Инструкция по монтажу системы отопления с принудительной циркуляцией

Все большую популярность приобретает система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. И это не удивительно. Принудительная схема имеет множество преимуществ, подходит для отопления домов большой площади, не имеет недостатков обогрева, основанного на принципе самоциркуляции.

Единственным минусом решения является зависимость от наличия электроэнергии, но эта проблема решается установкой ИБП или подключением генератора.

Типы систем с насосной циркуляцией

Автономное водяное отопление с механической циркуляцией имеет хорошие теплотехнические характеристики. Системы обогрева отличают следующие положительные стороны:

• • Принудительная циркуляция теплоносителя в системе отопления – обеспечивает равномерный прогрев всех узлов обогрева, в любой точке, независимо от удаленности от котла. Максимальный перепад температур, при правильно подобранном циркуляционном оборудовании, не более 1°С.

• • Отсутствие жестких требований монтажа – соблюдать уклон трубопровода в системе отопления с насосной циркуляцией нет необходимости. Повороты и другие препятствия не оказывают существенное влияние на интенсивность прогрева.

• Возможность использования различных схем, практически с одинаковой эффективностью и теплоотдачей.

Установка автоматизированной системы отопления полностью оправдана. Существующие недостатки не перекрывают большое количество преимуществ. Не удивительно, что все большее количество потребителей модифицируют системы с естественной циркуляцией, устанавливая насосное оборудование.

Схема отопления одноэтажного или двухэтажного дома, с принудительной циркуляцией, выполняется несколькими способами. При выборе подходящего решения следует обращать внимание на сложность расчетов и проведения монтажных работ, расход строительных материалов и внешний вид конструкции, и возможные трудности во время эксплуатации.

Однотрубная система отопления с насосом

К преимуществам однотрубной схемы системы отопления частного дома, с принудительной циркуляцией, следует отнести следующее:

1. 1. Красивый внешний вид.

1. 1. Экономный расход материалов.

1. Простота монтажа.

Также существуют минусы однотрубной системы:

1. 1. Необходимость тщательных расчетов диаметра сечения трубопровода, мощности циркуляционного котла и других узлов однотрубной системы.

1. 1. Уменьшение эффективности при отоплении помещений большой площади.

1. Неравномерный прогрев радиаторов, расположенных на разных этажах здания.

Существует два основных решения однотрубной системы:

• • Вертикальная развязка – теплоноситель от котла поднимается к высшей точке системы (если есть, на второй этаж), после чего, последовательно подается к каждому радиатору. После этого жидкость подается на первый этаж, цикл повторяется. Остывший теплоноситель подается в котел.
    Закрытая однотрубная система отопления с вертикальной развязкой зачастую используется для 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя. Схема не оправдана в случае одноэтажных строений.
    

     

• Устройство стояков горизонтальной системы – используется в одноэтажных зданиях. При горизонтальной разводке используется последовательная однотрубная схема отопления. Теплоноситель проходит по очереди, через каждый радиатор, после чего, по отдельной трубе возвращается обратно в котел.
  

   

Обвязка радиаторов в однотрубной системе происходит следующим образом:

• • Теплоноситель подается к верхнему входящему патрубку батареи.

• • После прохождения через водяной контур, теплоноситель выводится через выходящий клапан, расположенный внизу, на противоположной боковой стороне радиатора.

• • Дальше цикл повторяется со следующей батареей.

• Последний радиатор подключается к обратному трубопроводу, через который теплоноситель возвращается в котел.
  

   

Выбрать однотрубную схему стоит в случае необходимости обогрева зданий площадью до 150 м². В остальных случаях, стоит выбрать другой вариант разводки.

Двухтрубная система с принудительной циркуляцией

Разветвленная схема двухтрубной системы эффективно справляется с обогревом зданий, имеющих несколько этажей и большую отапливаемую площадь. Принцип работы заключается в том, что для подачи и отвода теплоносителя используются две разных трубы. Система используется для следующих зданий:

• • Закрытая двухтрубная система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией. Используется вертикальная и горизонтальная обвязка. Подача теплоносителя выполняется с нижним, верхним и комбинированным подключением. Для улучшения эстетики, трубы подачи часто прячут в потолок.
    Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией, является наиболее эффективным способом обогрева. При подключении необходимо правильно подобрать насосное оборудование, с необходимым напором водяного столба и пропускной способностью.
    

     

• Отопление одноэтажного дома двухтрубной системой с принудительной циркуляцией. Чаще всего применяется горизонтальная разводка с нижним подключением. Это дает возможность спрятать трубы в пол или закрыть декоративным защитным экраном.
  Подключение радиаторов к двухтрубной системе осуществляется следующим способом. К каждой батарее подходит подающий и обратный трубопровод. Подача подключается к верхнему отводу радиатора, а обратка к нижнему, расположенному по диагонали.
  

   

Двухтрубная система пользуется популярностью благодаря высокой теплоэффективности и равномерному прогреву помещений. Подходит для помещений любой конфигурации и отапливаемой площади.

Открытая система с насосной циркуляцией

Открытая система отопления одноэтажного и двухэтажного дома с принудительной циркуляцией используется при модификации уже существующих разводок с самоциркуляцией теплоносителя. Принцип работы заключается в том, что в схеме предусмотрена установка расширительного бачка открытого типа.

Открытое решение подходит только для энергонезависимых котлов. Большинство современных моделей, выпускаемых производителями, чувствительны к параметрам системы и отказываются работать при недостаточном давлении. Некоторые котлы оснащены встроенным мембранным баком, поэтому не подходят для открытых схем отопления.

В качестве минуса решения следует отметить, что плохое давление в системе с открытым расширительным бачком, наблюдается в каждом втором случае. Данный метод подключения не подходит для помещений с несколькими этажами и большой отапливаемой площадью.

Закрытая система с принудительной циркуляцией

Закрытые однотрубная и двухтрубная системы отопления отличаются тем, что в схеме предусмотрено наличие расширительного мембранного бачка. Преимуществом закрытого решения является высокое давление, создаваемое циркуляционным насосом. В результате отсутствует завоздушивание системы. Внутренний контур радиаторов и труб отопления меньше подвержен коррозии.

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией предусматривает следующие узлы:

• • Расширительный бачок – устанавливается сразу за котлом. В системе закрытого типа необходимость устанавливать бачок в верхней точке водяного контура отсутствует.

• • Разводка – трубы подключаются к радиаторам отопления, любым из перечисленных выше способов.

• Циркуляционный насос – устанавливается на обратный трубопровод, непосредственно перед котлом.

Наибольшая теплоотдача и эффективность достигаются при использовании закрытой двухтрубной системы отопления. При достаточной мощности насоса допускается монтаж однотрубного водяного контура.

Система с нижней разводкой

Подача теплоносителя осуществляется посредством трубопровода, пролегающего на уровне пола. Существует два варианта подключения:

• • Однотрубная отопительная система с нижней разводкой. Принцип работы схемы следующий – теплоноситель поступает в радиатор и отводится с помощью подающего трубопровода. Обратка отсутствует. Последняя батарея подключена к обратке котла и подающему трубопроводу. Разводка осуществляется трубами, лежащими на уровне пола.

• Двухтрубная система отопления с нижней разводкой – подходит для радиаторов с нижним подключением. Подача и обратка проходят по полу. Радиатор подключается к каждой трубе. Преимуществам двухтрубного решения является возможность спрятать трубы в пол или декоративный короб. В качестве недостатков можно выделить большой расход материалов, необходимый для подключения.

Система с верхней разводкой

Однотрубная система с верхней разводкой более эффективна, чем с нижним подключением. Суть схемы заключается в следующем – под потолком или по полу чердачного помещения прокладывают подающий трубопровод. Вниз отходят параллельные вертикальные стояки, от которых расходятся трубы для подключения радиаторов, подключенных последовательно. Обратка устанавливается только на последнюю батарею отопления.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой менее удобна в монтаже и эксплуатации, так как требует одновременной прокладки подающего и обратного трубопровода. Схема работает следующим образом. Теплоноситель подается в трубу разгона, являющейся верхней точкой системы отопления. Оттуда нагретая жидкость разводится по комнатам. Труба монтируется под потолком. Обратка идет на уровне пола. Непосредственно перед котлом устанавливается циркуляционный насос.

Как правильно провести отопление в частном доме – схема с насосом

Чтобы система с принудительной циркуляцией теплоносителя оказалась работоспособной, требуется соблюсти несколько важных требований:

1. 1. Рассчитать диаметр трубопровода.

1. 1. Подобрать наиболее подходящие трубы для отопления.

1. 1. Высчитать параметры необходимого давления.

1. Обеспечить работоспособность схемы при отключении электричества и обезопасить ее от возникновения аварийных ситуаций.

Только выполнив все требования, можно обеспечить достаточную теплоэффективность системы.

Как рассчитать диаметр труб для принудительной циркуляции

Казалось бы, зачем проводить ненужные расчеты. Достаточно установить трубу большого диаметра и это автоматически решить все проблемы. Но основные правила по гидравлике при расчете системы гласят, что чем больше диаметр трубопровода, тем меньше будет давление внутри контура. Следовательно, снизится скорость потока, и уменьшится теплоотдача. В результате, проблема не только не будет решена, но и создаст новые трудности. Поэтому, к расчету диаметра труб следует подойти со всей серьезностью.

Рекомендуемый диаметр труб рассчитывается по следующей формуле:
D = √354•(0,86•Q/∆dt)/V

Под сокращениями в формуле подразумевается:

• • V – скорость водяного потока.

• • ∆dt – разница температуры на подаче и обратке теплоносителя (условно принимается коэффициент 20°С).

• Q – тепловая энергия, отдаваемая системой.

Подставив значения в формуле, можно получить приблизительный диаметр трубопровода для системы с принудительной циркуляцией. Если самостоятельно сделать вычисления достаточно сложно, помогут он-лайн калькуляторы.

Какие трубы применяют для систем с принудительной циркуляцией

В системах с принудительным давлением используют трубопровод, изготовленный из разных материалов. Наибольшей популярностью пользуются следующие виды труб:

• • Стальные трубы – являются одним из наиболее дешевых материалов. Пользуются популярностью благодаря длительному сроку эксплуатации. Монтаж выполняется посредством сварочных работ. С течением времени, увеличивается гидравлическая сопротивляемость, за счет зарастания внутреннего контура.

• • Полипропилен – имеет длительный срок эксплуатации, высокую шумоизоляцию и небольшой вес. К недостаткам можно отнести подверженность линейному расширению. При нагреве теплоносителя свыше 70°С, контур из пропиленовых труб начинает провисать. Чтобы избежать провисания, требуется установка специальных крепежей. При монтаже учитывается подверженность материала механическому воздействию.

• • Металлопластик – выдерживает рабочее давление до 10 атм, и нагрев теплоносителя до 95°С (кратковременное повышение до 110°С). Из металлопластиковых труб легко собрать систему отопления своими руками. Монтаж осуществляется цанговым методом, несколько уменьшающим внутренний диаметр. При выборе материала следует добавлять 10% к рекомендуемому сечению.

• Медь – обладает лучшей теплопроводностью, чем любой другой материал, используемый для обогрева. Обвязка системы медными трубами допускается только при отсутствии прямого контакта с алюминиевыми деталями. Медь прослужит не менее 100 лет, хорошо выдерживает перегрузки. В качестве недостатка меди, можно выделить высокую себестоимость материала и монтажных работ.

Какое давление должно быть в системе

Следует отметить, что норм, регулирующих минимальное давление в автономных системах отопления, не существует. Ориентироваться стоит на показатели циркуляционного и водогрейного оборудования, а также на особенности водяного контура.

Согласно физическим законам, даже жидкость, находящаяся в покое и не подверженная нагреванию, оказывает давление на стенки трубопровода, соответствующее 0,1 Бар на каждый метр подъема трубы. При нагревании параметры возрастают. Циркуляционное оборудование создает дополнительной напор, увеличивающий давление внутри контура.

Нормальным считается рабочее давление в системе с мембранным расширительным баком, не превышающее 1,5-2,5 атм. При расчетах принято принимать, что максимальная нагрузка на стенки труб не должна превышать минимального значения самого слабого элемента в системе.

Где ставить расширительный бак на систему

Расширительный бачок в системе с принудительной циркуляцией воды, нужен для компенсации при перепадах давления, возникающих вследствие увеличения объема (при нагревании) и уменьшения (при охлаждении) теплоносителя.

Расположение емкости определяется в зависимости от ее конструкции и типа разводки:

• • Система отопления с принудительной циркуляцией с расширительным баком открытого типа. Бак устанавливается в самой верхней точке системы отопления, обычно на подаче теплоносителя.
    В емкость устанавливают четыре патрубка разного назначения. По расширительному клапану происходит движение теплоносителя. Сигнальный отвечает за контроль объема поступающей жидкости и самостоятельное удаление ее из системы. Через переливной, теплоноситель удаляется ручным способом. Есть еще циркуляционный патрубок, для обогрева расширительного бака, устанавливаемого в неотапливаемом помещении.
    Расширительный бачек в открытой системе отопления ставится выше, чем трубы, радиаторы и другие узлы отопления.

• Система закрытого типа с мембранным баком – емкость устанавливается на обратке, непосредственно возле водогрейного котла. Расширительный бачок, при принудительной циркуляции воды, должен быть установлен в горизонтальном положении, выходящими патрубками вниз. Положение связано с использованием в конструкции азота. Необходимо, чтобы полость, наполненная газом, была расположена вверху бака.
  Со временем, в мембране появятся микротрещины, через которые будет просачиваться газ, что приведет устройство к выходу из строя. А при правильном расположении, бачек будет продолжать работать еще какое-то время.
  

   

Методы и способы удаления воздуха из системы

Причин скопления воздуха в трубах и радиаторах системы отопления множество. Наиболее распространёнными считаются следующие:

1. 1. Проведение ремонтных работ.

1. 1. Использование открытого расширительного бака.

1. 1. Протечка труб.

1. 1. Плохо загерметизированные стыки трубопроводов.

1. Неправильное заполнение замкнутой системы теплоносителем.

Чтобы устранить проблему, предпринимаются следующие шаги:

• • Монтаж воздухоотводчиков – некоторые циркуляционные насосы уже имеют встроенные автоматические клапаны удаления воздуха. Дополнительно устанавливают клапаны для сброса в верхних точках системы, или на подающей трубе к расширительному баку открытого типа.

• • Установка кранов Маевского – удалить воздух из системы отопления с помощью данных приспособлений достаточно просто. По мере заполнения водяного контура, краны открываются и через них стравливается воздух. В современных радиаторах, клапаны присутствуют в базовой комплектации.
    

     

• • Монтаж группы безопасности – еще один эффективный способ решения вопроса. В системе присутствует клапан сброса давления, манометр и воздухоотводчик.

• Уклон труб при монтаже автономной системы отопления в сторону отведения воздуха, против циркуляции. Такие уклоны обычно предусматривают только при верхнем подключении двухтрубной системы. В конце верхней трубы устанавливают емкость для сброса воздуха.

Что делать с системой с насосной циркуляцией при отключении электроэнергии

Работа системы при отключении электроэнергии полностью останавливается. Прекращение циркуляции приводит к моментальному закипанию теплоносителя и увеличению давления в водяном контуре. По этой причине следует продумать, как будет работать система после отключения электричества.
Существует несколько способов решения данного вопроса:

• • Установка байпаса – суть этого способа сводится к изготовлению запасного пути для циркуляции теплоносителя. На обратке отопления устанавливаются два отсекающих крана, обводное колено с установленным циркуляционным насосом. Пока есть электричество, краны закрываются и движение осуществляется не напрямую, а через насос. После отключения напряжения, вентили открываются, и циркуляция продолжается естественным способом. Чтобы предотвратить рециркуляцию при таком решении, требуется установить обратный клапан на подающем трубопроводе, сразу после котла.
    

     

• • Автоматический сброс давления – в некоторых котлах группа безопасности устанавливается по умолчанию. Если дополнительно выбрать насосное оборудование с встроенным клапаном сброса давления, можно обеспечить полную безопасность системы при отключении электричества.

• Установка источника бесперебойного питания (ИБП). В зависимости от выбранного модуля, автономное электроснабжение, достаточное для работы насосного оборудования и автоматики котла, будет осуществляться от нескольких часов до 1-2 суток. Станции автоматически отключаются при возобновлении подачи напряжения.

В чем плюсы и минусы схемы отопления с циркуляцией принудительного типа

Преимущества, являющиеся главными доводами в пользу подключения систем отопления с принудительной циркуляцией:

• • Возможность установки в домах большой этажности, что невозможно при применении систем с самоциркуляцией.

• • Допускается заливка незамерзающей жидкости в систему. При этом, не снижаются показатели теплоотдачи и равномерность прогрева помещений.

• • Незначительные ошибки в расчетах и при выполнении монтажных работ не влияют на работоспособность обогрева.

• Можно использовать любые схемы подключения радиаторов, разводку с нижним и верхним розливом и т.д.

В качестве недостатков обычно приводят энергозависимость системы и необходимость установки дополнительно оборудования: насоса и расширительного бака мембранного типа. Но если учесть преимущества и универсальность данного решения, минусы являются незначительными.