;
6. предохранительный термостат;

C-D — Участок с малым гидравлическим сопротивлением, выполняющий функцию гидравлического разделителя (расстояние между отводами тройника 100..200мм).

Были предложены следующие конкретные технические решения для реализации системы отопления и водоснабжения данного объекта:

Котел.
Исходя из оценочного расчета теплопотерь дома, были определены максимальные теплопотери в самую холодную пятидневку отопительного сезона (для Минской области -24°С). Расчетные теплопотери составили около 20кВт, но по просьбе заказчика котел был взят с запасом мощности на период, пока не будет сделано утепление фасада.

Был выбран настенный одноконтурный газовый котел с закрытой камерой сгорания Bosch WBN 6000 HR с номинальной тепловой мощностью 35кВт.

На наш взгляд, мощность завышена неоправданно, но таковым было желание заказчика.

Радиаторное отопление.
Пять жилых комнат общей площадью почти 100м² отапливаются панельными стальными радиаторами Purmo 500мм тип 22 со встроенными термостатическими вентилями. Подключение всех радиаторов (8шт) — нижнее из стены.

Подводка к радиаторам коллекторная лучевая в стяжке пола металлопластиковой трубой APE PEx-Al-PEx 16×2,0мм в защитном кожухе (пешель). Общий расход трубы на подключение радиаторов — около 150 метров.

Коллекторы для радиаторного отопления — фирмы KAN, латунные, с возможностью отключения каждой ветки радиаторов, с автоматическими воздухоотводчиками и сливными кранами. Подводка магистралей из топочной к коллекторам радиаторного отопления трубой APE PEx-Al-PEx 26×3,0мм (общая длина подводки 10+10 м).

• Расчетная мощность в контуре радиаторов — 10 кВт.
• Температурный график 65/50°С (максимум).

Исходя из пониженного температурного графика, были рассчитаны и выбраны радиаторы увеличенных размеров, чтобы обеспечить необходимую мощность и максимально перекрыть пространство под окнами для достижения теплового комфорта жильцов.

• Расчетный расход теплоносителя — 0,6м³/ч.
• Потери напора в контуре радиаторов — 25кПа.

Отопительный водяной теплый пол.
Еще 10 помещений дома общей площадью около 150м² отапливаются только теплыми водяными полами. Это: тамбур-прихожая, гостиная-кухня-столовая, холл 1-го и холл 2-го этажа, санузел цокольного, санузел 1-го и ванная 2-го этажа, топочная и 2 помещения цокольного этажа.

Труба для теплого пола выбрана Wavin PEx-с 20×2,0мм с антидиффузионным слоем EVOH, общий расход — около 850 метров. Крепление трубы теплого пола: на арматурной сетке 150×150×3мм пластиковыми кабельными стяжками. Длины петель — от 35 до 70 метров, всего 16 контуров, запитываемых от двух коллекторов фирмы KAN (латунные, с расходомерами, балансировочными и регулировочными вентилями, автоматическими воздухоотводчиками и сливными кранами): 7 петель в цокольном этаже и 9 петель для 1-го и 2-го этажей.

Подводка магистралей из топочной трубой APE PEx-Al-PEx 26×3,0мм (общая длина подводки 10 м).

• Расчетная мощность контура тёплых полов —
• Температурный график 40/30°С.
• Расчетный расход теплоносителя — 1,3м³/ч.
• Потери напора в контуре водяных тёплых полов — 40кПа.

Насос циркуляции в контуре теплых полов — энергосберегающий с частотным регулированием Grundfos Alpha2 25-60. Т.к. насос имеет функцию автоматического снижения оборотов при снижении расхода, то применение перепускного клапана в контуре теплых полов не требуется. К тому же при использовании автоматики для покомнатного регулирования температуры, можно будет использовать функцию автоматического отключения насоса при закрытии всех контуров теплого пола (кабель для этого проложен). Это даст дополнительную экономию электроэнергии и продлит срок службы циркуляционного насоса.

Регулирование и автоматика.
Температура подачи в контур радиаторов устанавливается на котле штатными средствами автоматики котла. Максимальная температура подачи 65°С. (для продления срока службы полимерных труб).

Регулирование температуры воздуха в помещениях, где установлены радиаторы, осуществляется термостатическими головками Oventrop на каждом отопительном приборе.

Регулирование температуры в помещениях с теплым полом планируется осуществить средствами комнатной автоматики — проводные электронные регуляторы в комнатах и термоэлектрические сервоприводы на коллекторах теплого пола. Благодаря такому выбору, стало возможным упростить регулирование температуры подачи в теплые полы.

Была выбрана простая и надежная как молоток схема с трехходовым термостатическим смесительным клапаном ESBE VTA 322 с ручной регулировкой в диапазоне

Для электронных термостатов в комнатах от коллекторов теплого пола и в топочную были проложены кабеля с 4-мя жилами. Также от мест установки термостатов в стяжку установлены трубки-гильзы для возможности установить в любом помещении с теплым полом датчик температуры поверхности пола. Это даст возможность использовать любые возможные комбинации регулирования комфорта в помещениях:

• по температуре воздуха,
• по температуре поверхности пола,
• комбинация температуры воздуха и температуры поверхности пола.

Горячее водоснабжение, рециркуляция.
Приготовление горячей воды осуществляется в бойлере косвенного нагрева Drazice (Дражице) 200л с дополнительным встроенным электро-ТЭНом на 2,0кВт (для летнего периода, на случай проблем с газом, и т.п.).

Рециркуляция ГВС через два полотенцесушителя в санузлах (Gross & Reiter, производства РБ, нержавеющая сталь). Насос рециркуляции — Grundfos в бронзовом корпусе.

Уточненная по месту схема обвязки котла наверх

С учетом особенностей объекта, а именно: типа и расположения отопительного газового котла, количества и размещения коллекторов радиаторного отопления и водяного теплого пола, была утверждена окончательная схема обвязки и подключения отопительного оборудования. Для облегчения понимания на схеме мы не показываем обвязку бойлера косвенного нагрева, она стандартна. Так же не показан узел подпитки системы отопления водой — он реализован в узле обвязки бойлера.

Принципиальная схема смешанной системы отопления дома с радиаторами (100м²) и теплым полом (150м²).

Рассмотрим назначение различных элементов нашей схемы:

1. котел газовый настенный одноконтурный Bosch WBN 6000 HR;
2. отсечной шаровый кран на подаче котла;
3. отсечной шаровый кран на подаче радиаторного контура;
4. перепускной клапан контура радиаторов Meibes;
5. отсечной шаровый кран на обратке радиаторного контура;
6. шаровый кран на байпасе контура теплого пола;
7. фильтр-грязевик;
8. отсечной шаровый кран на обратке котла;
9. отсечной шаровый кран на подаче контура теплого пола;
10. трехходовой термостатический смесительный клапан ESBE VTA 322;
11. циркуляционный насос теплого пола Grundfos Alpha2 25-60;
12. предохранительный термостат контура теплого пола Afriso;
13. отсечной шаровый кран на подаче теплого пола 1-го и 2-го этажей;
14. отсечной шаровый кран на подаче теплого пола цокольного этажа;
15. отсечной шаровый кран на обратке теплого пола 1-го и 2-го этажей;
16. отсечной шаровый кран на обратке теплого пола цокольного этажа;
17. отсечной шаровый кран на обратке контура теплого пола.

Шаровые краны и элементы обвязки котла были установлены так, чтобы система отопления была полностью и легко обслуживаема. При этом становится возможным отключить, обслужить или заменить различные элементы системы в кратчайшие сроки, без слива воды из остальных участков и без демонтажа других элементов системы. Удается сохранять работоспособность радиаторного контура при неполадках в системе теплых полов и наоборот. Это повышает надежность и живучесть инженерных систем дома в условиях возможных проблем с отоплением в зимнее время.

Например, краны 2 и 8 нужны для отключения котла от системы отопления для проведения в нем регламентных работ: проверка давления в расширительном баке, промывка теплообменника, замена элементов гидравлической части и т.п.

Краны 3 и 5 полностью отключают радиаторный контур. При этом работоспособность системы отопления водяным теплым полом полностью сохраняется благодаря перепускному клапану 4 (настроен на перепад давления в ).

Краны 9 и 17 позволяют полностью отключить смесительный узел теплых полов для его обслуживания.

Если есть неисправности в коллекторе теплого пола цокольного этажа, его можно отключить кранами 14 и 16. При этом при открытых кранах 13 и 15 теплые полы на 1-м и 2-м этажах останутся работоспособными и наоборот.

Для того, чтобы почистить фильтр-грязевик 7 необходимо закрыть краны 6, 8 и 17.

Остановимся подробнее на функции крана 6.
Этот кран установлен на общем для циркуляционных колец котлового контура и контура теплых полов участке (С-D, на базовой схеме) и должен быть ВСЕГДА открыт. Можно было бы его не ставить в этом месте, но таким решением мы просто убили двух зайцев:
Во-первых, удалось компактно уместить кольцо котлового контура между трубами подачи и обратки котла, и одновременно расположить фильтр-грязевик горизонтально. Это практичнее в плане его очистки, чем, если бы он стоял на вертикальном участке трубы, перед краном 8. Мы просто сместили кран отсекающий грязевик дальше влево, вот он и оказался на байпасе.
А во-вторых, благодаря установке крана 6 именно на байпасе, мы получаем дополнительный функционал. При аварийных ситуациях, когда, например неисправен котел, нет газа и т.п. становится возможным организовать циркуляцию по ВСЕЙ системе отопления (и в контуре теплого пола, и в контуре радиаторов, и через сам котел) используя только циркуляционный насос контура теплого пола.
Для чего это нужно, спросите вы? А для того, что бы снизить риск замерзания системы отопления в самых неблагоприятных участках дома (где наиболее холодно). Вода, перемещаясь по трубам, будет выравнивать температуру отдельных участков в доме и промерзание наступит гораздо позже. Особенно если еще и включить аварийный обогрев, скажем, тепловой пушкой, в самом большом помещении дома или растопить камин.
Итак, для того чтобы организовать аварийную циркуляцию во всей системе отоплении достаточно просто закрыть кран 6, закрутить балансировочный вентиль 4 до упора и включить максимальную скорость на насосе 11! При этом теплоноситель будет циркулировать во всех участках как положено, «по шерсти» по пути подача-обратка. В случае применения других схем это осуществить было бы нельзя. В нашем примере удалось добиться расхода в контурах теплого пола и радиаторов через неработающий котел в районе 0,9м³/ч (это актуальная цифра, насос Grundfos Alpha2 имеет функцию отображения реального расхода через него), что весьма неплохо.

Стоит отдельно обсудить вопрос расширительного бака системы отопления. Многие при монтаже систем отопления, не задумываясь, ставят дополнительный расширительный бак. Мол, объем воды в системе отопления большой, встроенного бака может не хватить.
Давайте разберемся. Может не стоит тратить лишние деньги и усложнять без надобности систему отопления? В данном котле имеется встроенный расширительный бак емкостью 10л, предварительно настроенное давление в воздушной камере в нем — 0,5бар. По расчетам, в нашей системе отопления содержится около 225л воды, из них только около 50л — в системе радиаторного отопления и около 175л — контуре теплого пола. Максимальная температура подачи в контуре радиаторов будет составлять 65°С., в контур тёплых полов 43°С.

График для определения характеристик расширительного бака, встроенного в котел Bosch серии Gas 6000W, для различной емкости системы отопления.

После анализа графика определения характеристик расширительного бака для котла Bosch серии 6000W находим, что емкости встроенного бака будет достаточно даже для предварительно настроенного на заводе-изготовителе давления в воздушной камере в 0,5бар.

Что в итоге получилось и список комплектующих для обвязки котла наверх

Для того, чтобы наглядно получить представление о том, что же получилось в итоге, и как это выглядит, можно воспользоваться фотографией монтажа обвязки котла.

Фотография смонтированной обвязки котла в комбинированной системе отопления загородного дома.

Заметим, что монтаж элементов системы отопления получился достаточно компактным, почти все уместилось непосредственно под самим настенным котлом.

А вот и список комплектующих, использованных при обвязке котла в комбинированной системе отопления. Он может быть полезен для проведения закупки элементов обвязки и сборки ее самостоятельно. В этом списке присутствуют только элементы, представленные непосредственно на фотографии. Элементы обвязки других коллекторов (находятся в других помещениях дома) и бойлера косвенного нагрева не указаны.

Наименование	Кол-во	Комментарий
Американка прямая 3/4″В-Н	2	на патрубки котла
Кран прямой 3/4″В-Н	8
Тройник 3/4″ВР	4
Перепускной клапан Meibes 3/4″	1
Соединитель APE мп26 обжим × 3/4″НР	6
Крестовина 3/4″ВР	1
Ниппель 3/4″	6
Фильтр-грязевик косой 3/4″	1
Отвод 90° латунный 3/4″	1
Бочёнок латунный 3/4″ 200мм	1	обратка перед котлом
Муфта латунная 3/4″	1
Американка прямая 3/4 с плоским уплотнением	2	на Esbe VTA 322
Клапан Esbe VTA 322 1″НР 20..43°С	1
Насос Grundfos Alpha2 25-60	1
Ниппель 1″	1
Тройник 1″ВР	1
Футорка 1″×3/4″	4
Предохранительный термостат Afriso 0-90°C	1
Кран-американка прямой 3/4″В-Н	3
Удлинитель латунный 3/4″В-Н 40мм	1
Американка прямая 1/2″В-Н	2	на патрубки котла
Кран прямой 1/2″В-Н	2	контур бойлера
Соединитель APE мп26 обжим × 1/2″НР	2	контур бойлера

Список комплектующих для обвязки настенного газового котла в смешанной системе отопления с радиаторами и теплым полом.

Надо быть готовым к тому, что некоторые элементы, возможно, придется подгонять по месту, для чего могут понадобиться дополнительные удлинители и др. фитинги.

Заключение наверх

В этом материале мы рассказали о том, как можно достаточно просто и компактно обвязать настенный газовый котел в смешанной системе отопления загородного дома, в которой присутствуют и радиаторы отопления, и водяной теплый пол. Мы подробно описали назначение всех элементов системы и составили перечень фитингов и комплектующих для реализации такой распространенной системы отопления.

Если вам необходимо осуществить проектирование и монтаж инженерных систем для вашего дома в Минске и Минском районе; вы хотите получить консультации и выполнить монтаж системы отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции, встроенного пылесоса, выполнить электромонтажные работы; сделать необходимые расчеты и подобрать оборудование; либо вы столкнулись с трудностями при реализации ваших идей — мы будем рады вам помочь.