Подходяща ли е система за лъчисто отопление за отопление на едноетажна къща

Описание на системата

Съществуват много мнения за произхода на името на отоплителната система Leningradka. Някои смятат, че системата е била използвана за първи път от ленинградските строителни организации. Въпреки това, поради лесния монтаж, той би могъл да се използва във всеки регион. Други твърдят, че в този град са разработени техническите правила за системата, които впоследствие започват да се използват в цялата страна. Във всеки случай по време на масовото строителство на къщи и социални сгради от типа "барака" системата "Ленинградка" е много популярна. Това се дължи на ниската цена на системата и лесния монтаж.

Отоплителната система Leningradka в частна къща представлява система с контур, на която последователно са монтирани топлообменници. В резултат на това горещата вода се движи от входа на котела или централното отопление и преминава през всички радиатори. Въпреки това, тъй като топлоносителят се охлажда в посока от котела, първите радиатори стават по-топли от тези в края на линията. Особено последните радиатори са лишени от топлинна енергия.

В тези системи топлоносителят може да тече по естествен път или с помощта на помпа, без това да оказва влияние върху разположението на радиаторите.

Еднотръбната отоплителна система "Ленинградка" с естествена циркулация е най-добрият вариант за едноетажни сгради, в които радиаторите са разположени на едно ниво. Освен това отоплителната система Leningradka включва преминаване на главната тръба, която затваря отоплителния кръг, съвсем близо до пода. Това дава възможност да се скрие максимално под подовата настилка.

Ако отоплителната система е проектирана в съответствие със схемата на системата Отоплението на Ленинградка в многоетажни сгради изисква инсталирането на допълнителна циркулационна помпа, тъй като е почти невъзможно отоплителната среда да се издигне на по-голяма височина по естествен път. В този случай ще трябва да се инсталира котел с голяма мощност и да се изчислят точно вертикалните и хоризонталните участъци на системата. Този вариант обаче би застрашил икономичното функциониране на системата. С други думи, инсталирането на циркулационна помпа ще доведе до допълнителни разходи, но ще ви спести много неприятности.

Хоризонтална тръба с една тръба

Най-простият вариант най-простият вариант на хоризонтална еднотръбна система Основният принцип е радиаторът да се свърже отдолу.

Инсталирането на еднотръбна система може да бъде най-евтиният и икономичен начин за полагане на подово отопление в еднофамилна къща. Той е еднакво подходящ както за едноетажни, така и за двуетажни къщи. В случай на едноетажна къща това изглежда много просто - радиаторите са свързани последователно, за да се осигури постоянен поток от топлоносител. След последния радиатор охлаждащата течност се изпраща през еднокомпонентна обратна тръба към котела.

Предимства и недостатъци на веригата

Като начало ще разгледаме основните предимства на схемата:

• лесно изпълнение;
• отличен вариант за малки къщи;
• икономия на материали.

Еднотръбната хоризонтална отоплителна схема е отличен вариант за малки помещения с минимален брой стаи.

Схемата е наистина много проста и ясна, така че дори начинаещите могат да се справят с нейното прилагане. Той включва свързване на всички радиатори, които се монтират последователно. Това е идеална електрическа схема за малка частна къща. Например, ако имате къща с една или две спални, няма смисъл да правите по-сложна двутръбна система.

Като погледнем снимката на тази схема, виждаме, че тръбата за връщане е от едно парче и не преминава през радиаторите. Поради това тя е по-икономична от гледна точка на разхода на материали. Ако не разполагате с допълнителни средства, тази инсталация е най-подходяща за вас - тя ще спести пари и ще осигури топлина в къщата.

Що се отнася до недостатъците, те са малко. Основният недостатък е, че последният радиатор в къщата ще бъде по-студен от първия. Това се дължи на последователното преминаване на охлаждащата течност през акумулаторите, при което тя отделя натрупаната топлина в атмосферата. Друг недостатък на хоризонталната еднотръбна система е, че при повреда на един радиатор цялата система трябва да бъде изключена наведнъж.

Въпреки някои недостатъци тази схема на отопление продължава да се използва в много малки частни къщи.

Хоризонтална инсталация на еднотръбна система

Когато създавате система за затопляне на вода в еднофамилна къща със собствените си ръце, най-лесно е да приложите еднотръбна хоризонтална система. По време на монтажа радиаторите трябва да се монтират и след това да се свържат с участъци от тръби. След свързването на последния радиатор системата трябва да се обърне - за предпочитане е нагнетателната тръба да минава покрай противоположната стена.

Можете също така да използвате еднотръбна хоризонтална отоплителна система в двуетажна къща, където всеки етаж е свързан паралелно.

Колкото по-голям е домът ви, толкова повече прозорци има и толкова повече радиатори. Вследствие на това се увеличават и топлинните загуби, така че в последните помещения става значително по-хладно. Можете да компенсирате спада на температурата, като увеличите броя на секциите на последните радиатори. Но най-добре е да се инсталира система с байпаси или с принудителна циркулация - за това ще говорим малко по-късно.

Подобна схема на отопление може да се използва за отопление на двуетажни къщи. За тази цел се създават две вериги от радиатори (на първия и втория етаж), които са свързани паралелно помежду си. В тази връзка с радиаторите има една връщаща тръба, която започва от последния радиатор на първия етаж. Там е свързана и връщащата тръба, която се спуска от първия етаж.

Автоматичен грим

За отоплителна система със затворен отоплителен кръг е най-добре да се направи автоматично устройство за доливане. Въпреки високата си цена, използването на такова оборудване е икономически оправдано. Котлите на твърдо гориво, които се използват в затворени отоплителни системи, са с голям капацитет. Спадането на нивото на охлаждащата течност може да доведе до критично прегряване на топлообменника, пещта и самия котел. В този случай интензивното движение на охлаждащата течност през кръга може да доведе до бързо намаляване на количеството на охлаждащата течност. Липсата на предпазно устройство директно върху котела не позволява ефективно наблюдение на количеството вода в тръбите и радиаторите.

Съществуват различни видове автоматични устройства за гримиране устройства и спирателни вентили. Препоръчително е да закупите специализирано устройство - редуктор за грим. Той съчетава всички необходими функционални елементи в едно тяло:

• Възвратен клапан;
• Предпазен филтър;
• Манометър с шибър;
• Устройство за контрол на налягането.

На капака на редуктора на налягане има винт, който контролира работното налягане на устройството. Препоръчително е да го настроите на два бара - оптималното налягане в автономна затворена отоплителна система.

Самостоятелната автоматична система за подхранване е една от най-сложните в техническо отношение и скъпоструваща. Това е икономически оправдано за поддръжката на големи отоплителни системи за няколко вили, използващи котли на твърдо гориво. Такава система най-често се използва за търговски цели и се инсталира в туристически обекти, ски курорти и центрове за отдих, които са разположени далеч от централизирани инфраструктури. Той се състои от следните елементи:

• Резервоар за вода с вместимост 50-100 литра;
• Потопяема помпа;
• регулатор на налягането;
• Смукателен маркуч;
• Въздушен клапан;
• Сензор за нивото на водата;
• Свързване на предварителния филтър;
• Сензор за нивото на течността.

Ако топлоносителят не е вода, а гликолови разтвори, системата се допълва с устройство за смесване, за да се предотврати разделянето на топлоносителя на фракции с различна плътност.

Принципът на работа на автоматичната система за допълване на отоплителната система за големи отоплителни тела е следният:

1. Нагревателната среда се подава в резервоара чрез филтърна връзка. Това предотвратява навлизането на замърсяване в отоплителните тръби;
2. За пълнене на отоплителната система се използва обемна помпа с ограничен капацитет. Това гарантира, че тръбите и отоплителното оборудване са равномерно запълнени с топлоносител при първоначалното пускане в експлоатация;
3. Когато се достигне зададеното налягане, релето изключва помпата и спира подаването на отоплителна среда. Релето автоматично включва помпата, когато работното налягане се понижи;
4. Сигналът от сензора за нивото на течността, разположен в резервоара, се свързва към светлинната бариера в отворена верига;
5. В капака на резервоара е монтиран въздушен клапан за изравняване на налягането по време на изтеглянето на отоплителната среда;
6. Всички зависими от захранването контролни устройства, свързани чрез непрекъсваемо захранващо устройство, осигуряват постоянен контрол на налягането на отоплителната среда в отоплителната система.

Най-простата ситуация с газовите котли, които се използват в автономни отоплителни системи в апартаменти. Почти всички съвременни модели, особено двуконтурните газови котли, вече имат вграден редуктор на допълващото налягане. Той е свързан към входа за БГВ. А когато налягането спадне, тя автоматично добавя нагревателната среда в тръбопровода. Монтажникът не трябва да прави специални настройки или допълнителни връзки. Всички необходими елементи за контрол и наблюдение са включени стандартно.

Прочетете също:

Проектиране и принцип на флуида за пренос на топлина

Системата се нарича еднотръбна, тъй като загрятата вода постъпва в радиаторите и излиза от тях чрез един колектор. Тръбите са общи за всички радиатори, свързани към главния клон. Това означава, че входът и изходът на всеки нагревател са свързани към една и съща тръба, както е показано в примера за отоплителен кръг на едноетажна сграда.

Класическият вариант на затворен кръг с принудително подаване на отоплителната среда, свързан с газов котел

Как работи еднотръбна отоплителна система с радиатор:

1. Нагрятата охлаждаща течност, идваща от котела, достига до първия радиатор и се разделя на два неравномерни потока с помощта на тройник. По-голямата част от водата продължава да тече направо през електрическата мрежа, а по-малка част се влива в радиатора (приблизително 1/3).
2. След като отдаде топлина на стените на радиатора и се охлади с 10-15°C (в зависимост от капацитета на радиатора и реалната му ефективност), малкият поток се връща в основния колектор през изходящата тръба.
3. При смесването си с основния поток охладената охлаждаща течност намалява температурата си с 0,5 до 1,5 градуса. Смесената вода се подава към следващия радиатор, където се повтаря цикълът на топлообмен и охлаждане на основния поток.
4. В резултат на това всеки следващ радиатор получава по-студена вода. Накрая охладената вода се връща обратно в котела по същия главен поток.

Цветът и размерът на стрелките на илюстрацията показват съответно температурата и количеството вода. Първо потоците се разделят, след това се смесват и се охлаждат с няколко градуса.

Колкото по-ниска е температурата на циркулиращата вода, толкова по-малко топлина се подава към последните нагреватели. Проблемът се решава по три начина:

• В края на мрежата се монтират батерии с увеличен капацитет - увеличава се броят на секциите или се увеличава площта на стоманените панелни радиатори;
• Чрез увеличаване на диаметъра на тръбата и капацитета на помпата се увеличава дебитът през главния колектор;
• комбинация от двете предходни възможности.

Свързването на радиаторите към една разпределителна мрежа е основната разлика между еднотръбното разпределение и другите двутръбни системи, при които подаването и връщането на отоплителната среда е организирано в два отделни клона.

Как да изчислим диаметъра на тръбите

Когато инсталирате еднотръбна или колекторна система в селска къща с площ до 200 m², не е необходимо да правите никакви изчисления. Вземете предвид препоръките за напречното сечение на водопроводните и захранващите тръби:

• За подаване на топлоносител към радиатори в сграда с площ 100 кв. м и по-малко е достатъчен тръбопровод Du15 (външен размер 20 mm);
• Тръбни връзки Du10 към радиаторите (външен диаметър 15-16 mm);
• в двуетажна къща с площ от 200 квадратни метра щрангът е DN20-25;
• Ако броят на радиаторите на етажа надхвърля 5, разделете системата на няколко клона, които тръгват от щранга Ø32 mm.

Гравитационната и контурната система се проектира съгласно инженерно изчисление. Ако искате сами да определите напречното сечение на тръбите, първо изчислете отоплителния товар на всяко помещение, като вземете предвид вентилацията, след което намерете необходимия дебит на отоплителната среда, като използвате формулата:

• G - масов дебит на загрята вода в тръбна секция, която захранва радиаторите на определено помещение (или група от помещения), kg/h;
• Q - количеството топлина, необходимо за отопление на дадено помещение, W
• Δt - изчислената температурна разлика между потока и обратната тръба, приема се 20ºC.

Пример. Необходими са 6000 W топлинна енергия, за да се затопли първият етаж до температура +21°C. Отоплителният поток, преминаващ през пода, трябва да достави 0,86 x 6000 / 20 = 258 kg/h гореща вода от котела.

Като се знае почасовата консумация на отоплителната среда, не е трудно да се изчисли сечението на захранващата тръба по формулата:

• S - площ на необходимото напречно сечение на тръбата, m²;
• V - обемен дебит на горещата вода, m³/h;
• ʋ е скоростта на потока на охлаждащата течност, m/s.

Продължение на примера. Изчисленият дебит от 258 kg/h се осигурява от помпата, а скоростта на водата е 0,4 m/s. Площта на напречното сечение на захранващия тръбопровод е 0,258 / (3600 x 0,4) = 0,00018 m². Преизчислявайки площта на напречното сечение в диаметър, като използваме формулата за площ на окръжност, получаваме 0,02 m - тръба Du20 (Ø25 mm отвън).

Обърнете внимание, че пренебрегнахме разликата в плътността на водата при различни температури и заменихме стойността на масовия поток във формулата. Грешката е малка и може да бъде допусната при грубото изчисление.

Електрическа схема за радиално разпределение

Тръбите обикновено се поставят в циментова замазка. Единият край е свързан със съответния колектор, а другият край излиза от пода под съответния радиатор. Върху замазката се поставя замазка. При инсталиране на лъчиста отоплителна система в жилищен блок вертикалната линия се монтира в канал. Всеки етаж разполага със собствен чифт колектори. В някои случаи, ако има достатъчен напор на помпата и на последния етаж има малко потребители, те се свързват директно към колекторите на партера.

Схема на лъчиста отоплителна система

За ефективна борба със запушванията в колектора и в края на всяка греда се монтират въздушни клапани.

Подготовка

По време на предварителната подготовка за инсталиране се извършват следните подготвителни дейности

• определяне на местоположението на радиаторите и другите консуматори на топлина (подово отопление, поставки за кърпи и др.)
• направете топлинно изчисление за всяка стая, като вземете предвид размера на помещението, височината на тавана, броя и размера на прозорците и вратите;
• Изберете модела на радиаторите, като вземете предвид резултатите от топлинните изчисления, вида на охлаждащата течност, налягането в системата, изчислете височината и броя на секциите;
• Направете маршрут на директните и обратните тръби от колектора до радиаторите, като вземете предвид разположението на вратите, конструкцията на сградата и други елементи.

Съществуват два вида маршрутизация:

• правоъгълно-перпендикулярни, тръбите се полагат успоредно на стените;
• Свободно, тръбите се полагат по най-краткия път между вратата и радиатора.

Първият тип има красив, естетичен външен вид, но изисква значително по-висока консумация на тръби. Цялата тази красота ще бъде затъмнена от финишната настилка и подовото покритие. Поради това собствениците са по-склонни да изберат безплатен маршрут.

Безплатният софтуер е удобен за маршрутизиране на тръби, като може да се използва за проследяване на тръбите, определяне на точните дължини на тръбите и предоставяне на списък с фитинги, които трябва да се закупят.

Инсталиране на системата

Монтирането на лъчистата система върху основата ще изисква редица мерки за намаляване на загубите при топлопренасяне и предотвратяване на замръзване, ако за топлоносител е избрана вода.

Трябва да се осигури достатъчно разстояние между основата и готовия под, за да се осигури топлоизолация.

Ако подът е бетонна плоча (или фундаментна плоча), върху нея трябва да се постави слой топлоизолационен материал.

За лъчисто прокарване се използват метални пластмасови или полиетиленови тръби с достатъчна гъвкавост. Отоплителните тела с мощност до 1500 W се доставят с тръби с диаметър 16 mm, докато при отоплителните тела с по-висока мощност диаметърът се увеличава на 20 mm.

Те се полагат в гофрирани ръкави, които осигуряват допълнителна топлоизолация и необходимото пространство за топлинно разширение. Закрепете ръкава към основата на всеки метър и половина с връзки или скоби, за да предотвратите изместването му по време на изпълнението на циментовата замазка.

След това се монтира слой топлоизолационен материал с дебелина най-малко 5 cm, изработен от плътна базалтова вата, пенопласт или пенополистирол. Този слой също трябва да се закрепи към основата с дюбели. Сега можете да излеете замазката. Ако разпределите инсталацията на първия етаж или по-високо, не е необходимо да монтирате топлоизолация.

Важно е да запомните, че под готовия под не трябва да има никакви фуги. Ако на първия етаж има малко потребители и напорната височина, създавана от циркулационната помпа, е достатъчна, често се използва система само с един чифт колектори.

Тръбите са прокарани от колекторите на първия етаж до потребителите на втория етаж. Тръбите се свързват в пакет и се отвеждат във вертикален канал до втория етаж, където се огъват под прав ъгъл спрямо местата на клиента.

Ако на първия етаж има малко потребители и напорната височина, създавана от циркулационната помпа, е достатъчна, често се използва система с един чифт колектори. Тръбите са прокарани от колекторите на първия етаж до потребителите на втория етаж. Тръбите се свързват в пакет и се отвеждат по вертикален канал до първия етаж, където се огъват под прав ъгъл към местата, където са разположени консуматорите.

Важно е да не забравяте да спазвате минималния радиус на огъване за даден диаметър на тръбата при огъване. Това може да се види на уебсайта на производителя, а за огъване е по-добре да се използва ръчен огъвач.

На изхода на вертикалния канал трябва да се предвиди достатъчно място за поставяне на заобленото сечение.

Основни структурни елементи

Най-важният компонент на радиационното разпределение са колекторите. При проектиране на система за лъчисто отопление в двуетажна (или многоетажна) къща на всеки етаж трябва да се постави разпределителен шкаф. Разпределителите и контролните клапани (ръчни или автоматични) се монтират в шкафовете, където са лесно достъпни по време на работа и периодична или аварийна поддръжка.

Малкият брой връзки в сравнение с тройните връзки осигурява по-голяма хидродинамична стабилност на цялата отоплителна система.

Вторият компонент е циркулационната помпа, която се използва за създаване на напор в системата, за да се транспортира нагрятата среда по тръбите до радиаторите и да се събира обратният поток.

Избор и монтаж на циркулационна помпа

Преобладаващият избор при лъчистите отоплителни системи е по-ниският дебит на отоплителната вода към радиаторите. За осигуряване на принудителна циркулация се използва циркулационна помпа. Той трябва да бъде достатъчно мощен, за да осигури достатъчен напор, за да може топлоносителят да достигне до най-отдалечените топлообменници, включително подовото отопление.

Принудителната циркулация ускорява циркулацията на отоплителната среда през пръстените на системата. По този начин се намалява разликата между входящата и изходящата температура на отоплителния кръг. Това повишаване на отоплителната ефективност позволява да се намали мощността на котела или да се осигури по-голям резервен капацитет в случай на екстремни климатични условия.

При избора на агрегат се вземат предвид два основни параметъра, определящи капацитета и броя на оборотите му:

• капацитет, кубични метри на час;
• глава в метри;
• ниво на шума.

При избора на подходяща циркулационна помпа трябва да се вземат предвид капацитетът и напорният напор.

За да направите правилния избор, трябва да вземете предвид диаметъра и общата дължина на разпределителните тръби, максималната разлика във височината спрямо височината на инсталиране на помпата. За водопроводните изчисления се използват таблиците за избор на производителя.

Специалистите препоръчват следните правила за монтаж на помпата:

• Уредите с мокър ротор трябва да се монтират така, че валът да е хоризонтален;
• устройствата с вграден термостат трябва да се монтират на разстояние най-малко 70 cm от отоплителния котел, за да се избегне дефектно задействане;
• циркулационната помпа трябва да се монтира в системата на връщащия тръбопровод, тъй като температурата му е по-ниска и устройството ще работи по-дълго;
• съвременните термопомпи могат да се монтират и в захранващата тръба;
• отоплителният кръг трябва да бъде оборудван с устройство за обезвъздушаване, което може да бъде заменено с помпа с вграден вентил за обезвъздушаване;
• Устройството трябва да се монтира възможно най-близо до разширителния съд;
• Преди да инсталирате помпата, системата трябва да се промие, за да се отстранят всички механични замърсявания.

Ако електрическата мрежа на мястото на инсталиране е нестабилна, препоръчително е помпата и системата за управление на котела да се свържат чрез подходящ регулатор на напрежението. Ако електрозахранването често прекъсва, трябва да се осигури непрекъсваемо захранване - захранвано от батерии или от самостартиращ се генератор.

Често е изкушаващо да се откажем от циркулационна помпа, когато оптимизираме разходите за системата. По принцип това е приемливо за малки едноетажни сгради. Тогава ефективността на отоплението ще бъде намалена. Ако се използва естествена циркулация, трябва да се използва по-голямо сечение на тръбите. Освен това разширителният съд трябва да бъде разположен в най-високата точка на сградата.

Избор и роля на разпределителния колектор

Този важен елемент на системата разпределя потока гореща вода, подаван от котела, към отделните колекторни греди. Вторият колектор събира флуида, който е отдал топлината си, и го връща в топлообменника за подгряване. Възвратният клапан може да пренасочи част от обратния поток към главния кръг, ако е необходимо да се понижи температурата на отоплителната среда, без да се променя режимът на работа на котела.

На пазара се предлагат колектори, поддържащи от 2 до 18 греди. Разпределителните колектори са оборудвани със спирателна или регулираща арматура или автоматични термостатични вентили. Те се използват за задаване на необходимата температура за всеки лъч.

Функционален принцип и видове контрол на възли

Основната задача на абонатната станция за допълваща вода е да даде възможност за допълване на липсващия в отоплителната система топлоносител, като по този начин се нормализира работното налягане.

В днешно време има няколко варианта за възстановяване на загубения обем на отоплителната среда:

• Ръчното управление е най-подходящо за малки отоплителни системи, при които е възможно да се контролира нивото на налягането в строго съответствие с показанията на манометъра. В този случай отоплителният агент се подава гравитачно или с помощта на помпа за подхранване.
• Режимът на автоматично допълване се активира самостоятелно, когато налягането в системата спадне под зададените граници. В този случай се задейства допълващият вентил и се отваря отворът за потока с принудително подаване на отоплителната среда. Когато налягането се изравни, клапанът се затваря и помпеното оборудване се изключва, както обикновено.

Въпреки че вторият вариант е удобен, важно е да се помни, че автоматичното подхранване изисква включването на допълнителен елемент в системата, който се нуждае от електрическо захранване. Ако електрозахранването често прекъсва, е препоръчително да дублирате автоматичното управление с ръчния лост за доливане.

Простият гравитачен захранващ механизъм в ръчния вариант извършва обичайното черпене на вода от чешмата, докато излишната вода напусне преливната тръба на разширителния съд, а предимството на автоматичното управление е, че почти няма нужда да се контролира захранването на системата.