Отоплителна система с естествена циркулация: общи вериги за циркулация на водата

Видове принудителна циркулация на отоплителната среда при отопление

Използването на схеми за отопление с принудителна циркулация в двуетажни къщи се използва поради дължината на системните линии (повече от 30 m). Този метод се извършва с циркулационна помпа, която изпомпва течността от кръга. Той се монтира на входа на нагревателя, където температурата на отоплителната среда е най-ниска.

При отоплителния цикъл със затворен цикъл напорната височина на помпата не зависи от площта или размера на сградата. Скоростта на водния поток става по-висока, така че охлаждащата течност да не се охлажда твърде много при преминаването си през тръбопроводите. Това означава, че топлината се разпределя по-равномерно в цялата система, а генераторът на топлина се използва пестеливо.

Разширителният съд може да бъде разположен не само в най-високата точка на системата, но и в близост до котела. За да усъвършенстват схемата, конструкторите са въвели преливен колектор. Сега, ако има прекъсване на електрозахранването, последвано от спиране на помпата, системата ще продължи да работи в режим на конвекция.

• с една тръба;
• две;
• колектор.

Всеки от тях може да бъде монтиран от вас или от специалист.

Възможност за еднотръбна система

На входа на радиатора е монтиран и спирателен вентил, който се използва за регулиране на температурата в помещението и който също е необходим за подмяна на оборудването. В горната част на радиатора е монтиран дренажен вентил.

Вентил на радиатора

За да се подобри равномерното разпределение на топлината, радиаторите се монтират в байпасен кръг. Ако не използвате този метод, ще трябва да съобразите радиаторите със загубите на топлоносителя, т.е. колкото по-далеч от котела, толкова повече са секциите.

Използването на спирателни вентили не е необходимо, но без тях се намалява маневреността на цялата отоплителна система. Ако е необходимо, не можете да изключите втория или първия етаж, за да пестите гориво.

За да се избегне неравномерното разпределение на отоплителната среда, се използват двутръбни схеми.

• задънена улица;
• изпускателната тръба;
• колектор.

Възможностите за спускане на тръбата и схема за байпас

Вариантът с байпас позволява лесен контрол на нивото на топлина, но е необходимо да се увеличи дължината на тръбата.

Най-ефективна е колекторната система, която позволява към всеки радиатор да се свърже отделна тръба. Топлината се подава равномерно. Има един недостатък: разходите за оборудването са високи, тъй като количеството на консумативите се увеличава.

Хоризонтална схема за отопление на колектори

Съществуват и вертикални версии на потока на топлоносителя, които се намират в долния и горния колектор. В първия случай потокът на отоплителната среда преминава през подовете, а във втория - щрангът се изкачва от котела до тавана, където тръбите се насочват към отоплителните елементи.

Вертикално оформление

Размерите на двуетажните къщи могат да варират от няколко десетки до стотици квадратни метра. Те се различават също така по разположението на стаите, наличието на пристройки и отопляеми веранди, разположението на страните на света. Въз основа на тези и много други фактори трябва да се вземе решение дали топлоносителят да циркулира естествено или чрез принудителна циркулация.

Опростена схема на циркулация на отоплителната среда в частна къща с отоплителна система с естествена циркулация.

Схемите за отопление с естествена циркулация се характеризират със своята простота. Тук охлаждащата течност се движи по тръбите самостоятелно, без помощта на циркулационна помпа - под въздействието на топлината тя се издига нагоре, попада в тръбите, разпределя се по радиаторите, охлажда се и попада във възвратната тръба, за да се върне обратно в котела. С други думи, охлаждащата течност се движи по силата на гравитацията, подчинявайки се на законите на физиката.

Двутръбна затворена отоплителна система в двуетажна къща с принудителна циркулация

• По-равномерно отопление на цялата къща;
• Значително по-дълги хоризонтални участъци (в зависимост от капацитета на използваната помпа това може да бъде до няколкостотин метра);
• По-ефективно свързване на радиаторите (напр. диагонална схема);
• Възможност за инсталиране на допълнителни фитинги и колена без риск от спадане на налягането под минималната граница.

Така в съвременните двуетажни къщи е най-добре да се използва отопление . в съвременните двуетажни къщи е най-добре да се използват отоплителни системи с циркулация под налягане.. Може да се инсталира и байпас, който да ви помогне да избирате между принудителна и естествена циркулация, за да изберете най-добрия вариант. Избираме системи с принудителна циркулация, тъй като те са по-ефективни.

Принудителната циркулация има няколко недостатъка, като например необходимостта от закупуване на циркулационна помпа и повишеното ниво на шум, свързано с нейната работа.

Разнообразие от системи за автономно отопление с течност

Отоплителните системи за индивидуално домашно отопление, използващи като охлаждаща течност вода и незамръзващи течности (антифриз), се различават по редица начини, като основните разлики са следните:

Според вида на използваното гориво. Най-популярните видове енергия за отопление са електричество, газ, течни горими въглеводородни смеси (дизелово гориво, мазут, масло, парафин), голямо количество твърди горими материали - дърва, въглища, торфени брикети и пелети с различен състав. Електричество може да се набавя от енергийни компании или самостоятелно с помощта на слънчеви панели, вятърни или хидравлични генератори.

По вид на топлинния генератор. В съвременните отоплителни системи отоплителните котли се използват за пренос на енергия към отоплителната среда, като се отличават с конструктивни особености и разлики между аналозите за всеки вид гориво. В случай на липса на средства много занаятчии изграждат автономно отопление със собствените си ръце, като вместо фабрични котли използват самосглобяеми конструкции предимно на твърдо гориво, типичен пример за това е метална печка в дневната с разширителен съд на тавана и стоманена тръбна система с радиатори.

Фиг. 7 Принцип на работа и основни компоненти на газовия конвектор

В зависимост от материала на тръбата. Металните тръби от полипропилен PP, омрежен полиетилен и PEX постепенно заменят металните продукти, като в старите сгради все още се използват външни стоманени тръби за водоснабдяване на радиаторите. Някои собственици на жилища, ако разполагат със значителни финансови средства, инсталират топлоносителя през медни тръби изцяло или на отделни участъци. Съвременните усъвършенствани системи се инсталират със специални тънкостенни стоманени тръби, като се използва технология на кримпване за свързване на елементите на водопроводната арматура с фитинги.

Начинът на подаване на отоплителната среда към топлообменниците. Съществуват два основни начина за подаване на загрята течност към крановете на отоплителните радиатори - еднотръбен и двутръбен, като понякога се използва и комбинирана връзка. При системите за подово отопление се използва връзка с колектор, която позволява свързването на няколко кръга към една разпределителна точка; системите с голям брой радиатори се свързват чрез водни шини или радиаторни колектори. При свързването на радиаторите на топлообменника се използват различни схеми на тръбопроводите - радиални, тупикови, изместени, специални хоризонтални (Ленинградка).

Съществуват и различни начини за свързване на входните и изходните връзки на радиаторите с топлообменник към отоплителната мрежа - вертикални, хоризонтални, диагонални, долни.

Фигура 8 Разположение на тръбите

Местоположението на резервоара за натрупване. Разширителният съд, който е важна част от всяка отоплителна инсталация, може да бъде фабрично изолиран (червен акумулатор) и да се монтира във веригите на всяко желано място - такива системи се наричат затворени системи, тъй като отоплителната среда не е пряко достъпна. При този тип системи течността се транспортира по тръбопроводите с помощта на електрическа циркулационна помпа, монтирана на дъното в близост до котела, до акумулатора.

Друг тип отоплителна система, наречена гравитачна, има резервоар за съхранение, монтиран в горната част на тавана, а тръбите имат лек наклон по пътя към радиаторите и лек наклон на изхода към котела. Циркулацията на флуида в системата се осъществява по гравитационен път, тъй като загрятата вода или антифризът са с по-ниска плътност и следователно се изтласкват нагоре от по-плътните и студени слоеве.

Фиг. 9 Отворена отоплителна система

Къде да го поставим

Препоръчително е циркулационната помпа да се монтира след котела, преди първия клон, но няма значение дали е в подаващата или връщащата тръба. Съвременните устройства са изработени от материали, които издържат на температури от 100 до 115 °C. Малко са отоплителните системи, които работят с по-топъл топлоносител, така че съображенията за по-"комфортна" температура са несъстоятелни, но ако ви е по-удобно, монтирайте в обратната посока.

Може да се монтира във връщащата или директната линия след/преди котела до първия клон

Няма разлика и по отношение на хидравликата - котелът, както и останалата част от системата, няма абсолютно никакво значение дали помпата е в подаващата или във връщащата тръба. От значение е правилната инсталация по отношение на тръбопроводите и правилната ориентация на ротора в пространството.

Останалото е без значение.

Съществува важно съображение относно мястото на инсталиране. Ако имате два отделни клона, един в дясната и един в лявата част на къщата или един на приземния етаж, по-добре е да инсталирате отделно устройство във всеки клон, отколкото общо, непосредствено след котела. За тези клонове се спазва същото правило: веднага след котела, преди първия клон в този отоплителен кръг. Това ще позволи да се настроят необходимите топлинни условия във всяка част на къщата независимо от другата част, а в двуетажните къщи да се спестят разходи за отопление. Как? Тъй като първият етаж обикновено е значително по-топъл от партера, той се нуждае от много по-малко топлина. С две помпи в клона, който отива на горния етаж, дебитът на отоплителната среда се настройва много по-ниско и това позволява да се изгаря по-малко гориво, без да се нарушава комфортът на жилището.

Съществуват два вида отоплителни системи - с принудителна циркулация и с естествена циркулация. Системите с принудителна циркулация не могат да работят без помпа, докато системите с естествена циркулация могат, но в този режим имат по-ниска топлинна мощност. Въпреки това по-малкото количество топлина все още е много по-добро от липсата на топлина, тъй като в райони, където електричеството често се прекъсва, системата е проектирана като хидравлична (естествена циркулация), а след това помпата се включва към нея. Това осигурява висока ефективност и надеждност на отоплението. Очевидно е, че инсталирането на циркулационна помпа в тези системи е различно.

Всички системи за подово отопление са под налягане - без помпа отоплителната среда не може да преминава през такива големи кръгове.

Принудителна циркулация

Тъй като отоплителната система с принудителна циркулация не може да работи без помпа, тя се монтира директно в прекъсването на подаващата или връщащата тръба (по ваш избор).

Повечето проблеми с циркулационните помпи се дължат на механични примеси (пясък, други абразивни частици) в топлоносителя. Те могат да блокират работното колело и да спрат двигателя. Поради това преди устройството трябва да се монтира филтър.

Монтаж на циркулационна помпа в система с принудителна циркулация

Желателно е също така да се монтират сферични кранове от двете страни. Това ще позволи да се подмени или ремонтира устройството, без да се източва системата. Затворете клапаните и извадете устройството. Изтича само частта от водата, която е била директно в тази част на системата.

Естествена циркулация

Тръбопроводите на циркулационните помпи в гравитационните системи имат една съществена разлика - необходим е байпас. Това е байпас, който осигурява функционирането на системата, когато помпата не работи. Байпасът е оборудван с един сферичен спирателен кран, който е затворен, докато помпата работи. В този режим системата работи като принудителна система.

Схема за монтаж на циркулационна помпа за система с естествена циркулация

Ако има прекъсване на електрозахранването или повреда на агрегата, клапанът на моста се отваря, клапанът, водещ до помпата, се затваря и системата работи като гравитачна.

Характеристики на инсталацията

Има един важен момент, без който инсталирането на циркулационна помпа ще изисква пренареждане: роторът трябва да се завърти така, че да сочи хоризонтално. Вторият момент е посоката на потока. Върху корпуса има стрелка, която указва в коя посока трябва да тече нагревателната среда. По този начин се обръща устройството, така че посоката на потока на отоплителната среда да е "по посока на стрелката".

Самата помпа може да се монтира хоризонтално или вертикално, но се уверете, че може да работи и в двете положения. Още един момент: ако е монтиран вертикално, изходът (създадената глава) намалява с около 30 %. Това трябва да се вземе предвид при избора на модела.

Класификация на системите за подгряване на гореща вода според принципа на действие

Отоплението може да бъде изградено на принципа на естествената или принудителната циркулация.

С естествена циркулация

Използва се за отопление на малка къща. Топлоносителят преминава през тръбите благодарение на естествената конвекция.

Снимка 1. Диаграма на системата за затопляне на вода с естествена циркулация. Тръбите трябва да се монтират с лек наклон.

Според законите на физиката топлата течност се издига. Водата се издига в котела и след това се стича по тръбите до последния радиатор в системата. След като водата се охлади, тя влиза във възвратната тръба и се връща в котела.

Използването на системи за естествена циркулация изисква наклон, за да се улесни движението на отоплителната среда. Дължината на хоризонталната тръба не може да надвишава 30 метра - разстоянието от най-външния радиатор в системата до котела.

Такива системи са много привлекателни поради ниската си цена, липсата на необходимост от закупуване на допълнително оборудване и това, че не издават много шум по време на работа. Недостатъкът е, че тръбите се нуждаят от голям диаметър и трябва да се полагат възможно най-равномерно (почти няма налягане на топлоносителя). Не е възможно да се отоплява голяма сграда.

Система за принудителна циркулация

Схемата с използване на помпа е по-сложна. Тук, в допълнение към отоплителните батерии, е инсталирана циркулационна помпа, която придвижва охлаждащата течност през отоплителната система. Следователно налягането в него е по-високо:

• Възможно е да се полагат тръби с огъвания.
• По-лесно е да се отопляват големи сгради (дори на няколко етажа).
• Подходящи са тръби с малък диаметър.

Снимка 2. Схема на отоплителна система с принудителна циркулация. За преместване на охлаждащата течност през тръбите се използва помпа.

Често тези системи са затворени, което предотвратява навлизането на въздух в радиаторите и охладителната течност - наличието на кислород води до корозия на метала. В такава система са необходими затворени разширителни съдове, допълнени от предпазни клапани и обезвъздушители. Те могат да отопляват всякакъв размер жилища и са по-надеждни в работата си.

Опции за инсталиране

За малка къща, състояща се от 2-3 стаи, се използва еднотръбна система. Отоплителната среда преминава последователно през всички радиатори, достига до последната точка и се връща през връщащата тръба обратно в котела. Радиаторите са свързани отдолу. Недостатъкът е, че по-отдалечените помещения се отопляват по-зле, тъй като топлоносителят вече е малко изстинал.

Двутръбните системи са по-усъвършенствани - до далечния радиатор се полага тръба, а от нея се правят разклонения към другите радиатори. Топлоносителят на изхода на радиаторите преминава във възвратната тръба и се премества в котела. Тази схема отоплява равномерно всички помещения и ви позволява да изключите ненужните радиатори, но основният ѝ недостатък е сложността на монтажа.

Нагряване на колектора

Основният недостатък на еднотръбната и двутръбната система е бързото охлаждане на охлаждащата течност, докато системата за свързване на колектори няма този недостатък.

Снимка 3. Колекторната система за подгряване на вода. Използва се специален разпределителен възел.

Основният елемент и основа на колекторното отопление е специален разпределителен модул, популярен като гребен. Специални водопроводни арматури, необходими за разпределяне на отоплителната среда към отделните линии и независими контури, циркулационна помпа, предпазни устройства и разширителен съд.

Разпределителният блок за двутръбна отоплителна система се състои от 2 части:

• Вход - той е свързан с нагревателното устройство, където получава и разпределя горещата охлаждаща течност към контурите.
• Изход - той е свързан с обратните тръби на контурите и е необходим за събиране на охладената охлаждаща течност и подаването ѝ към котела.

Основната разлика при колекторната система е, че всеки радиатор в къщата е свързан самостоятелно, което позволява регулиране или изключване на температурата на всеки радиатор. Понякога се използва смесено окабеляване: няколко вериги са свързани към колектора самостоятелно, но вътре във веригата батериите са свързани последователно.

Топлоносителят доставя топлина до радиаторите с минимални загуби, ефективността на тази система се увеличава, което позволява котелът да се използва с по-малка мощност и да се изразходва по-малко гориво.

Но колекторната отоплителна система не е лишена от своите недостатъци, които включват:

• Потребление на тръби. Необходимо е да се изразходват 2-3 пъти повече тръби, отколкото при серийно свързване на радиатори.
• Необходимост от инсталиране на циркулационни помпи. Изисква по-високо налягане в системата.
• Енергийна зависимост. Не си струва да се използва там, където може да има прекъсвания в електрозахранването.

Основни елементи на отоплителната система

Отоплителната система, която може да работи в автономен режим, се състои от огромен брой различни елементи. За да се разбере и визуализира принципът на такава система, е необходимо да се разбере предназначението и принципът на действие на отделните ѝ компоненти.

Котел

Котелът е най-важната част от всяка отоплителна система, тъй като в него се изгаря горивото и се генерира топлина. Понастоящем съществуват два вида котли, които се различават един от друг по своята функционалност: едноконтурни и двуконтурни. Тези типове се използват в повечето проекти на частни къщи с котелно помещение.

Едноконтурните котли могат да изпълняват само една функция - отопление на дома, докато двуконтурните котли могат да загряват и вода. Въпреки че са по-популярни, котлите с кожух са по-малко надеждни от едноконтурните котли. Причината е, че при повреда на котела цялата къща ще остане без отопление и топла вода. Ако едноконтурният котел се повреди, къщата ще остане без отопление, но ще има малко количество гореща вода.

Разлика между единичен и двоен котел

Двуконтурните котли са оборудвани със специални уреди, благодарение на които водата се загрява, докато при едноконтурните устройства тя се загрява директно в самия котел, след което преминава през радиатори, след което се връща обратно в котела.

В зависимост от вида на монтажа котлите се разделят на подови и стенни. Стенните котли, които използват предимно атмосферни газови горелки, са много по-подходящи за колебания в налягането на газа в главните тръбопроводи (тъй като стоящите на пода котли се повреждат много по-бързо в такива ситуации).

Монтажна схема на едноконтурния стенен отоплителен котел

Универсални котли

Тези котли позволяват използването на почти всички видове горива, но най-ефективен ще бъде специализиран котел, например за твърди горива или за отопление със соларно масло. Проектът за отопление трябва да покаже на собственика на жилището колко ефективни са различните котли и колко ще струва газта, въглищата, дървата или дизеловото гориво.

Разбира се, универсалните котли може да изглеждат като остарели устройства за някои, но технологиите в горивната индустрия непрекъснато се развиват. Например котел, предназначен за специални горивни брикети, е високотехнологична и доста екологична отоплителна система. Разбира се, ще има дим и други продукти от горенето на дървесина, но това не е толкова критично, колкото е било в Лондон през 18-ти век, когато от дима на камините не се е виждало небето. Технологиите се промениха и то значително.

3 Основни схеми на окабеляване - изберете най-добрия вариант

Съществуват два основни типа отоплителни кръгове, които позволяват естествена циркулация на топлоносителя:

• Еднотръбна система, при която подаването и връщането на водата от радиаторите се осъществява чрез една тръба;
• Двутръбен - подаването и връщането на топлоносителя от радиаторите се осъществява от различни тръби.

Системата с една тръба е по-лесна за инсталиране

Еднотръбната система е лесна за инсталиране. Щрангът се извежда от котела и се издига възможно най-високо в помещението. От най-високата точка на вертикалната тръба се простира вертикална тръба, която се спуска приблизително до нивото на пода и плавно се влива в захранващата тръба. Радиаторите се свързват към захранващата тръба един след друг с помощта на две по-малки тръби (двуинчовите тръби обикновено имат ¾-инчови изводи). "След като всички радиатори бъдат обслужени, тръбата се превръща във възвратна тръба, която отива към котела. Еднотръбната разпределителна система е добра само по отношение на простотата на устройството и относителната естетика (тръбите се виждат, но са разположени ниско). Освен това има само недостатъци.

Поради факта, че охладената охлаждаща течност от радиаторите се влива в същата тръба, от която идва горещата течност, температурата на водата спада доста бързо след преминаването през всеки радиатор. Ако температурата на първия радиатор е 85 градуса (например), най-отдалеченият от котела радиатор може да очаква температура от 60 градуса. Това води до неравномерно нагряване, което трябва да се компенсира чрез добавяне на секции към радиаторите, разположени по-далеч от котела, поради което крайните радиатори често са обемисти и тежки (особено ако са чугунени).

При еднотръбната система радиаторите могат да се свързват само отдолу (вход и изход) и това е най-неефективният начин за свързване на радиаторите (те се нагряват неравномерно, което се отразява на качеството на отоплението). Диагоналното свързване на радиаторите е възможно, ако захранващата тръба е положена над радиаторите, но това е двутръбна система.

При двутръбна система от водопроводната тръба се отделя захранваща тръба, разположена под тавана. От него се спускат разклонения към всеки радиатор (свързани в горно положение). Отдолу има втора връщаща тръба, в която се вливат разклоненията от радиаторите (свържете се с радиаторите в диагонална позиция отдолу). От гледна точка на естетиката картината не е добра, но от гледна точка на ефективността тази система е много по-добра. Всеки радиатор се захранва с течност с еднаква температура, което осигурява равномерно отопление на всички помещения, Освен това е възможно да свържете повече нагреватели брой нагреватели.

Отоплителна система с естествена циркулация

Системите за затопляне на вода с характер на движение на топлоносителя се разделят на 2 вида:

1. Система с принудителна циркулация;
2. Системата с естествена циркулация.

Принудителната циркулация на водата в отоплителната система се осигурява от помпен агрегат, монтиран отделно или вграден в отоплителния котел. Естествената циркулация се основава на термо-физичните свойства на водата.

Принципът на естествената циркулация се основава на движението на вода с различна плътност. Водата се нагрява в бойлера и се издига през подаващата тръба. Тъй като водата е несвиваема течност, горещата вода се издига и измества водната маса на цялата система. В същото време частта със студена вода влиза в бойлера, загрява се и отново се издига нагоре. Резултатът е постоянен поток от течност в мрежата, дължащ се на нагревателната среда в котела. Циркулацията се поддържа от наклона на тръбите.

Предимството на този вид отопление е пълната му независимост от наличието на електричество. Естественото отопление на частна къща има редица недостатъци:

1. Нисък дебит на нагревателната среда;
2. Трудности при регулирането на температурата на системата;
3. Ограничения при избора на материали за монтаж;
4. Изключително отворен метод на полагане на тръби.

Схемата на тръбопроводите за естествена циркулация е еднотръбна, последователна. Следователно всеки радиатор във веригата е по-студен от предишния. В този случай не е възможно да се изгради кофердам. Ниската скорост на водата намалява равномерността на отоплението - радиаторите в близост до котела са горещи, а последните радиатори в редицата са едва топли.

Регулирането на температурата на отопление е възможно само по агрегиран начин - чрез регулиране на размера на дебита за отделен кръг (група радиатори).

Ограничението при избора на материал се дължи на необходимостта да се използват тръби с диаметър най-малко 40 mm. Тръбите с по-малък диаметър могат на практика да спрат циркулацията. Използването на пластмасови тръби не се препоръчва - те служат за топлоизолация, докато стоманените тръби служат за нагревни повърхности. Като използват се чугунени радиатори или стоманени тръбни регистри с диаметър 70-100 mm. или стоманени тръбни регистри с диаметър 70 - 100 mm.