Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема: особенности схемы, необходимый диаметр труб
особенности схемы, необходимый диаметр труб
Гидравлическая система отопления представлена нагревательными приборами и отопительными устройствами, которых в определенном порядке соединяет между собой трубопровод. Как только теплоноситель нагревается, трубопровод начинает расширяться, т. е. изменяться в объеме. Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией компенсирует этот процесс за счет расширительного бака.Что представляет собой закрытая система отопления
Отопительная система бывает открытого и закрытого вида, и зависит это от того, взаимодействует ли расширительный бак с наружным воздухом. Теплоноситель осуществляет свое движение при помощи насоса. Благодаря включению насоса в гидравлическую схему помещение обогревается гораздо эффективнее, а принудительная циркуляция обеспечивает включение в такую схему дополнительные отопительные устройства.
Наличие в схеме насоса делает отопление зависимым от электроснабжения, однако, в результате этого теплоноситель начинает циркулировать гораздо эффективнее. При реализации такой схемы установку насоса осуществляют на обратной магистральной трубе перед котлом. Там же устанавливают и расширительный бак для отопления закрытого вида.
Закрытая система отопления не дает испаряться теплоносителю. В результате чего не нужно все время держать под контролем в системе его уровень. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет осуществлять прогрев за гораздо меньшее время и изменять уровень нагрева в отдельно взятом помещении. При включении в цепь комнатного термостата появляется возможность довольно эффективно обогревать помещение, если температура опустится ниже установленной нормы.
Элементы схемы отопления закрытого типа
Схема отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией включает в себя следующие элементы:
- котел любого типа;
- циркуляционный насос;
- трубы, необходимые для сооружения подводок, стояков и перемычек;
- пробковые и шаровые краны;
- воздухоотводчики;
- приспособления для крепежа;
- расширительный герметичный бак мембранного типа;
- радиаторы отопления;
- переходники, необходимые для соединения труб;
- обратные клапаны;
- фильтры, которые требуются для поддержания работы котла отопления и насосов.
Принцип работы
Такие теплоносители, как антифриза или вода, нагреваются в отопительном котле. Как только температура начинает повышаться, происходит увеличение объема. Излишек теплоносителя поступает в расширительный котел. Этот агрегат напоминает капсулу, которая состоит из двух отделений.
Первое отделение представляет собой гидравлическую камеру, в которую поступает жидкий теплоноситель в процессе нагревания. Второе отделение – это газовая камера, заполненная азотом, находящимся под давлением.
Перед запуском отопления в баке начинает устанавливаться давление, которое равняется гидростатическому давлению в контуре. Во время нагревания теплоносителя он поступает в расширительный бак через клапан.
Это способствует выравниванию давления внутри системы, потому что объем газовой камеры начинает уменьшаться, а давление газа – увеличиваться. Возврат в систему теплоносителя из расширительного бака осуществляется тем же циркуляционным насосом.
Особенности схемы закрытой системы отопления
Схема отопления закрытого вида имеет некоторые особенности. Циркуляционный насос и расширительный бачок могут находиться в одном помещении вместе с котлом нагревания. Такая особенность имеет определенные преимущества – общая длина трубопроводов уменьшается, а также отпадает необходимость устанавливать трубы большого диаметра и соблюдать при монтаже углы наклона.Кроме того, такое оборудование лучше всего устанавливать на обратной магистральной трубе. Насос может дольше эксплуатироваться, если по нему проходит теплоноситель с низкой температурой.
Схема отопления открытого вида содержит определенные ограничения по размерам, поэтому ее можно использовать для небольших помещений. У закрытой системы отопления таких ограничений нет.
Плюсы и минусы отопления закрытого вида с принудительной циркуляцией
Отопление закрытого вида имеет свои достоинства и недостатки, но все же плюсов у него гораздо больше, чем минусов.
К достоинствам закрытой системы относятся:
- Большая теплоотдача.
- Возможность применения труб меньшего диаметра, что делает монтаж более экономным. Трубы одинаковой длины, но с меньшим диаметром стоят гораздо ниже, чем трубы большего диаметра.
- Благодаря герметичности уменьшается вероятность возникновения коррозии.
- Отсутствие испарения теплоносителя.
- Продолжительность работы котла выше из-за уменьшения разницы температуры на выходе и входе.
- Возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя.
- Монтаж такой системы упрощается, поэтому нет необходимости высчитывать длину, высоту, уклон и диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.
- Схема закрытой системы отопления экономит тепло, в результате расход топлива уменьшается.
Недостатки такой системы следующие:
- Энергозависимость, т. е. для циркуляционного насоса необходимо электроснабжение. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить отопительную систему бесперебойным и независимым источником электричества.
- Циркуляционный насос сам по себе стоит не очень дорого, однако, монтаж системы получается достаточно дорогим.
- Для работы насоса требуются постоянные затраты на электричество.
Монтаж закрытой отопительной системы
Монтаж следует начинать с выбора котла, который должен соответствовать двум критериям – вид и мощность. Очень популярными в последнее время стали твердотопливные котлы. Несмотря на свою громоздкость, в эксплуатации они обходятся гораздо дешевле. На мощность котла влияют многие факторы.Чтобы увеличить срок эксплуатации циркуляционного насоса, его следует врезать в обратку. Все дело в том, что по трубопроводу обратного хода движется уже охлажденная вода. В конструкции насоса предусмотрены резиновые уплотнители и манжеты. Охлажденная вода, которая поступает в обратку, не оказывает какого-либо существенного влияния на детали из резины, в результате чего они долго сохраняют свои первоначальные качества.
Для монтажа системы лучше всего подойдут трубы, имеющие минимальный диаметр. Это позволяет сократить себестоимость работ по установке системы отопления с принудительной циркуляцией, потому что объем теплоносителя, который заполняет систему, начинает уменьшаться. Это влияет на выбор расширительного бака и мощность котла отопления. После того как оборудование установили и провели трубы, необходимо закрытую систему отопления заполнить водой.
Заключение
Если сравнивать закрытые системы с естественной и принудительной циркуляцией, можно прийти к выводу, что какой-либо существенной разницы между ними нет. Единственное отличие закрытой системы с принудительной циркуляцией – недорогой монтаж и продолжительный срок службы оборудования.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией – описание
В домах и дачах часто собирают систему водяного отопления с принудительной циркуляцией. Она может быть двух видов: открытая и закрытая. Последняя оборудуется расширительным баком. Для безопасности она снабжается дополнительными устройствами. Почему выбирают этот вид отопления, и другие вопросы, связанные с этой системой, рассматриваются в статье.
Общая схемаДля чего нужна принудительная система
Преимущества отопления с гравитационной циркуляцией:
- проста в монтаже;·
- не зависит от источника питания;·
- безопасная.
Без насоса просто не обойтись, если:
- протяжённость труб слишком большая;
- необходимо уменьшить диаметр труб;
- в систему включён «тёплый пол».
Уклон труб делать не нужно. Существуют и другие особенности. Чтобы лучше это увидеть, необходимо рассмотреть работу каждой системы в отдельности.
Как работает отопление без насоса
В любой отопительной системе присутствует три основных компонента:
- генератор тепла;
- система транспортировки теплоносителя;
- теплообменник.
Генератор может быть одинаковым для разных систем, это же относится и к теплообменникам, а вот транспортировка выполняется по-разному. При естественной циркуляции жидкость нагревается в котле, расширяется, благодаря этому становится легче и стремится подняться выше. К котлу приваривают вертикальную трубу на максимально допустимую высоту. Такое расположение даёт воде возможность без дополнительного сопротивления занять наивысшую точку системы при нагревании.
Сравнение двух схемПервая порция нагретой воды будет быстро охлаждаться о стенки холодной трубы и при смешивании с холодной. Поэтому скорость передвижения теплоносителя будет низкой. При достижении из верхней точки уже немного остывшая вода будет понемногу опускаться по трубопроводу, который имеет небольшой наклон. Скорость движения зависит только от поступления новой порции горячего теплоносителя, так как вся система заполнена холодной тяжёлой жидкостью. Когда нагретая вода достигает первой батареи, процесс охлаждения резко возрастает, начинается круговорот.
По этой причине сначала прогревается первая батарея, а затем по очереди следующие радиаторы.
Это один из недостатков самотечной системы – неравномерный прогрев. Второй недостаток в большом сопротивлении, которое создаётся в вертикальной трубе. При слишком большой её высоте, например, в многоэтажном доме, температуру в котле нельзя резко повышать. Невыполнение такого условия может привести к закипанию воды. Подробно о естественной циркуляции, разоблачении мифов о такой системе говорится в этом видео:
Принудительная система
В принудительной системе применяются такие же самые элементы, за исключением насоса. Насос создаёт давление − вода приходит в движение. Конструкция запускает циркуляцию по всей системе, из-за чего тепло распространяется равномерно. Такая система работает при любой протяжённости трубопровода, поэтому применяется во всех домах. При схеме с принудительной циркуляцией может применяться один из двух типов бака:
- открытый;
- закрытый.
Из чего состоит отопительная система
Котёл − основной элемент. Он может быть электрическим, газовым или твердотопливным, или работать на отработке. Передает тепловую энергию топлива теплоносителю. Для этого варят металлический бак и вставляют в топку печи или устанавливают отдельный металлический котёл с топкой внутри.
От него отходят металлические трубы. Применяются и металлопластиковые, но они хуже отдают тепло и при высоких температурах могут размягчаться. Металлические трубы являются теплообменниками, что ускоряет время нагрева воздуха в помещении. Пластиковые лучше всего монтировать там, где нужно сократить тепловые потери, например, при прокладке под землёй.
Радиаторы являются основными теплообменниками и вторичным источником тепла. При сборке системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией без насоса не обойтись. Производители выпускают такие приборы 2 видов:
- с регулируемой скоростью вращения;
- автоматизированные.
Последние способны контролировать нагрузку и регулировать скорость без участия человека. В некоторых насосах установлены заглушки, через которые можно выпускать воздух из насоса при заполнении системы. Под заглушкой находится шлиц, выполненный под отвёртку, с его помощью можно провернуть вал насоса при его окислении.
Однотрубная схема
При однотрубной системе водяного отопления с принудительной циркуляцией труба идёт от котла, проходит все помещения и подходит к котлу, создавая замкнутую цепь. Поэтому радиаторы присоединяются только к одной трубе, но их нельзя подключать в разрыв системы, т. к. не будет возможности регулировать циркуляцию в каждом радиаторе. А это необходимо делать для создания оптимальных условий обогрева.
Поскольку в системе используется только подача, то расход труб заметно сокращается, что позволяет сократить материальные и трудовые затраты. Основным недостатком при неправильном регулировании батарей является неравномерное нагревание радиаторов. Те, что ближе к котлу, нагреваются сильнее расположенные дальше всех. Такая разводка используется как для принудительной, так и гравитационной циркуляции. Любая система не может обойтись без расширительного бака.
Бак: требования и устройство
В открытой системе бачком может служить любая ёмкость подходящего размера. Конструкция позволяет при необходимости добавлять воду в систему. Недостатками являются:
- быстрое испарение жидкости;
- необходим контроль уровня;
- проникновение мусора в трубы;
- установка только выше системы, а это не совсем удобно.
Баки закрытого типа необходимы для отопления и водоснабжения.
Важно. Эти устройства не являются взаимозаменяемыми, потому что у них разное предназначение.
Расширители для отопления окрашивают в красный цвет. Они могут эксплуатироваться при температуре до +120 0С и давлении 4 бар. Второй вид окрашивают в голубой цвет, они выдерживают давление до 10 бар, но вот максимальная рабочая температура составляет не выше +70 0С.
Бак для отопления и водыВ металлическом корпусе имеется две камеры: одна для жидкости, другая для газа. Их разделение бывает следующих видов:
- грушевидная мембрана;
- плоская мембрана;
- без разделения.
Грушевидная мембрана крепится к наружной стороне корпуса через муфту, в которую вварен штуцер. Через резьбовое соединение штуцер крепится к трубопроводу. При заполнении системы вода поступает в грушу и заполняет её. Другая часть корпуса заполнена воздухом, который находится под небольшим давлением. Заполнение водой происходит до тех пор, пока давление воздуха и воды не сравняется. Когда жидкость начинает нагреваться, она расширяется, давление увеличивается, и вода ещё больше входит в расширитель, сжимая воздух. При остывании теплоносителя происходит обратный процесс. Давление воздуха регулируется клапаном и ниппелем, вмонтированным в корпус.
Расширители с плоской мембраной не разбираются. Существуют расширители без мембраны. В них воздух и жидкость не имеют физического разделителя, поэтому газ смешивается с водой и постепенно уходит. Такие бачки время от времени подкачивают воздухом. Они более надёжны система, так как мембрана не рвётся и не требует замены.
Группа безопасности
Так называется комплект устройств, установленных на одной трубе и предназначенных для обеспечения безопасной работы всей системы. Сюда входят:
- манометр;
- аварийный клапан;
- перепускной вентиль.
Манометр помогает визуально определить давление и состояние системы. По нему устанавливается утечка воды из-за разгерметизации системы, определяется рабочее давление системы. Это устройство предупреждает и об опасном повышении давления, которое может возникнуть при закипании воды в котле.
Вид группы безопасностиАварийный клапан необходим для предотвращения разрыва котла или трубопровода в результате чрезмерного давления. Рядом расположен кран, с его помощью можно быстро сбросить давление.
Внимание. Группа безопасности должна проходить проверку в сроки, указанные в паспорте. Нарушение этого правила приводит повреждению системы и угрозе жизни и здоровью людей.
Радиаторы
Радиаторы служат для передачи тепла от теплоносителя окружающему воздуху, бывают:
- алюминиевые;
- стальные;
- биметаллические;
- чугунные.
Чугунные – самые инерционные, из-за толстого металла они долго нагреваются и долго остывают. Остальные быстрее реагируют на изменение температуры. Чугунные радиаторы очень тяжёлые, поэтому их чаще устанавливают на полу, а не монтируют на на стены. Алюминиевые самые лёгкие, но не очень прочные. Стальные прочные, но быстро окисляются от кислорода, содержащегося в воде. Биметаллические лёгкие и прочные, но дороже стальных и алюминиевых.
Если сравнивать по теплоотдаче, то чугунные большую часть тепла отдают с помощью излучения. Остальные — 50% с помощью излучения и 50% через конвекцию – движение воздушного потока.
Интересно. Именно конвекция позволяет быстрее прогреть помещение.
Разводка
Разводка – соединение теплообменников и котла с помощью трубопровода. Она создает рабочие условия для отопительной системы. Существует три способа соединения:
- последовательное;
- параллельное;
- лучевое.
При последовательном соединении радиаторы подключаются друг за другом. Поломка одного из них влечет за собой остановку всей системы. Применяется только при однотрубной схеме. Недостаток заключается в том, что первая батарея будет нагреваться сильнее, а каждая последующая − хуже.
Последовательная разводка без регулированияПараллельное – основной способ соединения, используется как при однотрубной, так и двухтрубной схеме. Каждый радиатор можно отрегулировать с помощью кранов, добившись равномерного распределения тепла по всему дому. Этого же результата можно добиться, уменьшая диаметр подающей и обратной трубы при каждом подсоединении батареи. Такой способ применяется при естественной циркуляции.
Пример лучевой разводкиЛучевое соединение производится от общего коллектора, расположенного примерно на одинаковом расстоянии от батарей. Применяется только в двухтрубной схеме и там, где есть возможность использовать подпольное пространство.
Можно комбинировать разные способы обвязки:
- разделить систему на два рукава: один будет обогревать верхний этаж, другой − нижний;
- пустить подачу по одному кругу, а обратку по-другому (в этом случае сопротивление труб будет одинаковым для каждого радиатора).
Двухтрубная система
Двухтрубная отличается от однотрубной тем, что батарея одновременно подключается к подаче и обратке. При этой схеме расходуется больше труб, но иногда это вынужденная мера: в некоторых случаях только так можно обеспечить равномерное прогревание помещения.
Обвязка встречными контурамиПреимущества принудительной системы
С циркуляционным насосом обогрев будет происходить быстрее, потому что вся система нагревается равномерно и постепенно. Хорошо будут работать чугунные батареи: они нагреваются медленно.
В этой системе трубы используются меньшего диаметра, чем в системе с гравитационной циркуляцией. Только в циркуляционной системе предусмотрено использование автоматики.
Экономим на трубах
При циркуляции естественным образом движущая сила возникает при перемещении нагретой воды. Чем больше сечение, тем быстрее идёт перемещение. Поэтому стараются использовать трубы с большим диаметром. Если в схеме отопления одноэтажного или многоэтажного дома с принудительной циркуляцией правильно произвести расчёт диаметра трубы, то можно значительно сэкономить на материале и энергоносителе. Расчет диаметра трубы для отопления производится на основании мощности насоса и гидравлического сопротивления.
Отказ от громоздких радиаторов
Высокая скорость насоса и теплоотдачи современных радиаторов дают возможность использовать лёгкие и компактные радиаторы. Это улучшает и эстетику помещения.
Безопасность и удобство эксплуатации
В системах с насосом используется группа безопасности. Сами насосы имеют несколько скоростей вращения ротора для выбора оптимального режима работы. Это особенно удобно, когда нет возможности рассчитать скорость движения теплоносителя.
Простота монтажа
При монтаже системы отопления, в которой имеется насос, не нужно выдерживать угол наклона трубопровода, что значительно упрощает монтаж. Меньший диаметр труб также облегчает работу. Фурнитура имеет резьбовое соединение, что позволяет обходиться без сварки.
Недостатки
При всех достоинствах и этой системы есть один существенный недостаток – энергозависимость. Главный компонент системы – насос – получает питание от электросети. Чтобы он мог работать в экстренных случаях, когда отключается электричество, необходимо обеспечить резервное питание.
Как заполнить систему отопления
Во время монтажа трубопровода находят самую нижнюю точку и в неё вваривают сливную трубу с краном. Заполнение также происходит через неё. Для того чтобы воздух из системы выходил, в самой верхней точке трубопровода устанавливают такую же трубку с краном.
При всей кажущейся сложности системы её можно выполнить качественно, если прислушаться к рекомендациям. В заключение несколько советов по установке радиаторов:
Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойсхема с насосом для частного дома
Отопление является важной и неотъемлемой частью, без которой невозможно обеспечить комфортное проживание. Автономные системы обогрева подразделяются на два вида: открытые и закрытые. Главной задачей системы отопления является транспортирование теплоносителя внутри контура. Такой процесс транспортировки теплоносителя подразделяется на два вида: естественный и принудительный. Естественный способ циркуляции ранее был одним из самых популярных, не появились специальные насосы, которые способны функционировать при максимально-высоких температурах. Именно поэтому сегодня все большей популярностью пользуется принудительный способ циркуляции теплоносителя.
Характеристика принудительной циркуляции
Принудительный способ функционирует за счёт циркуляционного насоса, располагающегося в контуре отопительной сети. Функционирование такого насоса осуществляется за счёт переменного напряжения 220В. При отсутствии напряжения, когда отключается подача электроэнергии, функционирование насоса прекращается. Это недостаток, который в большинстве случаев вызывает серьёзные проблемы.
Чтобы избежать проблем с циркуляцией теплоносителя при отсутствии электроэнергии, прибегают к установке специальных источников питания. С их помощью возобновляется функционирование циркуляционного насоса при отсутствии электроэнергии.
Помимо использования источников питания, возобновить работу насоса можно другими способами:
- Приобретение бензинового или дизельного генератора, которые вырабатывают переменный ток и напряжение 220В.
- Установка байпаса, посредством которого обходится контур с насосом, и происходит самотёчное движение теплоносителя. Для этого сооружается отопительная система с уклонами трубопроводов по ходу движения воды. Для закрытой сети такая перемычка не актуальна, поэтому оптимальными вариантами являются только энергонезависимые источники питания.
Определимся, в чем разница между закрытым и открытым контуром. Открытый контур означает, что теплоноситель имеет соединение с воздухом, а в закрытой такое действие исключено. Местом соприкосновения теплоносителя является расширительный бачок, которые бывают двух видов:
- открытые;
- закрытые.
В закрытом типе бака установлена мембрана, при помощи которой удерживается давления газа, находящегося внутри ёмкости. В незамкнутом или открытом бачке происходит испарение теплоносителя, поэтому его объем постоянно уменьшается. Такое явление является негативным фактором, однако доливание холодной воды в систему выполняется не чаще, чем один раз в год.
Циркуляционный насос и схемы замкнутого контура
Система отопления закрытого типа в частном доме используется очень часто, что связано с эффективностью. Системы обогревания с принудительной транспортировкой теплоносителя оснащаются насосами, которые подают и распределяют воду по радиаторам. Применяется насос в таких сетях, как «ленинградка». Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией типа «ленинградка» имеет вид замкнутого кольца, в котором расположен котёл. Это система простого типа применяется в многоквартирных домах старой постройки, а также частных домах. Схема такой сети представлена на фото ниже.
Принцип работы такой схемы заключается в том, что от котла отходит труба, в которую врезано любое количество радиаторов. Эта труба укладывается на уровне пола, и в неё подключается вход и выход из радиатора. Такую систему ещё называют однотрубной, так как радиаторы включаются в контур только одной трубы.
Недостаток однотрубной системы в том, что она не способна равномерно распределять теплоноситель по батареям поэтому, чем дальше установлен радиатор от котла, тем температура в нем будет ниже.
Такая система не способна равномерно прогревать все комнаты, поэтому её применение актуально только в маленьких домах с небольшим количеством комнат. Для разрешения данной проблемы в систему монтируется циркуляционный насос, которым активно перемещается теплоноситель. Чем выше скорость перемещения воды, тем равномернее будут прогреты все комнаты.
Циркуляционный насос состоит из электрической и механической части. Электрическая часть отвечает за вращение крыльчатки насоса, что происходит благодаря маломощному электромотору. Насос же выполняет задачу транспортировки теплоносителя по контуру. Причём для него не важно, какой тип системы сооружён: закрытого или открытого типа.
Двухтрубные системы отопления с газовым котлом популярны, и очень часто сооружаются в частных домах. В такой системе работает самотёчная подача, и происходит самостоятельное перемещение теплоносителя. Однако подать горячую воду по всем радиаторам в одинаковом объёме естественным путём невозможно, поэтому прибегают к монтажу циркуляционных насосов. Ведь при помощи таких устройств возможно не только быстрое прогревание всего дома, но и поднятие горячей воды на второй этаж.
Преимущества применения насоса
Система отопления без насоса уже давно перестала быть актуальной. Даже если возникают перебои с подачей электроэнергии, то для этих целей достаточно приобрести генератор или ИБП. Их стоимость не маленькая, однако, они себя способны окупить, если в регионе проживания случаются частые перебои с электроэнергией. К преимуществам использования циркуляционных насосов относятся:
- Простота монтажа отопительного контура. Монтируется система отопления из пластиковых труб, что намного проще и дешевле, нежели покупка металлических трубок и их сваривание. Не понадобится соблюдать углы уклона для подачи и обратки, что также является существенным преимуществом.
- Применение коллекторного типа разводки трубопровода. При таком способе разводки будет обеспечиваться равномерная подача теплоносителя ко всем радиаторам.
- Увеличение протяжённости трубопровода.
- При установке циркуляционного насоса сооружается отопление типа «тёплый пол».
Размещается циркуляционный насос на обратном трубопроводе перед котлом. При этом немаловажно перед входом в насос установить очистительный фильтр.
Из чего состоит закрытая система отопления
Главными элементами системы отопления закрытого типа являются:
- Котёл. Это основной источник создания тепловой энергии, при помощи которого нагревается вода. Котлы бывают газовыми, твёрдотопливными и электрическими.
- Расширительный бачок мембранного типа.
- Циркуляционный насос, который подбирается по мощности в зависимости от объёма воды в контуре.
- Радиаторы для обогрева помещений.
- Трубопроводы для сооружения контуров.
- Переходники и соединители.
- Обратные клапаны.
- Фильтры для очистки воды от засорений.
- Воздухоотводчики.
Все элементы для сооружения системы закрытого типа практически такие же, которые применяются для изготовления контура открытого типа. Различие заключается только в применение расширительных баков разной конструкции.
В контрах открытого типа применяются обычные баки без крышки. Их установка осуществляется в самой верхней точки отопительного контура. В контурах закрытого типа размещать баки можно в любой точке.
Важные моменты при проведении монтажа системы отопления закрытого типа
Соорудить сеть отопления закрытого типа вполне возможно самостоятельно без помощи специалистов. Однако при монтаже немаловажно учитываются такие факторы:
- Врезать насос следует в контур обратки. Он при отсутствии возможности установить в контур обратки, может быть размещён и на подаче, однако это приведёт к сокращению срока его эксплуатации. Это связано с тем, что электрическое устройство хотя и рассчитано на работу при высоких температурах, но желательно, чтобы они были не выше 70-80 градусов. Кроме того, насос имеет резиновые уплотнители, которые под действием высоких температур теряют свои первоначальные свойства.
- Разрешается применять трубы малого диаметра. Это позволяет получить такие преимущества: сокращение расходов на покупке трубопровода, ускорение циркуляции теплоносителя, а также малый объем воды в сети отопления. Чем меньше воды в контуре, тем быстрее она нагревается.
- Желательно устанавливать котёл современного типа, так как это позволит контролировать процесс обогрева автоматически.
Расширительные баки закрытого типа имеют разные размеры и формы, поэтому при выборе важно учитывать место его установки, а также объем воды в контуре.
В завершении стоит подчеркнуть, что система закрытого типа пользуется популярностью. Главным преимуществом является увеличение срока службы, а также отсутствие необходимости монтировать бак на чердаке дома. При конструировании закрытой сети отопления соблюдаются вышеуказанные рекомендации, что позволяет соорудить надёжный обогревательный контур.
Cистемы отопления с принудительной циркуляцией
Циркуляция в системе отопления дома может быть естественной и принудительной. Системы с естественной циркуляцией позволяют обогревать только одноэтажный дом сравнительно небольших размеров, являются менее эффективными и функциональными. Поэтому наиболее широкое применение сегодня имеют системы, в которых осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя.
ТМ Ogint представляет современные радиаторы для эффективной работы отопления данного типа. Также мы выпускаем и реализуем качественные монтажные комплектующие и трубопроводную арматуру.
Состав системы с принудительной циркуляцией
Современная система водяного отопления с принудительной циркуляцией состоит из следующих основных компонентов:
- котел. Возможно использование любых типов котельного оборудования;
- разводка трубопровода;
- отопительные приборы. Оптимальным выбором будут радиаторы Ogint. Наиболее высокую эффективность обеспечивают алюминиевые радиаторы Ogint — Classic, Delta Plus и Alpha, которые оптимально приспособлены к работе в автономных системах;
- циркуляционный насос, который может устанавливаться отдельно или быть вмонтированным в котел;
- закрытый расширительный бак.
Принцип работы и особенности системы с принудительной циркуляцией
Главной особенностью систем этого типа является то, что циркуляция теплоносителя поддерживается не за счет естественной разницы давлений, а принудительным путем при помощи циркуляционного насоса. Этот насос развивает необходимое давление, обеспечивая стабильную скорость движения воды по трубам. Он может устанавливаться как на подающей, так и на обратной магистрали.
Более предпочтительной является установка насоса на обратной магистрали, поскольку здесь он не подвергается воздействию высоких температур, что повышает его эксплуатационный ресурс.
Принудительный принцип движения теплоносителя позволяет использовать практически любые типы котлов для отопления частного дома. При этом оборудование может работать с умеренным температурным режимом: не требуется сильный нагрев воды для обеспечения ее циркуляции.
Важной составляющей является расширительный бак, который принимает излишки теплоносителя при его расширении. В данном случае используется герметичный бак, поэтому система также называется закрытой. Бак оснащается мембранным клапаном, который открывается при увеличении давления в системе выше определенного значения. Вода поступает в бак, давление в системе снижается до нормы, и клапан закрывается. При снижении давления в трубопроводе мембранный клапан открывается и выпускает воду в систему. Таким образом поддерживается стабильное давление, которое необходимо для нормальной и безопасной работы отопления.
Схема разводки труб при принудительной циркуляции может быть самой разной. Может применяться как однотрубная, так и двухтрубная разводка. Для одноэтажных зданий используется горизонтальная система. Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией будет вертикальной (с использованием вертикальных стояков). Также эта схема позволяет отапливать и здание большей этажности.
По принципу движения теплоносителя система может быть тупиковой (встречной) и попутной. Встречная является более простой и дешевой. Попутная схема движения теплоносителя обеспечивает оптимальную сбалансированность системы особенно при значительной протяженности трубопроводов, например, если отапливается большой трехэтажный дом.
Выбор радиаторов осуществляется, исходя из показателей эффективности и надежности. Оптимальным вариантом будут алюминиевые радиаторы Ogint, которые обладают максимальной теплоотдачей и небольшим внутренним объемом.
Преимущества и недостатки систем с принудительной циркуляцией
Системы отопления с принудительным движением теплоносителя получили широкое распространение благодаря следующим преимуществам:
- возможность организации эффективного отопления при большой протяженности трубопроводов;
- быстрый нагрев всех радиаторов в системе;
- меньший диаметр труб для подключения котла и радиаторной системы, что существенно снижает затраты на материалы;
- работа котла с оптимальным температурным режимом, что дает экономию энергоносителя и увеличивает ресурс оборудования;
- простота монтажа за счет отсутствия необходимость обеспечивать уклон трубопроводов;
- отсутствие необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя — система замкнутая, и вода не испаряется;
- в качестве теплоносителя может использоваться антифриз;
- широкий выбор возможных вариантов разводки труб;
- эффективная и быстрая регулировка давления.
Имеются у отопления с принудительной циркуляцией и некоторые недостатки.
Главным недостатком является то, что система этого типа всегда зависит от электроснабжения, поскольку при аварийных отключениях электроэнергии циркуляционный насос не работает. Чтобы обеспечить стабильное отопление и предотвратить замерзание теплоносителя в таких аварийных ситуациях, рекомендуется использовать резервный электрогенератор.
Также недостатком систем с принудительной циркуляцией можно назвать наличие дополнительного механизма (циркуляционного насоса), который подвержен износу и может выходить из строя.
В системах с большой протяженностью трубопроводов размер расширительного бака может быть очень значительным. Дело в том, что закрытый бак заполняется не более чем на 30-60% объема. В результате могут потребоваться дополнительные решения по размещению бака.
В целом же, системы с принудительной циркуляцией — это оптимальное решение для большинства частных домов. Также они могут применяться и в квартирах. Использование передовых радиаторов Ogint позволит добиться максимальной эффективности в работе отопления.
Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема
Закрытая индивидуальная отопительная система работает гораздо эффективнее и надежнее, чем открытая, так как в циркуляционный контур закрытого типа кислород не попадает, следовательно, не идут разрушительные процессы окисления металла. При этом заполнение системы отопления закрытого типа можно делать как чистой питьевой или дистиллированной водой, так и теплоносителями типа антифриза, трансформаторного масла или другими синтетическими растворами, не вступающими в контакт с металлом и не вредящими здоровью людей. Подпитка отопления антифризом
Особенности закрытой системы
Название системы отопления дома происходит от конструкции расширительного резервуара, который обязательно присутствует в любой схеме отопления. Расширительный резервуар в схеме предназначен для хранения расширяющейся при нагревании жидкости, и, так как некоторый объем теплоносителя испаряется или вытекает при эксплуатации системы, жидкость в бачок периодически доливается. В открытую емкость доливать теплоноситель требуется чаще, так как, кроме перечисленных выше причин снижения уровня жидкости, она просто испаряется с открытой поверхности резервуара. В закрытой емкости этого не происходит, поэтому долив жидкости проводится намного реже.
Сейчас популяризуется система отопления закрытого типа, как наиболее экономичная и эффективная. Ее положительные качества очевидны:
- Это – чаще всего автоматизированная система;
- Автономная схема закрытой системы отопления работоспособна с любым теплоносителем;
- Постоянное и контролируемое давление в трубах позволяет пользоваться любой современной бытовой техникой, требующей подключения воды;
- Теплоноситель не контактирует с воздухом, поэтому металл системы не окисляется изнутри (например, в металлических радиаторах и в рубашке котла) и не происходит сокращение срока службы элементов схемы;
- Закрытый расширительный резервуар можно монтировать в любой точке помещения дома, но обычно его устанавливают рядом с котлом. Открытый же бачок нужно устанавливать в наивысшей точке отопительной системы, а это очень неудобно с позиции эргономики, дизайна, монтажа и обслуживания, так как чаще всего бачок приходится устанавливать на чердаке;
- Автономная закрытая система отопления с естественной циркуляцией или с помпой включает в состав схемы автоматические воздухоотводчики, поэтому образование пробок с воздухом в трубах и отопительных приборах полностью исключено.
Отрицательным моментом в такой схеме отопления можно считать зависимость от электричества, так как циркуляционный насос и автоматика с датчиками требуют подключения к сетевому напряжению, и при аварийном отключении сети работа отопления останавливается. Но можно организовать закрытую схему с естественной циркуляцией с помощью точного расчета толщины отопительных труб, где за счет разного диаметра трубопровода создается давление, движущее теплоноситель по системе. Оговоримся, что это – довольно сложная задача, требующая не только правильных математических выкладок, то и абсолютно точного исполнения, поэтому на практике реализовать оптимальное давление в закрытой системе отопления с естественным движением жидкости довольно проблематично.
Можно если не нивелировать полностью, то максимально минимизировать энергозависимость закрытой схемы – для этого в схему монтируются ставят источники бесперебойного питания (ИБП) с аккумуляторами на конденсаторах, или параллельно подключаются генераторы напряжения, чтобы не создавать проблем с группой безопасности и циркуляционным насосом. Источники бесперебойного питания и генераторы для отопления частного дома
Комплектующие и узлы закрытой отопительной системы:
- Котел, обвязанный ГБ – группой безопасности с группой безопасности. Гб может быть встроенной и наружной. Группа безопасности – это датчики, манометры, термометры, воздухоотводчики, клапана, вентили, запорная арматура;
- Водопроводные трубы, радиаторы отопления или система «теплый пол», регистры, батареи, конвекторы;
- Циркуляционный электрический насос – монтируется в трубе обратки;
- Расширительный резервуар для компенсации скачков объема жидкости и стабилизации давления в системе.
Автономная закрытая система отопления с принудительной циркуляцией требует подбора мощности котла, и это можно сделать по упрощенному, но точному принципу: на 10 м2 отапливаемой площади затрачивается 1 кВт тепловой энергии плюс запас в 20-35%. Закрытая система с естественной и принудительной циркуляцией жидкости
О группе безопасности
ГБ монтируется на трубу подачи теплоносителя сразу на выходе ее из нагревательного котла для контроля рабочих параметров системы. Манометр позволяет визуально контролировать давление в трубах, которое не должно превышать 1,5 Бар для одноэтажного дома и 3 Бар для двухэтажного здания. Падение давления свидетельствует об утечке теплоносителя, которую необходимо ликвидировать, а повышенное давление может быть по многим причинам, в том числе: нарушение режима работы котла, перегрев системы, выход из строя насоса или предохранительного клапана. Группы безопасности для отопительных систем
Автоматический воздухоотводчик отводит из системы воздух, что позволяет вовремя ликвидировать воздушные пробки. Стандартные группы безопасности есть в продаже как в собранном виде, так и по отдельности каждый прибор. Можно приобрести все устройства по одному и смонтировать свою группу безопасности, исходя из конкретики схемы отопления.
Расширительный резервуар представляет собой герметичную емкость с мембраной, разделяющей камеру пополам. Верхняя часть камеры заполнена воздухом или инертным газом, нижняя – теплоносителем. Если температура жидкости не превышает допустимых пределов, мембрана находится в свободном состоянии. По мере повышения температуры мембрана под давлением горячего теплоносителя поднимается и сжимает воздух (газ) в верхней части камеры, что и отображает манометр как увеличение давления в системе. Чтобы не отслеживать визуально в ручном режиме превышение давления, многие модели котлов снабжаются предохранительным клапаном, который сбрасывает излишнее давление автоматически. Закрытый расширительный бачок
Как рассчитать объем теплоносителя
Перед тем, как заполнить систему отопления закрытого типа теплоносителем, следует рассчитать его количество. Это особенно актуально для дорогих жидкостей – антифриза, водно-гликолевых растворов или трансформаторного масла. Практика построения систем отопления показала, что оптимальным объемом для расширительного резервуара будет 10% от всего объема воды в системе (для технических жидкостей объем рассчитывается по-другому). То есть, для расчета емкости бачка необходимо сначала вычислить общий объем теплоносителя, а для этого нужно знать диаметр труб, объем радиаторов и объем котла. Если используются антифриз или водно-гликолевые смеси, то объем расширительной емкости нужно увеличить в полтора-два раза.
Практический пример по расчету объема мембранного расширительного бачка: При общем объеме всей системы 35 литров объем бачка мембранного типа будет составлять 3,5 литра для воды и 5-7 литров для антифриза. Бака именно такого объема в продаже может не быть, поэтому покупайте емкость бо́льшего объема.
Важно: В продаже вы встретите красные и синие мембранные расширительные емкости. Покупать нужно красный бачок – он предназначен для работы с горячей водой. Синий бачок устанавливается в системе холодного водоснабжения, и повышенных температур его мембрана может не выдержать.
Разводка труб и группы безопасностиИндивидуальная закрытая система отопления предусматривает монтаж расширительной емкости на трубе обратной подачи теплоносителя, перед насосом по ходу движения жидкости. Для подключения в трубу врезают тройник, к центральному отводу которого через латунные фитинги и короткий отрезок металлопластиковой трубы подключается бачок. После тройника врезается запорный вентиль для перекрытия воды в системе на случай ремонта или замены бачка.
Перед тем, как заполнить закрытую систему отопления, продумайте точку врезки циркуляционного насоса – на подаче или на обратке. Стандартное подключение – обратная труба теплоносителя, чтобы высокая температура не повредила детали насоса. Но при установке нового насоса его можно включать и в подачу, так как современные материалы, применяющиеся в новых моделях, выдержат даже максимальный обогрев. Перед насосом и после него также врезается запорный кран для перекрытия подачи воды. Закрытая схема отопления частного дома
Байпас в системе отопления закрытого типа не предусмотрен, так как система без насоса просто не будет работать. Вместо байпаса врезают два шаровых вентиля – по обе стороны насоса – и фильтр грубой очистки воды монтировать обязательно нужно. Вентили позволяют при необходимости демонтировать насос для замены или ремонта, а фильтр продлит срок его эксплуатации.
Автономная закрытая система отопления частного дома заполняется подпиткой через врезку в трубу обратного хода теплоносителя. Для подпитки или слива жидкости в трубу врезается вентиль или тройник с краном. Если кран не подключать к системе канализации, то при сливе жидкости под него нужно будет подставлять приемную емкость, а при подпитке – надевать на вентиль шланг, через который можно будет заливать теплоноситель в систему.
Система отопления с принудительной циркуляцией
«Классические» схемы отопления используют гравитацию и изменение плотности воды, чтобы добиться циркуляции в трубах. При этом ключевым параметром трубопроводной системы является гидравлическое сопротивление.
Напора, создаваемого горячей водой, может не хватить для создания устойчивой циркуляции. Это приведёт к образованию пара в источнике тепла и выходу его из строя. Решением этой проблемы стал насос, добавленный в схему перед котлом.
Циркуляционный насос для отопления
Циркуляционный насос позволяет проталкивать теплоноситель через источник тепла, обычно это водогрейный котёл, который может работать на разных видах топлива. Жидкость проходит сквозь подводящие трубы, радиаторы и отводящие трубы, отдавая тепло помещениям. После этого она снова попадает в насос для повторения цикла.
Состав оборудования в системе с принудительной циркуляцией
Схема отопления содержит следующие основные элементы:
- Котёл или другой источник тепла, поднимает температуру теплоносителя для обогрева помещения, обычно располагается в бойлерной на уровне цокольного или первого этажа.
В зависимости от конструкции, может содержать электрические элементы или быть полностью автономным (котлы для твёрдого топлива).
- Теплоноситель — рабочее тело для данной схемы, он переносит тепло от источника к потребителям. Самым дешёвым и доступным является обычная вода, реже используются антифризы, которые позволяют не дренировать систему отопления даже в очень большой мороз.
- Трубопроводы и арматура обеспечивают циркуляцию к радиаторам, от них зависит гидравлическое сопротивление и срок службы всей системы. Чем больше сопротивление этих элементов коррозии, тем дольше прослужит отопление.
- Радиаторы, от их конфигурации зависит теплообмен и температура в помещении.
- Циркуляционный насос, обеспечивает устойчивую циркуляцию, может быть как маломощным, при небольшом сопротивлении системы, так и крупным.
Особенность! Уплотнительные элементы циркуляционного насоса не приспособлены к работе при высоких температурах. Потому его всегда устанавливают перед входом в котёл. Так создаются наиболее щадящие условия.
Бак-компенсатор — важный компонент данной схемы отопления. Он обеспечивает компенсацию температурных расширений теплоносителя. При его отсутствии возможно превышение максимального допустимого давления и разрыв труб или батарей. Он защищает от гидроударов при пуске системы. Существует несколько типов конструкции этого элемента.
Преимущества и недостатки
Преимущества системы:
- Возможность быстрого разогрева за счёт раннего начала движения теплоносителя.
- Использование труб минимального размера, на чём можно серьёзно сэкономить.
- Равное распределение тепла по радиаторам, во всех помещениях температура в батареях будет примерно одинаковой.
- Для сложных схем существует возможность регулирования температуры в каждом помещении.
Фото 1. Система отопления с принудительной циркуляцией позволяет установить подобные регуляторы температуры для радиаторов.
Следует понимать, что использование дополнительного насоса становится необходимостью при определённой длине труб либо при большем количестве радиаторов.
Одновременно с этим появление насоса в схеме приводит к возникновению следующих проблем:
- Перепады давления при включении насоса могут привести к появлению течей в системах, для их нейтрализации устанавливается расширительный бачок.
- Схема отопления становится энергозависимой. Даже маломощный насос требует электрического тока для своей работы, а в случае проблем в центральной сети против холода поможет только установка дизельного генератора.
Различия между закрытой и открытой системами
В зависимости от применяемого типа бака-расширителя системы с принудительной циркуляцией подразделяют на закрытые и открытые. Это устройство предоставляет возможность воде несколько раздаться при нагреве, тем самым защищая трубы и оборудование от избыточного давления.
Открытый расширительный бачок имеет контакт с воздухом. Оттого вода постепенно испаряется из трубопроводов отопления, из-за этого появляется необходимость периодически доливать в систему некоторое количество теплоносителя. Кроме того, кислород растворяется в воде, что повышает скорость коррозии и засорения металлических частей, особенно это критично для котлов. Несомненным плюсом такого бака является его дешевизна.
Фото 2. Пример вертикального герметичного бачка-расширителя закрытого типа с диафрагменной мембраной.
Закрытый бачок-расширитель формирует герметичную систему. Она не имеет минусов открытой схемы, однако, и стоимость такого оборудования значительно выше. На рынке представлены два основных вида герметичных бачков: с диафрагменной мембраной и мембраной баллонного типа. Чем сложнее конструкция, тем больше надёжность и стоимость этого устройства. Оно в любом случае обойдётся дороже открытого бака, плюсами будет отсутствие потерь и контакта с атмосферой.
Вам также будет интересно:
Варианты разводки схемы с циркуляционным насосом
Существует два способа соединения радиаторов между собой: последовательное и параллельное подключение.
При последовательном подключении батарей друг к другу используется всего одна труба, поэтому эта схема получила название однотрубной. При параллельном подключении одна труба является подающей, а другая собирающей.
Последовательное соединение
Однотрубная схема экономит материалы, монтажные работы занимают мало времени. К сожалению, нет возможности обеспечить одинаковую температуру в каждом радиаторе, так как теплоноситель движется последовательно.
При большом количестве батарей такой вариант системы становится не работоспособен. Первые потребители получают слишком высокую температуру, а в последние батареи теплоноситель наоборот поступает с недогревом.
Двухтрубная система
Затраты, по сравнению с однотрубной разводкой, значительно выше, но из-за равномерной раздачи по батареям, температура в помещениях совпадает. Гидравлическое сопротивление уменьшается, что отлично сказывается на режиме работы циркуляционного насоса.
Важно! При использовании горизонтальной двухтрубной разводки в батареях задерживается воздух. Образуются нарушения циркуляции из-за воздушной пробки. Для её устранения предусматривают краны Маевского.
Горизонтальная и вертикальная разводка
Вертикальная разводка — это классическая однотрубная схема, при которой горячая вода подаётся на верх многоквартирного дома, проходя оттуда все радиаторы. Такая схема экономит материалы. Поэтому до сих пор используется недобросовестными строителями.
Двухтрубная вертикальная разводка применяется в современных домах, когда горячий стояк (вместе с собирающим) протянут через все этажи и раздаёт теплоноситель каждой батареи по отдельности, поэтому в каждой квартире примерно одинаковая температура.
Такая схема позволяет снизить потери тепла, но отличается большими затратами на трубы.
При отоплении как многоэтажных, так и частных домов используется горизонтальная двухтрубная разводка, иногда называющаяся поэтажной. Отопительные приборы на этаже подключены не последовательно и параллельно, при этом возможно образование воздушных пробок. По этой причине в такой системе необходимо устанавливать запорную арматуру и воздушные краны на каждую батарею без исключений.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором разбирается схема отопления с принудительной циркуляцией.
Общие рекомендации
Для работ по монтажу системы отопления существуют СП.13330.2012. С их помощью рассчитывается количество радиаторов, расход теплоносителя. Первый этап является самым важным. Правильный расчёт и составление схемы избавят от перерасхода материалов и нестыковок при монтаже. Для таких работ лучше подобрать человека с опытом в строительстве.
подключение котла к двухтрубной отопительной системе частного дома своими руками, как правильно сделать – Ремонт своими руками на m-ston
Одной из особеннойстей нашей климатической зоны является то, что практически в любом жилом для комфортного проживания и долголетия самого дома необходимо наличие отопления. Рассмотрим существующие виды отопления стандартного одноэтажного дома – прежде всего это печное отопление, которое является наиболее эффективным при наличии дешевых видов топлива; водяное отопление, которое может быть электрическим или газовым и конвекционное.
Сравнение закрытой и гравитационной систем
Помимо закрытой, в индивидуальных домах применяется система отопления без насоса, получившая название самотечной или гравитационной.
При ее организации нагретую котлом отопительную жидкость направляют по вертикальной трубе в расширительный бак, которой располагают в самой верхней точке дома (на чердаке). Вода поступает в бак самотеком за счет меньшей плотности горячих водных масс, выталкиваемых холодными.
От бака прокладывают с небольшим уклоном горизонтальную трубу с боковыми отводами к каждому радиатору, по которой нагретая вода затекает в теплообменные приборы. Снизу от каждой батареи отходит отвод, который подключают к общему трубопроводу обратки, проложенному с некоторым уклоном и подсоединенному к котлу.
Таким образом, система отопления с естественной циркуляцией не нуждается для обеспечения тока жидкости в каких-либо дополнительных приборах. Основные отличия самотечной и закрытой принудительной систем заключаются в следующем:
- Среднее давление в отопительном контуре индивидуальных систем составляет 1 — 1,5 бара. Чтобы достичь нижнего порога в одну единицу, расширительный бак придется поднимать на высоту 10 м от котла. Это не всегда удается достичь в домах с двумя этажами и совершенно невозможно получить такое расстояние в одноэтажных зданиях.
- В системах без циркуляционного насоса из-за низкого давления нельзя использовать контуры теплых полов. Впрочем, и в контурах с принудительной циркуляцией нередко в коллекторный узел разводки отопительного трубопровода устанавливают дополнительный циркуляционник.
Рис. 3 Материалы труб для отопления: нержавейка, медь, полипропилен, сшитый полиэтилен
- Теоретически самотечная система отопления в частном доме может функционировать без электроэнергии, хотя в реальности многие автоматизированные газовые котлы также не работают без электричества. Однако бензиновый генератор поможет справиться с проблемами отсутствия электроэнергии в любых системах, обеспечивая напряжением питания циркуляционные электронасосы и автоматику котлов.
- Если скорость перемещения тока воды в самотечных системах можно повысить, подключив в линию обратки через байпас циркуляционный электронасос, то проблемы с эстетичностью внешнего вида практически неразрешимы. Даже если спрятать горизонтальную трубу от расширительного бака под потолком, то подходящие к каждому радиатору по стенам вертикальные участки труб не только испортят внешний вид комнат, но и принесут массу неудобств при расстановке мебели, навешивании карнизов.
- В принудительных системах трубопровод можно полностью скрыть под полом, что многие и делают.
- Для предохранения воды от замерзания в нее добавляют антифризы, основные из которых — дешевой ядовитый этиленгликоль и абсолютно безвредный пропиленгликоль. Если в закрытый контур можно залить ядовитую жидкость, и она не будет иметь выхода наружу, то в открытом контуре придется применять только дорогостоящую незамерзайку.
Рис. 4 Условные обозначения на схемах элементов отопительных систем по ГОСТ
Схема отопления одноэтажного дома: распространенные типы
Такая простая система, как ее видят большинство заказчиков, имеет массу нюансов, способных в той или иной мере повлиять на работоспособность сети отопительных приборов в доме. На сегодняшний день существует большое количество комбинированных систем, а также более простых схем отопления, основанных на обычных принципах построения.
Схема системы отопления одноэтажного дома базируется на следующих главных пунктах, относящихся непосредственно к формированию сети, ее монтажу в доме. Специалисты нашей компании подскажут, что все нижеописанное можно комбинировать, совмещать и проектировать на свое усмотрение – главное доверить работу настоящим профессионалам.
Однотрубная схема отопления одноэтажного частного дома
В данном варианте создается обычная магистраль с последовательным присоединением всех потребителей, включая подогрев полов и пристенные радиаторы. Теплоноситель подается сначала к первому объекту, потом перетекает ко второму, и так далее. В конце, охлажденный теплоноситель поступает к котлу. Данная схема является наиболее простой и удобной, не требующей использования большого количества сложных устройств и материалов.
Недостатком можно считать то, что в однотрубной схеме, при наличии более чем десяти потребителей, происходит значительное падение эффективности отопления – особенно в последних на очереди радиаторах. Компенсация этой особенности производится за счет организации принудительной циркуляции теплоносителя – это приводит к установке дополнительного оснащения.
Двухтрубная схема системы отопления одноэтажного дома
Более функциональный тип организации микроклимата внутри коттеджей, так как подразумевает использование двух независимых магистралей с естественной или принудительной циркуляцией. В данном случае используется одна подающая труба для нагретого теплоносителя – будь то вода или антифриз – а вторая труба отводит охлажденную жидкость к котлу. При этом подача тепла происходит намного быстрее, чем в однотрубной схеме.
Использование двухтрубной системы позволяет более эффективно использовать возможности котлов и теплоносителей, так как обогрев происходит постоянный, а циркуляция – не зависит от наполнения всей системы полностью, а ориентируется на локальные радиаторы.
К недостаткам можно отнести большое количество оборудования, сравнительно высокую разветвленность системы, необходимость четкого расчета входящего и исходящего объема теплоносителя.
Лучевая система отопления частного одноэтажного дома
Данный тип относится к наиболее сложным, затратным и трудоемким схемам, так как требует высокой квалификации от инженеров и монтажников. Принцип функционирования сводится к тому, что каждый потребитель – батарея, радиатор, подогрев пола – имеют собственную входящую и исходящую магистраль, которые регулируются в едином блоке управления. Такая схема очень удобна тем, что вы, как собственник, можете динамически регулировать интенсивность отопления того или иного помещения, независимо от других комнат. По сути, лучевая схема позволит создать уникальный микроклимат для каждого помещения в доме.
Недостаток – дорого, как в плане закупки материалов, труб и фитингов, так и в обслуживании, ведь сильно разветвленная система требует постоянного контроля в процессе эксплуатации. Затратной выйдет разработка проектной документации, монтажные работы. Хотя, с точки зрения, дальнейшего использования, лучевая схема более надежная и долговечная, а ремонт отдельной магистрали не влечет за собой отключение всей системы отопления в коттедже.
Расчет системы
Расчет системы водяного отопления с естественной циркуляцией достаточно сложен и включает:
- определение мощности котла
- приборов отопления
- выбор диаметра труб
Полный расчет мощности котла основан на подсчете потерь тепла через крышу, полы, стены и проемы здания в зависимости от их площади, материала изготовления и разницы температур в доме и на улице.
Упрощенный расчет можно выполнить по формуле:
Wк = Wуд х S/10;
где
- Wк — мощность котла (кВт)
- Wуд — удельная мощность на 10 кв. метров дома (кВт)
- S — общая площадь дома (кв. м.).
Удельная мощность зависит от климатической зоны и составляет:
- для подмосковья 1,2 — 1,5 кВт
- для северных районов — 1,5 — 2 кВт
- для южных — 0,7 — 0,9 кВт.
Система отопления заполняется водой исходя из соотношения: не менее 15 литров на киловатт мощности котла.
Мощность радиаторов можно определить по той же формуле, подставив в нее величины площадей отапливаемых комнат или исходя из объема помещений — на отопление одного кубометра комнаты требуется около 40 ватт мощности.
Мощность радиаторов, расположенных на первом этаже увеличивают на 15 — 20%.
Расчет диаметра труб производится следующим образом:
Методика расчета описана в многостраничных методических указаниях и вряд ли по силам человеку без специального образования, но выход есть.
От правильности выбора схемы отопления, мощности котла и радиаторов, диаметра труб во многом зависит эффективность работы всей системы.
Лучше потратить время на расчеты или поручить их специалистам, чем жить в холодном доме или тратить силы и деньги на устранение допущенных ошибок. 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 потребление – мы вместе изменяем мир! © econet
Варианты отопительных разводок
1. Лучевая система
Коллекторная (лучевая) схема отопления одноэтажного дома:
Монтаж такой системы выльется в круглую сумму. Зато она самая эффективная в плане экономии тепла.
2. Двухтрубная схема отопления
Во всём доме, по периметру или под полом, тянутся два трубопровода – подачи и обратки. Батареи, фанкойлы, конвекторы, — всё это играет роль перемычек и создаёт подобие короткого замыкания. Вода циркулирует от ближней батареи к дальней. Поэтому дроссельные заслонки будут ограничивать проходящую через батареи горячую воду. Для равномерного тепла в каждой комнате необходимо тонко балансировать систему.
Двухтрубная схема отопления одноэтажного дома:
Недостатки этой системы:
- большой расход трубы и материалов;
- без балансировки происходит замерзание труб и батарей.
3. Однотрубная схема отопления дома
Считается самой простой. Иногда её называют, по старинке, «ленинградкой». При монтаже такой системы по периметру всего дома и во всех жилых помещениях укладывают трубу на 25-32-40 мм. Почему обязательно в жилых комнатах? Всё просто: паразитное тепло, которое выделяется трубой, тоже будет обогревать всю комнату.
Однотрубная схема отопления одноэтажного дома:
Или вот схема отопления одноэтажного частного дома в одноконтурном варианте:
Радиаторы и конвекторы врезаются для закольцовки, но с использованием трубы двадцатки. На всех подводах устанавливаются дроссельные заслонки и краны. Первые уравнивают температуру, а другие — выпускают воздух. Если бы не было вентилей (кранов), то вода вытеснила бы воздух в верхнюю часть отопительного элемента. А это, в свою очередь, делает меньше количество отдаваемого тепла.
Плюсы однотрубной системы:
- тепло практически не теряется;
- простота и быстрота монтажных работ;
- экономное использование;
- при отсутствии электричества, отключающее циркуляционный насос, движение воды не остановится;
- экономия материалов.
Так какую же систему отопления выбрать в одноэтажном доме? Можно отметить лишь один, но существенный факт, который повлияет на ваш выбор – возможность устанавливать любую из перечисленных схем в одноэтажных домах и коттеджах: лучевая, однотрубная, двухтрубная, электрическая, воздушная и даже систему «водяного пола».
О последних трёх мы не упоминали, но они также популярны последнюю систему («тёплый пол») пару лет назад использовали только в саунах, но сегодня её относят к полноценному виду отопительных систем, которые полноценно обеспечивает теплом весь дом.
К причинам, повлёкшим выбор той или иной системы, можно отнести и площадь дома, и срок проживания (постоянный или временный), и из чего построен дом (кирпич, блок или деревянный брус).
Закрытый тип
Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:
- при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
- жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
- нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.
Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.
Расчет системы отопления с естественной циркуляцией
Самому проводить расчет системы отопления с естественной циркуляцией нежелательно, лучше обратиться к грамотным специалистам во избежание цифровых погрешностей. Однако наиболее точный пример расчета самостоятельно осуществляется в нижеследующей последовательности:
- Чтобы согреть 1 м3 помещения, в среднем требуется 400 Вт тепловой энергии. Потому мощность умножается на вычисленный объем здания, и выясняется начальное число, определяющее количество тепла.
- Учитываются и потери тепла через двери и окна. Количество окон умножается на 100 Вт, а количество дверей, ведущих наружу – на 200 Вт. Значения вычитаются из начального числа.
- Практически все комнаты в частных домах имеют наружные стены. Потому, чтобы осуществить верные вычисления, имеющийся результат умножается на коэффициент поправки, равный 1,2.
- Должны учитываться еще потери тепла через пол и кровлю. Результат умножается на очередной коэффициент поправки, равный 1,5.
Это коэффициенты усредненного значения. Они отличаются по регионам России. В южных частях страны он колеблется в пределах 0,7 – 0,9. В средней полосе значения варьируются в пределах 1 – 1,3. Северные области России имеют самые высокие коэффициенты: 1,4 – 2.
Достоинства и недостатки однотрубных систем
Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:
- Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
- Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
- Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.
Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:
- Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
- Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
- Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.
Классификация систем теплоснабжения
В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.
Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.
Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.
Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.
Систему теплоснабжения нередко монтируют вместе с котельной автоматикой. Её главная задача – достичь максимально возможной экономичности, но не выходить при этом за рамки допустимых параметров
Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.
При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:
- тип носителя тепла — воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
- вид используемого топлива — газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
- способ транспортировки рабочей жидкости — с естественной и принудительной циркуляцией;
- ход передвижения теплоносителя — попутные и тупиковые;
- способ подсоединения котельного оборудования — однотрубная и двухтрубная компоновка;
- схема разводки — с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.
В многоквартирных зданиях доминирует вертикальная схема разводки, а в одноэтажных встречается горизонтальная. Комбинированные методы подачи тепла преобладают в высотных новостройках.
Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов
В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.
Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.
Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.
Позитивные стороны и недостатки
Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:
- нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
- для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
- здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
- отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
- вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
- система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.
Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.
Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен
Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.
Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.
Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты — закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.
Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.
О расчете параметров системы отопления с естественной циркуляцией для одноэтажного дома
Ввиду отсутствия в гравитационных системах отопления одноэтажного здания дополнительных механизмов, обеспечивающих стабильно высокое давление, любое из возможных нарушений при установке трубопровода может обернуться проблемами с подачей тепла. К таким нарушениям можно отнести:
- пренебрежение необходимостью в соблюдении углов наклона,
- неверный выбор труб,
- избыток поворотов при монтаже системы.
Уровень уклона при установке трубопровода для отопления частном доме регламентируется положениями СНиПов. В соответствии с ними, для каждого погонного метра необходим наклон, величиной в 1 см. Это обеспечивает нормальное продвижение теплоносителя по трубопроводу. При нарушении указанного норматива возможно завоздушивание системы и снижение общего уровня ее КПД.
О расчете давления и мощности отопления
Исходя из положений СНиП, каждый кВт тепловой мощности предназначен для обогрева площади в 10 кв.м дома. При расчете уровня мощности для регионов с жарким или холодным климатом, следует воспользоваться специальными коэффициентами. В первом случае он составит от 0,7 до 0,9, во втором – от 1,5 до 2.
Однако способ расчета, пренебрегающий высотой потолочных перекрытий, не всегда идеален. Поэтому существует еще один вариант – на основе объема помещения. В этом случае в основу расчетов ложатся показатели тепловой мощности (40 ватт) для каждого кубического метра. При этом наличие окон увеличивает полученное в итоге число на 100 ватт (для каждого окна), а двери – на 200 ватт (для каждой). При этом для одноэтажных частных домов применяется коэффициент 1,5.
Собственно, стандартный объем мощности, закладываемый в проекте частных одноэтажек, предполагает необходимость в мощности обогрева не менее чем в 50 ватт на 1 кв.м
Расчет диаметра трубы в системе с естественным оборотом
Диаметр труб в гравитационных системах рассчитывают исходя из:
- потребности здания в объеме тепловой энергии (+20%),
- определение требуемого типа материала изготовления трубы (например, диаметр трубы из стали должен составлять не менее 0,5 см),
- данных СНиП относительно отношения мощности и внутреннему диаметру трубы.
Стоит учитывать, что при выборе труб с неоправданно большим сечением могут увеличиться расходы на отопление при снижении теплоотдачи. Расчет диаметра труб для систем с самоциркуляцией предполагает выполнение еще одного простого правила, предполагающего сужение диаметра трубы на размер после каждого разветвления.
Секрет монтажа расширительного бака
Казалось бы, что может быть сложного в том, чтобы следовать готовой схеме системы отопления. Однако на чертеже невозможно показать, точное местоположение элементов отопления. И в результате потраченное время и усилия окажутся излишними. Ведь при монтаже расширительного бака стоит помнить, что его следует закреплять в верхней точке всей системы отопления.
Еще по этой теме на нашем сайте:
- Двухтрубная система отопления — схема, расчет и монтаж системы
- Ну, что сказать, водяная отопительная система была всегда очень сильно распространена в различных регионах для отопления строений – причиной тому являются её доступность и простота в плане…
- Однотрубное отопление с нижней разводкой – расчет и разводка системы
- Одним из наиболее эффективных и экономически привлекательных вариантов систем отопления частных домов или загородных коттеджей является однотрубное отопление с нижней разводкой….
- Проект отопления двухэтажного частного дома
- Перед тем, как приступить к строительству частного дома, нужно определиться с системой отопления. Детально проработанный проект отопления двухэтажного дома обеспечит хорошее распределение тепла по всему…
- Отличие ленинградской системы отопления двухэтажного дома от многоэтажного — схемы
- Ленинградская система отопления, схема которой широко применяется в многоэтажных и частных домах — это одна из самых распространенных схем организации обогрева в зданиях. Обогрев по…
Видео схем систем отопления: самотечная, однотрубная, коллекторная
Читаем дальше – узнаём больше!
- Выбор системы вентиляции
- Вентиляция в деревянном доме
- Стоимость установки кондиционера в квартире
- Система вентиляции частного дома
- Вентиляция производственных помещений цены
- Электрическая схема кондиционера
Ответить 6 лет назад Антон 6 лет назад Цитата Я все-таки склоняюсь к водяным отопительным системам. Воздушное отопление подсушивает воздух, собирает в себя пыль, и из- за турбин оно немного шумнее, чем водное. При этом не во всяком интерьере спрячешь такие толстые воздуховоды, это дополнительные неудобства. На мой взгляд идеальное отопление – это теплые полы, ибо они никак не влияют на интерьер помещения , равномерно и эффективно распределяют тепло по помещению. 5 лет назад Ирина 5 лет назад Цитата У нас однотрубная отопительная система. Это действительно был более дешевый вариант. Но в такой системе необходимо воду принудительно прокачивать насосом, работающим от электросети. Следовательно, дополнительные расходы. Лучше сразу ставить двухтрубную отопительную систему. Немного дороже, но гараздо эффективней и кпд выше. И можно отапливать не все помещения. У нас получилось, что скупой платит дважды. Миша 5 лет назад Цитата Только вот дома с площадью более 100кв.м. плохо отапливаются самотеком. Нужно ставить насос для равномерного распределения горячей воды в контуре отопления. Некоторые чтобы не ставить насос ставят второй котел в конце контура отопления. Надежда 5 лет назад Цитата В прошлом году установили в частном доме (ему уже 60 лет) водяную систему отопления типа «ленинградка». Хотя и устанавливали специалисты, в итоге половина дома получилась очень холодная. Видимо сказалось отсутствие ремонта в этой части дома. Поэтому, прежде чем заняться отоплением, следует сделать в доме капремонт. Чаще всего тепло уходит через плохо утепленные полы и потолок. При замене окон, уделите особое внимание тому, как заделаны все щели и откосы. Иначе, какую бы вы систему отопления не установили, тепла в доме вам не видать… Валерия 5 лет назад Цитата В доме старой постройки сделали водяное отопление с нижней разводкой и поставили электрический насос. При частом отключении электроэнергии зимой это не очень «комфортно». Что же нужно переделать, чтобы отказаться от насоса? Верхняя разводка не подойдёт – уровень не позволяет! Алексей 5 лет назад Цитата Пожалуй у многих однотрубная система отопления. По крайней мере в старых домах. В домах с небольшими комнатами её достаточно. Воздушное отопление лучше всего использовать весной и осенью, когда не нужно постоянно обогревать помещение и нет смысла запускать котёл. Ярослав 5 лет назад Цитата У меня двух этажный дом и стояла самотечная система. Радости не было предела, даже если нет света она и минусы, например, нельзя прогреть быстро всю систему и остудить если нужно не получалось. Теперь стоит насос, вроде и хорошо, но когда два дня света не было это была катастрофа. Написать ответ… КодИзображениеСсылкаЗачеркнутыйЗаголовокКурсивЖирныйВидеоЦитата Предварительный просмотр
Рекомендации по монтажу своими руками
Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.
Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.
Пример монтажа двухтрубной разводки в гараже Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:
- Начните с разметки. Обозначьте места установки батарей, точки подключения подводок и трассы магистралей.
- Размечайте трассы на стенах карандашом начиная от дальних батарей. Величину наклона регулируйте длинным строительным уровнем.
- Двигайтесь от крайних радиаторов к котельной. Когда вы прочертите все трассы, то поймете, на каком уровне ставить теплогенератор. Входной патрубок агрегата (для остывшего теплоносителя) должен располагаться на одном уровне или ниже обратной линии.
- Если уровень пола топочной слишком высокий, попытайтесь сместить все обогреватели вверх. Следом поднимутся горизонтальные трубопроводы. В крайнем случае делайте под котлом углубление.
Прокладка обратной линии в топочной с параллельным подключением к двум котлам После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.
Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.
Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса
Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.
Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.
В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.
Система принудительной циркуляции| Солнечная тепловая установка
Принудительная циркуляция для солнечного водонагревателя — это установка, в которой вода циркулирует внутри контура, приводимого в действие насосом. В системе принудительной циркуляции движение воды в замкнутом контуре принудительно осуществляется насосом. Эта особенность имеет большое значение для систем горячего водоснабжения с термосифоном. Таким образом, он искусственно перемещает горячую воду не в самую верхнюю точку замкнутого контура, а от солнечных коллекторов вниз, туда, где находится аккумулятор.
Во многих случаях установка солнечного теплового оборудования для получения горячей воды с помощью термосифона нецелесообразна, так как часто солнечные коллекторы расположены над аккумулятором (например, коллекторы на крыше и аккумулятор внутри корпуса, поля коллектора , так далее.).
В этом типе гелиотермической установки вода, циркулирующая между солнечными коллекторами и аккумулятором, не может делать это за счет естественной конвекции, поскольку более теплая вода (к солнечным коллекторам) уже находится в самой высокой точке, и нет естественной силы, которая заставляет он вытесняет холодную воду, которая уже находится в самой низкой точке и является самой тяжелой.Для обеспечения циркуляции воды потребуется обычный водяной насос, который потребует вклада внешнего источника энергии. Циркуляционный насос (насос) перемещает жидкость (обычно из нижней части аккумулятора, холодной зоны) к нижней части солнечных коллекторов.
Принудительные системы всегда косвенные, за исключением использования подогрева бассейна, где может использоваться собственная система фильтрации воды на судне.
Благодаря использованию внешнего источника энергии этот способ использования солнечной энергии больше не может считаться пассивной солнечной энергетической системой.Если, кроме того, источником электроэнергии является не возобновляемый источник энергии, его также нельзя рассматривать как полностью возобновляемую форму энергии.
Преимущества и недостатки принудительной циркуляции для солнечного водонагревателя
При выборе принудительной циркуляции для солнечного водонагревателя необходимо учитывать преимущества и недостатки, связанные с этой системой.
Преимущества системы принудительной циркуляции
Основным преимуществом принудительной циркуляции для солнечного водонагревателя является то, что конструкция дома не определяет его местоположение.В гелиотермической установке с термосифоном аккумулятор необходимо выносить снаружи, так как он должен быть выше солнечных коллекторов. В этом случае бак для горячей воды может находиться внутри здания, а снаружи потребуется только установить солнечные батареи.
Возможность размещения аккумулятора в интерьере дома позволяет установить аккумулятор большего размера, он лучше изолирован и, не подвергаясь воздействию погодных условий, повысит его долговечность.
Тепловой КПД выше, чем у тепловой солнечной системы с термосифоном, потому что при регулировании скорости воды, которая циркулирует через солнечный коллектор, ее можно оптимизировать для получения наивысших тепловых характеристик в соответствии с законами термодинамики.
Недостатки системы принудительной циркуляции
С другой стороны, системы принудительной циркуляции имеют определенные недостатки:
Система требует установки водяного насоса для обеспечения циркуляции воды. Наличие насоса подразумевает увеличение затрат на техническое обслуживание, поскольку появляется больше элементов с возможностью возникновения неисправностей.
Общая энергоэффективность принудительной циркуляции солнечного водонагревателя ниже, чем у термосифонной системы.Хотя раньше мы объясняли, что тепловой КПД был больше, необходимо учитывать, что для работы водяного насоса необходимо инвестировать определенное количество электроэнергии.
Основные элементы принудительной циркуляции солнечного водонагревателя
Принудительная циркуляция солнечного водонагревателя состоит из следующих элементов:
Солнечные коллекторы: солнечные коллекторы отвечают за преобразование солнечного излучения в тепловую энергию. Поскольку в этих узлах циркуляция жидкости через коллектор является принудительной, потери нагрузки (сопротивление прохождению воды) не являются важным ограничением относительно ее величины, так как они могут быть компенсированы при выборе насоса для воды.Важно знать потери нагрузки при выборе оптимального циркуляционного насоса.
В солнечных тепловых установках с принудительной циркуляцией вертикальные и / или горизонтальные солнечные коллекторы могут использоваться взаимозаменяемо в зависимости от критериев интеграции, хотя вертикальные имеют лучшую производительность.
Аккумулятор: аккумулятор — это бак, в котором хранится нагретая вода. Этот тип сборки позволяет использовать вариант прочности с точки зрения аккумулятора, поскольку циркуляционный насос будет пропускать воду через теплообменник, в который он встроен, или от внешнего теплообменника для установок с большими объемами аккумулирования.
Система управления принудительной циркуляцией для солнечного водонагревателя
В устройствах с принудительной циркуляцией насос должен управлять таким образом, чтобы вода приводилась в движение только тогда, когда это может быть выигрыш в энергии (время, когда солнечный свет и, следовательно, датчики температуры жидкости превышают аккумулятора). Избегайте потерь энергии в ночное время или когда получаемое солнечное излучение недостаточно.
Дифференциальный термостат является устройством, отвечающим за эту функцию. Дифференциальный термостат постоянно сравнивает температуры коллектора и аккумулятора, включая или выключая насос в зависимости от того, какая температура выше.
Элементы безопасности принудительной циркуляции для солнечного водонагревателя
Для защиты солнечного коллектора от избыточного давления необходимо обязательно установить предохранительный клапан в каждой группе или ряду солнечных панелей.
С другой стороны, первичный контур будет оборудован группой безопасности, которая будет состоять как минимум из: расширительного бака, предохранительного клапана и манометра.
Также на этих объектах будут установлены системы активной защиты от низких температур (мороз) или от высоких (перегрев).
Циркуляционная группа
Циркуляционная группа является важным элементом принудительной циркуляции солнечного водонагревателя. Это элемент, который обеспечивает циркуляцию жидкости в контуре, обычно это насос.
Циркуляционная группа обычно располагается в нижней части аккумулятора (холодная зона), ближе к нижней части коллекторов. Кроме того, у вас будут следующие элементы:
- Электромеханический циркуляционный насос для замкнутых контуров того типа, который используется в отопительных контурах.
- Обратный клапан для предотвращения неконтролируемой обратной циркуляции.
- Регулятор расхода, позволяющий регулировать расход контура.
- Фильтр, который гарантирует долговечность элементов схемы.
Разница между системами лучистого отопления открытого и закрытого контура
Несколько десятилетий назад PEX заменил полибутилен (ПБ) в установках лучистого отопления открытого и закрытого типа, и ландшафт геотермальных систем отопления изменился навсегда.Этому развитию способствовали многие причины, но изменение было неизбежным.
Трубка PEX является гибкой, простой в установке и обладает всеми характеристиками, необходимыми для создания успешной системы лучистого отопления с открытым или закрытым контуром. То, что они менее жесткие, чем металлические трубы, дает им огромное преимущество. Он намного лучше, чем его конкуренты, справляется с колебаниями температуры в системах лучистого отопления. Он невосприимчив к коррозии и не требует дополнительных химикатов, поскольку установщики PEX могут запускать PEX в очень длительных условиях.Вместо методов цементации с использованием растворителя или термоплавления, стыки формируются с помощью различных методов механического сжатия. Он устойчив к замерзанию и разрушению, что является еще одним огромным преимуществом при работе с трубопроводами из полиэтиленгликоля, которые могут быть закопаны глубоко под землей или помещены в бетонные массы, называемые гипсобетоном или гипсокартоном.
Системы геотермального отопления могут быть вырыты из траншей, вырыты в глубоких руслах или пробурены. Например, в системах с открытым контуром для перекачки воды из водоносного горизонта обычно используется колодец, который проходит через теплообменник насоса, а затем сбрасывает воду в другой колодец или близлежащую реку.Теоретически он намного более эффективен, чем системы с замкнутым контуром, потому что он отводит тепло из постоянного потока воды из глубины земли. Однако в настоящее время во многих частях страны системы с открытым контуром запрещены из-за проблем с качеством воды.
ТрубкиPEX одобрены для использования в системах водяного отопления (с открытым или закрытым контуром) во всех моделях сантехнических и механических кодексов США. В системе с замкнутым контуром в качестве теплообменника используется непрерывный контур из труб PEX. Трубка подсоединяется к тепловому насосу, и с подходящим раствором антифриза он циркулирует повсюду.В отличие от разомкнутой системы, которая потребляет воду из колодца, замкнутая система пересчитывает свой теплопередающий раствор в трубе; работа в закрытой системе управления. Приблизительно для эффективного теплообмена необходимо от двух до трех галлонов в минуту на тонну мощности.
В закрытой системе вероятность появления вредных бактерий намного меньше. На веб-сайтах федеральных Центров по контролю за заболеваниями (www.cdc.gov) сообщается, что ежегодно от 8000 до 18000 человек заболевают болезнью легионеров, причем болезнь приводит к летальному исходу в 5–30 процентах случаев.
Компоненты системы в замкнутой системе дешевле, чем в разомкнутой системе, поскольку для нее требуются фитинги из бронзы или нержавеющей стали вместо чугуна. Системы с замкнутым контуром стали наиболее распространенными видами геотермального отопления. При правильной установке замкнутая система экономична и надежна.
Связанные документы:
Проектирование эффективной системы лучистого теплого пола
Описание системы лучистого отопления: нагреватели и циркуляторы
Описание системы лучистого отопления: смешивание впрыска
Описание лучистого отопления: методы теплопередачи
Наружные деревянные печи с теплоизоляцией PEX
Использование геотермальной энергии тепловой насос для системы лучистого отопления пола
Зональные клапаны в системе лучистого отопления
— обзор
7.5.1 Комбинирование технологий
Согласно Калогиру и Трипанагностопулосу (2006), более ранние концепции гибридных фотоэлектрических систем и тепловизоров были опубликованы в 1978 году, а первая коммерческая термосифонная система этого типа была опубликована примерно 20 лет спустя. Фотоэлектрические элементы преобразуют солнечное излучение в электричество, и элементы соединяются, образуя фотоэлектрические модули, которые, в свою очередь, также сгруппированы последовательно или параллельно или в комбинации как последовательного, так и параллельного (Tiwari, Mishra, & Solanki, 2011). Рис. 7.15 показывает PV / T.
Рисунок 7.15. Фотоэлектрический / тепловой коллектор.
На рис. 7.15 показаны фотоэлектрические медные трубы для горячего водоснабжения, электрические соединения и фотоэлектрические гирлянды. Типичный фотоэлектрический преобразователь предназначен для выработки электроэнергии через фотоэлементы и одновременной передачи тепла, поглощенного элементами, а не преобразованного в электричество, посредством такой среды, как воздух или вода, для немедленного использования или резервирования в системе горячего водоснабжения. бак. Тепло в фотоэлектрическом модуле возникает из-за того, что элементы не могут преобразовывать солнечное излучение всех длин волн в электричество.Удаление тепла полезно не только для подачи горячей воды, но, главным образом, для поддержания разумной эффективности элементов, поскольку выходная электрическая мощность может упасть на 0,2–0,5% на каждый 1 ° C повышения температуры фотоэлектрического модуля, как заявили Макки, Омер. , и Сабир (2015). Более высокая удельная теплоемкость воды по сравнению с воздушной средой, а также меньшие колебания температуры, делает жидкость более подходящей в качестве рабочего тела для гибридных коллекторов, что обеспечивает некоторую гибкость конструкции, как показано на рис.7.16.
Рисунок 7.16. Поперечные сечения фотоэлектрических / тепловых коллекторов с водой в качестве рабочего тела (а) Конструкция в виде листов и труб. (б) Коробчатая конструкция канала. (c) Канал над фотоэлектрической конструкцией. (d) Канал ниже PV (прозрачный) дизайн (Chow, 2010).
Первый тип коллектора, показанный на рис. 7.16, пластинчатый и трубчатый, представляет собой наиболее распространенную конструкцию с пластиной и трубками абсорбера, такую как широко распространенный FPC. Иначе и быть не могло; Имея это в виду, Флоршуец (1979), Лалович, Кисс и Виклием (1986), Агарвал и Гарг (1994), а также Гарг и Агарвал (1995) задумали свои исследования PV / Ts, моделируя PV / Ts из труб и листов. путем наклеивания фотоэлементов на пластину.Циркуляция жидкости достигается за счет эффекта термосифона и силы тяжести. Даже при высокой применимости FPC в качестве опоры для фотоэлементов, второй тип, конструкция коробчатого канала, был усовершенствован Чоу, Хе и Джи (2006) за счет использования модулей коробчатой конструкции из экструдированного алюминиевого сплава в качестве поглотителя. материала и фотоэлектрического модуля над ним, достигая мгновенного теплового и электрического КПД до 76,3% и 12,3% соответственно. Тем не менее, упаковка коллектора PV / T создает большее количество слоев, как показано на рис.7.17.
Рисунок 7.17. Составляющие слои фотоэлектрического / теплового коллектора (Chow et al., 2006). EVA , этиленвинилацетат; TPT , Тедлар – полиэстер – Тедлар.
Сверху вниз коллектор PV / T на рис. 7.17 имеет первый слой из стекла и второй слой воздуха, прозрачный слой приклеенного TPT (тедлар – полиэстер – тедлар) и EVA (этиленвинилацетат), инкапсулирующий ламинированный фотоэлемент с другим слоем EVA и непрозрачным TPT под ним. TPT обеспечивает хорошую электрическую изоляцию, а EVA — адгезию к пластине абсорбера.Силиконовый гель — это альтернативный герметизирующий материал для EVA, используемый для герметизации ячейки в раме, укрепления против высоких температур, УФ-излучения и других агрессивных агентов. Гибридный коллектор готов с добавлением остальных компонентов, абсорбирующей пластины, изоляционного материала, задней крышки и тепловой части.
Что касается фотоэлектрического материала, то существует два производственных процесса, один из которых требует больших затрат энергии и дает кристаллический монокристалл кремния или моно (sc-Si) и поликристаллический, а другой состоит из тонкопленочных солнечных элементов, наиболее финансируемых. это аморфный кремний, медь-индий-диселенид, медь-галлий-диселенид, медь-индий-галлий-диселенид и кадмий-теллурид, которые достаточно тонкие, чтобы быть гибкими.Кристаллические кремниевые фотоэлементы преобразуют весь видимый спектр и часть инфракрасного солнечного излучения в электричество, как показано на рис. 7.18, с более длинными волнами без достаточной энергии для возбуждения электронов в полупроводнике фотоэлектрического устройства, тогда как аморфные элементы работают в более узкий диапазон, не заготовка в инфракрасном диапазоне.
Рисунок 7.18. Спектральный отклик аморфного (a-Si) и поликристаллического (Poly) кремния (Sirisamphanwong & amp; Ketjoy, 2012).
Наиболее важной характеристикой фотоэлементов является эффективность ( η el ) в преобразовании солнечного излучения в электрическую энергию, при этом sc-Si занимает первое место в рейтинге.Вторым важным фактором для PV / T является температурный коэффициент ( β ). В регионах, где элементы работают при высоких температурах, что является обычным явлением в местах с высокими уровнями солнечного излучения и температур, происходит более интенсивное ухудшение не только эффективности преобразования, но и срока их службы. Как утверждают Макки и др. (2015), мощность фотоэлектрической панели уменьшается с повышением температуры из-за темнового тока насыщения p − n-перехода, который вызывает линейное уменьшение напряжения холостого хода, несмотря на увеличение тока.Более того, поскольку конструкция фотоэлектрических модулей имеет ряд ячеек, соединенных последовательно для получения необходимого значения напряжения, выходное напряжение увеличивается по мере уменьшения тока, чтобы минимизировать омические потери. Поскольку результирующий ток в последовательной цепочке определяется ячейкой, имеющей наименьший ток, эта ячейка будет иметь самую высокую температуру и ограничит эффективность всей цепочки. В конце концов, поддержание низкой и однородной температуры по всей струне поможет сохранить ее высокие характеристики.Таким образом, охлаждение фотоэлектрического модуля путем отвода ненужного тепла является задачей тепловой части фотоэлектрического модуля.
Толщина элемента также является важным фактором не только как проблема, связанная с затратами, но также как увеличение массы аккумулирующего тепла, которое необходимо отводить с помощью HTF. Чем тоньше ячейка, тем она гибче и не требует жесткой подложки, как другие типы полупроводников. Однако тепловое воздействие на PV / T-клетки делает его анализ более сложным, чем в других пассивных коллекторах.
Продувка гидравлического контура: основы
Предполагается, что почти все жидкостные системы отопления и охлаждения с замкнутым контуром должны быть заполнены водой или смесью воды и антифриза. Единственный преднамеренный воздух в системе находится в расширительном баке.
Единственное исключение из вышеперечисленного — это солнечная тепловая система с замкнутым контуром и обратным дренажом, в которой объем воздуха улавливается и регулируется внутри системы. Этот воздух неоднократно используется для замены воды в солнечных коллекторах, когда они сливаются в конце каждого цикла сбора солнечной энергии.
Сравните идею системы, заполненной жидкостью, с тем фактом, что она начинает свой срок службы полностью заполненной воздухом. Перевод недавно созданной гидронной системы или старой системы, которая была осушена, с наполненной воздухом на наполненную водой, называется «продувкой». Эффективность продувки играет важную роль в надежной и эффективной работе системы.
Практически все современные гидравлические системы используют два метода удаления воздуха и подачи воды в систему. Первый называется «принудительная продувка жидкостью», второй — «устранение микропузырьков».«Вместе эти методы могут быстро привести систему в рабочее состояние и гарантировать, что она останется практически безвоздушной в течение всего срока службы.
СТАРЫЕ ДНИ
Рисунок 1
Удаление воздуха из гидравлических систем не всегда было простым делом. Когда я начал работать с этими системами в конце 1970-х годов, обычным методом продувки было заполнение системы снизу вверх, рассчитывая, что воздух выходит через несколько вентиляционных отверстий, или через «выпускные» клапаны на излучателях тепла, или в других местах. высокие точки в трубопроводе.
Представьте себе сценарий, в котором каждая из нескольких плинтусов с ребристыми трубами имеет тройник плинтуса и спускной клапан с ручным управлением на конце элемента с ребристыми трубами. На рис. 1 показаны эти фитинги и их типичная установка.
Установщик открывает все спускные клапаны перед тем, как впустить воду в систему. Вода под давлением вводится в нижнюю часть системы путем открытия рычага «быстрого наполнения» на редукционном клапане системы или путем открытия шарового клапана, который обходит редукционный клапан.Под действием давления в водопроводной системе здания вода течет по трубопроводу, в конечном итоге попадает в открытые спускные клапаны и разбрызгивает крошечные отверстия в боковых сторонах этих клапанов.
Связано: Не допускать попадания тепла, производимого вспомогательными котлами, из аккумуляторов тепла
Уловка состоит в том, чтобы поймать эти потоки воды до того, как они устроят беспорядок. Это довольно сложно сделать, когда вода выходит из четырех или пяти спускных клапанов одновременно в нескольких местах в здании.Если отверстие в спускном клапане выходит наружу, в некоторых случаях можно поставить перед каждым клапаном банку с кофе и удерживать ее на месте с помощью куска проволоки. Тем не менее, это утомительный подход к очистке.
Даже после того, как большая часть объемного воздуха в системе удалена, растворенным молекулам кислорода, азота и других газовых примесей в воде требуется время, чтобы слиться в пузырьки, достаточно большие, чтобы их захватить и выбросить из системы чугуном. совки.
Рисунок 2
Старые методы продувки, которые в основном основывались на удалении воздуха из верхних точек системы, были медленными и неэффективными.
Сегодня в отрасли гидроники есть новое оборудование и методы, которые позволяют быстро и эффективно удалять воздух, поскольку система заполнена водой. Одно из современных аппаратных устройств, которое сейчас обычно используется, — это продувочный клапан, пример которого показан на Рисунке 2.
Продувочные клапаны объединяют два шаровых клапана в единый корпус. Один шаровой клапан расположен на одной линии с продуваемым трубопроводом, другой расположен в боковом сливном отверстии, которое заканчивается наружной резьбой шланга и колпачком.
При использовании в одноконтурной гидравлической системе необходимо установить продувочный клапан, как показано на рисунке 3.
УДАЛЕНИЕ НАСОСНОГО ВОЗДУХА
Рисунок 3
Для заполнения и продувки контура закройте линейный шар на продувочном клапане, откройте шар бокового порта и подсоедините шланг к боковому отверстию, как показано на Рисунке 3. Откройте рычаг быстрого заполнения на редукционном клапане системы, и если байпасный шаровой кран установлен как показано на рисунке 3, откройте его.
Вода под давлением из водопровода холодной воды здания поступает в систему сразу после продувочного клапана и течет через контур по часовой стрелке, как показано на рисунке 3.Закрытый линейный шар в продувочном клапане предотвращает «короткое замыкание» воды в сливное отверстие.
Ключом к хорошей продувке является создание высокой скорости потока воды через контур. Я предлагаю скорость воды не менее четырех футов в секунду через трубопровод во время продувки. Это позволяет воде действовать как жидкостный поршень, выталкивая большую часть воздуха в трубопроводе и компонентах впереди себя и, в конечном итоге, обратно к продувочному клапану. Затем воздух выходит через боковое отверстие продувочного клапана.В течение нескольких секунд поток воды следует за воздухом из бокового порта и через шланг, ведущий к улавливающему ведру или сливу. В этот момент можно включить циркуляционный насос системы, чтобы еще больше увеличить скорость потока через контур.
По теме: Пошаговая подготовка: Подготовка конденсационных котлов к зиме
Как только в существующем водяном потоке в течение нескольких секунд не будет видимых пузырьков, боковое отверстие продувочного клапана закрывается.Давление в системе немедленно возрастет, поскольку давление воды в здании подталкивает больше воды в систему и сжимает диафрагму в расширительном баке. Важно закрыть байпасный шаровой клапан быстрого заполнения на впускном трубопроводе холодной воды в течение секунды или двух после закрытия бокового отверстия продувочного клапана. В противном случае давление в контуре может превысить номинальное давление предохранительного клапана, что приведет к вытеканию воды из последнего. Если это произойдет, откройте боковое отверстие продувочного клапана до тех пор, пока в системе не упадет желаемое статическое давление.
Описанный процесс позволяет быстро удалить большую часть воздуха из системы на начальном этапе. Мой опыт показывает, что использование такого подхода к принудительной промывке жидкостью устраняет необходимость стравливать воздух из высоких вентиляционных отверстий. Быстро движущаяся вода может проталкивать воздух через систему в любом направлении, в том числе прямо вниз и, в конечном итоге, из продувочного клапана.
ФИНАЛЬНЫЙ СКРАБ
Процесс надлежащей «деаэрации» гидравлической системы не заканчивается принудительной продувкой жидкости.Холодная вода, которая сейчас заполняет систему, по-прежнему содержит от двух до четырех процентов молекул растворенного газа, включая кислород, азот и небольшие количества других газов. Вы не можете увидеть этот молекулярный «воздух», но он начнет играть, как только вода нагреется. Хорошо спроектированные системы готовы быстро захватить и выбросить его.
Система, показанная на Рисунке 3, также включает в себя микропузырьковый сепаратор воздуха. Это устройство содержит коалесцирующую среду, которая заставляет молекулы растворенного газа образовывать крошечные микропузырьки.Коалесцирующая среда также обеспечивает пути для этих микропузырьков, которые поднимаются над зоной активного потока в сепараторе и сливаются вместе наверху. После того, как небольшой объем воздуха собирается в верхней части сепаратора, он выбрасывается через поплавковый клапан. Давление в системе — это то, что выталкивает захваченный воздух.
Микропузырьковые воздушные сепараторы являются огромным улучшением по сравнению с устаревшими чугунными воздухозаборниками и, на мой взгляд, должны использоваться в каждой современной гидравлической системе.
Удаление растворенных газов из системной жидкости занимает время, иногда несколько дней. Эффективность удаления растворенного газа значительно повышается, если жидкость в системе нагревается. Горячая вода (или горячие растворы антифриза) не может удерживать столько растворенного газа, как холодная вода, и более охотно отдает растворенный воздух, когда он проходит через воздушный сепаратор. В конечном итоге микропузырьковый воздушный сепаратор в сочетании с автоматической системой подпитки или автоматическим устройством подачи жидкости снижает содержание воздуха в системе до незначительного уровня и удерживает его на нем.
СИСТЕМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ЗОНАМИ
Рисунок 4
Большинство современных гидравлических систем не так просты, как показанная на рисунке 3. Эти системы содержат несколько контуров зон или другие параллельные пути трубопроводов. Наиболее эффективным способом продувки систем является установка продувочного клапана на обратном конце каждого контура, как показано на Рисунке 4.
Процедура продувки очень похожа на описанную ранее. Отличие заключается в том, что продувка каждого контура зоны осуществляется по очереди.Это обеспечивает максимально возможную скорость потока через каждый контур и наиболее эффективное удаление объемного воздуха. Когда продувочный клапан на обратной линии одной зоны имеет обратный поток без пузырьков, закройте линейный шар на продувочном клапане и остановите подачу холодной воды в систему подпиточной воды.
Переместите шланг к следующему продувочному клапану и повторите процедуру. Продолжайте делать это, пока не очистите каждую зону. После нагнетания воды в каждую зону можно также включить циркуляционный насос для дальнейшего увеличения скорости продувки.Воздушный сепаратор с микропузырьками выполнит окончательную очистку, улавливая растворенные газы и выбрасывая их из системы.
P / S ПРОДУВКА
Рисунок 5
В случае первичных вторичных систем я рекомендую использовать продувочный клапан на обратной стороне каждого вторичного контура, как показано на Рисунке 5.
Такой подход устраняет необходимость в шаровом клапане между каждым набором близко расположенных тройников — единственная цель которого — проталкивать воду через вторичный контур во время продувки.Комбинация продувочного клапана на обратной стороне вторичного контура вместе с изолирующими фланцами на каждом вторичном циркуляционном насосе позволяет при необходимости полностью изолировать каждый вторичный контур для обслуживания.
Начните процедуру продувки, отключив все вторичные контуры, затем прочистите первичный контур, используя ранее описанную процедуру. После продувки первичного контура установите еще один шланг и продуйте каждый вторичный контур индивидуально.
НАПОРНАЯ ПРОДУВКА
Рисунок 6
Некоторые гидравлические системы могут не иметь доступа к системам подачи холодной воды под давлением для продувки.Другие системы, возможно, потребуется заполнить и промыть предварительно приготовленным раствором антифриза. Оба эти сценария можно решить с помощью продувочного клапана с двумя отверстиями, такого как показанный на Рисунке 6.
Двухходовые продувочные клапаны объединяют два шаровых клапана с боковыми отверстиями с одним линейным шаровым клапаном. Один боковой порт пропускает жидкость (воду или раствор антифриза) в систему. Другой выпускает воздух из системы. Типичная схема, использующая продувочный клапан с двумя отверстиями, показана на Рисунке 7.
Погружной насос используется для нагнетания жидкости в контур и вокруг него.Воздух выходит из входного бокового отверстия продувочного клапана. В конце концов, поток текучей среды течет из выходного отверстия и возвращается в резервуар для текучей среды. Важно, чтобы конец возвратного шланга находился ниже уровня жидкости в резервуаре, чтобы избежать образования пузырьков, которые втягиваются обратно в продувочный насос. Продувочный насос работает до тех пор, пока в обратном потоке не будут пузырьки в течение нескольких секунд. В этот момент выпускное отверстие продувочного клапана закрывается. Это позволяет продувочному насосу увеличивать давление в системе.Жидкость нагнетается в расширительный бак до тех пор, пока давление в системе не достигнет максимального (отсутствия потока) давления продувочного насоса. Последний шаг — закрыть впускное отверстие на продувочном клапане и выключить продувочный насос. Если в контуре требуется дополнительное давление, можно добавить больше жидкости с помощью ручного насоса.
Рисунок 7
С помощью современного оборудования и методов можно эффективно удалить воздух практически из любой гидравлической системы и сохранить в этой системе практически свободный воздух в течение всего срока ее службы.
Джон Зигенталер, П.Е., окончил политехнический институт Ренсселера по специальности машиностроение и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более 34 лет опыта в проектировании современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» была выпущена недавно (дополнительную информацию см. На сайте www.hydronicpros.com).
Объявление
Циркуляционный насос | КСБ
Циркуляционные насосы — это центробежные насосы, предназначенные для создания принудительной циркуляции в замкнутой системе.Примерами являются системы отопления для горячей воды (см. Циркуляционный насос) или высокотемпературной горячей воды при температурах выше 120 ° C (см. Насос для горячей воды), системы теплопередачи (см. Теплопередающий насос), котлы с принудительной циркуляцией (см. Рис. Циркуляционный насос ) и контуры реактора (см. Насос реактора). Они также используются в открытых системах (например, в системах фильтрации плавательных бассейнов). См. Рис. 1 Циркуляционный насос
Конструкция циркуляционного насоса часто определяется часто высокой температурой перекачиваемой жидкости и относительно низким напором (по отношению к давлению в системе), который соответствует потерям напора (см. Потеря давления) в циркуляционной системе.В замкнутых насосных контурах используются разные типы циркуляционных насосов
: циркуляционные насосы с уплотнением вала или без него, а также специальные конструкции.
Циркуляционный насос с уплотнением вала
Циркуляционные насосы с уплотнением вала часто представляют собой горизонтальные насосы с приводом от электродвигателей (см. Привод) или паровых турбин. Валы их насосов защищены от полного давления закрытой системы охлаждаемыми сальниками или механическими уплотнениями. Упорный подшипник (см. Подшипник качения) должен быть особенно прочным, чтобы выдерживать высокое статическое осевое усилие. См. Рис. 2 Циркуляционный насос
Этот тип насоса обычно является экономичным решением для системного давления до 100 бар. Для более высоких давлений в системе используются циркуляционные насосы без уплотнения вала.
Циркуляционный насос без уплотнения вала
Циркуляционные насосы без уплотнения также называются циркуляционными насосами с мокрым ротором. Часто это вертикальные насосы, приводимые в движение двигателями с мокрым ротором с баком или без него (см. Герметичный моторный насос). См. Рис. 3 Циркуляционный насос
Насос и электродвигатель заключены в общий герметичный корпус с тепловым барьером между насосной и моторной секциями.Тепловой барьер, который может быть активным или пассивным, позволяет насосному агрегату работать с жидкостями с температурами до 420 ° C.
Подшипники (см. Подшипник скольжения) смазываются перекачиваемой жидкостью. Давление в системе практически не ограничено. Полностью герметичная конструкция делает эти насосы пригодными для работы с опасными или ценными жидкостями.
Специальные конструкции циркуляционных насосов
Циркуляционные насосы также могут быть специально разработаны для конкретных применений:
- Со специальными рабочими колесами для смесей или суспензий жидкость / газ
- С системами уплотнения, включающими газовую подушку или отвечающими другим специальным требованиям ядерного реактора технология
- С нагревательными приборами для быстро затвердевающих жидкостей
- С защитной футеровкой, предотвращающей эрозию
- Взрывозащищенные конструкции (см. Взрывозащита)
Инжир.1 Циркуляционный насос: самовсасывающий циркуляционный насос из пластика для систем фильтрации плавательных бассейнов.
Рис.2 Циркуляционный насос: Горизонтальный насос с охлаждаемым уплотнением вала для котельных установок с принудительной циркуляцией
Рис. 3 Циркуляционный насос: Вертикальный насос, циркуляционный насос с мокрым ротором и тепловым барьером для паровых электростанций.
Комбинированные патенты на радиаторы и котлы и заявки на патенты (класс 237/7)
Номер патента: 8070482
Реферат: Система обнаружения и анализа пламени газа или мазута с использованием оптических устройств, состоящая из датчика, который нацеливается на зону реакции пламени через оптический доступ, модуля обработки и управления и исполнительного механизма, отвечающего за управление заслонкой. .Система оптимизирует работу оборудования для сжигания за счет управления заслонкой, улучшая производительность и снижая выбросы загрязняющих веществ.
Тип: Грант
Зарегистрирован: 16 июня 2008 г.
Дата патента: 6 декабря 2011 г.
Правопреемников: Universidad de Concepción, Universidad de la Frontera, ANWO S.А
Изобретателей: Оскар Франсиско Фариас Фуэнтес, Даниэль Херонимо Сбарбаро Хофер, Робинсон Эухенио Бетанкур Астете
4 сценария и 4 решения
В этой статье я расскажу о том, как удалить воздух из системы отопления.Поскольку отопительный контур может иметь различную конфигурацию и отвечает за отопление квартиры или частного дома, нам с читателем придется познакомиться с несколькими решениями разной сложности.
Зачем это нужно
Многоквартирный дом
Начну издалека.
Чтобы батареи на всех этажах и во всех квартирах отапливались, они должны иметь постоянную циркуляцию.
Как правило, в многоквартирном доме эту роль играет обычная вода.
Перепад давления между линиями теплотрассы (подающей и обратной) в штатном режиме не менее 2 кгс / см2. Однако горячая вода из водопровода поступает в отопительный контур не напрямую из теплотрассы, а после смешивания с водой из обратной. За приготовление смеси отвечает водоструйный элеватор — чугунный или стальной тройник с размещенным внутри соплом.
Водоструйный лифт — это сердце системы отопления дома.
Рециркуляция части теплоносителя обеспечивает максимальную скорость ее движения в контуре и минимальный разброс температур между первым и последним нагревательными приборами в направлении движения воды.
Перепад давления смеси, поступающей в батареи и обратки, намного меньше, чем между линиями теплотрасс: он составляет всего 0,2 кгс / см2, что соответствует напору водяного столба в два метра. Воздушность в системе отопления просто не позволит воде циркулировать: такая небольшая разница не сможет сдавить шлюз вниз из-за значительной разницы в плотности между воздухом и водой.
Для снятия шлюза гидравлический напор в метрах должен превышать высоту контура (в многоквартирном доме — высоту стояков от засыпки).
Автономная схема
Для автономной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя картина иная. В большинстве случаев напор, создаваемый циркуляционным насосом, превышает высоту контура, и он вполне может работать, даже если в трубах есть воздух.
Схема отопления двухэтажного дома.Максимальный перепад высоты около 4 метров.
Однако при движении пузырьков воздуха в трубах и радиаторах неизбежно возникает гидравлический шум. Владельцу вряд ли понравятся непрерывно исходящие от аккумулятора булькающие звуки.
Кроме того, воздух способствует коррозии стальных элементов контура — черных стальных труб, стальных панельных радиаторов и биметаллических сердечников батарей. При отсутствии кислорода контакт с водой не приводит к образованию ржавчины. .
Откуда берется воздух
Вот основные причины образования шлюза:
- Замена отопительных приборов в квартирах. Выполняется в основном летом, вне отопительного сезона. После опрессовки стояк просто наполняется водой, а выход воздуха из него благополучно оставляют для падения;
- Ревизия арматуры на стояках. Связано с необходимостью полностью осушить отопительный контур;
- Ревизия арматуры в элеваторном агрегате.Опять же, контур отопления полностью сбрасывается;
- Утечки воды через резьбовые соединения с нарушенной герметичностью, межсекционные соединения радиаторов, уплотнения клапанов, свищи в трубах и т. Д. При закрытых и исправных клапанах в элеваторе они приводят к постепенному падению давления в контуре. Стоит приоткрыть омыватель или кран Маевского на одном из верхних этажей — и возникший в верхней части контура вакуум будет засасывать воздух.
Сценарий 1: многоквартирный дом, нижнее заполнение
Схема заливки снизу — наиболее типичное решение для современных домов.И обратная, и подающая трубы расположены в подвале. Подсоединенные к заливке стояки соединяются попарно (подача с возвратом) перемычкой на верхнем этаже или на чердаке.
Решение 1. Запустите лифт для сброса
Удаление воздуха из системы отопления осуществляется работниками ЖКХ на этапе пуска полностью или частично разряженного контура.
Для этого он обойден для сброса:
- Один из вентилей дома открывается, второй остается закрытым;
- Перед закрытым вентилем на стороне отопительного контура открывается слив, подключенный к канализации.
Выпуск большей части воздуха подтверждается равномерным, без пузырьков воздуха потоком воды в выпускном отверстии.
Решение 2: вентиляционные отверстия
Воздухоотводчик всегда устанавливается в верхней точке каждой пары стояков (в пробке радиатора или на перемычке, выведенной к потолку) в нижних системах заполнения. Это не обязательно специально разработанный для стравливания воздуха клапан Маевского: его с успехом можно заменить шаровым краном, винтовой или водяной арматурой, установленной носиком вверх.
Выход воздуха из стояка выглядит так:
- Слегка откройте кран (не более чем на один оборот). Вы должны услышать шипение выходящего воздуха;
- Подставьте под нее любую широкую посуду. Таз или ведро избавят вас от необходимости вытирать лужу на полу;
- Подождите, пока воздух не заменится водой;
- Закройте кран. Стояк должен прогреться в течение 5-10 минут. Если этого не произошло, снова стравите воздух: возможно, начавшаяся циркуляция вытеснила новые пузырьки воздуха в верхнюю точку участка контура.
Несколько важных моментов:
- Никогда полностью не выкручивайте винт в клапане Маевского. При давлении 5-6 атмосфер и хлынувшем из отверстия кипятке у вас нет ни малейшего шанса ввернуть его обратно. Последствием необдуманных действий станет затопление вашей квартиры и квартир под вами горячей и грязной водой;
- Не откручивайте сам дефлектор под давлением. Даже пол-оборота: вы не знаете, в каком состоянии находится его нить.При неисправности сливного клапана на отопление перед его ремонтом или заменой необходимо перекрыть оба парных стояка и проследить, чтобы вентили на них задерживали воду;
- Если вы живете на верхнем этаже, убедитесь, что у вас есть чем открыть вентиляционное отверстие до начала отопительного сезона. Современные краны Маевского можно открыть своими руками или отверткой, но в старых домах может понадобиться специальный ключ;
Это легко сделать, взяв стальной стержень подходящего диаметра и сделав надрез на его конце.
Решение 3. Обведите стояк для разгрузки
Основная проблема дефлекторов нижнего этажа как раз в том, что они расположены в квартире верхнего этажа. Что делать, если его жильцы хронически находятся вдали от дома?
Парные стояки можно попробовать обвести из подвала.
Для этого:
- Осматриваем стояки. После клапанов можно установить сливы или заглушки. В первом случае затрат не будет, во втором нужно приобрести шаровой кран с резьбой папа-мама такого же размера, как и заглушки;
- Закрываем задвижки на обоих стояках;
- Откручиваем заглушку на одном из них;
Отвинтив один-два оборота, дождитесь, пока давление воды, попадающей на нить, упадет.Это обеспечит правильную работу клапанов на стояках.
- Вкручиваем шаровой кран вместо заглушки, предварительно намотав резьбу;
- Полностью открыть установленную вентиляцию;
- Открываем вентиль на втором стояке. После того, как давление воды вытеснит весь воздух, закройте вентиляционное отверстие и откройте второй стояк.
Тут есть тонкости:
- Если все радиаторы расположены на подающем стояке, а обратный стояк не работает (без нагревательных устройств), поместите вентиляционное отверстие на обратном трубопроводе.В этом случае гарантированно выходит весь воздух. При наличии аккумуляторов на обоих парных стояках образовавшийся шлюз не всегда удается вытолкнуть;
- Если вам не удалось обойти стояки в одном направлении, переместите вентиляционное отверстие на второй стояк и дистиллируйте воду с противоположной стороны;
- Если на стояках установлены винтовые клапаны, избегайте протекания воды через них в направлении, противоположном стрелке на корпусе. Попытка открыть клапан давлением, прижатым клапаном к седлу, чревата отрывом клапана от штока.Чтобы устранить проблему, часто бывает необходимо перезагрузить всю систему отопления дома.
Сценарий 2: многоквартирный дом, верхнее заполнение
Что такое дом с верхним ящиком?
Вот его знаки:
- Входное наполнение находится на техническом чердаке, обратное — в подвале или под землей;
- Каждый стояк представляет собой перемычку между ними и отключается в двух местах — снизу и сверху;
- Подача корма уложена с небольшим уклоном;
- Расширительный бак с предохранительным клапаном расположен в верхней точке загрузочного отверстия.Часто слив сбрасывается через все этажи в подвал, в лифт или как можно ближе к нему.
Где расположены вентиляционные отверстия в системе обогрева верхнего наполнения?
Функцию дефлекторов выполняет тот же дефлектор на расширительном бачке. Выход слива в подвал позволяет легче запустить отопление в начале сезона, но и без него это несложно.
Решение 4: удаление воздуха из расширительного бачка
Вот инструкции по запуску и запуску системы верхнего наполнения:
- Медленно (во избежание гидравлического удара) заполните систему отопления, слегка приоткрыв в доме (между лифтовой установкой и контуром отопления) подающий или обратный клапан;
- Когда система отопления заполнится, полностью откройте второй вентиль;
- Через 5-10 минут откройте вентиль расширительного бачка и подождите, пока из него не пойдет вода, а не воздух.
Сценарий 3: открытая система отопления одноквартирного дома
Открытая система работает при давлении, соответствующем высоте водяного столба между нижней и верхней точками контура.
Заливка укладывается с постоянным уклоном, а в ее верхней точке монтируется открытый расширительный бачок.
Совмещает сразу несколько функций:
- Сам расширительный бачок, компенсирующий увеличение объема теплоносителя при нагреве;
- Клапан предохранительный, сбрасывающий избыточное давление при закипании теплоносителя в теплообменнике котла;
- Вентиляционное отверстие.Весь воздух вытесняется в верхнюю часть контура, в расширительный бак и далее в атмосферу.
Очевидно, для такой схемы нужны дополнительные форточки примерно как рыба-зонтик. Однако их можно оборудовать отдельными радиаторами отопления, установленными над заливкой: краны Маевского будут удалять воздух из радиатора и заставлять воду циркулировать через оба его коллектора.
Сценарий 4: закрытая система отопления одноквартирного дома
Автоматический воздухоотводчик обычно устанавливается в контуре принудительной циркуляции, работающей при избыточном давлении.Он входит в группу безопасности котла и устанавливается на выходе из его теплообменника.
Некоторые котлы оснащены собственной группой безопасности, расположенной внутри корпуса.
На фото котел, в корпусе которого смонтирована группа безопасности и расширительный бак.
Все нагревательные приборы, расположенные над точками розлива, дополнительно оборудуются собственными автоматическими дефлекторами или кранами Маевского.
Вентиляционное отверстие абсолютно необходимо только для бокового или диагонального подключения радиатора.Двустороннее нижнее соединение позволяет использовать аккумулятор с воздушным охлаждением. Воздух вытесняется в верхний коллектор, по нижнему циркулирует вода, секции нагреваются по всей высоте за счет теплопроводности металла.
Особый случай
В закрытых автономных системах наряду с дефлектором используется еще одно устройство — воздухоотделитель для отопления. Его функция заключается в удалении мелких пузырьков воздуха, насыщении теплоносителя и вызывающих коррозию стальных труб, эрозию рабочего колеса циркуляционного насоса и теплообменника котла.
Удаление воздуха из воздушной камеры сепаратора осуществляет наш старый знакомый — автоматический воздухоотводчик.
За сбор пузырьков воздуха могут отвечать:
- Так называемые PALL — кольца;
- Сетка из нержавеющей стали или меди.
Цена на самые доступные сепараторы при диаметре подключаемого трубопровода 20 мм начинается примерно от 2000 рублей, а польза от них весьма сомнительна.На мой взгляд, в автономной системе отопления без этих устройств вполне можно обойтись.
Сепаратор Flamcovent для линии 1 ». Розничная цена — 5550 руб.
Заключение
Итак, мы успешно изучили причины возникновения воздушных пробок и способы удаления воздуха из системы отопления.