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.

Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Для комфортного проживания в частном секторе необходимо наличие коммуникаций, среди которых отопительная система занимает одно из важных мест. От неё зависит оптимальный температурный режим, сохранность домостроения и уют. При проектировании строительных планов специалисты включают именно схему с принудительной циркуляцией отопления двухэтажного дома. Это обуславливается необходимостью подъёма теплоносителя в системе на дополнительную высоту.

Подробная схема отопления 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией — это комплекс элементов, состоящий из трубопроводов, котла, фитингов, температурных датчиков и других узлов. При правильном их выборе и монтаже расходы на обогрев жилья существенно снизятся, а жильцы будут довольны уютным микроклиматом. В настоящее время отопительная система двухэтажного дома может выполняться разными способами:

• однотрубным и двухтрубным;
• с верхней и нижней разводкой;
• с гравитационной циркуляцией и принудительной;
• со стояками горизонтального и вертикального положения;
• с вариантом магистрального движения теплоносителя;
• тупиковая схема.

Хозяин коттеджа выбирает самую приемлемую и эффективную систему, которая бы обеспечивала поддержание нужной температуры в доме определённый промежуток времени, была оснащена простым, функциональным и удобным управлением, давала возможность выполнения отопления по типу «тёплый пол». Оптимальным считается вариант обогрева, когда все устройства системы функционируют при помощи автоматики.

Самой простой является схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома. Также она называется «Ленинградкой». Такую схему отопления двухэтажного частного дома своими руками можно провести без особых сложностей. Отличается экономичностью, функционируя на газовом или электрическом котле, при помощи кирпичной печи, отапливаемой торфяными брикетами, дровами, углем. Выбирая «Ленинградку», можно сэкономить на средствах, так как труб, необходимых для установки обогрева помещения, потребуется в 2 раза меньше, если сравнивать с двухтрубной системой. Характеризуется ещё такими положительными моментами:

• малой трудоёмкостью при выполнении монтажа и его «бюджетностью»;
• простотой ремонта;
• не нарушает концепцию интерьера в доме (при небольшом количестве труб);
• возможностью изготовления контура «тёплый пол» (при выполнении определённых требований).

Однотрубный контур можно «спрятать» под пол или развести над ним. При установке трубы можно располагать в горизонтальном положении и в вертикальном.

Однако такая самотёчная система отопления может применяться только в одноэтажной постройке. В двухэтажном доме схема однотрубной системы отопления сможет функционировать только при наличии циркуляционного насоса.

Существуют ещё недостатки:

• невозможность изготовления «тёплого пола» при горизонтальном контуре;
• требует выполнения сварочных работ и необходимой проверки соединений;
• неравномерность теплоотдачи от батарей, находящихся в разных комнатах.

Схема однотрубной системы представляет собой трубу с подключением к ней всех радиаторов отопления. Нагретая котлом вода распространяется по всем батареям поочерёдно, в каждой отдавая определённое количество тепла. Следовательно, ближайшая к котлу будет горячая, а последняя — чуть тёплая.

По-настоящему комфортные условия может создать двухтрубная обогревательная система. Для изготовления потребуется большее количество труб и других дополнительных материалов, но выполнение эффективного и качественного обогрева частного дома значительно важнее.

Внешне контур выглядит, как две трубы — для подачи и обратки, расположенные параллельно. Батареи патрубками сообщаются и с одной, и с другой. Нагретая вода поступает в каждый радиатор, затем остывшая выходит из него прямо в обратку. Горячий теплоноситель и холодный идут по разным трубопроводам. При такой схеме отопления температура нагрева радиаторов приблизительно одинаковая.

Проходя через трубы и радиаторы, водяной поток идёт по более «лёгкому» пути. Если попадается разветвление, где один участок с большим гидродинамическим сопротивлением, чем другой, то жидкий теплоноситель поступит во второй, который с меньшим сопротивлением. Следовательно, трудно будет сразу предугадать, какой участок будет нагрет сильнее, а какой — слабее.

Для регулирования прохождения воды через отопительные установки нужно, чтобы на каждой из них был установлен балансировочный дроссель. При помощи этого устройства владельцы жилья могут управлять потоком тепла и корректировать отопление в двухконтурной системе. Все радиаторы должны быть оснащены специальными кранами Маевского для устранения воздуха. Универсальная схема может дополняться любыми устройствами теплообмена: радиаторами, тёплыми полами, конвекторами. Они позволят правильно сделать отопление в двухэтажном доме.

Эффективность работы двухтрубной системы можно повысить коллекторной или лучевой разводкой. Такая схема называется комбинированной. Существует тупиковый вид двухтрубной системы, когда подающая и обратная линии контура заканчиваются на последнем теплообменнике. Фактически, водяной поток меняет направление движения, возвращаясь к котлу. Применение раздельной попутной схемы отопления для каждого этажа облегчит настройку контура и обеспечит оптимальный обогрев всего дома. Но для повышения эффекта необходимо сделать врезку балансировочного крана для каждого этажа.

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Отопительная система с циркуляционным насосом отличается практичностью: в весенний и осенний периоды, когда нет морозов, её можно использовать с применением низкотемпературного режима, чего не сделаешь с естественной циркуляцией теплоносителя. Из-за повышения давления в контуре на фоне функционирования насоса усложняется устройство расширительного бака. Здесь он закрытого типа и разделён на две полости эластичной мембраной. Одна предназначена для излишка жидкости в системе, другая для сжатого воздуха, регулирующего давление в системе.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

Принудительная циркуляция позволяет свободно располагать элементы отопительной системы относительно друг друга. Всё же основные правила монтажа обвязки котла, подключения радиаторов, установки трудных линий не следует игнорировать. Используя принудительную циркуляцию, можно заметить такие преимущества:

1. 1. Благодаря высокой скорости теплоносителя равномерно прогреваются все теплообменники (радиаторы), из-за чего обогрев помещений осуществляется более качественно.
2. 2. Принудительным нагнетанием водяного потока можно обогревать помещение любой площади и устраивать контур довольно большой протяжённости.
3. 3. Даёт возможность системе работать при пониженном температурном режиме (менее 60 градусов), благодаря чему создаётся оптимальная температура в частном доме.
4. 4. С низкой температурой и невысоким давлением (3 бара) для устройства системы можно использовать трубы из пластика, которые дешевле металлических.
5. 5. Диаметр тепловых линий меньше, по сравнению с тем, который необходим в контуре с естественной циркуляцией.
6. 6. Использование батарей отопления любых видов (рекомендуются алюминиевые радиаторы).
7. 7. Принудительная циркуляция теплоносителя способствует быстрому обогреву помещения.
8. 8. Регулирование температуры можно выполнять как по всему контуру, так и в определённых точках (корректировать нагрев на каждом теплообменнике).

Ещё одним преимуществом принудительного способа отопления является выбор места для монтажа теплогенератора на своё усмотрение. Обычно это первый этаж или подвал.

При всех достоинствах такого способа отопления существуют и недостатки. Например, при прохождении теплоносителя по системе слышен шум, который усиливается на поворотах тепловой линии и в местах сужения. Часто это может быть причиной излишней производительности насоса, несоответствующей конкретной отопительной системе. Второй недостаток — зависимость от электричества. При его отключении остановится движение теплоносителя в системе, так как питание циркуляционного насоса происходит от электросети.

При правильно составленном проекте, грамотном монтаже, бережной эксплуатации схема отопления с принудительной циркуляцией является оптимальным и эффективным вариантом обогрева дома (двухэтажного и трёхэтажного). Для установки системы понадобится использование таких устройств и материалов:

• теплогенератора (иногда приобретают настенный тип);
• расширительного бака;
• циркуляционного насоса;
• отопительных приборов;
• труб;
• запорной и регулировочной арматуры.

Теплогенератор для системы с принудительным способом отопления может функционировать, используя любой доступный вид топлива. Главное, выбрать котёл с мощностью, при которой он смог бы обогревать отапливаемую площадь дома.

Принципиальным для такой системы должно быть наличие мембранного расширителя. При нагревании теплоноситель увеличивается в объёме в замкнутом пространстве. Для предупреждения аварийных ситуаций, при которых разрываются трубы и радиаторы, применяется расширительный бак. Он хорошо справляется с излишним давлением.

Благодаря схеме отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает напорный насос, теплообменные приборы могут быть разных видов и материалов. Хороший вариант — отопление «тёплый пол»:

1. 1. Для его функционирования не нужна высокая температура теплоносителя.
2. 2. Наличие напорного насоса в оборудовании системы оказывает действенное влияние на затруднённую циркуляцию теплоносителя (малый диаметр и большая длина) «тёплых полов».

Металлические трубы для устройства отопительной системы применяются очень редко из-за тяжёлого веса и высокий стоимости. К тому же они сильно поддаются коррозийным процессам, что ведёт к плохой циркуляции потока.

Поэтому лучше пользоваться современными материалами: армированным полипропиленом и металлопластиком, у которых нет таких недостатков. Приобретая их, следует помнить, что компрессионные фитинги, применяющиеся для соединений, могут через несколько лет выйти из строя из-за воздействия высокой температуры теплоносителя. Эти устройства лучше не использовать в отоплении, хотя категорического запрета не существует.