Устройство внутренней системы отопления

Добавлен в корзину

Удален из корзины

Добавлен в избранное

Удален из избранного

Базовые знания о принципе работы отопительной системы необходимы практически каждому. Это позволит за короткое время найти ту или иную неполадку, а также избежать появления ошибок в момент установки и проектирования. В этой статье вы узнаете все самое интересное, что касается принципа работы водяных отопительных систем.

Из чего состоит система водяного отопления?

Специалисты называют такие системы гидравлическими или жидкостными. Дело в том, что тепловая энергия направлена к отопительным устройствам от котла. Среди этих устройств могут быть: теплый пол, радиатор и многие другие. Процесс циркуляции проходит в трубопроводе с нагретой водой. Другими словами, система водяного отопления представляет собой замкнутую цепочку, которая состоит из труб, отопительных устройств, котла. Кроме того, сюда можно включить такие элементы, как: гайки, краны, бак, систему безопасности и многое другое.

Работа отопительной системы

Отопительная система работает следующим образом: Нагретая жидкость в котле продвигается по системе, тепло распределятся по трубам к приборам, после чего, поступает для нагрева помещения. Так как все элементы отопления представляют собой замкнутую систему, жидкость движется по кругу.

Основные виды отопительных систем

Отопительную систему разделяют на две группы по способу циркуляции теплового носителя:

• От насоса. Принудительная циркуляция.
• Конвективная система. Естественная циркуляция.

Мы можем рассмотреть работу каждой системы в данной статье.

Отопительная система с естественной циркуляцией

Данная система является самой простой, хотя монтаж ее трудно назвать таковым.

В котле происходит нагрев теплоносителя. Данный процесс приводит к уменьшению плотности воды, после чего, она продвигается вверх по трубе, которая называется подающий стояк. Жидкость вытесняется в расширительный бак, где ее объем значительно увеличивается. Далее, она направляется вниз по трубам, которые получили название горизонтальные стояки. Затем вода оказывается в отопительном приборе. Здесь она снова возвращает свою плотность, что позволяет ей стечь вниз, для возвращения в котел.

Стоит отметить, что вертикальные стояки должны быть большого диаметра. Это позволяет образовываться побудительной силе, приводящей к циркуляции теплоносителя.

В такой системе отопления необходимо учитывать уклоны.

В первую очередь необходим уклон к отопительному прибору от стояка. Затем, уклон нужен в “обратке” к котлу. Если нет уклона, то система не будет работать.

Отопительная система с принудительной циркуляцией

Для работы данной системы необходимо использование циркуляционного насоса. Существует различные модели таких насосов, которые отличаются друг от друга своей мощностью.

Обратив внимание на схему, показанную ниже, можно увидеть нагрев теплоносителя в котле. Благодаря насосу, вода движется по трубам к отопительным приборам. Кроме того, вентили имеются на каждом радиаторе. Они позволяют устанавливать более комфортную температуру. В наше время можно использовать ручные или автоматические вентили.

Практически все радиаторы оснащены специальными кранами, через которые можно удалить воздух из системы. Принцип работы данной системы аналогичен предыдущему. Охлажденная вода возвращается по трубе обратно в котел.

Чтобы выбрать отопительную систему для дома, необходимо выделить их недостатки и преимущества.

Плюсы и минусы отопительных систем

Две вышеперечисленные системы имеют свои плюсы и, конечно же, минусы. Рассмотрим их поподробней.

Плюсы отопительной системы с принудительной циркуляцией:

• Возможна регулировка теплового потока в автоматическом режиме.
• Имеет возможность задавать температурный режим для каждого помещения в отдельности. Он также будет поддерживаться автоматически.
• Благодаря автоматическому режиму расход топлива более экономичный.
• Можно использовать трубы из пластика, что снизит стоимость монтажа и затраты на покупку материала.
• Пластиковые трубы не портят интерьер помещения. Кроме того, их можно скрыть в стене.

Минус принудительной циркуляции заключается в зависимости работы всей системы от электричества. Нельзя забывать, что работу насоса обеспечивает электросеть.

Плюсы отопительной системы с естественной циркуляцией

Имеет единственный плюс – она не зависит от электричества. В такой системе не используется насос.

Минусы отопительной системы с естественной циркуляцией:

• Нет возможности отрегулировать тепло в автоматическом режиме.
• Высокие затраты на топливо.
• Необходимы трубы с большим диаметром: пластиковых и стальных, что увеличивает стоимость.
• Низкая эстетичность от монтажа больших труб.
• Нельзя использовать бойлер косвенного нагрева, а также водяные теплые полы.

Вышеперечисленная информация позволит выбрать удобную систему отопления не только для дома, но и для любого другого помещения.

Принцип устройства водяной системы отопления

Вступление

Климат России не позволяет эксплуатировать любые здания без систем отопления. Теплоносителем (веществом для переноса тепла по помещению) могут служить вода, антифриз или воздух. Отопление, где теплоносителем выступает вода, называют водяным отоплением. Водяное отопление это самый распространенный вид отопления. Связано это с доступностью воды (водозабор к дому нужно делать в любом случае), а также с удобной эксплуатацией, безопасностью и надежностью водяного отопления.

Хотя стоит отметить, что водяное отопление больше подходит для домов постоянного проживания. В зимний период система водяного отопления требует постоянной эксплуатации или дополнительных систем, не позволяющих системе водяного отопления, заморозится.

Устройство водяного отопления

Отопление это процесс нагрева воздуха в помещении, который компенсирует потери тепла в доме из-за понижения температуры на улице.

Отопление дома происходит за счет передвижения теплоносителя по помещению. В случае водяного отопления теплоноситель, нагретая вода, движется по трубопроводу, поступает в радиаторы отопления, которые нагреваясь, отдают тепло в помещения.

Общая схема системы отопления такова. В генераторе тепла вода нагревается. Под собственным давлением или под воздействием циркуляционных насосов вода движется по замкнутому контуру теплопровода. При своей циркуляции вода охлаждается, передавая тепло помещению, и возвращается обратно в генератор тепла. Этот процесс повторяется пока система водяного отопления включена и все ее составные части работают исправно.

Генераторы тепла в системе водяного отопления

В генераторе тепла вода нагревается перед поступлением в систему отопления. Для нагрева воды используются различные генераторы тепла: отопительные котлы (газовые, твердотопливные, жидкотопливные, комбинированные), дровяные печи или солнечные батареи.

Циркуляция воды в системе отопления

Теплоноситель (вода) непрерывно двигается (циркулирует) по системе отдавая тепло (нагревая) радиаторы отопления и набирая тепло (нагреваясь) в генераторах тепла. Движение воды по системе отопления может быть естественное или искусственное. Соответственно системы отопления называют естественные или искусственные системы водяного отопления.

Открытые системы отопления с естественной циркуляцией воды

При естественной циркуляции вода движется на счет изменения давления в системе происходящим при расширении воды в результате нагрева и за счет естественного стекания воды. В такой системе отопления кроме котла отопления и радиаторов отопления обязательно присутствует открытый атмосферно — расширительный бак. Расширительный бак устанавливается на стороне выхода горячей воды из генератора тепла. Магистраль горячего теплоносителя делается по уклон, для естественного стекания воды. Способ разводки труб отопления такой системы — однотрубный.

Пример, схематичный, системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды

1. Отопительный котел;

2. Бак расширительный;

3. Сигнальная труба;

4. Трубопроводный «стояк» горячего теплоносителя;

5. Горячая магистраль;

7. Радиатор отопления;

8. Магистраль обратного (охлажденного) теплоносителя;

9. Слив теплоносителя;

10. Водопровод для подпитки;

11. Вентиль водопроводный радиаторный;

12. Магистраль горячего водоснабжения (ГВС);

13. Магистраль дополнительного (малого контура) тепла.

Закрытые системы отопления с искусственной циркуляцией

В закрытых системах отопления движение воды происходит за счет работы циркуляционных насосов. Такая система не контактирует с открытым воздухом. Но в любой водяной системе, а тем более в системе, где происходит нагревание, и охлаждение жидкости присутствует разность давлений. Для регулирования давления в системе на стороне обратного (охлажденного) теплоносителя устанавливается расширительный бак (Экспансомат-схема ниже).

Пример, схематичный, закрытой системы водяного отопления с искусственной циркуляцией

1. Котел отопительный;

2. Расширительный бак (Экспансомат);

4. Горячий «стояк» теплоносителя;

5. Магистраль горячей воды- теплоносителя;

7. Радиатор отопления;

8. Магистраль обратного (остывшего) теплоносителя;

9. Слив теплоносителя;

10. Водопровод подпитки;

11. Вентиль водопроводный радиаторный;

12. Магистраль горячего водоснабжения (ГВС);

13. Магистраль малого теплового контура;

14. Клапан предохранительный;

15. Насос циркуляционный;

16. Автоматический клапан для стравливания (выпуска) воздуха из системы.

Одноконтурные и многоконтурные системы водяного отопления

В домах могут быть сделаны не одна, а несколько независимых контуров отопления. Например, отдельно для радиаторов дома, отдельно для теплого пола, отдельно для бойлера. Или отдельно для двух половин дома. Такие системы водяного отопления более сложны в монтаже, но более эффективны для качественного отопления дома.

Однотрубные и двухтрубные системы водяного отопления

Также различаются однотрубная и двухтрубная системы водяного отоплении. В однотрубной системе радиаторы подключены к системе отопления последовательно, в двух трубной параллельно.

На это об основных принципах водяного отопления все! Тепло вашему дому.

Несколько визуальных сконструированных рисунка систем водяного отопления:

Закрытая,двухконтурная закрытая система водяного отопления с бойлером ГВС с Экспансоматом

Закрытая, двухконтурная закрытая система водяного отопления

Закрытая одноконтурная система отопления

Открытая система водяного отопления с искусственной циркуляцией и расширительным баком

Открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией и расширительным баком

Схемы разводки системы отопления. Что выбрать?

Система отопления представляет собой инженерное сооружение, построенное строго по определенному принципу проектировки. Основной задачей этой системы является обеспечение обогрева зданий в холодный сезон. В идеале уровень поступаемого тепла должен компенсировать его потери в строительных конструкциях. Также функцией отопления является поддержание комфортного уровня воздуха во всех расположенных в здании помещениях. Существует множество вариантов разводок систем отопления, про которые предлагаем почитать вам в нашем материале.

Принцип работы системы отопления

Существует множество схем устройства отопления. Зачастую многие заказчики из-за неопытности совершают ошибки. А компании, предоставляющие данные услуги, пытаются выжать с таких заказчиков побольше денег.

Основное правило любой системы обогрева — замкнутость сети. В простом представлении схема сети отопления выглядит как некое кольцо из трубных соединений, в которых течет вода, постоянно нагреваемая от котла. Этот котел находится в постоянной работе, чтобы в любой последующий цикл течения воды по трубам она не остывала.

Система отопления состоит из:

• соединительных труб;
• арматуры;
• котла для нагревания;
• радиаторов или других приборов отопления;
• насоса для обеспечения нужной скорости текущей по трубам воды;
• расширительного бака.

Виды монтажа отопительных систем

По способу проведения теплоносителя разводка системы отопления делится всего на два типа:

Каждая из систем имеет принципиальные различия и определенные характеристики.

Однотрубная разводка

Как правило, она применяется как разводка системы отопления в двухэтажном доме частного сектора, где обычно используется устаревшая система центрального отопления или гравитационная автономная сеть. Основное отличие данной схемы заключается в упрощенном монтаже, за счет чего трудозатраты и стоимость на такие работы значительно меньше.

Радиаторы при такой системе должны подключаться в определенной последовательности. Отвести вышедший из работы теплоноситель не представляется возможным. Данная отопительная схема представляет систему вертикальных стояков, установленных по этажам дома. Зачастую такой способ не может обеспечить абсолютно комфортные температурные условия.

Основные недостатки однотрубной разводки:

• Тенденция снижения тепловой энергией в процессе каждого отдельного цикла потока воды. То есть снижение уровня нагреваемости каждого последующего отопительного прибора.
• Отсутствие возможности регулировки уровня температуры в каком-то отдельном помещении. Повышение или снижение интенсивности нагрева будет отражаться на всем здании.
• Поддержание оптимального уровня давления возможно исключительно при подключении дополнительного насосного оборудования.

Конечно, существуют и технические способы, от части решающие описанные выше проблемы. Например, для улучшения работы можно добавить в систему такое оборудование, как: регуляторы радиаторов, воздухоотведение, вентили для балансировки и термостатические клапаны. Но важно понимать, что данные системы уже устарели.

Схема «Ленинградка»

Обычно из-за простоты проектирования в частных жилых домах монтируют систему, придуманную еще в далеком советском времени. Так называемая отопительная разводка отопления «ленинградка» успешно применяется и в нынешних реалиях. Технология проектирования и принцип работы данной схемы очень просты. В классическом варианте «Ленинградка» представляет собой сеть из отопительных приборов (радиаторов, панелей и конвертеров), соединенных трубопроводной системой. Радиаторы должны располагаться по периметру стен помещения.

Однако, данная отопительная система имеет и ряд недостатков:

• Отсутствие возможности сохранять одинаковый уровень тепла во всех помещениях здания.
• Из-за разводки горизонтального типа нельзя вмонтировать систему подогрева полов.
• Для поддержания оптимального давления в системе требуется дополнительно установить циркуляционный насос.

Двухтрубная разводка

Основное отличие — для подачи из горячего теплоносителя и отвода из остывшего используются разные трубы. Таким образом, теплообмен осуществляется не последовательно, как в однотрубной схеме, а параллельно.

Преимущества двухтрубной системы:

• Уровень тепла, проходящий через каждый радиатор, не изменяется благодаря принципу параллельной работы.
• Возможность регулировать температуру каждого в отдельности помещения, установив на радиаторы специальный терморегулятор.
• Выход из строя отдельной батареи не отразится на функциональность остальных.

• Для проектирования этой схемы устройства отопления требуется множество труб и соединяющих элементов.
• Высокая сложность монтажа.
• Трудозатратность и высокая стоимость.

Лучевая схема обеспечения тепла

Принцип лучевой (коллекторной) схемы разводки системы отопления заключается в том, что отопительные приборы с помощью специального коллектора подключается к отдельной паре труб для подачи тепловой энергии. За счет данной технологии распределение горячей воды для обогрева происходит равномерно по всему помещению. Уровень тепла регулируется изменением температуры воды и скорости ее потока по трубам.

Стоит отметить, что лучевая разводка довольно новая и представляет собой улучшенную модель двухтрубной системы. Для распределения воды в теплоносителе используется аналогичный коллектор, что используется в устройстве подогрева пола.

К преимуществам лучевой схемы можно отнести:

• низкая вероятность протечек за счет отсутствия стыков в конструкции;
• возможность отключения каждого отдельно взятого отопительного прибора, не выводя из строя всю систему.

Единственным значимым недостатком лучевой разводки является ее высокая (но оправданная) стоимость. Так как в этой системе используется коллектор и дополнительное количество труб, увеличиваются и затраты на ее проектирование.

Нижняя и верхняя разводка

Верхняя схема разводки системы отопления представляет собой систему, где трубопровод с подачей устанавливается под потолком, а трубопровод с отведением проходит в полу помещения. Такая конструкция позволяет создать естественную циркуляцию потока воды в носителе. Из-за больших перепадов в трубах поток воды успевает набрать большую скорость. Однако верхняя разводка не получила широкого применения ввиду непривлекательности на фоне интерьера помещения.

Схема с нижней разводкой отопления применяется повсеместно. Суть проектировки заключается в том, что трубы монтируются снизу. Подающий трубопровод располагается чуть выше трубопровода с отдачей. Большим плюсом данной схемы является возможность установки под полом или даже в подвале здания. Недостатком является сложность проектировки. Для обеспечения естественной циркуляции потока воды обогревательный котел должен быть выше радиаторов хотя бы на 50 см.

Горизонтальная и вертикальная разводка

Горизонтальная разводка отопительных систем все чаще используется в современных многоэтажных конструкциях. Ведь она обеспечивает отличные эксплуатационные и другие технические характеристики. Эта схема предполагает использование двух главных стояков (подающего и обратного), расположенных в отдельном помещении здания.

К основным плюсам горизонтальной разводки можно отнести:

• при неисправности отдельного элемента нужно отключить лишь необходимый узел, а не всю систему в целом;
• возможность контролировать колебания давления за счет компенсаторов;
• улучшенный контроль за расходом тепла;
• хороший эстетический вид, который не будет портить общий интерьер помещения;
• средний срок службы системы может достигать более 50 лет.

Недостатком считается лишь необходимость ручной настройки всех отопительных коммуникаций для обеспечения полноценной работы системы. Вручную это делается по той причине, что сооружение в целом довольно хрупкое.

Вертикальная система разводки отопительной системы в меньшей степени применяется в современных многоэтажных домах. Гораздо чаще ее устанавливали в советские конструкции с 1950-х годов. Ее широкое применение связано с несколькими причинами:

• низкая стоимость;
• простота проектировки;
• экономия материалов.

Недостатки же вертикальной разводки более существенны:

• отсутствие возможности перекрытия отдельных отопительных устройств;
• отсутствие возможности проконтролировать уровень нагрева отопительных устройств;
• отсутствие возможности установки приборов учета потребляемого тепла.

Разводка полипропиленом

В век новых технологий в строительстве все чаще применяются новые материалы, вытесняя традиционные. Еще несколько десятков лет назад вообразить, что водосточные трубы можно сделать не только из металла, было трудно. На сегодняшний день водопроводные трубы делаются исключительно из полимера.

Преимуществами полипропиленовых труб являются:

• низкая цена;
• простая схема монтажа;
• высокий срок службы;
• небольшой вес материалов.

Недостатком, но несущественным, является отсутствие изгибов на трубах. Для этого приходится использовать специальные соединительные элементы: тройники, уголки, муфты и т.д. Про недостатки полипропилена посмотрите видео ниже:

Для крепления полипропиленовых труб с другим материалом (металлом) используются так называемые фитинги. Сами они сделаны из полипропилена, однако внутри имеют металлическую резьбу.

Какую систему отопления выбрать?

Однотрубную схему даже не стоит рассматривать при проживании в современном мегаполисе, где практически не осталось зданий с проблемами энергоносителей. Экономия денег также не должна быть причиной выбора устаревших технологий проектирования систем отопления. Такой вариант подойдет лишь в далеких от города конструкциях, например, на даче (не современной).

Лучшая разводка в доме — это двухтрубная лучевая. Высокая стоимость установки такой системы более чем оправдана. Надежность и поддержание оптимального уровня тепла в помещении превыше всего.

Стоит также отметить, что перед установкой подогрева пола, необходимо провести расчет и сбалансировать уровень притока тепла и его потерь из-за специфики здания. Таким образом, можно выяснить, хватит ли стандартного обогрева или необходимо дополнительно установить радиаторы.