Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Обвязка котла отопления: схема и элементы

Тема этой статьи — обвязка отопления частного дома. В ней я собираюсь рассказать о том, какие элементы, помимо котла и радиаторов, должен включать отопительный контур, как их выбрать и правильно смонтировать. Итак, в путь.

Котельная с газовым и электрическим котлами.

Схемы отопления

Начну с небольшого лирического отступления.

Системы отопления с водой в качестве теплоносителя делятся на:

• Открытые и закрытые;
• С принудительной циркуляцией и гравитационные.

Что означает такое деление?

Открытая и закрытая

В верхней точке открытого контура монтируется открытый расширительный бак.

Открытый расширительный бачок.

Он совмещает три функции:

1. Позволяет долить воду, компенсировав ее утечку и испарение;
2. Вмещает избыток воды при ее расширении, сопутствующем нагреву;
3. Служит для отвода воздушных пробок.

Для работы воздухоотвода через открытый бачок розлив должен быть проложен с постоянным уклоном от бака к теплообменнику котла.

Закрытая система не сообщается с атмосферой и работает с избыточным давлением. Ее основная проблема — в том, что при нагреве теплоноситель увеличивается в объеме и вполне может разорвать трубы и отопительные приборы.

Разрыв полипропиленовой трубы на отоплении.

Гравитационная и принудительная

Работу отопительной системы с принудительной циркуляцией обеспечивает циркуляционный насос — маломощный прибор с винтовой или центробежной крыльчаткой, сидящей на валу электромотора. Он обеспечивает достаточно высокую скорость потока в трубах и, соответственно, быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов.

Ахиллесова пята принудительной циркуляции — энергозависимость насоса. В условиях кратковременных отключений ситуацию может спасти источник бесперебойного питания, но при длительном отсутствии электричества отопление перестанет выполнять свои функции.

Этого недостатка лишена система с естественной циркуляцией, которую обеспечивает разница в плотности холодной и горячей воды.

Принцип ее работы предельно прост:

• Нагретая в теплообменнике отопительного котла (как правило, твердотопливного) вода вытесняется через разгонный коллектор в верхнюю часть контура более холодными массами теплоносителя;
• Оттуда она самотеком движется по контуру, постепенно отдавая тепло через радиаторы;
• Остывшая вода возвращается в теплообменник, и после ее нагрева цикл повторяется.

Принцип работы гравитационной системы.

Знакомство с теорией завершено. Перейдем к практике.

Гравитационная открытая система

Открытая гравитационная система отопления.

В гравитационной открытой системе обвязка пеллетного котла отопления или другого твердотопливного источника тепла включает:

• Разгонный коллектор. В сущности, это всего лишь короткий вертикальный участок розлива сразу после котла;
• Открытый расширительный бак. Как правило, его объем берется примерно равным 10% объема теплоносителя в контуре.

Вместимость контура проще всего выяснить, заполнив систему отопления водой и слив ее в ведро известного объема или любую другую мерную тару.

Кроме того, на входе и на выходе из котла ставятся отсекающие краны. Они позволяют отключить теплообменник для ремонта или обслуживания, не сбрасывая весь объем теплоносителя.

Такие краны ставятся в любой системе, независимо от ее типа и источника тепла.

Отсекающие краны на входе и выходе электрокотла.

Она предельно проста: расширительный бачок монтируется в верхней точке розлива после разгонного коллектора. Опционально он снабжается краном для заполнения контура водой. В нижней точке системы устанавливается кран для полного слива теплоносителя: он будет полезен, если в холода дом остается без отопления.

Котел устанавливается в нижней точке контура (обычно в подвале или приямке). Перепад высоты между его теплообменником и радиаторами, собственно, и обеспечивает стабильную циркуляцию: благодаря этому перепаду остывшая вода продолжает движение самотеком.

Гидравлический напор в системе равен высоте Н.

Открытая система с принудительной циркуляцией

Открытая система с насосом.

Разгонный коллектор в этом случае по понятным причинам не нужен. Его функции выполняет циркуляционный насос.

При выборе насоса стоит обратить внимание на его производительность. Она подбирается в зависимости от тепловой нагрузки на контур (читай — от мощности котла) по следующей таблице:

Схема обвязки твердотопливного котла отопления: 2 особенности

Схема обвязки твердотопливного котла отопления необходима для представления расположения всех элементов системы От качества обвязки в твердотопливной системе зависит дальнейшая работа котла и его долговечность. Здесь важно учесть достаточно много правил и нюансов. Нередко обращаются за помощью в составлении схем к специальным программам и профессионалам. Подключение должно быть последовательное и аккуратное.

Особенности схемы отопления с твердотопливным котлом

Твердотопливные котлы производят теплую энергию, сжигая разные виды твердого топлива. Котел с аккумуляционной обвязкой и баком водоснабжения имеет и другие особенности, отличающие его от других видов систем отопления. Такие нюансы всегда важно учитывать при монтаже конструкции.

Особенности твердотопливных котлов:

1. Способность долго сохранять процесс горения. Невозможно резко потушить огонь в камере сжигания.
2. Наличие пара в топке. При наличии теплоносителя с низкой температурой происходит образование конденсата.

Способность долго сохранять процесс горения бывает опасным, так как приводит к перегреву рубашки. Из-за этого вода начинает закипать в водяной рубашке. Конденсат образует высокое давление, которое может привести к разрыву трубопровода и рубашки.

Схема обвязки твердотопливного котла

Чтобы предотвратить закипания и дальнейшие аварийные ситуации в обвязке печки на твердом топливе, в обязательном порядке нужно оборудовать группу безопасности, где монтируется предохранительный клапан.

Вторая особенность твердотопливных конструкций также несет определенные неприятности. Пар агрессивно воздействует на стенки камеры сжигание и приводит к образованию коррозии. А когда конденсат контактирует с золой, то получается липкое вещество, которое достаточно сложно удалить с поверхностей топки. Профилактикой этому является монтаж смесительного узла.

Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Основная особенность котлов с принудительной циркуляцией с насосом является быстрое передвижение теплоносителя по трубам. При этом отличают и другие особенности системы. Важно изучить все нюансы, чтобы правильно установить и эксплуатировать котел.

Особенности системы с принудительной циркуляцией:

1. Можно монтировать трубы небольшого размера: 20-25 мм. Так можно снизить расход воды.
2. Существует несколько вариантов монтажа. Обвязать можно по одноконтурному, двухконтурному котлу и коллекторной системе.
3. Возможность регулировать температуру для отдельных элементов и по всей системы в целом. Лучше всего это выполняется в коллекторной системе.
4. Удобное пользование.

Твердопаливний электрокотел имеет и свои недостатки. Потребуется установить насос для работы оборудования. Потребуется потратиться на покупку. При этом работа системы будет полностью зависеть от подачи электроэнергии. Но данные минусы полностью себя окупают всеми положительными аспектами.

Обвязка работает за счет насоса. Место их установки зависит от разводки трубопровода. Также понадобится смонтировать группу безопасности. Она выполняет контроль давления в трубах, чтобы не произошло перегрева.

Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Схема твердотопливной системы с принудительной циркуляцией:

1. Группа безопасности включает спускной клапан и трубу отвода воздуха;
2. Расширительная емкость – следует выбрать конструкцию мембранного типа;
3. Балансировочный клапан;
4. Запорная арматура – перекрывает движение теплоносителя;
5. Продукты сжигания уходят по дымоходу.

Каждый элемент системы имеет свои особенности выбора и установки. Также следует правильно эксплуатировать каждую деталь. В противном случае возникнут проблемы при использовании прибора.

Чтобы составить схему понадобится план частного дома. На нем указывается размещение всех труб, радиаторов, и прочих деталей автоматики в зависимости от обвязки с одной или двумя контурами. После составления всех расчетов происходит монтаж системы.

Схема подключения твердотопливного котла с естественным течением

В местах с нестабильной подачей электроэнергии устанавливают котлы с естественной циркуляцией. Гидравлическая система имеет много преимуществ при использовании. Например, такая конструкция не требует дополнительных финансовых вложений при покупке насоса.

Плюсы естественной циркуляции:

• Не нужно покупать дорогое оборудование;
• Можно использовать без подачи электрики;
• Легкая установка своими руками;
• Простая эксплуатация.

Принцип действия таких отопительных систем заключается в сжатии плотности теплоносителя во время нагревания и возвращение к первоначальному виду при остывании. Жидкость поднимается по вертикальному каналу и с верхней точки направляется вниз по трубопроводу. Рядом с трубопроводом устанавливают расширительный бак, который является емкостью для сбора излишков конденсата.

Схемы естественной циркуляции подбирают исходя из желательной производительности и особенностей строения.

Схема подключения твердотопливного котла с естественным течением

Самотечная система дровяного котла может работать в комплексе с другим оборудованием. Например, с бойлером косвенного нагрева, который монтируется в наверху системы, немного ниже расширительной емкости. Также параллельно подключают теплый пол. В некоторых случаях происходит дополнительная установка полотенцесушителя. Хорошая совместная работа наблюдается с водонагревателем.

Классификации самотечных систем:

1. За конструкцией расширительного бака – открытая и закрытая система;
2. За вариантом подключения отопительного прибора – однотрубные и двухтрубные.

Для выбора правильного вида обвязки твердотопливного отопления потребуется провести гидравлические расчеты. При этом учитывают размещение и диаметр труб, характеристики котла и необходимости тепла помещения. Все расчеты должны проводить профессионалы, чтобы конструкция получилась максимально точной.

Выбор трехходового клапана для твердотопливного котла

Трехходовой клапан – это тройник с внутренней запорной арматурой. Исправная работа этого элемента обеспечивает оптимальное распределение теплоносителя необходимой температуры по отопительной системе. Он работает в двух режимах: постоянному и переменному.

Трехходовой клапан имеет особую деталь – шток. Он контролирует жидкость под давлением, не позволяет перекрывать клапан. Шток действует в том случае, если нужно перекрыть полностью или частично поступление жидкости. Именно так можно контролировать расход воды и напор.

К клапану для нормальной работы придется подключить подачу холодной и горячей жидкости. Теплоноситель при этом является горячей водой, которая направляется сразу в котел длительного горения. Обратный клапан служит путем для отхода остывшей жидкости.

В определенных конструкциях трехходовой клапан заменяется двухходовым. Такое оборудование работает по очереди: один клапан работает, второй перекрывается.

Трехходовый клапан бывает нескольких видов

При открытии клапана в него будет направляться холодная и горячая жидкость. В трехходой система вода перемешивается и на выходе получается жидкость средней температуры. Но при этом вентиль должен быть открыт частично.

Виды трехходовых клапанов:

• Смесительный вариант действия;
• Разделительный принцип работы.

Второй вариант актуальный для перехода теплоносителя из одной трубы во вторую. Внутри такого клапана размещено шаровое приспособление. При этом достаточно сложно выполнить плавную регулировку из-за уникальной конструкции запорной арматуры.

Нюансы установки твердотопливного котла

В правильную схему подключения обязательно включается защита и трехходовой клапан. Именно благодаря этим элементам обеспечивается функциональной отопительной системы. Также предусматривается расширительный бак, датчик температуры, система с пластиковыми трубами.

Расширительный бак можно врезать в разных местах в зависимости от системы отопления. Наиболее популярные котлы «Купер», «Корди», «Теплодар», «Будерус».

Любой котел монтируется по заранее созданной схеме. Схема может быть с теплоаккумулятором, бойлером, гидрострелкой. Смесительный узел на проекте не указан, но обязательно предусматривается.

Установка твердотопливного котла должна проводиться по заранее созданной схеме

Настройка работы узла подмеса:

1. Твердое топливо начинает разгораться, насос в рабочем режиме, клапан со стороны отопления закрыт. Жидкость передвигается по малому обороту через байпас.
2. Температура на обратки повышается. Термоголовка по команде выносного датчика нажимает на шток клапана.
3. При открытии клапана холодная вода просачивается в котел.
4. При повышении температуры клапан полностью перекрывает бойпас.

Данный метод обвязки достаточно простой и позволяет легко соединить все детали. Но есть определенные правила на счет обвязки электрического дровяного котла полипропиленом или другим пластиком. От пиролизного котла до группы безопасности обязательно происходит монтаж металлическими трубами.

Сделать обвязку в котельной под силу каждому. Можно подсоединить систему с буферной емкостью, выполнить подсоединение одновременно котел из двух вариантов (газовый с дровяным и монтаж электрокотла с твердым топливом). Также можно обязать способом первичных и вторичных колец.

Почему однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией широко используется в частных домах?

Подключение водяного отопления к котлу возможно по нескольким схемам. В частных домах чаще всего используется простая и экономичная система отопления — однотрубная с принудительной циркуляцией. Она обеспечивает надежную работу всего отопительного контура, при этом проста в монтаже и безопасна.

Для чего нужна принудительная циркуляция?

Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.

Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна — в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.

Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.

Схема: элементы системы отопления

Достоинства принудительной системы:

• система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
• можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
• допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
• к принудительной системе отопления можно подключить теплые водяные полы;
• стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
• существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

• требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
• насос при работе издает шум.

Элементы системы с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция — процесс, требующий установки не только насоса, но и других обязательных элементов.

Кроме того, при использовании в качестве нагревателя твердотопливного котла, без функции автоматической загрузки топлива, рекомендуется включить в систему теплоаккумулятор — накопительный бак нужного объема. Это позволит выровнять температуру теплоносителя и избежать ее суточных колебаний.

Типы разводки однотрубной системы

В однотрубной системе нет разделения на прямую и обратную трубу. Радиаторы подключены последовательно, и теплоноситель, проходя по ним, постепенно остывает и возвращается в котел. Эта особенность делает систему экономичной и простой, но требует настройки температурного режима и правильного расчёта мощности радиаторов.

Упрощенный вариант однотрубной системы подходит только для небольшого одноэтажного дома. В этом случае труба проходит через все радиаторы напрямую, без регулирующих температуру вентилей. В результате первые по ходу теплоносителя батареи оказываются значительно горячее, чем последние.

Для протяженных систем такая разводка не подходит, ведь остывание теплоносителя будет существенным. Для них используют однотрубную систему «ленинградка», при которой общая труба имеет регулируемые отводы на каждый радиатор. В результате теплоноситель в основной трубе более равномерно распределяется по всем помещениям. Разводка однотрубной системы в многоэтажных строениях делится на горизонтальную и вертикальную.

Горизонтальная разводка

При горизонтальной разводке прямая труба поднимается до верхнего этажа по главному стояку. От него на каждом этаже отходит горизонтальная труба, проходящая последовательно по всем батареям на данном этаже.

Они объединяются в стояк обратной магистрали и поступают обратно в котел или бойлер. Краны для регулировки температуры находятся на каждом этаже, а краны Маевского — на каждом радиаторе. Горизонтальная разводка может быть выполнена как проточной, так и по системе «ленинградка».

Вертикальная разводка

При этом типе разводки горячий теплоноситель поднимается на самый верхний этаж или чердак, а оттуда по вертикальным стоякам проходит через все этажи до самого нижнего. Там стояки объединяются в обратную магистраль. Существенный недостаток этой системы — неравномерный нагрев на разных этажах, который не поддается регулировке при проточной системе.

Выбор системы разводки для частного дома зависит в основном от его планировки. При большой площади каждого этажа и небольшой этажности дома лучше выбирать вертикальную разводку, так можно добиться более ровной температуры в каждом помещении. Если площадь невелика — лучше выбирать горизонтальную разводку, так как ее проще регулировать. Кроме того, при горизонтальном типе разводки не придется делать лишних отверстий в перекрытиях.

Монтаж системы отопления

Однотрубная система проста в монтаже, если правильно выполнить расчёты и внимательно отнестись к подключению всех ее элементов. Начинают его, как правило, с установки отопительного агрегата.

Требования к установке котла зависят от его типа. Котлы для отопления бывают:

Газовые котлы допустимо устанавливать в любом помещении, оснащенном дымоходом и вытяжкой. Все остальные типы котлов устанавливают в отдельном помещении котельной. Это связано с особенностями их эксплуатации. Схема установки котла приведена на рисунке.

Котел после установки подключают к дымоходу и электрической сети, а его теплообменник — к системе отопления. Для этого в котле предусмотрены два патрубка, предназначенные для ввода и выхода теплоносителя. Вводной патрубок обычно находится внизу задней или боковой стенки котла, по нему поступает остывший теплоноситель. Выходной — в верхней части, на стенках или поверхности котла. Через него нагретый теплоноситель поступает в трубы системы отопления.

Элементы системы соединяют с помощью труб. Для систем отопления можно использовать только трубы, способные выдерживать высокие температуры: полипропиленовые, из шитого полиэтилена или металлические.

Металлопластик использовать не рекомендуется, так как из-за перепадов температур рано или поздно появятся течи.

Диаметр труб определяется расчётом. В частных домах обычно используют трубы диаметром от 15 до 50 мм, на стояки и магистральные трубы выбирают диаметр больше, на подводку к радиаторам — меньше.

Соединение труб зависит от их материала. Стальные и медные трубы соединяют сваркой и с помощью металлических резьбовых фитингов. Полипропилен сваривают с помощью специального приспособления, как показано на фото.

По типу монтажа трубы разделяют на:

На выбор типа монтажа влияет только дизайнерский замысел, но необходимо помнить: открытая укладка в случае появления течи позволяет быстрее обнаружить и устранить ее.

Сварочные работы металлических труб лучше проводить до укладки чистового пола и отделки стен, иначе неизбежно их повреждение окалиной.

Баки первого типа применяются редко, так как в открытой системе происходит постоянное насыщение теплоносителя воздухом, что способствует коррозии радиаторов, труб, теплообменника котла.

Мембранные расширительные баки представляют собой металлическую емкость, разделенную пластичной перегородкой. Нижняя часть бака подключена к системе отопления, верхняя оснащена предохранительным клапаном и заполнена воздухом. Объем расширительного бака определяется с помощью расчёта.

При нагреве теплоноситель расширяется, и часть его выходит в расширительный бак. При этом мембрана приподнимается, а воздух в верхней части сжимается. При полном заполнении бака давление воздуха возрастает, и он стравливается через предохранительный клапан.

Расширительный бак закрытого типа можно монтировать непосредственно в котельной, в прямой или обратной трубе. Схема и варианты размещения бака приведена на рисунке.

В группу входят сразу несколько элементов, предотвращающих аварийную ситуацию, перегрев и закипание теплоносителя:

Как правило, их устанавливают единым блоком, как на фото, но возможна установка по отдельности. Манометр и термометр могут быть объединены в одном корпусе

Некоторые модели котлов изначально оснащены аварийной группой. Если ее устанавливают отдельно, то размещают таким образом, чтобы предохранительный клапан находился выше выхода теплоносителя из котла.

Радиаторы и схемы их подключения

Выбор радиаторов и количества секций производят на основе теплового расчёта. В общем случае на 1 кв. метр помещения необходимо 0,1 кВт тепловой мощности радиатора. Уточнить этот показатель можно в паспорте на отопительные приборы.

От вида подключения труб к радиаторам зависит их теплоотдача. Типы подключения, подходящие для однотрубной системы с принудительной циркуляцией, изображены на рисунке.

Как видно из схемы, наибольшая эффективность радиаторов достигается при перекрестном подключении. Для того, чтобы сделать отопление в каждом помещении регулируемым, необходимо подключить батареи по схеме с байпасом и вентилем. Также на каждом радиаторе необходимо установить кран Маевского для сброса воздуха из системы.

Расчёт и установка насоса — ответственный этап. Его ставят непосредственно перед вводом обратной трубы в котел, учитывая направление потока — оно обозначено стрелкой на корпусе. Ротор насоса должен стоять строго горизонтально, поэтому насос ставят по уровню.

Перед насосом в трубу врезают фильтр грубой очистки для удаления из системы примесей, песка и ржавчины. Сборник осадка должен быть направлен вниз.

В обход насоса устанавливают байпас, он необходим для работы системы при внезапном отключении электроэнергии до момента подключения резервного источника питания или до остывания котла. В противном случае циркуляция будет невозможно, и вода в теплообменнике закипит.

Кроме того, байпас позволит снять насос для замены или обслуживания без слива теплоносителя. Для этого его с двух сторон оснащают запорными вентилями.

Система отопления должна также иметь краны для заполнения и слива теплоносителя. При первом запуске через кран заливают воду, стравливают воздух через воздухосбросы, после чего откручивают винт на циркуляционном насосе до появления воды. После этого можно приступать к топке котла и после его нагрева регулировать температурный режим.

Система отопления с принудительной циркуляцией: преимущества, недостатки, виды. Принципы расчета и компенсации системы

Несмотря на повышенную надежность систем с естественной циркуляцией, в регионах с более-менее стабильным электропитанием они стремительно сдают позиции отоплению с принудительной циркуляцией. Все дело в том, что установка насоса одним махом решает важные проблемы:

• Нет необходимости использовать трубы большого сечения: насос успешно «продавит» теплоноситель.
• В небольших по диаметру трубах содержится небольшое количество теплоносителя. Чем меньше его, тем быстрее его можно нагреть, что снижает инерционность системы. Это значит, что поддерживать температуру можно более точно и тратить при этом меньше энергии, а значит, и отопление будет дешевле.
• Изменяя мощность работы насоса можно изменять количество отдаваемого тепла, что позволяет автоматизировать отопление. Современные водогрейные котлы, которые ставят в системы с принудительной циркуляцией, имеют встроенные насосы. Их работой управляет ими автоматика и вмешательство человека минимальное (например, настенные газовые котлы).
• Можно смонтировать систему с нижней раздачей, и не нужны уклоны. Главное, чтобы трубопровод был без участков с обратным уклоном (нижняя подача проще монтируется и ее проще спрятать в стены/пол – подводки к радиаторам значительно меньше).

Система автономного отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией (насос встроенный в котле)

Достаточно длинный список преимуществ. Недостатков существенных всего два:

• нет электричества – нет отопления;
• во время работы насос потребляет электроэнергию и его слышно.

Если говорить о зависимости системы от наличия электроэнергии, то снизить ее можно. Нужно установить источник бесперебойного питания с несколькими параллельно подключенными к нему аккумуляторами. Такая схема дает несколько часов работы системы (зависит от энергопотребления котла и насоса, а также от параметров ИБП и аккумуляторов). Большее время обеспечит дизель.

Что касается шума, который издает насос при работе. В большинстве колов ставят практически бесшумные агрегаты. Например, в газовых котлах горелка издает намного больше шума, чем насос. А электроэнергии он потребляет меньше настольной лампочки: 60-120Вт/час – в зависимости от мощности агрегата.

Типы систем с принудительной циркуляцией

Система может быть любая: однотрубная или двухтрубная, с горизонтальной или вертикальной разводкой, верхней или нижней подачей. Особенность систем с принудительной циркуляцией — насос устанавливается на входе/выходе котла до первого разветвления. Раньше ставили его обязательно на обратке – там температура теплоносителя ниже. А так как уплотнители были резиновыми, то при щадящих температурах служили они дольше. Сегодня такой необходимости нет – материалы уплотнительных колец переносят без последствий температуры до 110 о С.

Двухтрубная горизонтальная система с принудительной циркуляцией

В принципе любую систему с естественной циркуляцией можно превратить в систему с принудительной: врезаете насос (соблюдая направление движения теплоносителя) и получаете работоспособное отопление.

Однотрубная система с принудительной циркуляцией

Чаще всего в системах с насосом используется нижняя разводка. Исключение – системы, спроектированные как самотечные на случай отсутствия электричества. В подавляющем большинстве они имеют верхнюю разводку, так как только при достаточном перепаде высот гравитационной циркуляции будет достаточно для отопления.

Однотрубная система с насосом. Верхняя подача

Как выбрать насос для отопления

Лучше всего подходят для установки специальные малошумные циркуляционные насосы центробежного типа с прямыми лопастями. Они не создают избыточно большого давления, а проталкивают теплоноситель, ускоряя его движение (рабочее давление индивидуальной системы отопления с принудительной циркуляцией 1-1,5атм, максимальное – 2атм). Некоторые модели насосов имеют встроенный электропривод. Такие устройства можно устанавливать прямо в трубу, их называют еще «мокрыми», а есть устройства «сухого» типа. Отличаются они только правилами монтажа.

При установке любого типа циркуляционного насоса желательна установка с байпасом и двумя шаровыми кранами, которые позволяют снять насос для ремонта/замены без останова системы.

Подключать насос лучше с байпасом — для возможности его ремонта/замены без разрушения системы

Установка циркуляционного насоса позволяет регулировать скорость продвижения теплоносителя по трубам. Чем активнее движется теплоноситель, тем больше тепла он разносит, а значит, помещение нагревается быстрее. После того, как заданная температура достигнута (отслеживается или степень нагрева теплоносителя или воздуха в помещении в зависимости от возможностей котла и/или настроек), задача меняется – требуется поддерживать заданную температуру и скорость потока уменьшается.

Для системы отопления с принудительной циркуляцией недостаточно определиться с типом насоса. Важно рассчитать его производительность. Для этого, прежде всего, нужно знать теплопотери помещений/зданий, которые будут отапливаться. Они определяются исходя из потерь в самую холодную неделю. В России они нормированы и установлены коммунальными службами. Они рекомендуют использовать следующие величины:

• для одно- и двухэтажных домов потери при самой низкой сезонной температуре -25 о С составляют 173Вт/м 2 , при -30 о С потери 177 Вт/м 2 ;
• многоэтажные дома теряют от 97Вт/м 2 до 101Вт/м 2 .

Исходя из определенных теплопотерь (обозначаются Q) можно найти мощность насоса по формуле:

c – удельная теплоемкость теплоносителя (1,16 для воды или другое значение из сопроводительных документов к антифризу);

Dt – разница температур между подачей и обраткой. Этот параметр зависит от типа системы и составляет: 20 о С для обычных систем, 10 о С для низкотемпературных и 5 о С для систем теплого пола.

Полученную величину нужно перевести в производительность, для чего нужно разделить на плотность теплоносителя при рабочей температуре.

В принципе, можно при выборе мощности насоса для принудительной циркуляции отопления руководствоваться усредненными нормами:

• с системах, обогревающих площадь до 250м 2 , используют агрегаты производительностью 3,5м 3 /ч и создаваемым напором 0,4атм;
• на площадь от 250м 2 до 350м 2 требуется мощность 4-4,5м 3 /ч и давлением 0,6атм;
• в системы обогрева площади от 350м2 до 800м2 устанавливают насосы производительностью 11м 3 /ч и давлением в 0,8атм.

Но учесть нужно, что чем хуже утеплен дом, тем большие мощности оборудования (котла и насоса) могут потребоваться и наоборот – в хорошо утепленном доме могут потребоваться половинные от указанных величины. Эти данные – средние. То же самое можно сказать относительно создаваемого насосом давления: чем уже трубы и более шероховатая их внутренняя поверхность (выше гидравлическое сопротивление системы), тем выше должно быть давление. Полный расчет – сложный и муторный процесс, в котором учитывается множество параметров:

Мощность котла зависит от площади отапливаемого помещения и потерь тепла

• сопротивление труб и фитингов (о том, как выбрать диаметр труб отопления читайте тут);
• длина трубопровода и плотность теплоносителя;
• количество, площадь и вид окон и дверей;
• материал, из которого сделаны стены, их утепление;
• толщина стен и утепления;
• наличие/отсутствие подвала, цоколя, чердака а также степень их утепления;
• тип кровли, состав кровельного пирога и т.д.

Вообще, теплотехнический расчет – один из самых сложных в области. Так что если хотите знать точно, какой мощности вам нужен насос в системе, закажите расчет у специалиста. Если нет – подбирайте основываясь на усредненных данных, корректируя их в ту или другую сторону в зависимости от вашей ситуации. Только нужно учесть, что при недостаточно высокой скорости движения теплоносителя система сильно шумит. Потому в данном случае лучше взять более мощное устройство — расход электроэнергии небольшой, да и система будет более эффективной.

Как планировать систему с принудительной циркуляцией

Для начала нужно определиться с мощностью котла. Сделать это можно снова-таки по усредненным номам: на 10м 2 площади берут 1Квт мощности котла. Если потолки выше 2,5м, требуется ввести увеличивающий коэффициент 1,2. Увеличить мощность нужно и при расположении в северных регионах. Эти нормы – для средней полосы России. Если дом расположен севернее – добавьте еще 30-50%. Также требуется запас в том случае, если дом плохо утеплен, ведь необходимо восполнять потери тепла, которые уходят через стены/пол/потолок. Так что и в этом случае нужно брать более мощное оборудование.

Определиться нужно также с типом подготовки воды для бытовых нужд. Если греть ее будет котел, на это также следует увеличить мощность котла – добавить 30-50% к рассчитанной мощности котла. Подробно о том, как определить мощность котла для отопления читайте тут.

При расчете системы отопления дома нужно определиться с мощность. котла

Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.

При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор

После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).

Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.

Для регулировки теплоотдачи радиатора и компенсации системы устанавливают термостатические клапана

Но в двухтрубной схеме отопления есть вариант с петлей «Тихельмана». Такая схема отопления является изначально скомпенсированной (если радиаторы установлены одинаковые). Но она требует большего количества труб даже по сравнению с обычной двухтрубкой.

Схема системы с принудительной циркуляцией. Дом двухэтажный. Система двухтрубная с нижней подачей, тупиковая схема движения теплоносителя

С количеством, составом радиаторов, типом разводки определились. Нужно определиться с типом и диаметрами труб и типом системы. Какие бывают трубы для отопления и особенности их использования описаны тут.

Система с принудительной циркуляцией может быть открытого или закрытого типа. Разница в типе используемого расширительного бачка. Если он открытый, то и система – открытая. Если мембранного типа – система закрытая. Объем бачка считается исходя из объема системы: на 10 литров теплоносителя берут 1 литр объема бачка. При планировании отопления с принудительной циркуляцией своими руками, старайтесь разместить расширительный бачок рядом с циркуляционным насосом. Не менее важно во время монтажа системы не допустить попадания воздуха в корпус насоса, а также удалить все воздушные пробки из системы до ее пуска. Для того в высшей точке системы ставят автоматический спускной клапан, а на каждом радиаторе устанавливают краны «Маевского».

Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»

При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.

На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.

Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить настенный газовый котел. Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.

Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и контурах

При построении автономного отопления дома важно правильно продумать и выполнить обвязку газовых, твёрдотопливных и электрических котлов. Давайте рассмотрим возможные схемы и элементы обвязки, поговорим о классических, аварийных и специфических контурах, а также об основном оборудовании этих схем.

Основные принципы выполнения обвязки котла любой конструкции — это безопасность и эффективность, а также максимальный ресурс всех элементов отопительной системы. Рассмотрим различные варианты организации отопления, чтобы при индивидуальном строительстве принять взвешенное и наиболее подходящее для конкретного случая решение.

Подсоединение котла к источникам питания

Если котёл работает на газовом топливе, то к нему нужно организовать подачу газа. При магистральном газоснабжении это должен сделать работник газовой службы. Если отопление от баллонов, нужно заключить договор аренды с Газтехнадзором, а монтаж поручить компании, имеющей разрешение на данный вид работ. Все работы, связанные с газом, потенциально опасны и это не тот момент, когда стоит экономить и выполнять работу своими руками.

1. Подача отопления. 2. Горячая вода для бытовых нужд. 3. Газ. 4. Холодная вода к контуру ГВС. 5. Обратка отопления

При использовании баллонного газа обязательно используется редуктор, объединяющий группу баллонов

Электрокотёл нужно присоединить к сети. Котёл и клеммная коробка должны быть заземлены, все соединения выполняются медной проводкой с сечением не меньше указанного в техническом паспорте к оборудованию.

Котёл на твёрдом топливе всегда автономен и требует только присоединения труб отопления и горячего водоснабжения. Подключения к электрическим цепям питания требуют только блоки автоматического управления, если они задействованы.

Одно- и двухконтурные котлы

Одноконтурные котлы предназначены в первую очередь для отопления. Через них проходит только один контур, включающий автоматику, разводку труб и радиаторы. В контур может быть включён и бойлер косвенного нагрева для подачи горячей воды в смесители рукомойников, душа и ванны. Мощность котла подбирается с соответствующим запасом по мощности. Целесообразность такого подключения в большинстве случаев несколько сомнительна, так как нарушает стабильность функционирования системы отопления внезапным отбором тепла. Проблему можно решить, оборудовав контур сложной системой управления, которая в некоторых моделях может идти в комплекте с котлом.

Одноконтурный котёл с бойлером косвенного нагрева: 1. Котел. 2. Обвязка котла. 3. Радиатор. 4. Бойлер косвенного нагрева. 5. Ввод холодной воды

В двухконтурном котле горячее водоснабжение, наряду с отоплением, входит в функции котла и составляет один из двух его контуров циркуляции. Более стабильная работа обеих систем осуществляется при работе котлов, оборудованных двумя отдельными теплообменниками для двух контуров. Особенность системы: отсутствие бака-накопителя горячей воды.

Подключение двухконтурного котла: 1. Котел. 2. Обвязка котла отопления. 3. Отопительный контур. 4. Ввод холодной воды

Схема обвязки котла при естественной циркуляции

Естественная циркуляция основана на законах физики — температурном расширении теплоносителя и гравитации, поэтому обвязка котла не включает напорное оборудование.

Чтобы вода в контуре совершала непрерывное движение, нужно соблюсти несколько правил.

Котёл должен находиться в самой низкой точке дома, желательно в подвале или в специально оборудованном приямке.

Трубопровод от верхней точки к радиаторам отопления, и от них в «обратку» должен быть выполнен с уклоном не менее 0,5° для снижения гидравлического сопротивления системы.

Отопление с естественной циркуляцией. H — разница уровней линий подачи и обратки, определяет напор в контуре отопления

Диаметр труб разводки отопления должен обеспечивать скорость воды не ниже 0,1 м/с и не выше 0,25 м/с. Такие значения нужно принимать предварительно и проверять расчётом, исходя из разницы температур на входе и выходе (градиент) и разницы высоты по осям котла и радиаторов (не менее 0,5 м).

Гравитационные контуры котла могут быть открытого и закрытого типов. В первом случае в самой высокой точке системы (на чердаке или крыше) устанавливают расширительный бак открытого типа, он же выступает в роли воздухоотводчика.

Закрытая система оборудуется мембранным баком, расположенным на одном уровне с котлом. Так как закрытая система не имеет прямого контакта с атмосферой, она должна быть укомплектована группой безопасности (манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик). Располагается группа таким образом, чтобы воздушный клапан находился в наивысшей точке контура.

Системы с естественной циркуляцией являются независимыми от электропитания и наиболее распространены там, где электросети отсутствуют или работают ненадёжно.

Схема обвязки котла при принудительной циркуляции

Побудителем движения воды в контуре с принудительной циркуляцией является циркуляционный насос. Схемы также могут быть открытыми (с расширительным баком открытого типа) и закрытыми (с мембранным баком и группой безопасности).

Циркуляционный насос, как правило, устанавливают в месте, где температура воды имеет самое низкое значение — на её входе в котёл, и монтируют на той же площадке. Выбор насоса осуществляется на основании расчёта отопления, показывающего необходимый расход теплоносителя, и характеристик котла. Регулирование расхода теплоносителя осуществляется на основании температуры обратной воды по импульсу от установленного на входе в котёл датчика.

1. Котёл. 2. Группа безопасности. 3. Расширительный бак. 4. Циркуляционный насос. 5. Радиаторы отопления

Одно- и двухтрубная разводка системы отопления

Однотрубная система широко распространена в многоквартирных домах старой застройки. Температура воды от радиатора к радиатору постоянно понижается, что ведёт к неравномерному обеспечению теплом отдельных помещений. В двухтрубной системе теплоноситель распределяется равномерно по всем радиаторам, потерявший температуру, попадает во вторую трубу — «обратку». Таким образом, двухтрубная система обеспечивает дом теплом более равномерно.

1. Однотрубная схема разводки. 2. Двухтрубная схема разводки

Коллекторная схема разводки отопительной системы

При большом количестве радиаторов отопления, расположенных на разных этажах, или при подключении «тёплого пола», лучшей схемой разводки является коллекторная. В контуре котла устанавливают минимум два коллектора: на подаче воды — раздающий, и на «обратке» — собирающий. Коллектор представляет собой отрезок трубы, в который врезаются отводы с вентилями для возможности регулирования отдельных групп.

Коллекторная группа

Пример подключения контура отопления и системы «тёплый пол» с помощью коллекторной группы

Коллекторную разводку называют также лучевой, так как трубы лучами могут расходиться в разные стороны по всему дому. Такая схема в современных домах одна из наиболее распространённых и считается практичной.

Первично-вторичные кольца

Для котлов мощностью от 50 кВт или группы котлов, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения домов большой площади, применяется схема первично-вторичных колец. Первичное кольцо составляют котлы — генераторы тепла, вторичные кольца — потребители тепла. Причём потребители могут устанавливаться на прямой ветви и быть высокотемпературными, или на обратной — и называться низкотемпературными.

Для того чтобы в системе не было гидравлических перекосов и для разделения контуров, между первичным и вторичными кольцами циркуляции устанавливают гидроразделитель (стрелку). Он же защищает теплообменник котла от гидравлических ударов.

Если дом большой, то после разделителя устраивают коллектор (гребёнку). Чтобы система работала, нужно произвести расчёт диаметра стрелки. Выбор диаметра осуществляется на основании максимальной производительности (протока) воды и скорости потока (не выше 0,2 м/с) или как производная от мощности котла с учётом градиента температур (рекомендованное значение Δt — 10 °С).

Формулы для расчётов:

• G — максимальный расход, м 3 /ч;
• w — скорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с.

• Р — мощность котла, кВт;
• w — cкорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с;
• Δt — градиент температур, °С.

Аварийные контуры

В системах принудительной циркуляции насосы зависят от электропитания, которое может отключиться. Чтобы не произошёл перегрев котла, способный вывести оборудование из строя или даже привести к разгерметизации, котлы снабжают аварийными системами.

Первый вариант. Источник бесперебойного питания или генератор, которые будут питать циркуляционные насосы. По эффективности такой способ один из наиболее оптимальных.

Второй вариант. Обустраивается малое резервное кольцо, работающее по гравитационному принципу. При отключении циркуляционного насоса в систему включается контур с естественной циркуляцией, обеспечивая сброс тепла теплоносителя. Полноценного отопления дополнительный контур обеспечить не может.

Третий вариант. При строительстве закладываются два полноценных контура, один работает по гравитационному принципу, второй с помощью насосов. Системы должны иметь возможность тепломассообмена на аварийный период.

Четвертый способ. Если водоснабжение централизованное, то при отключении насосов холодную воду подают в контуры отопления через специальную трубу с запорным вентилем (перемычку между системами водоснабжения и отопления).