Современный рынок отопительных систем предлагает огромное количество видов отопительных систем для дома. Можно совершенно спокойно выбирать в диапазоне от водяного до инверторного отопления. При этом каждое из них неплохо справляется со своей основной задачей – обеспечить дом теплом и уютом. И так, какие бывают виды отопления и какое лучше всего выбрать под себя.
Водяное отопление
Наиболее широко распространено, несмотря на появление более современных систем. Основное разделение — отопление зависимое и независимое. Виды разводки:
- Однотрубная (данную систему называют еще бифилярной)
- Многоконтурная: одна из разводок — двухтрубная — представляет собой распространенную систему данной категории, наряду с четырех — и трехтрубными отопительными системами
- Разводка, называемая коллекторной
Работа системы с однотрубной разводкой
Теплоносителем в данной системе является вода. После нагрева теплоноситель проходит по направляющим трубопроводам. По уровню рабочей температурные режимы данной системы различны. Основной пример: схема отопления стояковой системы будет однотрубной с гидравлической связью, и двухтрубной в контексте работающих в ней отопительных приборов (радиаторов). Схема подключения является зависимой, или открытой, то есть имеет вертикальный или горизонтальный стояк, как и в случае с бифилярной системой. Теплоноситель нагревается посредством автономных энергетических элементов, которые разделяются на змеевики. Подключение оптимально выполнять к восходящему или нисходящему участку трубопровода.
Горизонтальные бифилярные системы имеют трубчатые приборы отопления (конвекторы, отопительная ребристая или гладкая труба, стальной или чугунный радиатор и др.) При использовании горизонтальной отопительной системы невозможно отрегулировать температуры одного или нескольких отопительных приборов — тех, нагрев которых необходим в данный момент. Регулировка возможна только для всей цепи отопления. Данные системы находят применение по большей части для отопления сельскохозяйственных объектов.
По способу перемещения теплоносителя внутренние отопительные системы подразделяют на системы с естественной и принудительной циркуляцией (давление в системе поддерживается посредством циркуляционного насоса). При варианте естественной циркуляции имеются подвиды — с верхним розливом и с нижним розливом. Установки с верхним розливом работают по схеме: подъем нагретого теплоносителя наверх по подающему вертикальному стояку и распределение его в горизонтальные трубопроводы и далее к радиаторам. После того, как тепловая энергия отдана в приборы и далее в воздух помещения, более тяжелая остывшая вода идет к котельному агрегату.
По магистральному трубопроводу теплоноситель может быть направлен различным образом, по тупиковой или попутной схеме. При использовании тупиковой схемы нагретый теплоноситель от котла имеет противоположное направление относительно остывшей воды. «примета» данной системы — наличие одной или нескольких закольцовок, или циркуляционных колец. В случае, когда отопительные радиаторы находятся рядом с котлом, протяженности закольцовок уменьшаются. Соответственно, при удаленности от главного стояка — протяженности циркуляционных колец увеличиваются. Поэтому наиболее целесообразна схема, при которой кольца циркуляции минимально удалены от автономного котельного агрегата. В идеале — это не одна протяженная система, а несколько более коротких.
Каскадное отопление
Очень востребованная и положительно оцененная домовладельцами схема отопления. Особенно важно, что в больших домах применяется зачастую не один котел, а несколько — на разных видах топлива, как резервные и для экономии ресурсов. По принципу работы и устройству у каскадного отопления сложностей немного — требуется два или более автономных котельных агрегата и система регулировки. При этом и оборудование, и мощности можно использовать максимально эффективно.
Основные плюсы каскадных систем:
- Можно обогревать большие дома, имеющие несколько этажей, причем одновременно иметь трубопровод горячей воды для бытовых нужд
- Экономия — энергоносители расходуются оптимально, и по сравнению с отоплением аналогичного по объему и планировке дома одним котлом и замкнутой системой — каскадная схема выгоднее в плане экономии ресурсов
- При том, что система имеет «сложный» внешний вид, реализуется она довольно просто, так как отдельные каскады несложны в монтаже. Кроме того, электрический или газовый котел с небольшим габаритом можно разместить и в малом помещении или в кухне
опубликовано .
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание — мы вместе изменяем мир! © econet
Системы водяного отопления различают:
а) по схеме соединения труб с отопительными приборами:
— однотрубные с последовательным соединением приборов;
— двухтрубные с параллельным соединением приборов;
— бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин;
б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали — вертикальные и горизонтальные;
в)по расположению магистралей:
— с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;
Дополнительные элементы
Как устроена система отопления закрытого типа?
Помимо котла, труб и батарей, в ней есть:
- Циркуляционный насос, приводящий теплоноситель в движение.
- Перемычка с ХВС для заполнения системы водой.
- Сбросники в нижних точках контура, позволяющие полностью осушить его.
- Расширительный бак. Он компенсирует увеличение объема теплоносителя при повышении температуры.
- Предохранительный клапан, срабатывающий при переполнении бака и увеличении давления сверх расчетного.
- Манометр или термоманометр для контроля параметров системы.
- Автоматический воздухоотводчик.
Однако: насос, воздушник, предохранительный клапан и (иногда) расширительный бак часто монтируются в корпусе котла, фактически превращая его в мини-котельную. Прежде, чем идти за покупками, изучите документацию.
Устройство современного газового котла.
Кроме того, опционально могут устанавливаться:
- Отсекающие отдельные отопительные приборы и участки контура вентиля.
- Грязевик перед насосом.
- Дроссели или термостаты, регулирующие температуру радиаторов.
- В верхних точках контура — дополнительные воздушники.
Как самому провести отопление в одноэтажном доме? По мнению автора, лучшим решением будет ленинградка — однотрубная разводка по периметру этажа с радиаторами, подключенными параллельно основному розливу. Она абсолютно безотказна и исключает остановку циркуляции в какой-то части контура из-за завоздушивания.
Как правильно провести отопления на двух этажах?
Здесь возможны два варианта.
- Два кольца (по одному на этаж) с дросселем, ограничивающим проходимость более короткого из контуров.
Вариант ленинградки для двух этажей.
- Двухтрубная схема с розливами на первом этаже и на чердаке и соединяющими их стояками с отопительными приборами.
Как правильно подключить радиаторы?
Для коротких (не более 7 секций) отопительных приборов оптимальным будет традиционное боковое подключение. Более длинные батареи лучше подключать диагонально или снизу вниз.
10.3. Последовательность проектирования системы отопления
Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; температура помещений.
Расчет теплового режима. Теплотехнический расчет наружных ограждений конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления (см. раздел I и гл. 8).
Выбор системы. Выбор параметров теплоносителя и гидравлического давления в системе, вида отопительных приборов и схемы системы (с технико-экономическим обоснованием в необходимых случаях).
Конструирование системы. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Деление системы на части постоянного и периодического действия, для позонного и пофасадного регулирования. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения водой стояков и системы. Выбор вида запор-но-регулирующей арматуры, ее размещение.
Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.
Теплогидравлический расчет системы. Гидравлический расчет системы. Тепловой расчет труб и приборов (см. гл. 9).
Антифриз в системе отопления
Заполнение системы отопления антифризом рекомендуется только в некоторых случаях, например, при особенно суровых зимах. Используется специальный водный раствор этиленгликоля, пропиленгликоля и других составов на основе гликолей; растворы неорганических солей.
Преимуществом считается поддержание целостности всей конструкции, например, если дом используется только в теплый сезон, а сливать воду на зиму нет возможности. Антифриз снизит риск разрыва трубопровода, радиаторов, котла.
Применение антифриза имеет и недостатки – сниженная по отношению к воде теплоемкость, поэтому придется выбирать и ставить мощные радиаторы, высокая вязкость, текучесть. Недопустимо использовать оцинкованные трубы, так как антифриз может изменить химические свойства и потерять свои качества.
Инверторное отопление
Системы отопления, работающие от электросетей, имеют много положительных характеристик. Простота установки такого оборудования в том, что электричество есть в любом строении. Для того чтобы установить инверторное отопление дома, не нужно оформлять разрешительных документов. Также гиперинверторная система отопления позволяет экономить площадь. Обратите внимание на цену. Стоимость оборудования инверторного отопления существенно ниже иных отопительных систем. Котел можно заменить инвертором, он гораздо дешевле.
Как работает инверторное отопление своими руками? Электричество поступает в котел через ТЭН. Позаботьтесь о защите оборудования от порчи и утеплите строение, чтобы минимизировать потери тепла. Принцип работы инверторного котла таков, что в нем постоянно вырабатывается индукционный ток. В случае отключения электричества в сети котел способен работать от аккумулятора. Котел состоит из двух частей – магнитной части и теплообменника.
Составные части инверторного котла
Чем так хорош инверторный котел? В связи с тем, что он не имеет в своем строении нагревательного элемента, это делает его более практичным в эксплуатации. Благодаря тому, что в систему встроен насос, энергоноситель прогревается быстрее. Нет больших требований к подбору топлива.
Принцип работы такой же, как имеет открытая зависимая система отопления, поскольку элементы нагрева не контактируют с различными средами.
Однако не стоит забывать, что при всех положительных характеристиках можно найти и недостатки. Инверторный котел стоит намного дороже ТЭНа. Также сам по себе котел достаточно объемный и не подойдет для помещений с малой площадью. Чтобы выставлять заданную температуру или уменьшать показатели, нужно встраивать в котел систему автоматической регуляции.
Элементы
Какие элементы входят состав систем отопления и водоснабжения?
Источник тепла
В этой роли могут выступать:
| Изображение | Описание |
Схема простейшего элеваторного узла с циркуляционным ГВС | Элеваторный узел с ГВС. Водоструйный элеватор обеспечивает высокую скорость движения теплоносителя (смеси воды подачи и обратки) и, соответственно, минимальный перепад температуры между началом и концом отопительного контура. Две или четыре врезки обеспечивают тупиковое или циркуляционное ГВС. |
Принципиальная схема теплового пункта с двухступенчатым теплообменником ГВС | Тепловой пункт закрытой схемы теплоснабжения. Вода для нужд ГВС греется в теплообменниках, использующих теплоту воды из теплотрассы. |
Газовый котел с подключением к системе ГВС | Котел (газовый, дизельный, электрический или твердотопливный). Первые три разновидности могут иметь дополнительный теплообменник или встроенный бойлер для нужд ГВС. Газ является источником наиболее дешевого тепла; за ним следуют твердотопливные котлы; дизельные и электрические приборы наиболее дороги в эксплуатации. |
Принцип работы тепловых насосов | Тепловой насос. Он использует электроэнергию для перекачки в отапливаемое здание тепла от среды с более низкой по сравнению с внутренними помещениями температурой — грунта, воды или воздуха. По стоимости киловатт-часа тепла, тепловой насос незначительно отстает от газового котла, и успешно конкурирует с твердотопливным. |
Четырехтрубная система отопления и горячего водоснабжения (двухтрубное отопление и циркуляционное ГВС) с бойлером косвенного нагрева | Бойлер косвенного нагрева. Он может подключаться к любому источнику тепла (в частности, к одноконтурному котлу или центральному отоплению) и использовать энергию теплоносителя для нагрева воды. |
Газовый проточный нагреватель | Независимые водонагреватели для нужд ГВС — электрические бойлеры, электрические и газовые проточные водонагреватели. Они могут располагаться вне котельной, вблизи точек водоразбора. |
Розливы
Розливами называются горизонтальные трубы для отопления и горячего водоснабжения, к которым подключаются сантехнические и отопительные приборы (в многоэтажных домах — стояки с приборами).
Диаметр розлива отопления и ГВС в многоквартирных домах лежит в диапазоне 32-100 мм в зависимости от тепловой нагрузки или количества потребителей воды. В частном доме минимальный диаметр розлива рассчитывается по тепловой нагрузке и пиковому водопотреблению.
Расчет диаметра отопительного розлива по тепловой нагрузке
Приведенная выше таблица требует нескольких комментариев:
- Она актуальна для дельты температура между подающей и обратной нитками отопления в 20°С (например, 80/60°С);
- Верхнее значение в ячейках таблицы — тепловая мощность в ваттах, нижнее — расход теплоносителя в килограммах в минуту;
- Увеличить тепловую нагрузку на контур можно без увеличения диаметра розлива, за счет увеличения скорости потока (читай — производительности циркуляционного насоса). Однако лучше, чтобы скорость потока укладывалась в диапазон 0,4-0,6 м/с: тогда мы избежим эрозии пластиковых труб взвесями, и появления гидравлических шумов на фитингах и дросселях.
Грубый расчет диаметра труб ХВС/ГВС
Диаметр розлива ГВС подбирается по максимальному расходу воды и требуемой скорости потока.
Справка: для ГВС и ХВС рекомендуется ограничить ее значением в 1,5 м/с, для систем полива допустимый максимум — 2 м/с.
Стояки
Стояк — вертикальная труба, объединяющая приборы (отопительные или сантехнические) на разных этажах. Диаметр — 20-40 мм.
Стояки ХВС и ГВС
Стояки ГВС с циркуляцией объединяются перемычками на верхнем этаже или в чердачном помещении; закольцовано может быть 2-7 стояков. Перемычки должны снабжаться воздушниками (кранами Маевского или автоматическими). Такие же перемычки с воздушниками соединяют стояки отопления в домах с нижним розливом.
Если перемычка на одном уровне с радиатором, воздушник устанавливается в его верхнюю пробку
Подводки
Подводками называются трубы для систем водоснабжения и отопления, используемые для подключения отопительных и сантехнических приборов к розливу. Здесь можно обойтись без сложных расчетов: при использовании стальных труб достаточно их размера ДУ15, пластиковых — номинального диаметра 16 мм (20 мм для присоединения 2-3 приборов).
Полипропиленовая подводка диаметром 20 мм обеспечивает водой мойку, смеситель ванны и бачок унитаза
Подсказка: внутреннее сечение полимерной трубы DN16 меньше, чем стальной ДУ15, благодаря разнице в обозначении труб (ДУ — условный проход, примерно равный внутреннему диаметру, а пластиковые трубы обозначаются внешним диаметром). Однако коррозия трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения со временем уменьшает внутреннее сечение стальной трубы, в вот полимерные трубопроводы весь срок службы имеют неизменное гидравлическое сопротивление.
Ржавчина в стальном водопроводе
Насосы
Трубопроводы систем отопления и горячего водоснабжения с циркуляцией, питающиеся от автономного источника тепла или подключенные к тепловому пункту закрытой системы теплоснабжения, снабжаются циркуляционными насосами.
Так устроен циркуляционный насос
Насос подбирается по двум параметрам:
- Напору;
- Производительности.
Задача создаваемого насосом напора — преодолеть гидравлическое сопротивление трубопровода.
Он грубо рассчитывается по формуле H = N x K, в которой:
- Н — напор в метрах;
- N — Количество этажей в доме (считая подвал или цокольный этаж, в котором выполнена горизонтальная разводка);
- К — потеря напора на этаж (в среднем 0,7-1,1 метр для ГВС и последовательной разводки отопления, 1,16-1,85 для коллекторной разводки отопления).
Так, для трехэтажного дома с подвалом насос для циркуляции горячей воды должен создавать напор в 4 х 1,1 = 4,4 метра.
Установка насоса в систему ГВС с циркуляцией
Производительность насоса для отопления вычисляется по формуле Q= 0,86 х P/dt.
В ней:
- Q — производительность (м3/час);
- Р — тепловая нагрузка на обслуживаемый насосом конур в киловаттах;
- dt — разница температур между нитками теплоснабжения (обычно равна 20°С).
Скажем, для ленинградки, подключенной к 24-киловаттному пеллетному котлу, нужен насос, перекачивающий 0,86х24/20=1,032 м3 в час.
Подсказка: не бойтесь ошибиться в расчетах в ту или иную сторону. В основной массе, циркуляционные насосы имеют ступенчатый регулятор мощности, позволяющий уменьшить или увеличить напор и производительность.
Запорно-регулирующая арматура
Какая арматура может понадобиться при монтаже инженерных систем своими руками?
| Изображение | Описание |
Так устроен шаровый кран | Шаровые краны. От пробковых кранов и винтовых вентилей они отличаются отказоустойчивостью, полной герметичностью в закрытом положении и отсутствием потребности в обслуживании. Из их неисправностей автор сталкивался лишь с течами по сальнику (для ее устранения достаточно подтянуть гайку сальницы) и проворачиванию штока вследствие приложения большого усилия к заклиненному окалиной крану. |
Дроссель для установки на подводку к радиатору | Дроссели (регулировочные клапаны). Они устанавливаются в коллекторном шкафу отопления или на подводках отопительных приборов. |
Клапан с термоголовкой | Термостатические клапаны. Они отличаются от дросселей автоматической регулировкой проходимости в зависимости от температуры воздуха или рабочей среды. |
Принцип действия трехходового смесительного узла | Термостатические смесители стабилизируют температуру в отопительном контуре или циркуляционном ГВС вне зависимости от температуры на выходе котла или бойлера. |
Редуктор с манометром | Редукторы применяются для понижения избыточного давления на водоснабжении. |
Фильтр для установки на подводку | Фильтры грубой очистки нужны для защиты запорной арматуры, смесителей и теплообменников водогрейных приборов от переносимого сетевой водой мусора (окалины, песка, ила и т.д.). |
Безопасность
За стабильность параметров инженерных систем и отсутствие угрозы их разрушения отвечают:
| Изображение | Описание |
Мембранный бачок компенсирует увеличение объема воды при ее нагреве бойлером | Расширительные баки. Они компенсируют расширение воды при нагреве и устанавливаются в системы автономного отопления и в обвязку бойлеров большого объема. |
Клапан с дренажной трубкой стоит на входе электрического бойлера | Предохранительные клапаны. Они сбрасывают часть воды при избыточном давлении в замкнутом контуре. |
Термоманометр для отопления | Манометры и термоманометры. Приборы служат для визуального контроля параметров. |
Схема отопления с петлей Тихельмана плюсы и минусы
Двухтрубные системы отопления частного дома, как правило, это тупиковые системы, что приводит к тому, что в последнем радиаторе вследствие наибольшей удаленности напор и проток теплоносителя слабее, соответственно отопительный прибор греет хуже. Эта проблема решает путем увеличения количества секций радиаторов или добавлением регуляторов на каждый радиатор.
Второе решение, которое используется при монтаже двухтрубных систем отопления частного дома, является балансирование системы.
Схема Тихельмана достаточно проста. В классической двухтрубной схеме обратная тепломагистраль начинается от последнего радиатора и заканчивается котлом, а подача начинается от котла и заканчивается последним радиатором.
Особенности петли Тихельмана заключаются в том, что «обратка» начинается с первого радиатора, доходит до последнего и возвращается к котлу, а подача, как и в классической схеме, начинается с котла и заканчивается последним радиатором.
Получается, что первый радиатор от котла первый на подаче и последний на обратке, соответственно, последний радиатор последний на подаче, но первый на обратке.
Это своего рода прямоточная система, в которой теплоноситель в подающей и обратной тепломагистралях перемещается в одном направлении.
Данная схема позволяет обеспечивать равномерное сопротивление и проток в двухтрубных системах.
Преимущества и недостатки петли Альберта Тихельмана
Двухтрубные системы отопления частного дома, монтаж которых выполнен по схеме Тихельмана, обладают преимуществами прямоточных однотрубных систем («ленинградки») и двухтрубных систем, а также рядом дополнительных превосходств.
Прежде всего, отметим сбалансированность системы и отсутствие необходимости установки различного регулировочного оборудования, которое стоит довольно дорого.
При этом проток теплоносителя по всей системе одинаков, а работа теплогенерирующего оборудования оптимальна и отличается высоким КПД.
К недостаткам схемы Тихельмана отнесем необходимость использования дополнительных труб и желательно большого диаметра, а это дополнительные расходы.
Причем не всегда архитектурные особенности частного дома позволяют произвести монтаж открытой системы отопления с тремя трубами. Например, установке системы отопления данного типа могут помешать дверные проемы, и ряд других архитектурны форм.
Поэтому организовать круговое движение промежуточного теплоносителя в двухтрубной системе отопления частного дома не всегда возможно.
Также отметим, что в большинстве случаев при монтаже возвратных отопительных систем реверсивного типа по схеме Тихельмана применяется горизонтальная разводка.
По остальным характеристикам и используемому отопительному оборудованию и теплогенераторам петля Тихельмана не отличается от двухтрубных аналогов.
Как заполняется система отопления
Перед тем как начать заполнение системы отопления водой, необходимо определить объем. Высчитывается он по формуле: суммировать объем котла, расширительного бака, радиаторов и труб. Полезный объем указывается в технической документации.
Алгоритм действий:
- Начинать от нижней точки. Верхняя точка должна быть открытой.
- Подключить электронасос. Через кран закачивать воду. Кран лучше открыть только на половину, чтобы исключить возможность гидроудара.
- О наполнении системы свидетельствует бульканье и шум движения воды. Заканчивать нужно, когда из верхней открытой точки потечет жидкость.
- Теперь следует стравить воздух из подключенных приборов потребления, котла, расширительного бака, батарей, бойлеров. Стравливание выполняется с применением кранов, клапанов, которыми оснащены агрегаты.
Остается присоединить к верхней точке шланг, опустить его в емкость с водой, включить насос и заполнить систему до тех пор, пока из шланга не потечет вода без пузырьков воздуха. При необходимости систему закольцевать, прогнать теплоноситель еще несколько раз, чтобы обеспечить качественную дегазацию.
Последний этап – накачивание воздуха за мембрану расширителя, чтобы гарантировать нужный уровень давления. Это необходимо для функциональности циркуляционного насоса – его придется включить для тестирования (без нагрева).
Нано отопление дома
Наверняка многие заметили среди строительного материала новшество – теплые пленочные полы. Однако такое нано отопление дома завоевывает все большее число потребителей.
Данный материал представлен в виде полимера, который раскатали в пласт с миллиметровой толщиной. Он способен обгореть жилье. Принцип работы прост. Материал излучает инфракрасные лучи, как только в него поступает ток. Пленочные обогреватели подходят для покрытия полов. Материал отлично стелиться на любые поверхности. Можно рассматривать как дополнительное отопление дома к основным системам.
Преимущества и недостатки двухтрубной системы отопления
Несмотря на более высокую стоимость монтажа, системы с двумя трубопроводами используются чаще, так как подходят для зданий любой этажности и конфигурации. Следует учитывать, что решение о монтаже подобного отопления лучше всего принимать на стадии строительства. Хотя не исключается возможность установки и в готовом доме.
Двухтрубная система получила подобное название из-за того, что теплоноситель по одной трубе подается к радиаторам, по другой — удаляется. Отопительные приборы соединяются параллельно, и температура в них не зависит от расстояния до коллектора или котла.
Основные преимущества системы с двумя трубопроводами:
- во все отопительные приборы поступает теплоноситель с одной и той же температурой;
- возможно установить терморегуляторы на радиаторы , позволяющие регулировать температуру теплоносителя;
- выход из строя одного отопительного прибора никак не влияет на работу остальных;
- можно использовать в домах с любым количеством этажей.
К недостаткам можно отнести:
- много труб и соединительных элементов;
- достаточно сложный монтаж;
- более высокая стоимость, чем у системы с одним трубопроводом.
