Котлы с принудительной циркуляцией. Система отопления с принудительной циркуляцией. Возможные варианты устройства однотрубного отопления

Приветствуем!

Стремление сделать дом тёплым ставит владельца перед непростым выбором. Какой схеме отопительного контура отдать предпочтение, чтобы и дом был тёплым и затраты на его обогрев были полностью оправданы? Наиболее практичное решение — однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией. Когда применение этой модели будет оправдано, и как сделать «однотрубку» энергоэффективной, разберём ниже.

Работа водяного отопления базируется на канонах физики и обеспечивается непрерывно циркулирующим внутри контура потоком жидкого теплоносителя, нагреваемого котлом.

• Гидравлическое давление создаётся за счёт теплового расширения и увеличения объёма воды.
• Дальнейшее движение воды основано на принципах конвекции и силы тяжести. Тепловое расширение снижает плотность воды, делая её более лёгкой. Благодаря этому горячий теплоноситель устремляется вверх, подталкиваемый снизу ещё ненагретой или уже остывшей водой.
• Горячий теплоноситель, проходя через теплообменники и передавая им тепловую энергию, нагревает их, плавно остывая.
• Холодная жидкость вновь устремляется к котлу, где снова нагревается и процесс реверсируется.

Отличие одноконтурного отопления от двухконтурного

Различают одноконтурное и двухконтурное водяное отопление. Ключевое их отличие заключается в принципе подсоединения теплообменников к отопительной магистрали.

• Однотрубка – это один замкнутый контур кольцевого типа. Трубопровод, в который последовательно интегрируются батареи, протягивается от теплогенератора и замыкается на нём. Нагретый теплоноситель линейно проходит по ветке контура и только после этого возвращается в котёл. Такая модель проста в реализации, минимизирует число комплектующих, что позволяет существенно сэкономить.
• Двухтрубная система – это по сути 2 параллельных контура. По одному теплоноситель доставляется к радиаторам, а в другому производится слив отработанного и остывшего теплоносителя из радиаторов и его доставка обратно к теплогенератору. Эта схема позволяет добиваться максимального и равномерного прогрева радиаторов по всему контуру, а также регулировать энергозатраты по каждой батарее. Однако её обустройство обойдётся в 2 раза дороже однотрубного контура.

Что даёт принудительная циркуляция

Чтобы отопление с естественным движении теплоносителя исправно работало, трубы устанавливают под наклоном. В малогабаритных одноэтажных домах это требование, как правило, не вызывает сложностей. Чем больше метраж и этажность, тем сложнее придерживаться норматива. Любое отклонение приведёт к завоздушиванию, нарушению хода жидкости и её перегреву. Последнее может вывести из строя отопительный контур.

Вдобавок в одноконтурном гравитационном отоплении вода, проходя по магистрали, постепенно остывает. Как следствие, крайние батареи прогреваются в меньшей степени.

Проблемы решает установка циркуляционного насоса. Он ускоряет ток теплоносителя, минимизируя теплопотери.

Конструктивные элементы одноконтурного отопления с принудительной циркуляцией

Для эффективной и устойчивой работы отопления помимо труб, теплообменников и насоса потребуется ряд других приборов:

• Расширительный бак (экспансомат).
• Распределительный коллектор.
• Накопительный бак (для твердотопливного котла без автоматической загрузки топлива).
• Так называемая группа безопасности, состоящая из манометра, термометра и предохранительного клапана.
• Фильтр грубой очистки.
• Краны для наполнения и слива контура.
• Воздухосборник.
• Байпасы с игольчатыми клапанами.
• Краны Маевского (их можно заменить сепаратором воздуха).
• Обратный клапан (если планируется дополнительная подпитка трубопровода).

При упрощённом варианте одноконтурного отопления, рассчитанном на небольшой дом в 1 этаж, от некоторых приборов можно отказаться, что позволит существенно сэкономить. Если же Вы стремитесь сделать отопление энергоэффективным и площадь дома превышает 60 м², излишняя экономия обернётся «головной болью».

Возможные варианты устройства однотрубного отопления

Отопление с естественной и принудительной циркуляцией

Гравитационная (естественная, самопроизвольная) обладает одним безусловным преимуществом – абсолютная энергонезависимость (при условии, что котёл не работает на электричестве). Кроме того она вполне может обойтись минимальной комплектацией и её относительно просто монтировать.

Однако и минусов у отопительных контуров с естественной циркуляцией немало:

• Экономя на комплектующих, придётся раскошелиться на трубы большего диаметра. Это позволит минимизировать эффект гидравлического сопротивления.
• Громоздкие трубы не получится спрятать и придётся прокладывать под уклоном в 2-3 мм на каждый погонный метр, что снижает эстетическую привлекательность интерьера.
• Чтобы не создавать дополнительных препятствий ходу жидкости, количество запорной арматуры сводится к минимуму. Это осложняет ремонт, т.к. придётся отключать отопление и сливать жидкость из контура.
• При излишней продолжительности магистрали неизбежно увеличиваются теплопотери на последних радиаторах.

Важно! Одноконтурное гравитационное отопление устраивается только с верхней разводкой.

Принудительная (искусственная) циркуляция решает указанные проблемы:

• Насос помогает теплоносителю преодолеть гидравлическое сопротивление даже при малом сечении труб.
• По той же причине открываются дополнительные возможности по установке в трубопровод различной запорной арматуры. Это упрощает его обслуживание и ремонт, т.к. позволяет без проблем перекрыть нужный участок.
• Повышенная скорость движения теплоносителя минимизирует теплопотери.
• Интеграция в одноконтурное отопление насоса позволяет хозяину обзавестись тёплыми полами.

Из минусов – дополнительные расходы. Как минимум, перед насосом потребуется установка системы фильтрования. Однако фильтр продлит срок службы насоса, установленного перед котлом на обратке, и убережёт котёл от преждевременной поломки из-за попадания вовнутрь загрязнений.

Дополнительный плюс принудительного однотрубного отопления — возможность реализации так называемого байпасного подключения, которое сводит тепловые потери к минимуму. Обводной участок трубы (байпас) практически одновременно доставляет нагретый теплоноситель к каждому радиатору.

Важно! При отключении электричества насос работать не будет. Поэтому самым оптимальным решением станет обустройство комбинированного отопительного контура.

Открытая и закрытая отопительная система

Без экспансомата, функция которого заключается в нормализации гидравлического давления, не обходится ни одна отопительная система. Собственно строение расширительного бака предопределяет тип отопительного контура: закрытый или открытый.

В открытой в качестве компенсирующего устройства используется бак открытого типа, в работе которого есть и достоинства и недостатки:

• Ограниченная сфера применения. Открытые экспансоматы используются лишь в гравитационных или комбинированных системах.
• Снижены требования к периодичности контроля уровня давления контура.
• Горячий теплоноситель, поступив в бак, находится в непосредственном контакте с воздухом, из-за чего испаряется. В данных условиях важно контролировать достаточность жидкости в магистрали.
• Контакт с кислородом приводит к активации процесса окисления и коррозии металлического трубопровода.
• Запрет на использование антифриза. Его испарения токсичны и вредны для здоровья человека.

В закрытом контуре используются герметичные экспансоматы закрытого (мембранного) типа с воздушным клапаном. Особенности закрытой отопительной системы:

1. Применим к любой отопительной системе.
2. Герметичность экспансомата минимизирует потери теплоносителя и предотвращает коррозию труб.
3. Несмотря на наличие воздушного клапана, автоматически стравливающего излишки газа, уровень давления нужно систематически контролировать.

Верхняя и нижняя разводки

По расположению подающей трубы выделяют системы с нижней и верхней разводкой.

При верхней разводке подающая труба располагается сверху (под потолком или, если требуется её спрятать, на чердаке). Эта схема обязательна для отопления гравитационного или комбинированного типа. В контурах же, рассчитанных исключительно на принудительную циркуляцию, или в домах метражом свыше 100 м² верхнюю разводку использовать не целесообразно:

• Увеличение расхода трубного материала и объёма теплоносителя.
• Удлинение контура требует установки более мощного котла.

Нижняя разводка предполагает размещение подающей трубы снизу с последовательным соединением радиаторов по периметру комнаты/дома. Разводка может быть как проточной, так и смешанной (по типу «ленинградки»). Второй вариант считается более эффективным.

Вертикальная и горизонтальная

Будет разводка вертикальной или горизонтальной, зависит, главным образом, от этажности. Для одноэтажного строения выбирается горизонтальная разводка, последовательно соединяющая все теплообменники и замыкающаяся теплогенератором.

Для двухэтажных — лучшим вариантом станет вертикальная разводка, при которой теплоноситель движется по схеме: снизу от котла – вверх в радиаторы – снова вниз обратно в котёл.

Преимущества и недостатки однотрубной системы

Популярность одноконтурного отопления для одноэтажных и малоэтажных домов объясняется не только относительно невысокой стоимостью и лёгкостью монтажа. Среди прочих достоинств выделяют:

• Устойчивость гидравлического режима.
• Быстрый прогрев отопительного контура.
• Возможность встраивания в систему современной запорной и регулирующей арматуры, а также электронных систем контроля значительно повышает КПД одноконтурного отопления.
• Интерьер не портится большим количеством труб.
• Лёгкая эксплуатация и обслуживание.

Единственный существенный недостаток – неравномерность нагрева отопительных приборов. Чем дальше от котла, тем холоднее батареи. Однако это заявление справедливо лишь в отношении устаревших одноконтурных систем.

Схемы для домов с 2 комнатами

Когда площадь дома не превышает 60 м², усложнять отопительный контур нет надобности:

• Как правило, хватает 3-4 последовательно соединённых батарей.
• Подключения радиаторов может диагональным или двусторонним нижним.
• Небольшая протяжённость магистрали позволяет обойтись без запорной арматуры. При ремонте теплоноситель быстро и легко сливается через отвод.
• Расчёт трубопровода проводится по одному диаметру.

Схемы для домов 3+ комнатами или более (от 60м2)

Чтобы в большом доме было тепло, упрощённая схема одноконтурной магистрали не подойдёт.

• Во-первых, придётся раскошелиться на более мощный котёл (особенно когда речь идёт о 2 этажах).
• Во-вторых, соединения радиаторов лучше дополнить байпасами, либо выполнить в технике «ленинградка».
• В контуре обязательно используются трубы трёх диаметров и регулирующие вентили.

Гидравлический расчет

В основе эффективного отопления лежит сложная система расчётов. Гидравлический расчёт позволяет определить:

• Оптимальный диаметр труб на каждом отрезке отопительной магистрали.
• Возможные потери давления.
• Расход теплоносителя.
• Требуемую мощность насоса.

Самостоятельно выполнить гидравлический расчёт сложно. Упрощают задачу специальные онлайн-калькуляторы.

Частые ошибки при проектировании

• Самая существенная ошибка – пренебрежение расчётными данными или неточности теплового/гидравлического расчёта. Последствием такой небрежности станет, как минимум, неоправданный перерасход материалов. Наибольшее зло – разрыв тепловой магистрали в результате гидроудара.
• Стабильное электроснабжение – обязательное условие работы отопления с принудительной циркуляцией. Если же электроснабжение не устойчиво, следует заранее продумать альтернативный вариант – покупка электрогенератора, обеспечение питания от аккумуляторного блока или возможность временного перехода на традиционное отопление с естественной циркуляцией теплоносителя.
• Размещая насос, многие забывают, что работая, он будет источником постоянного шума. Чтобы шум работающего насоса не раздражал, ещё на этапе проектирования следует его разместить в отдельном помещении (бойлерной или котельной).

Какой котел лучше выбрать

К выбору теплогенератора следует относиться серьёзно, ведь именно он будет обеспечивать Ваш дом теплом. Рекомендуем обратить внимание на следующие параметры:

• Мощность.

Нужный показатель тепловой мощности рассчитывается по следующему алгоритму: на отопление 10м² требуется 1,2 кВт (с учётом запаса). Если помимо отопления на котёл будет возлагаться функция ГВС, к полученному результату прибавляется ещё 5 кВт.

• Количество контуров.

Для организации ГВС выбираются двухконтурные модели. Если же котёл выполняет лишь функцию отопления, достаточно одного контура.

• Материал теплообменника.

Стальные теплообменники устойчивы к ударным и температурным нагрузкам, однако средний срок их службы не превышает 8-10 лет. Несмотря на восприимчивость чугуна к механическим повреждениям и температурным перепадам, чугунный теплообменник прослужит в 2 раза дольше.

По форме теплообменники могут быть трубчатыми или пластинчатыми. Первые более прочные, но дорогие и при этом характеризуются пониженной теплоотдачей. Пластинчатые лишены этого недостатка и стоят гораздо дешевле. Повышенные требования к чистоте носителя в отоплении с принудительной циркуляцией – не проблема, т.к. наличие в системе насоса всё равно потребует установки фильтра.

• Принцип отвода продуктов сгорания.

В атмосферных моделях отработанные газы выводятся через дымоход под действием силы тяги, что предъявляет жёсткие требования к обустройству дымоотводящего контура и организации котельной. Турбированные же модели изначально оборудованы опцией нагнетания тяги, а продукты сгорания отводятся через небольшой коаксиальный дымоход или специальную трубу.

• Тип исполнения.

Выделяют настенные и напольные котлы. Выбирая настенную модель, Вы экономите на ряде дополнительных приборов, которые, как правило, изначально интегрируются производителем в корпус агрегата (насос, редуктор давления, манометр, воздухоотводчик и расширительный бак). Это во многом облегчает монтаж всего отопительного контура. Однако при большей стоимости настенные котлы не столь долговечны. Средний срок их «жизни» не превышает 10 лет.

Напольные котлы не так богаты комплектацией, но зато прослужат в 5 раз дольше. К тому же выход из строя одного из элементов отопительного контура, установленного вне котла, не потребует замены самого теплогенератора.

Газовый

Если дом газифицирован, лучше отдавать приоритет газовому котлу. Дешёвое топливо, бесперебойная подача, удобство и безопасность эксплуатации – главные достоинства современного газового отопления.

Из недостатков – необходимость разработки тщательно-продуманного проекта, его согласование и получения разрешающих документов в газорегулирующей компании. Кроме того жёсткие требования предъявляются к обустройству отдельной котельной. Если же нет возможности выделить под неё место, от газового котла придётся отказаться.

На заметку! Газовые котлы бывают классическими и конденсационными. Последние отличаются более высоким КПД, но особые требования, предъявляемые к утилизации высококислотного конденсата, образуемого в процессе эксплуатации агрегата, несколько усложняют их использование.

Твердотопливный (дровяной, угольный)

Необходимость систематического контроля достаточности топлива не делает твердотопливные котлы популярными. Чаще всего они используются на дачах, не предназначенных для регулярного проживания.

Среди твердотопливных котлов выделяют классические, пиролизные модели и котлы длительного горения. Основные их отличия представлены в таблице:

Помните! Любой твердотопливный котёл требует обустройства качественного дымоудаления.

Электрический

Электрические котлы популярны, прежде всего, из-за отсутствия жёстких требований к их установке и эксплуатации. Однако зависимость от электроэнергии на фоне возможных перебоев с ней заставляет продумывать резервные схемы питания. Учитывая, что для отопления с принудительной циркуляцией альтернативу сетевой электроэнергии всё равно придётся искать, энергозависимость электрокотлов – не причина от них отказываться.

На рынке представлены две модификации электрических теплогенераторов – тэновые и электродные. Тэновые более востребованы, но при этом энергозатратны. Электродные позволяют существенно сэкономить, однако использовать обычную дистиллированную воду в качестве носителя не получится, её нужно будет предварительно ионизировать.

Какие трубы лучше использовать

Прежде всего, трубопровод должен быть устойчив к высоким температурам и давлению, создаваемому циркуляционным насосом. При этом учитывается не только материал труб (фитингов, запорной арматуры), но и их диаметр.

Металл

Металлические трубы – безусловный лидер. Они хорошо проводят тепло, выдерживают давление в контуре до 25 атмосфер и без проблем прослужат более 50 лет. Единственный недостаток – склонность к ржавлению. Однако сегодня производители предлагают большое количество модифицированных сплавов, отличающихся достаточно высоким коэффициентом устойчивости к коррозии. Медные же трубы полностью лишены этого недостатка, а срок их службы вообще измеряется столетиями, что всецело оправдывает инвестиции.

Металлопластик

Профессионалы до сих пор спорят, использовать или нет металлопластиковые трубы в отоплении. Причина тому – пресс-фитинговое соединение, используемое при монтаже трубопровода. Однако точное следование технологии сборки обеспечит исправную работу отопительной металлопластиковой магистрали на протяжении не одного десятка лет.

Полипропилен

Среди пластиковых труб, армированные полипропиленовые наиболее пригодны для создания тепловой магистрали. Выбирая между армированием алюминиевой фольгой и стекловолокном, отдавайте приоритет последним. ППР-трубы со стекловолокном образуют более прочное соединение и не склонны к расслаиванию.

Подбор диаметра

В идеале диаметр труб не подбирается, а рассчитывается, исходя из мощности отопительной системы и сопротивления контура на каждом участке трубопровода. Принцип расчёта – тема для отдельной статьи, поэтому в рамках этой статьи мы изложим лишь некоторые рекомендации.

• Диаметр стояков всегда больше основной магистрали.
• Подводка к радиаторам, как правило, выполняется трубами на размер меньше основного трубопровода.
• Байпасная перемычка выполняется ещё меньшим диаметром.

На заметку! Расчёт диаметра трубопровода производится, исходя из материала, из которого они изготовлены.

Как выбрать радиаторы

Понятия «правильный радиатор» не существует. Выбирая теплообменник, ориентируйтесь на технические и эксплуатационные характеристики отопительного контура – давление контура, температуру носителя, коэффициент теплоотдачи.

• Алюминиевые батареи.

Популярны за счёт возможности укомплектовывать теплообменник необходимым числом секций. Отличаются небольшим весом и простотой монтажа. Идеально подходят для систем с терморегуляцией. Предъявляют жёсткие требования к допустимому уровню давления и чистоте теплоносителя. Так, щелочные составы провоцируют коррозию металла.

• Стальные теплообменники (панельные, трубчатые, цельные).

Из плюсов — низкая стоимость, стойкость к коррозии, средневысокая теплоотдача, разнообразие конструкторских решений. Из недостатков – чувствительность к гидроударам.

• Биметаллические.

В биметаллических радиаторах соединяется прочность стали и высокая теплоотдача алюминия. Стальной трубопровод внутри теплообменника устойчив к коррозии и перепадам давления, а алюминиевые «рёбра» хорошо проводят тепло, быстро нагревая помещения. Из минусов – относительная дороговизна.

• Чугунные.

Устойчивы к коррозии, гидравлическим ударам и скачкам давления. Характеризуются высоким коэффициентом теплоотдачи. Не предъявляют особенных требований к чистоте теплоносителя. Доступны по цене и долговечны.

Долгий нагрев и длительное остывание – плюс для одноконтурных магистралей, т.к. чугунные радиаторы дольше сохраняют тепло. Для систем с терморегуляцией это, скорее, минус, т.к. увеличивается время реакции на изменение температуры батареи.

• Медные.

Медные батареи – лидер по числу преимуществ: самый высокий коэффициент теплоотдачи, стойкость к коррозии, температурным перепадам, гидроударам и химическому составу теплоносителя. Отдельного внимания заслуживают ребристые модели, такая конструкция снижает объём используемого теплоносителя.

Как рассчитать кол-во секций радиаторов и фитингов

В техпаспорте обязательно указывается тепловая мощность радиатора. В идеале количество секций подбирается на базе данных теплового расчёта и площади комнат. Так на 1 м² принято брать не менее 0,1 кВт мощности теплообменника.

Количество фитингов определяется данными гидравлического расчёта. Не стоит излишне перегружать одноконтурную магистраль фитингами, т.к. они становятся преградой на пути движения теплоносителя, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивление.

Как выбрать насос

Выбор циркуляционного насоса также должен опираться на данные гидравлического расчёта: объём и скорость движения теплоносителя. Исходя из этого, основными техническими характеристиками насоса будут:

• Производительность (объём теплоносителя, перекачиваемого прибором за 1 час);
• Давление, создаваемое в контуре (приравнивается к общему гидравлическому сопротивлению трубопровода).

Немаловажное значение имеет принцип работы агрегата и наличие дополнительного функционала:

• По принципу работы насосы делятся на «мокрые» и «сухие». У первых ротор погружается в теплоноситель, у вторых – нет. Принято считать, что отсутствие контакта с теплоносителем продлевает срок службы мотора. Следует отметить, что работают «сухие» насосы крайне шумно, так что тем, кто отдаст приоритет им, придётся позаботиться о шумоизоляции.
• Наличие дисплея облегчает контроль над состоянием отопительного контура.
• Возможность регулировки скоростей понадобиться в регионах с нестабильными климатическими условиями.
• Наличие автоматического режима работы позволит пользователю программировать работу насоса.

Выбор распределительного коллектора

Удлинение отопительного контура, обустройство тёплого пола требует покупки распределительного коллектора.

Важно! Распределительные коллекторы устанавливаются исключительно в системах закрытого типа.

Чтобы отопление при этом было действительно энергоэффективным, а затраты себя оправдали, следует уделить внимание нескольким аспектам:

Типу коллектора, который может быть:

1. Классическим в виде так называемой «гребёнки», предназначенной для потоков теплоносителя по разным веткам отопительного контура (к группам радиаторов, к системе «тёплый пол»).
2. Комбинированным, совмещающим в себе «гребёнку» и гидроразделитель (гидрострелку). Последний предназначен для балансировки напора и температуры теплоносителя.

• Материалу, из которого он изготовлен. Наилучшими признаются коллекторы из нержавеющей стали, за ними следуют латунные, на последнем же месте прочно закрепились полимерные.
• Числу отводов, которое должно соответствовать количеству веток отопительного контура.
• Соответствию диаметров используемых в монтаже труб отводам коллектора.
• Дополнительной комплектации. Для тёплых полов обязательно наличие устройства регулировки температурного режима и потока теплоносителя (ручное или автоматическое). Кроме того некоторые коллекторы оснащаются воздухоотводчиком, смесителем, отводом загрязнений и группой безопасности.

На заметку! Коллектор можно изготовить и своими руками. Это позволит сэкономить существенную часть бюджета.

Частые ошибки при выборе компонентов

Среди частых ошибок, допускаемых при покупке комплектующих и имеющих порой фатальное значение, выделяют две:

1. Несоответствие расчётным параметрам.
2. Покупка агрегатов и фитингов, конфликтующих друг с другом по материалу.

Не пренебрегайте расчётными данными, прислушивайтесь к рекомендациям профессионалов, и отопительная система обеспечит Вас комфортным теплом и порадует исправной долголетней службой.

Пошаговая инструкция и порядок монтажа

Какие инструменты понадобятся

Инструменты подбираются в зависимости от материала труб.

Для металлопластиковых и полимерных труб понадобятся:

• Ножницы для резки.
• Торцеватель/шабер для зачистки металлопластиковых труб.
• Электрический паяльник с насадками для сварки.
• Калибратор для подгонки внутреннего диаметра труб на участке стыка.
• Трубогиб (или специальная пружина)

Для стальных трубопроводов нужно подготовить:

• Болгарка с режущими дисками.
• Сварочный паяльник.
• Инструмент для нарезки резьбового соединения (при необходимости).

Помимо вышеперечисленного понадобятся:

• Измерительные приборы (рулетка, строительный уровень).
• Маркер или простой карандаш для разметки.
• Набор разводных (гаечных) ключей.
• Трубный/газовый ключ.
• Плоскогубцы.
• Набор отвёрток.
• Молоток.

Если планируется монтаж трубопровода в стену, также понадобится перфоратор.

Эскиз или схема

Прорисовка схемы отопительного контура осуществляется ещё на этапе проектирования. Её можно заказать в специальном проектном бюро, а при наличии навыков и выполнить самому при помощи специальных программ или от руки.

В схеме обязательно указываются:

• Технические характеристики здания.
• Точки размещения основных приборов: котла, расширительного бака, радиаторов, распределительного коллектора, циркуляционного насоса и пр.
• Длина и сечение труб.

Установка котла

Монтаж отопительного контура начинается с установки котла:

• В верхней части теплообменника располагается патрубок, предназначенный для подачи нагретого теплоносителя.
• Сзади или сбоку находится патрубок, по которому остывший теплоноситель возвращается обратно для нагрева.
• Сам котёл оборудуется дымоходом и при необходимости подключается к электросети.

Установка блока безопасности и бака расширения

Следующим шагом будет установка блока безопасности и расширительного бака.

• В группу безопасности входят термометр, манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик. Перечисленные элементы могут устанавливаться по-отдельности или единым блоком на заводской консоли.
• Участок трубопровода перед группой безопасности длиной не менее 15 см должен быть ровным.
• Воздухоотводчик обязательно устанавливается на максимальной высоте.
• Расширительный бак устанавливается на высоту, определённую проектом (для компенсирующих устройств открытого типа – в самой высокой точке системы). Снизу он подключается к подающей магистрали.

На заметку! Расширительный бак закрытого типа может устанавливаться и на обратке.

Однако, принимая во внимание функцию компенсирующего устройства (предохранение системы от перегрева), всё же лучше его монтировать на подающем контуре.

• Для открытых расширительных баков обязательно монтируется отвод для слива излишка теплоносителя в канализацию.
• При выводе расширительного бака в чердачное помещение потребуется его утепление.

Установка насоса и фильтра

Местоположение циркуляционного насоса в отопительном контуре не регламентируется. Однако все специалисты едины во мнении, что лучше всего его устанавливать на обратке, непосредственно перед входом отработанного теплоносителя в котёл.

• Во-первых, так минимизируется негативное влияние горячей воды на резиновые элементы насоса.
• Во-вторых, установленная после радиаторов система фильтрации – верный спутник насоса, позволит сохранить в исправном состоянии не только его, но и котёл.

Важно! При обустройстве тёплого пола насос устанавливается только на подающем контуре.

Монтаж насоса выполняется в соответствии со следующими требованиями:

• Для обеспечения возможности перехода на самотечную систему в случае отключения электричества или необходимости технического обслуживания установка насоса осуществляется по принципу байпасного соединения с шаровыми кранами и воздушным клапаном.

• Насос размещается по направлению движения теплоносителя.
• Ротор «мокрого» насоса выставляется строго горизонтально.
• При установке фильтра сборник осадка направляется строго вниз.

Разметка и сверловка отверстий под крепления и трубы

Разметка – один из важнейших подготовительных этапов сборки трубопровода. И если с обозначением нужной длины трубы сложностей, как правило, не возникает, то разметка круглых элементов под предстоящую сверловку и стыковку двух труб вызывает немало сложностей у неподготовленного мастера.

Чтобы верно отцентровать сопрягаемые элементы, придётся обзавестись вспомогательными приборами (циркулем, угольником, рейсмусом) и вспомнить курс геометрии.

После разметки производится сверловка. В зависимости от диаметра требуемого отверстия и материала труб выбирается соответствующее оборудование:

• Обычная дрель может стать альтернативой профессиональному станку.
• Набор свёрл и насадок.
• Слесарные тиски.
• Напильник или наждачная бумага.
• Деревянный брусок для придания заготовке устойчивости.

Важно! При работе дрель держится строго вертикально, а для предотвращения перегрева при высверливании отверстий в металлических трубах сверло периодически смачивается холодной водой.

Прокладка магистрали

Прокладка трубопровода для одноконтурного отопления выполняется с учётом следующих рекомендаций:

• Длина магистрали также как и количество поворотов, фитингов и колен должна быть минимизирована.
• Для возможности переключения на естественную циркуляцию от котла формируется так называемый разгонный коллектор. Для этого труба поднимается строго вертикально на высоту от 1 до 3 метров.

Важно! При прокладке магистрали из полимерных труб разгонный коллектор всё равно делается металлическим.

• Снижение магистрали проводится под углом в 70-75⁰.
• В дальнейшем контур укладывается строго под уклоном.

Разметка мест установки и сборка радиаторов

Важно не только правильно установить радиатор, но и определить место, где он сможет быть максимально полезным. Для минимизации теплопотерь радиаторы устанавливаются под окнами или вблизи дверей. Возможен монтаж и просто на стене, но тогда лучше выбирать стену, относящуюся к внешнему контуру.

Не допускается обратный уклон радиатора. Уклон выполняется в сторону магистрали, но не более чем на 1⁰.

Способы крепления теплообменников также регламентируются СНИПом:

Монтаж радиаторов, кранов Маевского, отводов и заглушек

Каждый радиатор оборудуется:

• Краном Маевского, предназначенным для стравливания воздуха.
• Краниками для слива теплоносителя.
• Заглушками.
• Терморегуляторами (при желании).

Как подключить радиаторы к магистральному трубопроводу

Подключение радиаторов к отопительному контуру может быть односторонним (верхним и нижним или только нижним) или двусторонним (диагональным или нижним). Теплоотдача у каждого из способов разная (см. на рисунке):

Использование байпасного соединения (вертикального или горизонтального (ленинградки)) повысит КПД отопления. Байпасная обводка может быть нерегулируемой или регулируемой (ручной или автоматической). С технической стороны регулируемая обводка более практична.

Важно! Любое резьбовое или фитинговое соединение должно сопровождаться герметизацией стыков посредством прокладок и герметиков.

Запуск системы

Запуск отопительной системы проводится по следующему алгоритму:

• Контур полностью заполняется теплоносителем и проверяется на предмет наличия протечек.
• Из системы стравливается воздух.
• Включается котёл.
• После нагрева котла выставляется нужный температурный режим.

Полезное видео по теме

Частые ошибки при монтаже

• Пренебрежение мерами безопасности в работе с газовым оборудованием.

Для предупреждения взрывоопасных ситуаций помещения, в которых устанавливаются газовые котлы, должны дополнительно оборудоваться сигнализаторами загазованности и электромагнитными клапанами, автоматически отключающими подачу газа.

• Расположение клеммной коробки циркуляционного насоса снизу.

Такое решение приведёт к замыканию в результате попадания на неё влаги.

• Пренебрежение индексом теплопотерь при помещении радиаторов в ниши, декоративные короба и пр.

Чтобы потеря тепла при закрытии батареи декоративным экраном не ощущалась, нужно выбирать радиаторы с большей мощностью.

• Установка радиатора с количеством секций более 16 секций.

Работа излишне длинных радиаторов неэффективна, они не способны прогреваться полностью. Лучше разбить такой теплообменник на два-три меньшего размера.

На сегодняшний день закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя успешно применяется для обогрева подавляющего большинства загородных домов. Ее отличие от открытой схемы – в движении воды, находящейся под давлением, по замкнутой сети трубопроводов в полной изоляции от внешней среды. Если вы еще не решили, какой вид отопительной разводки выбрать для своего жилища, рекомендуем ознакомиться с данной статьей, где изложена вся необходимая информация о системах закрытого типа.

Состав и принцип работы

Независимо от выбранной схемы (их разновидности мы рассмотрим далее) в ее состав всегда входят следующие основные элементы:

• источник тепла – газовый, дизельный, электрический либо твердотопливный котел;
• потребители – радиаторная сеть и (или) водяные теплые полы;
• циркуляционный насос;
• герметичный расширительный бак мембранного типа;
• группа безопасности, включающая в себя устройство для сброса воздуха (воздухоотводчик), предохранительный клапан и манометр;
• сетчатый фильтр – грязевик;
• трубопроводная арматура для балансировки, опорожнения и регулировки;
• магистральные и подводящие трубы.

Примечание. Система отопления может дополняться другими элементами и оборудованием, предусмотренным в проекте, например, распределительным коллектором, буферной емкостью и различными средствами автоматизации. Типовая двухтрубная схема, наиболее распространенная в частных домах, показана выше на рисунке.

Принцип работы современной закрытой системы заключается в перемещении тепловой энергии от котла к радиаторам с помощью жидкости, находящейся под избыточным давлением (от 1 до 2 Бар). Расширение ее объема от нагрева компенсируется за счет растяжения резиновой мембраны внутри бачка, полностью изолированного от атмосферы.

Устройство герметичной расширительной емкости

Завоздушиванию отопительной сети препятствует автоматический воздухоотводчик, установленный в группе безопасности. Расположенный там же подрывной клапан срабатывает в случае критического повышения давления в трубопроводах, обычно он настроен на 3 Бар. Грязевик ставится на обратной магистрали перед входом в теплогенератор и собирает шлам, поступающий из отопительной сети.

Важный момент. Циркуляционный насос, принудительно перекачивающий теплоноситель, можно встраивать как в обратный, так и в подающий трубопровод рядом с котлом. Оба способа – правильные.

Позитивные стороны и недостатки

Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:

• нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
• для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
• здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
• отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
• вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
• система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.

Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.

Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен

Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.

Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.

Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты - закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.

Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.

Схемы закрытых систем

Для обогрева загородных и дачных домов применяются следующие типы разводок:

1. Однотрубная. Все радиаторы присоединяются к единственной магистрали, проходящей по периметру помещения или здания. Поскольку горячий и охлажденный теплоноситель движутся по одной трубе, каждая последующая батарея получает меньше тепла, нежели предыдущая.
2. Двухтрубная. Здесь нагретая вода поступает в отопительные приборы по одной магистрали, а уходит по второй. Самый распространенный и надежный вариант для любых жилых зданий.
3. Попутная (петля Тихельмана). То же, что и двухтрубная, только охлажденная вода течет в одинаковом направлении с горячей, а не возвращается в противоположном (показано ниже на схеме).
4. Коллекторная или лучевая. Каждая батарея получает теплоноситель по отдельному трубопроводу, подключенному к общей гребенке.

Однотрубная горизонтальная разводка (ленинградка)

Справка. Однотрубные системы бывают горизонтальными (так называемая ленинградка) и вертикальными. Последние, где вода раздается приборам отопления от стояков, нередко используются в двухэтажных домах.

Однотрубная горизонтальная схема оправдывает себя в одноэтажных домиках небольшой площади (до 100 м²), где обогрев обеспечивают 4-5 радиаторов. Больше подключать к одной ветви не стоит, последние батареи будут слишком холодными. Вариант с вертикальными стояками годится для здания в 2-3 этажа, но в процессе реализации придется проходить перекрытия трубами чуть ли не каждой комнате.

Однотрубная схема с верхней разводкой и вертикальными стояками

Совет. Если ваш выбор пал на однотрубную закрытую схему, лучше доверить ее проектирование и наладку специалистам. Они должны сделать расчет и подобрать диаметр основной магистрали, чтобы тепла хватило всем потребителям. Узнать больше практической информации вам поможет видео от эксперта:

Двухтрубная схема с тупиковыми ветвями (показана в начале статьи) довольно проста, надежна и однозначно рекомендована к применению. Если вы владелец коттеджа площадью до 200 м² высотой 2 этажа, то разводку магистралей делайте трубами с проходным сечением DN 15 и 20 (внешний диаметр – 20 и 25 мм), а для подсоединения радиаторов возьмите DN 10 (снаружи – 16 мм).

Попутная схема движения воды (петля Тихельмана)

Петля Тихельмана наиболее уравновешена гидравлически, но сложнее в монтаже. Трубопроводы придется класть по периметру комнат либо всего дома и проходить под дверями. По факту «попутка» обойдется дороже двухтрубной, а результат выйдет примерно одинаковым.

Лучевая система тоже проста и надежна, вдобавок вся разводка успешно прячется в полу. Подсоединение ближних батарей к гребенке выполняется трубами 16 мм, отдаленных – 20 мм. Диаметр магистрали от котла – 25 мм (DN 20). Недостаток данного варианта – цена коллекторного узла и трудоемкость монтажа с прокладкой магистралей, когда напольное покрытие уже сделано.

Схема с индивидуальным подключением батарей к коллектору

Как подобрать оборудование

Один из важных моментов – подбор источника тепла по мощности и виду используемого энергоносителя:

• на природном либо сжиженном газе;
• на твердом топливе - дровах, угле, пеллетах;
• на электричестве;
• на жидком топливе – солярке, отработанном масле.

Справка. При необходимости можно подобрать комбинированную многотопливную установку, например, на древесине и электроэнергии либо газ + солярка.

Мощность котельной установки рассчитывается стандартным образом: отапливаемая площадь жилища умножается на 0,1 для перевода в киловатты и на коэффициент запаса 1,3. То есть, для дома 100 м² нужен источник тепла мощностью 100 х 0,1 х 1,3 = 13 кВт.

Для закрытой системы отопления не принципиально, какой теплогенератор вы купите, поэтому подробно рассматривать данный вопрос мы не будем. Но вы сильно облегчите себе задачу, если приобретете настенный газовый котел, оборудованный собственным циркуляционным насосом и расширительным баком, что показан на фото. Для небольшого дома останется лишь подобрать трубы и отопительные приборы, о чем и пойдет речь далее.

Разновидности труб

Отопительную сеть частного дома можно смонтировать из таких труб:

• ППР (полипропилен);
• сшитый полиэтилен – PEX, PE-RT;
• металлопластик;
• варианты из металла: медь, сталь и гофрированная нержавейка.

Под выполнение самостоятельного монтажа с невысокими финансовыми затратами лучше брать полимерные трубы. Для сборки обжимных соединений из металлопластика и полиэтилена не потребуется специальных инструментов, а полипропилен придется паять (сварочный аппарат берется в аренду). Конечно, по стоимости материалу ППР нет равных, но из соображений надежности и долговечности мы рекомендуем использовать трубопроводы PEX из сшитого полиэтилена.

Медь и гофрированную нержавейку можно тоже монтировать на обжимных фитингах, но первая отличается высокой ценой, а вторая – значительным гидравлическим сопротивлением. Что касается черного металла, то он неудобен во всех отношениях – монтаж на сварке и подверженность коррозии отодвигают его на последнее место. Подробнее о выборе труб рассказывается в очередном видеоматериале:

Какие радиаторы лучше

Сейчас в торговой сети предлагаются отопительные приборы таких видов:

• стальные панельные;
• сделанные из сплава алюминия с кремнием (силумина);
• то же, но с каркасом из стальных труб, название – биметаллические;
• чугунные батареи – аналоги советских «гармошек» МС 140 и модели в стиле ретро.

Примечание. Последние 3 разновидности радиаторов набираются из нужного количества секций по теплоотдаче.

Стальной панельный радиатор

С точки зрения экономии выгоднее покупать стальные батареи, отличающиеся демократичной ценой. Алюминиевые приборы дороже, но интенсивнее отдают тепло. Эти 2 разновидности наиболее востребованы для закрытых систем отопления частных домов.

Нагревательный прибор из алюминия

Биметаллические радиаторы предназначены для отопительных сетей с низкокачественным теплоносителем, поступающим с перепадами давления, что характерно для централизованного теплоснабжения многоквартирных домов. Покупать эти дорогостоящие изделия в загородный дом с автономным отоплением бессмысленно.

Чугунные «гармошки» сильно проигрывают другим батареям по внешнему виду и весу. Но благодаря низкой цене находят применение в промышленных зданиях и хозпостройках. В то же время винтажные радиаторы из чугуна отличаются безупречным дизайном, но слишком дороги по цене.

Чтобы подобрать отопительный прибор по мощности, сделайте простой расчет: указанную в паспорте теплоотдачу разделите на 1,5. Так вы узнаете реальную мощность радиатора, ведь в документации отражены характеристики для определенных условий эксплуатации, не совпадающих с действительностью.

Совет. Не забудьте приобрести радиаторную арматуру – шаровой кран для подачи и балансировочный вентиль на обратку. Если вы решили поставить на батареи энергосберегающие терморегуляторы с преднастройкой, то на выходе из прибора должен устанавливаться обычный отсекающий кран.

Насос и расширительный бак

В закрытых отопительных системах частных жилищ обычно применяется 3 типа бытовых циркуляционных насосов, развивающих напор 4, 6 и 8 м водяного столба (это давление 0,4, 0,6 и 0,8 Бар соответственно). Мы предлагаем не углубляться в сложные гидравлические расчеты, а подобрать насосный агрегат по следующим признакам:

1. Для одно - и двухэтажного здания площадью до 200 м² достаточно напора 4 м.
2. В коттедж площадью 200-300 м² понадобится насос давлением 0,6 Бар (6 м).
3. Циркуляцию в сети трехэтажного особняка на 400-500 м² обеспечит агрегат с напором 8 м водного столба.

Справка. О мощности насоса нужно судить по его маркировке. Например, изделие бренда Grundfos 25-40 имеет диаметр подключения 25 мм и развивает давление 0,4 Бар.

Чтобы подобрать размер расширительного бака, вам следует вычислить объем воды во всей закрытой системе отопления вместе с котловым баком. Учитывая тот факт, что при нагреве с 10 до 90 °С вода расширяется примерно на 5%, вместительность бачка должна составлять 1/10 часть от общего количества теплоносителя.

Как заполнить трубопроводы отопления

Мы решили осветить данный вопрос, поскольку заливка закрытой системы должна производиться по определенному алгоритму, чтобы не осталось воздушных пробок:

1. Вначале все отопительные приборы должны быть отсечены от магистралей с помощью кранов. Остальную арматуру полностью откройте и включите подпитку из водопровода. Наполняйте трубы медленно, чтобы воздух успевал уходить через клапан на группе безопасности.
2. Когда давление достигнет 1 Бар (следите за манометром), остановите наполнение и включите на несколько минут циркуляционный насос, дабы выдавить остатки воздуха.
3. Оставьте помощника поддерживать давление на уровне 1 Бар, а сами поочередно открывайте радиаторные вентили и спускайте воздух кранами Маевского.
4. По окончании запустите котел и насос, прогрейте теплоноситель и стравите воздух из батарей еще раз.

Убедившись, что все трубопроводы и отопительные приборы полностью прогрелись, поднимите давление в сети до 1,5-2 Бар при температуре на котле 80 °С.

Заключение

Невзирая на всю популярность водяных систем закрытого типа, они вовсе не являются панацеей. Во многих населенных пунктах с нестабильным электроснабжением монтировать такие схемы нет смысла, ведь придется нести затраты на покупку ИБП или генератора, а это нецелесообразно. При подобном раскладе нет альтернативы самотечным системам с естественной циркуляцией.

Конкуренция систем отопления с естественной и принудительной циркуляцией длится с тех пор, как был изобретен насос. Естественное передвижение теплоносителя (пользователи называют его «гравитацией» или «физикой») подчиняется законам сообщающихся сосудов и гравитации и не зависит от внешних источников энергии, то есть считается автономным. А любая схема отопления с принудительной циркуляцией включает в себя циркуляционный насос, который подключается к электросети, то есть существует прямая зависимость работы отопления от наличия напряжения. Различия в схемах отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Преимущества и недостатки принудительной системы отопления

Системы с естественной циркуляцией более надежны, так как в регионах с частым отключением электричества они будут работать бесперебойно, но все-таки им предпочитают схемы отопления с принудительной циркуляцией, так как насос решает следующие проблемы:

1. Не нужно прокладывать отопительные трубы большого диаметра – достаточно обычных полудюймовых металлопластиковых или ПВХ-труб: насос обеспечит течение жидкости в любом случае.
2. По тонким трубам передвигается меньший объем теплоносителя, а это значит, что его можно быстрее нагреть и увеличить тепловую отдачу. Также это помогает более точно регулировать температуру и расходовать меньше тепловой энергии, поэтому эксплуатация системы отопления с включением циркуляционного насоса обойдется дешевле.
3. С изменением скорости вращения крыльчатки насоса изменяется теплоотдача, то есть отопление в доме можно автоматизировать.
4. Отопление с насосом работает при любых уклонах и поворотах труб, что значительно облегчает монтаж системы.
5. При помощи коллекторной схемы можно включать параллельные ветки отопления, например, теплый пол или полотенцесушители.
6. Место монтажа расширительного бачка не регламентируется.

В отличие от длинного перечня достоинств недостатков можно назвать всего два:

1. Отопление не будет работать при аварийном отключении электричества.
2. Хоть и небольшой, но расход электроэнергии насосом и системой автоматики.

Отопление может быть организовано по-разному: двухтрубная с принудительной циркуляцией, трубная разводка вертикального или горизонтального типа, подача теплоносителя – верхняя или нижняя.

Наиболее распространена нижняя разводка труб, но при верхней можно комбинировать системы с принудительной и естественной циркуляцией, чтобы обеспечить работу отопления при аварийном отключении электричества за счет перепада высот в трубах.

Выбор циркуляционного насоса

Для отопительных систем с принудительным перемещением жидкости лучше приобретать малошумящие центробежные прямолопастные насосы. Прямые лопасти не могут создать большого давления, но постоянно толкают жидкость в нужном направлении, даже если длина трубопровода достаточно велика.

Монтаж насоса производится параллельно двумя шаровыми вентилями с байпасом, чтобы можно было его демонтировать в случае поломки без остановки движения теплоносителя.

Насос нужен не только для обеспечения постоянного движения жидкости по системе, но и для регулировки скорости ее течения. Чем быстрее будет двигаться теплоноситель, тем лучше теплоотдача и прогрев помещений.

Для расчета производительности насоса необходимо установить тепловые потери отапливаемых помещений, которые рассчитываются по потерям в наиболее холодную декаду зимы. В РФ эти параметры приведены к справочным значениям:

1. Для малоэтажного здания (до 2 этажей) при температуре -25 0 С потери тепла равны 173 Вт/м 2 .
2. При -30 0 С тепловые потери составляют 177 Вт/м 2 .
3. Для трехэтажного частного дома и выше при температуре -25 0 С тепловые потери равны 97-101 Вт/м 2 .

Тепловые потери зданий

Мощность насоса (Р) рассчитывается по формуле: Q / С х D t , где:

1. Q – тепловые потери помещения.
2. С – удельная тепловая емкость теплоносителя (справочное значение).
3. D t – температурная разница между теплоносителем на прямой подаче и в трубе обратной подачи. Это значение зависит от схемы отопления и может быть равным:
   1. 20 0 С – для обычных отопительных систем, работающих по любой схеме;
   2. 10 0 С – для систем с низкой температурой теплоносителя;
   3. 5 0 С – для теплого пола.

Результат преобразуется в производительность (мощность) насоса путем его деления на плотность жидкости, работающей в системе, при средней температуре.

Чтобы не проводить расчеты, мощность насоса можно выбрать по среднестатистическим нормам:

1. Для помещений с площадью до 250 м 2 – мощность насоса 3,5 м 3 /ч и напор (давление) до 0,4 Атм.
2. Для помещений с площадью 250-350 м 2 – мощность 4-4,5 м 3 /ч и напор до 0,6 Атм.
3. Для помещений с площадью 350-800 м 2 – мощность 11 м 3 /ч и давление 0,8 Атм.

При этом мощность насоса и производительность отопительной системы прямо зависит от утепления помещений и самого здания. Поэтому для полного и более точного расчета потребуется знать следующее:

1. Гидравлическое сопротивление труб и соединений.
2. Длину всех труб и удельную плотность теплоносителя.
3. Общую площадь оконных и дверных проемов.
4. Стройматериал стен, их толщину, материал и толщину утеплителя.
5. Есть ли в доме подвал, чердак, мансарда, цоколь.
6. Стройматериал кровли, кровельного пирога и т.д.

Поэтому теплотехнический расчет проще и надежнее заказать у специализирующейся на этом компании. Но в любом случае мощность насоса должна быть немного больше расчетной.

Составление схемы системы отопления с принудительной циркуляцией

При составлении схемы отопления начинают с вычисления мощности нагревательного прибора – котла. Простейший расчет:

1. Для 10 м 2 отапливаемой площади нужно резервировать 1 Квт.
2. При высоте потолков больше 2,5 метра мощность котла нужно умножать на 1,2.
3. Для районов Крайнего Севера мощность увеличивается на 30-50%.
4. При плохом или отсутствующем утеплении дома мощность котла увеличивается на 30-50%.
5. При собственном оборудовании ГВС на основе отопительного котла его мощность увеличивается на 30-50%.

На рисунке ниже показана упрощенная формула расчета мощности нагревательного прибора для частного дома, гаража или квартиры.
Формула расчета мощности котла отопления

С количеством радиаторов проще: под каждым окном обязательно должен быть один обогревательный прибор, в ванной и туалете – тоже. Согласно СНиП на обогрев помещения необходимо 100 Вт мощности на 1 м 2 . Тепловая мощность одной секции радиатора указана в его паспорте, поэтому количество секций вычислить несложно, как и число обогревательных приборов для отдельного помещения. Дальше необходимо выбрать материал труб отопления, их диаметр, а также тип системы, по которой будет составляться схема.

Система отопления реализуется по закрытому или отрытому типу. Принципиальное отличие – только в способе монтажа и расположении расширительного резервуара. Если расширительный бачок не закрывается герметично, то и отопительная система будет называться открытой. Если бачок имеет мембрану, то это закрытая система отопления. Объем расширительного бачка рассчитывается по общему объему всей системы: 10:1. Бачок должен располагаться как можно ближе к циркуляционному насосу.

Как в открытой, так и в отопления есть риск попадания воздуха в трубы. Кроме того, воздух обязательно будет образовываться при контакте теплоносителя с материалом труб, рубашки котла, радиаторами. Поэтому в самой высокой точке на схеме устанавливается автоматический клапан для стравливания воздуха, а на каждом обогревательном приборе (радиаторе или батарее) – кран Маевского.

Кран Маевского

После сборки всех узлов и монтажа элементов отопления систему промывают. Это делается простой заливкой чистой воды в систему, после чего проверяются все соединения на протечку. Котел и циркуляционный насос врезаются в систему последними. Если котел не газовый, а на твердом топливе, то в систему включается собственная группа безопасности с манометром, а также спускным и подрывным клапанами. В газовых и электрических отопительных агрегатах группа безопасности идет в комплекте. Также на входном трубопроводе, подающем теплоноситель в котел, устанавливается защитный фильтр, обеспечивающий очистку от абразивных частиц и мусора.

Проблема отсутствия циркуляции

Причины плохой или отсутствующей циркуляции теплоносителя в системе:

1. Насос малой мощности.
2. Трубы маленького диаметра.
3. Не установлены обратные клапаны.
4. Грязь или воздух в системе.
5. Протечка системы.

Решение проблем по порядку:

1. Гидравлический расчет мощности насоса, что одновременно поможет выбрать диаметр труб – ½ или ¾ дюйма.
2. Обязательная врезка фильтров грубой очистки на входе в котел и перед насосом.
3. Монтаж клапанов – спускного и подрывного, а также клапана на расширительном бачке.
4. При сборке новой системы необходимо заливать только чистый теплоноситель, при ревизии старой – промывка и заливка проверенного.
5. Все протечки – как в системе (в радиаторах и трубах, на фитингах и клапанах), так и в котле, видны невооруженным глазом, даже если это происходит достаточно медленно. В любом случае достаточно суток, чтобы протечка проявила себя.

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 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

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.

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.

Закрытая двухтрубная система

Автономная отопительная система делится на две разновидности. Она может быть открытой и закрытой. Их отличительная черта - это циркуляция теплоносителя внутри контура, которая может быть естественной и принудительной. В первом случае горячая вода по трубопроводу движется исключительно под действием законов физики. Единственный момент, который необходимо учитывать, сооружая данную систему - это небольшой уклон контуров в сторону движения воды. Система отопления с принудительной циркуляцией всегда закрытого типа, и в нее врезан циркуляционный насос. Это более сложная конструкция, но она и гораздо эффективнее.

Особенности принудительной циркуляции

Нас интересует именно второй вариант организации отопления, то есть с принудительной циркуляцией теплоносителя. Начнем с того, что он является энергозависимым, потому что насос будет работать только от сети переменного тока. В случае отключения электроэнергии прибор остановится, так что придется позаботиться о продолжении работы отопления в штатном режиме.

Как это можно сделать?

1. Приобрести бензогенератор и держать его для таких случаев.
2. Установить байпас, который будет отсекать циркуляционный насос и переводить систему на естественное движение горячей воды. Но поскольку мы говорим о закрытой схеме, эта перемычка может в некоторых разводках не помочь. Так что первый вариант решения проблемы лучше.

Что же такое открытая и закрытая система отопления? Название уже говорит о том, что в первом случае теплоноситель соприкасается с воздухом, а во втором нет. Место соприкосновения - расширительный бак. Он может быть с открытым верхом или полностью герметичным. Вторая конструкция - это емкость, куда установлена мембрана, поддерживающая давление с помощью закачанного внутрь газа.

Открытая конструкция позволяет горячей воде испаряться, а значит, ее объем будет постепенно уменьшаться. Это минус, но не очень большой. Просто владельцу дома периодически придется пополнять холодной водой контур системы отопления. Сделать это своими руками довольно просто, особенно, если подпитка будет производиться из водопроводной сети.

Для чего необходим циркуляционный насос?

Все дело в равномерном распределении теплоносителя по радиаторам. Особенно это актуально, когда дело касается такой системы, как однотрубная. Приведем в качестве примера схему «ленинградка». Это своеобразное кольцо, в центре которого установлен отопительный котел. Здесь нет стояков и сложной разводки труб - все достаточно просто.

От котла по комнатам проходит труба, в которую в каждой комнате врезаются радиаторы. Труба идет практически по уровню пола. Однотрубная схема позволяет сэкономить на материалах и упрощает монтажный процесс. Но у нее есть один существенный недостаток - система ленинградка не обеспечивает равномерного распределения горячей воды по батареям. Те, которые установлены ближе к котлу, получают тепловой энергии больше за счет высокой температуры теплоносителя. Часть тепла остается здесь, а остальная часть вместе с теплоносителем перемещается к следующим приборам, но уже с меньшей температурой.

Наглядная схема

Такое распределение не позволяет равномерно прогреть помещения дома. И чем дальше от котла расположена комната, тем холоднее в ней будет зимой. Эту проблему решает установленный циркуляционный насос. Он создает небольшое давление, при котором теплоноситель начинает внутри контура двигаться с определенной скоростью. Ее вполне хватает, чтобы равномерно распределить горячую воду по всем радиаторам отопления.

Внимание! Место установки циркуляционного насоса - на обратном контуре около котла. Почему это так важно? Все дело в том, что в этом контуре теплоноситель имеет самую низкую температуру. В конструкции циркуляционного насоса есть резиновые прокладки и манжеты, которые под действием горячей воды быстро выходят из строя. Поэтому и выбирается место, где температура теплоносителя минимальна. Кстати, расширительный бак устанавливается здесь же.

Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя - не редкость. И хотя в ней чаще всего используется естественная циркуляция, с учетом размеров дома необходимо сделать некоторые дополнения, к которым относится циркуляционный насос. Без него равномерно распределить горячую воду по комнатам будет очень сложно, а в некоторых случаях просто невозможно. Особенно это касается многоэтажных домов, потому что естественная циркуляция не сможет поднять необходимое количество горячей воды до требуемого уровня, например, на второй этаж.

Особенности монтажного процесса

Принципиальная схема

• В отопительной системе закрытого типа можно использовать трубы с минимальным диаметром. Это большой плюс в плане экономии материалов, расходуемых на отопительную систему. Этим же объясняется удобство монтажа, особенно, если сборка производится своими руками.

В отоплении с естественной циркуляцией необходим большой объем воды, чтобы он под действием температуры мог продвигаться в трубной развязке. То есть, уменьшая сопротивление труб, мы увеличиваем скорость протока жидкости. А так как в системе с принудительной циркуляцией закрытого типа не нужно создавать скорость потока, потому что этим занимается насос, то нет и необходимости устанавливать трубы большого диаметра.

• Объем теплоносителя также влияет на объем расширительного бака, который должен составлять 10% от емкости всей отопительной системы. В отоплении закрытого типа может быть установлен расширительный бачок меньшего объема. А это снижение затрат на покупку более дорогого прибора.
• В отоплении закрытого типа - не столь важно, будет оно однотрубным или двухтрубным - рекомендуется устанавливать котлы с современной автоматикой. Именно она сможет четко контролировать и регулировать все проходящие процессы.

Кстати, многие производители устанавливают датчики, которые следят за скоростью теплоносителя и его температурой. Особенно следует отметить датчик антизакипания, который закрывает подачу топлива в камеру сгорания, когда горячая вода в контуре доходит до точки кипения.

Монтаж насоса

Есть датчики антизамерзания, которые поддерживают внутри контура температуру не ниже +5С. Устанавливаются датчики, которые периодически включают циркуляционный насос во время длительного отключения отопительной системы. Это необходимо для того, чтобы находящийся в воде статор насоса не заклинило в процессе его запуска.

Добавим, что с помощью автоматики можно полностью контролировать подачу топлива в зависимости от температуры внутри комнат или на улице. Это позволяет программировать температурный режим в целом на определенный период времени, к примеру, на пару дней или на неделю.

Как правильно выбрать циркуляционный насос

Два основных показателя, по которым обычно выбирается циркуляционный насос - это его цена и удобство эксплуатации и обслуживания. Но есть несколько технических характеристик, которые определяются размерами обогреваемого дома.

Вот некоторые из них:

• Площадь частного загородного дома - 250 м². Для него необходим насос мощностью не менее 3,5 м³/ч и напором 0,4 атм. Хотя с напором надо быть осторожнее. Иногда у мощного насоса небольшой напор, которого не хватает, чтобы поднять теплоноситель на нужный этаж. Поэтому наши советы носят исключительно рекомендательный характер.
• Площадь 250–350 м². Мощность насоса должна быть не меньше 4,5 м³/ч, а напор - 0,6 атм.
• Площадь 350–800 м². Мощность - 11 м³/ч и напор 0,8 атм.

Конечно, чтобы точно подобрать насосное оборудование, необходимо учесть много различных показателей. К примеру, длину отопительных контуров, количество радиаторов, мощность котла, диаметр устанавливаемых труб и материал, из которого они изготовлены, наличие запорной арматуры, ее вид и количество. Даже вид используемого топлива влияет на выбор. Так что самостоятельно этот подбор не осуществить, и пусть этим занимаются специалисты.

Обратите внимание! Нормальной работе циркуляционного насоса будут мешать воздушные пробки, которые образуются в радиаторах, стояках и горизонтальных контурах. Для их устранения устанавливаются краны Маевского на радиаторах, автоматические воздухоотводчики и другие приспособления. Их наличие в современных отопительных сетях - это гарантия качественной работы системы в целом.

Заключение по теме

Насколько оправдана система с принудительной циркуляцией теплоносителя? Специалисты в один голос уверяют, что работает она очень эффективно. Но энергозависимость схемы уменьшает ее привлекательность. Во-первых, это дополнительные счета за оплату электроэнергии. Во-вторых, это проблемы, связанные с отключением электричества по непонятным причинам.

Отметим, что циркуляционный насос - это маломощный прибор, потребляющий не очень много электроэнергии. И все же потребляет. Как справиться со второй проблемой, мы уже говорили выше, так что не будем повторяться. Пусть эти два минуса существуют, поскольку без них никуда. Но они полностью перекрываются плюсами эффективной работы всего отопления. Поэтому закройте глаза на неприятности, и пусть они вас сильно не тревожат.