От чего зависит циркуляционный напор?
Создание нужного циркуляционного напора нужно обязательно просчитывать при проектировании системы отопления. Он зависит от того, как отличаются уровни середины котла и самого нижнего радиатора. Чем больше перепад высот, тем лучше перемещается жидкость по системе. На него влияет и разница плотностей горячей и остывшей воды.
Циркуляционный напор в системе отопления, в первую очередь, зависит от перепада высоты расположения котла и нижнего радиатора. Чем больше эта разница (h), тем больше давление
Характеризуется отопление с естественной циркуляцией цикличным изменением температуры в теплообменниках и в котле, которое происходит по центральной оси приборов. Горячая вода находится в верхней части, холодная – в нижней. Под действием гравитации остывший теплоноситель перемещается вниз по трубам.
Циркуляционный напор напрямую зависит от высоты установки батарей. Его увеличению способствует и угол наклона подающей магистрали, направленный в сторону радиаторов, и уклон обратки, обращённой к котлу. Это позволяет теплоносителю легче преодолевать местное сопротивление труб.
При монтаже в частном доме системы отопления с естественной циркуляцией котёл устанавливают в самой нижней точке так, чтобы все радиаторы находились выше.
В коттедже при монтаже системы отопления с естественной циркуляцией котёл устанавливают в самой нижней точке. Все теплообменники (радиаторы) должны находиться выше
Для квартирных домов схемы отопления с естественной циркуляцией применяются очень редко, так как при установке в квартире котёл опускается в «яму» — непосредственно на плиту перекрытия. Пол вокруг неё выпиливается, а само углубление и периметр вокруг него должен быть защищён пожаробезопасными материалами.
Схемы различных систем обогрева
В частных домах довольно большой популярностью пользуются одно – и двухтрубные системы. Различить их довольно просто:
- в однотрубной системе все радиаторы присоединяются к общему коллектору. Проходя мимо всех радиаторов в виде замкнутого кольца, он служит и подачей и обраткой;
- в двухтрубной системе к радиаторам теплоноситель идет по одной трубе, а уходит по другой.
Правильно выбрать для частного дома систему отопления довольно непросто, поэтому не лишним будет посоветоваться со специалистом. Двухтрубная система более надежная в отличие от однотрубной.
Однотрубная система вопреки общепринятому мнению о меньших затратах на обустройство, стоит заметить что такая система не только более дорогая, но и более сложная в реализации. Очень хорошо об этом рассказывается на видео:
Фокус в том, что в однотрубной системе вода, двигаясь от радиатора к радиатору, остывает сильнее с каждым разом, потому их мощность должна увеличиваться за счет увеличения количества секций. Более того у раздающего коллектора должен быть больший диаметр, в отличие от двухтрубной системы. И наконец, в однотрубной системе затруднено автоматическое управление из-за взаимного влияния радиаторов друг на друга.
На даче либо небольшом доме где количество радиаторов не превышает 5, можно смело начинать установку однотрубной горизонтальной системы (в обиходе – ленинградка) При большем числе радиаторов она не сможет работать нормально из-за того что последние радиаторы будут холодными.
Как вариант – монтаж вертикальной однотрубной системы в частном двухэтажном доме. Такие системы достаточно распространены и нормально функционируют.
Двухтрубная схема разводки отопления от котла позволяет доставлять теплоноситель ко всем радиаторам с одинаковой температурой, так что необходимость в дополнительном наращивании секций отпадает. Разделение на обратную и подающую магистральную трассу позволяет при помощи термостатических вентилей осуществлять автоматическое управление.
Система в основном проще, да и диаметры магистральных трубопроводов меньше. Разновидности двухпроводных систем бывают следующими:
- тупиковая: трубопроводы разделяется на ветви, которые называются плечами, по ним теплоноситель течет друг напротив друга;
- попутная двухтрубная система: в данном случае коллектор является продолжением подающего, и вода движется в одну сторону, таким образом, схема образует кольцо;
- лучевая (коллекторная). Является самым дорогостоящим методом разводки: к каждому радиатору в полу прокладываются трубопроводы, идущие от коллектора.
Если проложить горизонтальные трубы большего диаметра при уклоне 3 – 5 мм на 1 м, тогда система будет работать самотеком (за счет гравитации). Такая система по праву может считаться энергонезависимой, так как в ней нет необходимости в установке циркуляционного насоса. Стоит заметь, что таким образом может работать как однотрубная, так и двухтрубная схема, единственным условием должны быть созданы соответствующие условия в которых теплоноситель будет циркулировать естественным образом.
Отопительная система может быть открытой, для этого нужно установить в верхней точке расширительный бак, который будет сообщаться с атмосферой. Данная схема конструкции применяется в самотечных сетях, по-другому там сделать отопление невозможно.
Систему можно сделать закрытого типа, которая будет работать от избыточного давления, если недалеко от котла отопления на обратной магистрали установить расширительную емкость мембранного типа. Данное решение достаточно ново и применяется в основном в системах, где действует принудительное движение теплоносителя.
Нельзя не упомянуть о системе теплого пола для обогрева дома. Существенным недостатком можно отметить дороговизну, так как в стяжку пола потребуется укладка сотни метров труб, из-за чего в результате можно получить обогревательный водяной контур, распределенный по всей комнате.
Концы труб подходят к распределительному коллектору со смесительным узлом, на котором установлен собственный циркуляционный насос. Одним из важнейших преимуществ хочется отметить комфортное равномерное обогревание помещений. Такая система подойдет любому жилому помещению.
Совет: для хозяина дома с общей площадью, не превышающей 150 м2 можно без опасений устанавливать двухтрубную систему с принудительной циркуляцией. В этом случае диаметры труб будут следующими: для магистралей – не более 25 мм, для подводки к радиаторам – 15 мм.
Какие бывают схемы отопления частного дома
Варианта два:
- Одноконтурная.
- Двухконтурная схема.
Одноконтурная
Одноконтурная схема только греет дом. Она простая и недорогая. Подойдёт для дома до 100м2. В систему входит:
- одноконтурный котёл;
- однотрубная разводка;
- радиаторы.
Одноконтурный газовый котел
Однотрубную систему можно усовершенствовать двухтрубной разводкой, насосом и вентилями на радиаторах для регулирования температуры.
Если нужно, чтобы отопление грело воду, нужно либо делать двухконтурную систему, либо две одноконтурные.
Второй вариант хорош тем, что летом можно греть воду не повышая температуру в доме, для этого потребуется всего четверть мощности котла.
Двухконтурная
Двухконтурная система греет и воздух в доме, и воду для бытовых нужд. Нежелательно использовать жёсткую воду из скважины, т.к. от неё быстро образуется накипь на деталях обогревателя. Продумывать, сколько будет контуров нужно ещё до покупки котла – для каждой системы свой агрегат.
Альтернативное отопление частного дома
Традиционное топливо становится все более дорогостоящим, потому приходится экономить, доводя до совершенства теплоизоляцию дома и уменьшая теплопотери. Но есть еще одна возможность платить за отопление меньше – использовать альтернативные источники тепла. Самый распространенный – солнечные коллекторы. Эти элементы устанавливаются на кровле и включаются в систему параллельно с котлом. Автоматика котла контролирует количество поступающей от солнечной панели энергии и регулирует количество используемого топлива, которое необходимо для поддержания заданных температурных параметров. Такие агрегаты выпускают пока преимущественно в Европе, где теплоносители действительно стоят очень немало.
Альтернативное отопление частного дома — использование солнечной энергии параллельно с котлом
Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и пояснения
Система отопления частного дома бывает однотрубной или двухтрубной. Выбор схемы устройства отопления загородного дома своими руками зависит от площади помещений и опыта домашнего мастера. Разберемся, что представляет собой каждая из них и насколько они сложны в устройстве.
Однотрубная система отопления частного дома своими руками
Схема и порядок монтажа однотрубного отопления следующий. Из котла выходит разогретый теплоноситель, который двигается, последовательно проходя через радиаторы системы, после чего возвращается в котел. Схематически движение теплоносителя видно на рисунке ниже.
Однотрубные системы отопления в схематическом изображении:
Такая система отопления проста в исполнении. Минус – увеличение количество радиаторов приводит к тому, что первый из них слишком горячий, а последний наоборот холодный. При такой циркуляции разница температур в комнатах чувствительна, если отапливаемая площадь велика.
Двухтрубная схема отопления в частном доме своими руками
Если предыдущий вариант не подходит по причине большой площади отапливаемых помещений, можно применить двухтрубную схему обогрева. Здесь магистраль идет по иному «маршруту». И подача и «обратка» прокладываются по периметру помещения. Таким образом горячий теплоноситель распределяется равномерно по всем радиаторам, что исключает разницу температур. Схематически работу двухтрубной системы отопления можно увидеть ниже.
Схематическое изображение монтажа двухтрубных схем:
Мнение эксперта
Андрей Павленков
Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО “АСП Северо-Запад”
“Независимо от схемы (однотрубная или двухтрубная) циркуляционный насос устанавливается на «обратке» рядом с котлом. Теплоноситель в этой точке не столь горячий, а значит оборудование прослужит дольше.”
Выбирая между однотрубной и двухтрубной системой лучше остановить выбор на втором варианте. Несмотря на большие затраты сил при монтаже и средств на покупку труб, такая схема обеспечит равномерную и комфортную температуру в жилище и позволит регулировать каждый радиатор по отдельности.
Сложные системы с «Теплым полом» можно смонтировать только двухтрубной схемой
Схема обогрева теплоносителем двухэтажного дома
Для двухэтажных домов монтаж однотрубных схем крайне нежелателен. Несмотря на сложность монтажа двухтрубной системы и расход материала, это потери временные. Смонтировав простую однотрубную систему, мучиться придется все оставшееся время. Особенно заметен будет разбег температур в холода на втором этаже. Здесь можно провести аналогию с известным выражением экономиста Адама Смита, который сказал: «Я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи». Это к тому, что переделать смонтированную однотрубную систему в двухтрубную будет накладно.
Для равномерного распределения теплоносителя по радиаторам в двухэтажных домах применяется коллектор, распределяющий один контур на несколько.
Схема отопления двухэтажного дома более сложна
Статья по теме:
Схема отопления 2-х этажного частного дома. Обзор однотрубных и двухтрубных систем, схем Тихельмана и Ленинградки. Теплотехнический расчет и нюансы монтажа отопления в доме – в нашей публикации.
Коллекторная схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией
Коллектором называют цилиндр с одним входом и несколькими отводами. Он «разбивает» подачу от котла на 2÷6 контуров с одинаковой температурой. На «обратке» устанавливается такой же, но он выполняет обратную работу – собирает контуры в один и «направляет» в котел. Такую схему называют «лучевой».
Для эффективности обогрева на каждый из контуров устанавливается отдельный циркуляционный насос. Особенно востребовано дополнительное оборудование при подаче тепла на второй этаж.
Коллектор для водяного отопления частного дома выглядит так
Варианты устройства двухтрубной системы
Основным отличием двухтрубной схемы обогрева частного дома является подключение каждой батареи к магистрали как прямого, так и обратного тока, что увеличивает в два раза расход труб. Зато у владельца дома появляется возможность регулирования уровнем теплоотдачи каждого отдельно взятого отопительного прибора. В итоге можно обеспечить разный температурный микроклимат в комнатах.
При монтаже вертикальной двухтрубной отопительной системы применима нижняя, а также верхняя, схема разводки отопления от котла. Теперь поподробнее о каждой из них.
Вертикальная система с нижней разводкой
Устраивают ее следующим образом:
- От нагревательного котла пускают по полу нижнего этажа дома или по подвалу подающий магистральный трубопровод.
- Далее от магистральной трубы пускают вверх стояки, которые обеспечивают попадание теплоносителя в батареи.
- От каждой батареи отходит труба обратного тока, которая отводит остывший теплоноситель обратно в котел.
При проектировании нижней разводки автономной системы отопления учитывают необходимость постоянного выведения воздуха из трубопровода. Выполняется это требование с помощью монтажа воздушной трубы, а также установки расширительного бака, использования кранов Маевского на всех радиаторах, находящихся на верхнем этаже дома.
Вертикальная система с верхней разводкой
В этой схеме теплоноситель от котла подается на чердак по магистральному трубопроводу или под самый потолок верхнего этажа. Затем вода (теплоноситель) спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все батареи, и возвращается обратно в нагревательный котел по магистральному трубопроводу.
Для периодического удаления пузырьков воздуха в этой системе устанавливают расширительный бак. Данный вариант устройства отопления намного действеннее предыдущего способа с нижней разводкой труб, так как в стояках и в радиаторах создается более высокое давление.
Горизонтальная система отопления – три основных типа
Устройство горизонтальной двухтрубной системы автономного отопления с принудительной циркуляцией является наиболее распространенным вариантом обогрева частного дома. При этом используется одна из трех схем:
- Тупиковая схема (А). Преимущество состоит в небольшом расходе труб. Недостаток кроется в большой длине циркуляционного контура самого дальнего от котла радиатора. Это затрудняет в значительной степени регулировку системы.
- Схема с попутным продвижением воды (Б). Из-за равной длины всех циркуляционных контуров проще отрегулировать систему. При реализации потребуется большое количество труб, которые увеличивают стоимость работ, а также портят своим видом интерьер дома.
- Схема с коллекторным (лучевым) распределением (В). Так как каждый радиатор подключается отдельно к центральному коллектору, то обеспечить равномерный всех помещений очень легко. На практике монтаж отопления по данной схеме наиболее затратный из-за большого расхода материалов. Трубы прячут в бетонную стяжку, что в разы повышает привлекательность интерьера. Лучевая (коллекторная) схема разводки отопления по полу приобретает все большую популярность среди индивидуальных застройщиков.
Вот так это выглядит:
При выборе типовой схемы разводки необходимо учесть множество факторов, начиная от площади дома, и заканчивая, материалами, использованными при его строительстве. Лучше подобные вопросы решать со специалистами, чтобы исключить вероятность ошибки. Ведь речь идет об обогреве дома, главном условии комфортного проживания в частном жилье.
Устанавливаем и подключаем радиаторы
С коллекторной схемой всем понятно. Есть коллектор с выходами по количеству радиаторов. Каждый подключаем отдельно от самого коллектора самой тонкой трубой 16 мм.
Для большей экономии на материалах подключаем двухэтажный дом по двухтрубной схеме. Каждый выход с коллектора — это будет стояк на один этаж. От коллектора подключаем так называемые стояки по этажам. Для того чтобы понять как правильно проводить отопление в частном доме и рассчитать диаметры труб обратимся к теории.
Как мы знаем для комфортной температуры в доме нам в среднем нужно обеспечивать тепловую мощность системы отопления в 1 кВт на 1 квадратный метр площади при стандартной высоте потолка 2,5-2,7 м.
Скорость потока жидкости в трубах должна находится в пределах от 0,4 — 0,6 м/с тогда тепловая мощность, которую смогут передавать эти трубы составит (для сшитого полиэтилена/ППР мм):
16/20 мм (вн. 12) — 3,7-5,5 кВт (2 – 4 радиатора);
20/25 мм (вн. 15) — 5,7-8,7 кВт (4 – 6 радиаторов);
25/32 мм (вн. 20) — 10,2-15,3 кВт (6 – 10 радиаторов);
32/40 мм (вн. 25) — 16 – 24 кВт (10 – 16 радиаторов).
Расчет взят из таблицы соответствия скорости к количеству тепловой мощности.
Соответственно если площадь этажа до 100 м кв. то на этаж нам достаточно привести стояк из трубы сечением 25 мм для сшитого полиэтилена и 32 мм для ППР. Далее по уменьшению мощности уменьшаем диаметр трубы таким образом:
К коллектору уходит 25 сшитый полиэтилен. Разветвляем его на этаже тройником 20/25/20 и далее по схеме, а точнее следуя из расчета. На 16 трубу до 5,5 кВт нагрузка, на 20 трубу до 8,7 кВт и т.д. Ну вы поняли…
Рекомендую присмотерется к трубам рехау или их аналогам. О том какая труба рехау лучше подходит для отопления здесь.
Основные достоинства
Причин популярности водяного отопления, в особенности, в загородных домах, не так мало. Давайте же вместе рассмотрим основные его преимущества:
- Вы сможете оперативно и эффективно регулировать температуру в каждом отдельном помещении своего дома. Для этого устанавливается специальная аппаратура – запорные клапаны и температурные регуляторы.
- Такую отопительную систему можно установить в дом практически на любом этапе его строительства. Более того, даже если дом полностью готов, у вас не возникнет никаких проблем с установкой такой отопительной системы.
- Оборудование, используемое для установки, может быть самым разнообразным.
- Сама вода, используемая здесь в роли теплоносителя, имеет превосходные характеристики. Она дешевая и доступная, прекрасно проводит тепло, имеет хорошую теплоемкость.
- Вариантов разводки для такой системы есть много. Выбрать ту или иную можно исходя из многих параметров, таких как площадь дома или ваши финансовые возможности.
- Такие системы также универсальны, так как с ними может быть использовано практически любое топливо.
Выбор отопительных устройств
Перед тем, как провести отопление в частном доме, нужно выполнить следующие расчеты:
- потери тепла дома;
- выбор оптимального температурного режима;
- расчет батарей отопления по мощности;
- гидравлический расчет;
- выбор котельного оборудования.
Таблица расчета мощности радиатора по площади помещения
Для расчета теплопотерь необходимо знать геометрические параметры дома, удельную теплопроводность строительных материалов и климатический район строительства.
Можно воспользоваться упрощенными данными для определения показателей. Для высоты потолков 2,6 м потери тепла составляют на каждые 10 м²:
- в среднеутепленном доме – 1 кВт
- для энергосберегающего – 0,5 кВт;
- утепленного – 0,8 кВт;
- если в доме плохая теплоизоляция – 1,3 кВт;
- не утеплен – 1,5 кВт;
- если есть щели – 2,0 кВт.
Основные величины теплопотерь
Для определения общих потерь тепла, данный показатель нужно умножить на площадь дома. Кроме того, нужно учитывать наличие оконных проемов, длину наружных стеновых поверхностей и принимать поправочные коэффициенты от 1,2 до 1,7.
Перед тем, как установить котел отопления в частном доме, нужно рассчитать его мощность. Для этого нужно увеличить теплопотери на 20%. Это необходимый запас мощности.
Расчет мощности газового котла
Что потребуется для монтажа
- котел или печь;
- трубы;
- радиаторы;
- расширительный бак;
- стандартный набор инструментов для монтажа.
До покупки всего этого стоит понять, как работает водяное теплоснабжение и разработать план для обогрева дома или дачи.
Схема выглядит так – разогретый котлом теплоноситель (это может быть вода или специальная смесь) поступает в радиаторы, в которых остывает, отдавая тепло помещению.
Прохладный теплоноситель возвращается в котел, где нагревается снова. За счет таких непрерывных циклов происходит отопление вашего помещения.
Системы водяного отопления разделяются на естественные и принудительные. Остановившись на первом варианте, вы будете независимыми от электричества для работы насоса.
Перемещение жидкости по системе происходит за счет законов физики – горячий теплоноситель расширяется и устремляется вверх, а, снизив температуру, он уменьшается в объеме и опускается вниз.
При естественной циркуляции необходимо соблюсти уклон всех труб не менее 2 градусов (в идеале — 3-5), избегать труб малого сечения (для стояка подойдут трубы 40 мм, подводку к секциям отопления можно осуществить трубами, сечением 22-24 мм).
У естественной циркуляции есть серьезные недостатки: не допускается внутренняя разводка — при снижении уровня воды в расширительном баке, перемещение жидкости затруднено.
Также она применима только в случаях, когда расстояние по трубам между котлом и самым дальним радиатором не превышает 20 метров, а площадь отапливаемого помещения менее 150 кв.м.
Как видно, естественная циркуляция со своими ограничениями применима не всегда. В принудительной системе течение теплоносителя регулируется циркуляционным насосом.
Конечно, приобретение насоса – это дополнительные финансовые траты при покупке и плюс к счетам за электроэнергию ежемесячно, но зато посмотрите, какие преимущества – вы избавлены от необходимости четко выверять угол наклона, нет надобности соблюдать широкое сечение стояков, есть возможность сделать внутреннюю разводку труб и подключить, например, «теплый пол».
Различают две системы водяного отопления – одноконтурную и двухконтурную. Установка первого варианта предполагает только отопление.
Второй вариант, помимо отопления, обеспечивает помещение горячей водой и очень удобен на даче, в случаях, когда не планируется монтаж отдельного источника теплой воды.
Отопление с естественной циркуляцией
Пример однотрубной системы с естественной циркуляцией
Системы с естественной циркуляцией или как их еще называют самотечные применяются довольно давно. Из самого названия мы понимаем, что работают они без помощи специальных приборов (насосов), а их работа происходит в силу природных физических закономерностей.
Все мы наверное помним еще из школьных уроков физики, что нагретая жидкость или газ всегда движутся вверх. Как раз этот принцип и лежит в основе такого отопления. Нагреваясь в котле, вода начинает свое движение вверх по трубам. Достигнув самого дальнего отопительного прибора, начинает спускаться вниз обратно к котлу, где снова нагревается и циркулирует вверх. При монтаже системы с самоциркуляцией обязательно создается уклон на участке обратного хода воды. А на подаче теплоносителя, в самой высшей точке системы требуется установить расширительный бачок, который будет осуществлять функцию буфера, компенсирующего увеличение объема жидкости.
Преимущества самотечного отопления
Как уже было замечено, самотечные системы водяного отопления дома используются довольно давно и успели себя зарекомендовать, так как обладают определенными преимуществами:
- Дешевизна. Ведь данная система не требует установки дополнительного оборудования.
- Простота монтажа и ремонта (возможно даже собственноручно выстроить систему отопления в собственном доме).
- Работа в отсутствии электричества. Какое-то время, пока температура котла не опустилась ниже 50 градусов, жидкость будет продолжать циркулировать по системе.
- Практически полная бесшумность работы, опять таки в силу отсутствия насоса.
Недостатки самотечного отопления
Но при всех вышеперечисленных преимуществах у отопительных систем с самоциркуляцией есть немало минусов, которые делают нецелесообразным использование данного способа обогрева дома на сегодняшний день.
- Невозможность использовать такой вид систем для больших помещений. Уже даже для двухэтажного частного дома будет затруднена циркуляция воды.
- Разница температур в приборах отопления. Чем дальше от котла находится помещение, тем холоднее там будет. Причем разница порой может быть существенной — до 5 градусов.
- Затруднена регуляция нагрева. Во-первых, система начнет работать только при нагреве котла до 50 градусов, соответственно, вы не сможете сделать мощность отопления в доме ниже этой отметки. Во-вторых, даже при установке теплорегуляторов погрешность температуры будет составлять от 3 до 5 градусов, что является довольно существенным.
