Элементы системы с принудительной циркуляцией

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

К ним относятся:
• расширительный бак для компенсации объема теплоносителя при изменении температуры;
• группа безопасности, включающая манометр, термометр, предохранительный клапан;
• радиаторы, подключенные по одной из схем разводок;
• краны Маевского или сепаратор воздуха;
• обратный клапан;
• краны заполнения и слива системы;
• фильтр грубой очистки.

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

Типы разводки однотрубной системы

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

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

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

Горизонтальная разводка

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

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

Вертикальная разводка

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

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

Видео: однотрубная система отопления

Монтаж системы отопления

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

Котел

Требования к установке котла зависят от его типа. Котлы для отопления бывают:
• газовые;
• дизельные;
• комбинированные.

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

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

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

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

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

По типу монтажа трубы разделяют на:
• открытые, размещенные в свободном доступе;
• скрытые, размещенные под чистовым полом или отделкой стен.

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

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

Расширительный бак

Бывает двух типов:
• открытого;
• закрытого, или мембранного.

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

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

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

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

В группу входят сразу несколько элементов, предотвращающих аварийную ситуацию, перегрев и закипание теплоносителя:
• манометр для контроля давления;
• термометр;
• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео: установка насоса

Видео: ошибки при монтаже отопительных систем

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

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.

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 .

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.

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.