Схемы отопления с принудительной 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 законам 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.
Преимущества и недостатки принудительной системы отопления
Системы с естественной циркуляцией более надежны, так как в регионах частым отключением электричества они будут работать бесперебойно, но все-таки им предпочитают схемы отопления с принудительной циркуляцией, так как насос в схеме решает следующие проблемы:
Не нужно прокладывать отопительные трубы большого диаметра – достаточно обычных полудюймовых металлопластиковых или ПВХ труб: насос обеспечит течение жидкости в любом случае;
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 в системе, и расходовать меньше тепловой энергии, поэтому эксплуатация системы отопления с включением циркуляционного насоса обойдется дешевле;
Изменением скорости вращения крыльчатки насоса изменяется теплоотдача, то есть, отопление в доме можно автоматизировать;
Отопление с циркуляционным насосом работает при любых уклонах и поворотах труб, что значительно облегчает монтаж системы;
При помощи коллекторной схемы можно включать параллельные ветки отопления, например, теплый пол или полотенцесушители;
Место монтажа расширительного бачка не регламентируется.
В отличие от длинного перечня достоинств недостатков можно назвать всего два:
Отопление не будет работать при аварийном отключении электричества;
Хоть и небольшой, но расход электроэнергии насосом и системой автоматики.
Отопление может быть организовано по-разному: двухтрубная схема, однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, трубная разводка вертикального или горизонтального типа, подача теплоносителя — верхняя или нижняя.
Наиболее распространена нижняя разводка труб, но при верхней разводке можно комбинировать системы с естественной и принудительной циркуляцией, чтобы обеспечить работу отопления при аварийном отключении электричества за счет перепада высот в трубах отопления.
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 большая.
Монтаж циркуляционного насоса производится параллельно двумя шаровыми вентилями с байпасом, чтобы можно было демонтировать насос 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 больше будет теплоотдача и прогрев помещений.
Для расчета производительности насоса необходимо установить тепловые потери отапливаемых помещений, которые рассчитываются по потерям тепла в наиболее холодную декаду зимы. В РФ эти параметры приведены к справочным значениям:
Для малоэтажных зданий (до 2-х этажей) при температуре -250С потери тепла равны 173 Вт/м2;
При -300С тепловые потери составляют 177 Вт/м2;
Для многоэтажных домов при температуре -250С тепловые потери равны 97-101 Вт/м2.
Тепловые потери зданийТепловые потери зданий
Тепловые потери зданий
Мощность насоса (Р) рассчитывается по формуле: Q / С х Dt, где:
Q — Тепловые потери помещения;
С — Удельная тепловая емкость теплоносителя (справочное значение);
Dt – Температурная разница между теплоносителем на прямой подаче и в трубе обратной подачи. Это значение зависит от схемы отопления, и может быть равен:
200С — для обычных отопительных систем, работающих по любой схеме;
100С — для систем с низкой температурой теплоносителя;
50С – 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:
Для помещений с площадью до 250м2 – мощность насоса 3,5м3/ч и напор (давление) до 0,4 Атм;
Для помещений с площадью 250-350м2 — мощность 4-4,5м3/ч и напор до 0,6 Атм;
Для помещений с площадью 350-800м2 — мощность 11м3/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:
Гидравлическое сопротивление труб и соединений;
Длину всех труб и удельную плотность теплоносителя;
Общую площадь оконных и дверных проемов;
Стройматериал стен, их толщину, материал и толщину утеплителя;
Есть ли в доме подвал, чердак, мансарда, цоколь;
Стройматериал кровли, кровельного пирога, и т.д.
Расчет гидравлического сопротивления труб и фитингов
Расчет гидравлического сопротивления труб и фитингов
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:
Для 10м2 отапливаемой площади нужно резервировать 1 Квт;
При высоте потолков больше 2,5 метров мощность котла нужно умножать на 1,2;
Для районов Крайнего Севера мощность увеличивается на 30-50%;
При плохом или отсутствующем утеплении дома мощность котла увеличивается на 30-50%;
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 или квартиры:
Формула расчета мощности котла отопленияФормула расчета мощности котла отопления
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 1м2. Тепловая мощность одной секции радиатора указана в его паспорте, поэтому количество секций для одного радиатора вычислить несложно, как и количество обогревательных приборов для одного отдельного помещения. Дальше необходимо выбрать материал труб отопления, их диаметр, а также тип системы, по которой будет составляться схема отопления.
Система отопления с принудительной циркуляцией 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 закрытой системе отопления есть риск попадания воздуха в трубы. Кроме того, воздух обязательно будет образовываться в трубах при контакте теплоносителя с материалом труб, рубашки котла, радиаторами. Поэтому в самой высокой точке схему устанавливается автоматический клапан для стравливания воздуха, а на каждом обогревательном приборе (радиаторе или батарее) должен быть установлен 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 котле не газовый, а на твердом топливе, то в систему включается собственная группа безопасности, которая включает в себя манометр, а также спускной и подрывной клапана. В газовых и электрических отопительных агрегатах группа безопасности идет в комплекте. Также на входном трубопроводе, подающем теплоноситель в котел, устанавливается защитный фильтр, обеспечивающий фильтрацию абразивных частиц и мусора.
Проблема отсутствия циркуляции
Причины плохой или отсутствующей циркуляции теплоносителя в системе:
Насос малой мощности;
Трубы маленького диаметра;
Не установлены обратные клапана;
Грязь или воздух в системе;
Протечка системы.
Решение проблем по порядку:
Гидравлический расчет мощности насоса, что одновременно поможет выбрать диаметр труб – ? или ? дюйма;
Обязательная врезка фильтров грубой очистки на входе в котел и перед насосом;
Монтаж клапанов – спускного и подрывного, а также клапана на расширительном бачке;
При сборке новой системы необходимо заливать только чистый теплоноситель, при ревизии старой – промывка и заливка проверенного чистого теплоносителя;
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 любая протечка проявила себя для обнаружения.
#отопление@stroyka_vk