Отворена отоплителна система: схеми и детайли на разположение

Затворена система за отопление - какво представлява тя

Отоплителната система на еднофамилна къща е снабдена с разширителен съд. Това е резервоар, който съдържа определен обем топлоносител. Този резервоар компенсира топлинното разширение при различни режими на работа. Разширителните съдове могат да бъдат отворени или затворени в зависимост от конструкцията им, а отоплителните системи се наричат съответно отворени или затворени.

Две тръби затворена отоплителна система

Затворената отоплителна система е автоматизирана, тя работи без човешка намеса за дълго време. Използва се всякакъв вид топлоносител, включително антифриз и воден разтвор за отопление, а налягането се поддържа постоянно. Има няколко предимства, които се отнасят до монтажа и експлоатацията:

• Няма пряк контакт между топлоносителя и въздуха, поради което няма (или почти няма) несвързан кислород, който е мощен окислител. Това означава, че нагревателните елементи не се окисляват, което увеличава техния експлоатационен живот.
• Затвореният разширителен съд трябва да бъде разположен навсякъде, обикновено в близост до котела (газовите стенни котли се доставят с разширителни съдове). Резервоарът от отворен тип трябва да стои на тавана, а той е - допълнителни тръби, както и мерки за изолация, така че топлината да не "тече" през покрива.
• В системата от затворен тип има автоматичен вентилационен отвор, така че няма подуване.

По принцип затворена отоплителна система се счита за по-удобен. Основният му недостатък е енергийната зависимост. Движението на охлаждащата течност се осигурява от циркулационна помпа (принудителна циркулация), която не работи без електричество. Естествената циркулация в затворени системи може да бъде организирана, но това е трудно - необходим е контрол на потока с помощта на дебелини на тръбите. Това е сложно изчисление, поради което често се приема, че затворената отоплителна система работи само с помпа.

За да се намали енергийната зависимост и да се повиши надеждността на отоплението, за осигуряване на аварийно захранване се използва непрекъсваемо електрозахранване с батерии и/или малки генератори.

Видове дистрибуция

Хоризонталното разпределение на отоплението може да бъде в зависимост от конструкцията му:

Единична тръба.

Еднотръбна връзка

Както може да се разбере от фигурата, при този вариант топлият и студеният флуид преминават през една и съща тръба, а радиаторите са свързани последователно един спрямо друг.

Разбира се, цената на такъв дизайн е много по-ниска поради икономията на материали, но има и някои съществени недостатъци:

Водата се охлажда за времето, необходимо за преминаване на целия кръг, което значително намалява коефициента на ефективност и увеличава разходите за отопление на помещението.

• Съществува забележима разлика между температурите на първия и последния радиатор във веригата. Това има отрицателен ефект върху равномерността на разпределението на топлината.
• Трудно е да се правят корекции със собствените ръце. Всяка промяна в работата на един радиатор ще се отрази на работата на всички останали.

Регулиране на отоплителния радиатор

Ремонтът не е лесен, тъй като дори най-малките поправки изискват изключване на цялата система.

Двутръбна система

Схема на двутръбна връзка

Има много предимства в сравнение с предишната версия и е реализиран пълният потенциал на хоризонталното оформление:

• Течността, която преминава през радиаторите, няма време да се охлади, тъй като подаването на топлоносителя се извършва в една тръба, а изпускането на охладената вода - в друга.
• Радиаторите се отопляват паралелно, което дава възможност за постигане на еднаква температура и съответно по-добър микроклимат в къщата.
• Възможност за регулиране на температурния режим. Това позволява по-икономично използване на отоплителната система чрез намаляване на нейната мощност в периоди на затопляне навън.

Двутръбен лъчист

Радиална връзка с две тръби

Това е също така колекторна връзка, тъй като предвижда монтирането на колектор във всеки апартамент, който ще разпределя потока на отоплителната среда към всеки радиатор поотделно.

Пример за колектор за хоризонтална отоплителна система

Такова разпределение на тръбите има няколко недостатъка:

• Голямо количество материали, което значително увеличава цената на системата.
• Необходимост от циркулационни помпи.

Големият брой предимства обаче го правят най-прогресивния и най-търсения:

• Възможно е да се регулира производителността на всеки радиатор поотделно. Това предоставя уникални възможности за контрол на климата в дома ви.
• Всяка верига е самостоятелна, независима система. Те могат да бъдат оборудвани с допълнителни устройства и ако се налага ремонт, не е необходимо да изключвате цялата отоплителна система, а само да изключите желания радиатор.
• Не са необходими вентилационни отвори при радиаторите; те вече са налични в колектора.

Пример за топломер

Еднотръбна отоплителна система

От отоплителния котел е необходимо да се изведе главната линия, която представлява разклонение. След тази операция той ще съдържа необходимия брой радиатори или батерии. Линията, инсталирана в съответствие с проекта на сградата, се свързва с котела. При този метод топлоносителят циркулира в тръбата, като отоплява цялата сграда. Циркулацията на топлата вода се настройва индивидуално.

Планирана е схема за отопление на Ленинградка със затворен кръг. При този процес еднотръбната система се инсталира в съответствие с настоящия дизайн на частните домове. Елементите се добавят по желание на собственика:

• Регулатори на радиатора.
• Температурни регулатори.
• Балансиращи клапани.
• Сферични кранове.

Радиаторът регулира отоплението на определени радиатори.

Радиална разпределителна система: характеристики

Ако сградата е на няколко етажа или има голям брой помещения, най-подходящо е лъчистото разпределение на отоплителната система. По този начин е възможно значително да се повиши ефективността на цялото оборудване, да се гарантира висококачествен топлообмен, да се изключи ненужната загуба на топлина.

Един от вариантите на устройството на колекторната схема на тръбопровода

Принципът на работа на колекторната отоплителна схема е доста прост, но в същото време има и някои особености. Например една система за лъчисто отопление включва инсталирането на няколко колектора на всеки етаж на сградата, а от тези колектори - организирането на разпределението на тръбите, както и директния и обратния поток на отоплителната среда. Като правило инструкциите за такава схема на разпределение включват монтиране на всички елементи в циментова замазка.

Елементи на тръбна система за отопление

Съвременното лъчисто отопление представлява цялостна конструкция, която се състои от няколко основни елемента:

Котел. Началната точка, от която отоплителната среда се подава към тръбите и радиаторите. Мощността на уреда задължително трябва да бъде съобразена с количеството топлина, което консумира отоплителната система;

Колектор за отоплителния кръг

При избора на циркулационна помпа за разположението на колектора (което също се изисква от инструкциите) трябва да се вземат предвид редица параметри, като се започне от височината и дължината на тръбите (тези елементи създават хидравлично съпротивление) и се стигне до материалите на радиатора.

Мощността на помпата не е основният параметър (тя определя само количеството консумирана енергия) - трябва да се обърне внимание на скоростта на изпомпване на течността. Този параметър показва какво количество топлоносител циркулационната помпа ще може да прехвърли за определена единица време;

Монтаж на пластмасови тръби в отоплителна система с колектор

Колекторите за такива системи могат да бъдат допълнително оборудвани с различни термостатични или спирателни и регулиращи елементи, благодарение на които може да се осигури определен дебит на отоплителната среда във всеки от клоновете (лъчите) на системата. Освен това допълнителното инсталиране на автоматични въздухоотделители и термометри позволява по-ефективна и рентабилна работа на системата.

Един от вариантите за монтаж на пластмасови тръби в колекторна система

Изборът на конкретен тип колектор (а на пазара за битови нужди има широка гама от тях) се основава на броя на радиаторите или отоплителните кръгове, които ще бъдат свързани. Всички колектори се предлагат и в широка гама от материали - пластмаса, стомана или месинг;

Панели. Радиалното разпределение на отоплителната система изисква всички елементи (разпределителен колектор, тръбопроводи, спирателни вентили) да бъдат скрити в специални разпределителни шкафове. Такива конструкции са съвсем прости, но в същото време функционални и практични. Те могат да бъдат външни или вградени в стените.

Избор на тръби за подаване и връщане

Преди да се започне работа по отоплителната система, е важно да се определят основните параметри на тръбите. Като начало трябва да се отбележи, че изходите на котела, захранващата мрежа и входът на колектора трябва да са с еднакви размери.

Диаметрите на тръбите трябва да се избират в съответствие с тези свойства и, ако е необходимо, да се използват специални адаптери.

Извличане на топлоносителя от резервоара и разпределянето му в тръбната система

Възможните материали за входната и изходната тръба за вода могат да варират, но най-добрият избор са пластмасовите изделия. Всичко зависи от тяхната практичност, лекота на монтажа и наличност.

Къде се използва?

Логично е да се предположи, че хоризонталната схема на разпределение на топлинните кръгове е по-подходяща за частни къщи с индивидуално отопление. Но на практика това разпределение се използва успешно за услуги в жилищни сгради. Всеки апартамент получава собствен клон от топлопреносната мрежа със собствено измерване, но не се предвижда възможност за регулиране без специален джъмпер.

Но има и друг аргумент в полза на използването на такива системи изключително в частния инженеринг - първокласният характер на материалите. Всъщност, докато вертикалните системи обикновено се основават на метални тръби, хоризонталните системи се инсталират в полимерни материали с топлоустойчиво покритие. Очевидно е, че омреженият полиетилен PEX значително увеличава и разходите за техническо изпълнение на такава схема. Но издръжливостта и надеждността на този материал позволяват използването на хоризонтални отоплителни системи в жилищни сгради от нисък клас. Намаляват се разходите за монтаж и поддръжка. Например, докато заваряването на метални тръби във вертикални щрангове изисква висококвалифициран заварчик, веригите от пластмасови тръби могат да бъдат сглобени и от домашен техник. С фиксираните съединения конструкцията се сглобява лесно и само в екстремни случаи омреженият пропилен се заварява със специални станции за запояване на съединенията.

Еднотръбна разпределителна мрежа

При тази система има няколко източника на топлина, през които преминават отоплителните тръби. Топлоносителят преминава през тази система и подава топлина към уредите в определените зони на веригата. Еднотръбното хоризонтално отопление в жилищна сграда има добра ефективност и е сравнително евтино.

Предимствата на такава система са следните:

• Минимални разходи;
• Лесен монтаж;
• Устойчивост на износване и дълъг експлоатационен живот;
• Възможност за пълно отопление на сграда с всякакъв размер.

Има и недостатъци:

• Възможността за регулиране на температурата на всеки отделен модул е ограничена;
• Слаба устойчивост на механични повреди.

Разликата между работата на затворена и отворена верига е следната:

• Разширението на течността, което се получава в резултат на нагряването в котела, се компенсира в мембранния разширителен съд. След като влязлата в резервоара течност се охлади, тя се връща в системата. По този начин в системата се поддържа постоянно налягане.
• Необходимото налягане се създава още на етапа на инсталиране на отоплителния кръг.
• Течността циркулира само с помощта на помпа. Вследствие на това затворената верига е изцяло зависима от наличието на електричество (освен при свързване на автономен генератор).
• Циркулационната помпа не налага строги ограничения по отношение на диаметъра на използваните тръби. Освен това не е необходимо тръбопроводите да са под наклон. Основното условие е помпата да бъде разположена на "обратната страна", така че охлаждащата течност да може да се влива в нея.
• Липсата на наклон в тръбите може да има отрицателен ефект. Дори при малък наклон системата ще функционира без електричество. А при хоризонтално разположение на тръбите тази система не работи. Този недостатък на затворената система се компенсира от нейната висока ефективност и други предимства.
• Монтажът е лесен и може да се приложи във всички помещения, независимо от техния размер. Освен това не е необходимо да се изолира мрежата, тъй като тръбите се нагряват много бързо.
• При затворена система е възможно да се използва антифриз като топлоносител вместо вода. Благодарение на херметичността си тази система е по-малко податлива на корозия.

• Въпреки че системата е запечатана за околната среда, нейната херметичност може да бъде нарушена. Това може да се случи на местата на свързване или по време на етапа на пълнене. Особено важни са и завоите на тръбите и високите точки. За да се отървете от въздушните джобове, мрежата трябва да бъде оборудвана със специални клапани и кранове на Мейвски. В схемата на устройствата за нагряване на алуминий задължително се използват въздушни отклонители (при контакта на алуминия с топлоносителя се отделя кислород).

• Охлаждащата течност трябва да тече в същата посока като въздуха. Това е отдолу нагоре.
• След включване на системата отворете вентила за изпускане на въздух и затворете вентила за източване на вода.
• Щом от изпускателния клапан започне да излиза вода, затворете го.
• Пускайте циркулационната помпа само след извършване на горните действия.

Как работи

Принцип на работа

Схемата на такава отоплителна система е съвсем проста. В основата на всичко това е всеки котел. Той нагрява отоплителната среда, подавана от тръбата, идваща от котела. Защо се нарича еднотръбна система? Защото има една-единствена тръба, която излиза от котела и влиза в него по целия периметър. Радиаторите се монтират на конзоли на правилните места и се свързват с тръбата. Топлоносителят (най-често вода) се движи от котела, като запълва първия радиатор във възела, след това втория и т.н. В края на цикъла водата се връща в началната точка и цикълът се повтаря. Процесът на циркулация е непрекъснат.

Трябва да се отбележи, че след сглобяването на такава схема може да се срещне една трудност. Тъй като скоростта на движение на нагряващата среда може да бъде ниска, могат да възникнат температурни загуби. Защо? Ако говорим за двутръбна система, принципът на работа е следният: през едната тръба водата влиза в акумулатора, а през другата излиза от него. В този случай движението му преминава едновременно през всички радиатори и няма загуба на топлина.

При еднотръбната система обаче топлоносителят навлиза постепенно във всички радиатори и губи температура при преминаването си през тях. Например, ако температурата на средата е била 60˚C, когато е напускала котела, тя може да спадне до 50˚C, когато премине през всички тръби и радиатори. Какво да правим в такъв случай? За да преодолеете тези колебания, можете да увеличите топлинния капацитет на батериите в края на веригата, като увеличите тяхната топлинна мощност, или да увеличите температурата в самия котел. Но всичко това ще доведе до допълнителни разходи, които са нерентабилни и оскъпяват разходите за отопление.

За да се отървете от този проблем без големи разходи, е необходимо да се увеличи скоростта на движение на топлоносителя през тръбите. Има 2 начина да го направите:

Има два начина за инсталиране на помпа в отоплителната система

Монтирайте циркулационната помпа. По този начин е възможно значително да се увеличи скоростта на водата в системата. По този начин загубите на топлина на изхода ще бъдат значително намалени. Максималната загуба може да е няколко градуса. Тези помпи се захранват с електричество. Трябва да се отбележи, че за селски къщи, където електрозахранването често прекъсва, това не е идеално.

Монтирайте колектор непосредствено зад котела

Монтирайте колектора на главата. Това е висока права тръба, благодарение на която преминаващата през нея вода набира по-голяма скорост. Тогава топлоносителят в системата с естествена циркулация прави пълен кръг по-бързо, което решава и проблема със загубата на топлина. Особено добре е този метод да се прилага в многоетажна къща, тъй като в едноетажна къща с ниски тавани операцията ще бъде неефективна. За да функционира колекторът правилно, височината му трябва да е повече от 2,2 метра. Трябва да се знае, че колкото по-висок е колекторът, толкова по-бързо, по-ефективно и по-безшумно ще бъде движението в тръбопровода.

В такава система трябва да има разширителен съд, който е най-добре да се монтира в най-високата точка. Той действа като стабилизатор, като контролира увеличаването на обема на нагревателната среда. Как работи? Обемът на водата се увеличава при нагряване. Излишъкът се събира в резервоара, което предотвратява свръхналягането. Когато температурата се понижи, обемът намалява и изтича от разширителния съд обратно в отоплителната мрежа.

Това е целият принцип на еднотръбната отоплителна система. Това е затворен кръг, който включва котела, основните тръби, радиаторите, разширителния съд и елементите, които циркулират водата. Прави се разлика между принудителна циркулация, при която цялата работа се извършва от помпа, и естествена циркулация, при която се монтира колектор. Разликата в тази конструкция е, че тя няма обратна тръба, през която отоплителната среда се връща в котела. Втората част на такава разпределителна система се нарича обратна връзка.

Основни елементи на системата за подгряване на вода

Основните елементи на системата за подгряване на вода включват:

• отоплителен котел;
• устройство за подаване на въздух към горивната камера;
• оборудване, което отговаря за отстраняването на продуктите от горенето;
• Помпените агрегати, които осигуряват циркулацията на отоплителната среда в отоплителния кръг;
• Тръбопроводи и арматура (фитинги, спирателни кранове и др.);
• радиатори (чугунени, стоманени, алуминиеви и др.).

Избор на котел по брой кръгове

Възможно е да изберете едноконтурно или двуконтурно котле за отопление на вилата. Каква е разликата между тези модели котелно оборудване? Едноконтурният котел е предназначен само за загряване на отоплителната среда, предназначена за циркулация в отоплителната система. Едноконтурните модели се свързват към котли за индиректно отопление, които снабдяват обекта с техническа гореща вода. Моделите с двойна верига позволяват на устройството да работи в две посоки, които не се припокриват една с друга. Едната верига отговаря само за отоплението, а другата - за снабдяването с топла вода.

Избор на котел по вид гориво

Най-икономичното и удобно гориво за съвременните котли винаги е било и си остава природният газ. Ефективността на газовите котли не се оспорва, тъй като тяхната ефективност е 95%, а при някои модели тази цифра надхвърля 100%. Става дума за кондензационни агрегати, способни да "изтеглят" топлината от продуктите на горенето, които в други модели отлитат просто "в тръбата".

Отоплението на селска къща със стенен газов котел е един от популярните начини за отопление на жилищното пространство в газифицирани райони.

Въпреки това не всички райони са газифицирани, така че котелното оборудване, работещо с твърди и течни горива, както и с електричество, е много популярно. Използването на електрически котли за отопление на вилата е дори по-удобно и по-безопасно от използването на газ, при условие че в региона има стабилна електрическа мрежа. Много собственици са възпрепятствани от цената на електроенергията, както и от ограничението на скоростта на доставка за един имот. Изискването за свързване на електрическия котел към трифазна мрежа с напрежение 380 V също не е по вкуса на всеки и не е достъпно. Използването на алтернативни източници на енергия (вятърни турбини, слънчеви панели и др.) може да направи електрическото отопление на вилите по-икономично.

Във вилите, построени в отдалечени райони, откъснати от газовите и електрическите мрежи, се монтират котли на течно гориво. В тези агрегати като гориво се използва дизелово гориво (дизел) или отработено масло, ако има източник за постоянното му попълване. Котлите на твърдо гориво, работещи с въглища, дърва, торфени брикети, пелети и др., са много разпространени.

Отопление на селска къща с котел на твърдо гориво, използващ пелети - гранулирани дървесни пелети с цилиндрична форма и определен размер

Избор на котел според мощността

След като се определи типът на котела според критерия за гориво, се прави правилният избор на котел с необходимата мощност. Колкото по-висок е този параметър, толкова по-скъп е моделът, поради което е необходимо да не се изчислява погрешно мощността на устройството, което трябва да се закупи за определена вила. Невъзможно е да вървим по пътя: колкото по-малко, толкова по-добре. Защото в този случай оборудването няма да се справи напълно със задачата да отоплява цялата площ на вилата до комфортна температура.

Схеми за отопление на вили - тръбопроводи

Схема на отопление на вила с геотермална система

Всеки проект за отопление започва с избор на разположение на тръбите. От това зависи колко бързо се нагряват радиаторите, доколко системата може да се поддържа и дали може да се разшири, за да се отопляват допълнителни помещения или сгради.

Еднотръбна система във вила

Верига с една тръба

Инсталирането на еднотръбната система е един от най-лесните начини за изграждане на отоплителна инсталация "до ключ" на вила. Принципът на проектиране е да се инсталира само една главна линия, към която радиаторите се свързват последователно.

За отоплението на вилата са необходими мощни газови котли, тъй като при преминаването на горещата вода през радиаторите температурата ѝ значително се понижава. Схемата с една тръба се характеризира с лесен монтаж и ниски разходи за материали. Понастоящем обаче тази схема на отоплителна система за вили на практика не се използва поради следните причини:

• Проблеми с хидравличните и топлинните изчисления. Трудно е да се предвиди възможното налягане в отоплителната система на вилата, тъй като характеристиките на отоплителната среда се променят при нейното охлаждане;
• Трудно е да се регулира степента на нагряване на радиаторите. Ограничаването на потока на охлаждащата течност към една от тях ще промени топлинната работа на цялата система;
• Ограничен брой батерии за свързване.

Двутръбна схема за отопление на вила

Двутръбна отоплителна система

За да се подобрят параметрите на работа, се препоръчва инсталирането на двутръбна отоплителна система за вили. Тя се различава от горните по наличието на допълнителна обратна тръба. Радиаторите са свързани паралелно.

Ако вилата се отоплява с газ - трябва да се внимава за намаляване на потреблението. Това може да се направи по няколко начина. Но най-оптимална е инсталацията на двутръбна отоплителна система за къщи. За да проектирате и избирате собствени материали. При монтаж по тази схема трябва да се вземат предвид следните точки:

• От съществено значение е да се изчисли диаметърът на тръбата, за да се сведат до минимум хидравличните загуби и да се избегне спадане на налягането в отоплителната система на вилата;
• Разходът на материали ще се увеличи поне два пъти в сравнение с еднотръбна система. Това ще се отрази на общия бюджет за създаването на проекта за отопление на вилата;
• Задължително монтиране на термостати на радиаторите. С тяхна помощ е възможно да се промени нагряването на устройствата, без да се засягат общите параметри на системата.

Тази схема на отоплителна система за вили се характеризира с гъвкавост на дизайна. Ако е необходимо, е възможно да се монтират допълнителни щрангове (хоризонтални или вертикални) за свързване на нови радиатори или за топлоснабдяване на друго помещение или сграда.

Отопление на колекторна къща

Колектор за отопление на вила

Как да направите правилно отопление във вилата, ако площта ѝ е равна или надвишава 200 квадратни метра. В този случай дори двутръбна система не би била осъществима. Най-добрият начин за решаване на този проблем е използването на колекторна система.

Понастоящем това е един от най-сложните начини за отопление на вила със собствените си ръце. За равномерно разпределение на охлаждащата течност върху голяма площ от сградата се използва схемата за разпределение с няколко лъча. Непосредствено след котела се намират главният и обратният колектор, към които са свързани няколко независими линии. За разлика от двутръбната отоплителна система във вила, колекторната система дава възможност за регулиране на отоплителната работа за всеки отделен кръг. За тази цел се монтират контролни устройства - термостатични регулатори и разходомери.

Характеристиките на колекторното отопление на вилата, направено от ръцете, включват:

• Равномерно разпределение на топлината по всички вериги, независимо от тяхната отдалеченост;
• Могат да се използват малки тръби с диаметър до 20 mm. Това се дължи на малката дължина на всеки компонент в системата;
• Повишено потребление на тръби. За да се направи правилно колекторно отопление във вилата, е необходимо предварително да се изготви схема за монтаж на тръбопроводите. Могат да се монтират на стената или в пода;
• Задължително инсталиране на помпа за всеки кръг. Това се дължи на високото хидравлично съпротивление, което се появява в колектора. Тя може да възпрепятства циркулацията на нагревателната среда.

При избора на готов или самостоятелно разработен проект за отопление на къща е необходимо да се вземат предвид топлинните загуби на сградата. От тях зависи изчисленият капацитет на цялата система.