Отоплителна система с естествена циркулация: правила на устройството + анализ на типични схеми

За едноетажна къща

Най-простата еднотръбна отоплителна схема, която се използва от разработчиците повече от половин век, е Ленинградка.

Фигурата показва скица на модернизирана версия на Ленинградка, с диагонално свързване на радиатори. Фигурата показва следните елементи (отляво надясно):

• Отоплителна инсталация. Котлите, работещи на твърдо гориво, газ (природен или втечнен) и електричество са подходящи за изпълнение на този CO. Теоретично котлите на течно гориво също са подходящи, но възниква проблемът със съхранението на гориво в частна къща.
• Група за безопасност, която се състои от взривен клапан, настроен на определено налягане в системата, автоматичен въздушен отвор и манометър.
• Радиатори, свързани към системата чрез спирателни сферични кранове.Иглените балансиращи клапани са монтирани в джъмпера между входа и изхода на всеки радиатор.
• На връщащия клон на тръбопровода е монтиран мембранен разширителен резервоар, за да компенсира топлинното разширение на охлаждащата течност.
• Циркулационна помпа, която създава принудително движение на охлаждащата течност през CO.

Сега за това, което все още не е посочено на тази скица, но е незаменим елемент за надеждната работа на тази верига. По-горе беше спомената само помпата, но не беше посочен нейният тръбопровод, който включва три сферични спирателни крана, между които са монтирани груб филтър и помпа. Доста често помпена група с тръбопровод се свързва към CO чрез джъмпер, като по този начин се образува байпас.

Често разработчиците питат дали имат нужда байпас в еднотръбна отоплителна система? Работата е там, че тази схема на CO е самодостатъчна и ефективна. Но в случай на прекъсване на захранването, циркулационната помпа ще спре и движението на охлаждащата течност ще спре. Байпасът не е задължителен, но е по-добре да го изградите, за да преминете от принудителна към естествена циркулация на охлаждащата течност в случай на авария.

Що се отнася до тръбопровода: тъй като температурата на изхода на котела може да достигне 80 ° C, се препоръчва използването на подсилени полипропиленови тръби с необходимия диаметър за веригата на Ленинградка. Защо подсилени? Работата е там, че полимерните тръби са доста евтини и практични, лесно се монтират и имат малка маса. Но полимерните тръби променят дължината си при нагряване. Подсиленият полимер не страда от такава „болест“.

Съвет: въпреки факта, че тази версия на CO осигурява автоматичен вентилационен отвор, има случаи на проветряване на веригата. За да разрешите този проблем, се препоръчва да използвате кранове Mayevsky на радиатори.

Диаграми на затворени системи

Следните видове окабеляване се използват за отопление на селски и селски къщи:

1. Единична тръба. Всички радиатори са свързани към една линия, минаваща по периметъра на стаята или сградата. Тъй като горещата и охладената охлаждаща течност се движат по една и съща тръба, всяка следваща батерия получава по-малко топлина от предишната.
2. Двутръбна. Тук нагрятата вода влиза в отоплителните устройства през една линия и излиза през втората. Най-често срещаният и надежден вариант за всякакви жилищни сгради.
3. Асоцииран (примката на Тихелман). Също като двутръбната, само охладената вода тече в същата посока като горещата вода и не се връща в обратна посока (показано на диаграмата по-долу).
4. Колектор или лъч. Всяка батерия получава охлаждаща течност през отделен тръбопровод, свързан към общ гребен.

Еднотръбно хоризонтално окабеляване (Ленинградка)

Еднотръбна хоризонтална схема се оправдава в едноетажни къщи с малка площ (до 100 m²), където 4-5 радиатора осигуряват отопление. Не трябва да свързвате повече към един клон, последните батерии ще бъдат твърде студени. Вариантът с вертикални щрангове е подходящ за сграда от 2-3 етажа, но в процеса на изпълнение почти всяка стая ще трябва да бъде покрита с тръби.

Еднотръбна схема с горно окабеляване и вертикални щрангове

Двутръбната верига с клони в задънена улица (показана в началото на статията) е доста проста, надеждна и определено се препоръчва за използване.Ако сте собственик на вила с площ до 200 m² с височина 2 етажа, тогава направете окабеляването на електрическата мрежа с тръби с сечение на потока DN 15 и 20 (външен диаметър - 20 и 25 мм), а за свързване на радиатори вземете DN 10 (отвън - 16 мм).

Схема за преминаване на водата (примката на Тихелман)

Примката Tichelman е най-хидравлично балансираната, но по-трудна за инсталиране. Тръбопроводите ще трябва да бъдат положени около периметъра на стаите или цялата къща и да преминават под вратите. Всъщност едно „возене“ ще струва повече от двутръбно, а резултатът ще бъде приблизително същият.

Системата на лъчите също е проста и надеждна, освен това цялото окабеляване е успешно скрито в пода. Свързването на най-близките батерии към гребена се извършва с тръби 16 мм, отдалечените - 20 мм. Диаметърът на линията от котела е 25 мм (DN 20). Недостатъкът на тази опция - цената на колектора и сложността на монтажа с полагането на магистрали, когато подовата настилка е вече направена.

Схема с индивидуално свързване на батерии към колектора

Правила за избор и монтаж на тръби

Изборът между стоманени или полипропиленови тръби за всяка циркулация се извършва според критерия за тяхното използване за топла вода, както и от гледна точка на цената, лекотата на монтаж и експлоатационния живот.

Захранващият щранг е монтиран от метална тръба, тъй като през него преминава вода с най-висока температура и в случай на отопление на печката или неизправност на топлообменника може да премине пара.

При естествена циркулация е необходимо да се използва малко по-голям диаметър на тръбата, отколкото в случай на използване на циркулационна помпа. Обикновено за отопление на помещения до 200 кв.m, диаметърът на колектора за ускорение и тръбата на входа на връщането към топлообменника е 2 инча.

Това се дължи на по-бавната скорост на водата в сравнение с опция за принудителна циркулация, което води до следните проблеми:

• намаляване на обема на топлината, предавана за единица време от източника към отопляваното помещение;
• появата на запушвания или въздушни задръствания, с които малко налягане не може да се справи.

Особено внимание при използване на естествена циркулация с дънна схема за захранване трябва да се обърне на проблема с отстраняването на въздуха от системата. Не може да бъде напълно отстранен от охлаждащата течност през разширителния резервоар, т.к

вряща вода първо влиза в устройствата през линия, разположена по-ниско от тях.

При принудителна циркулация налягането на водата задвижва въздуха към въздушния колектор, монтиран в най-високата точка на системата - устройство с автоматично, ръчно или полуавтоматично управление. С помощта на кранове Mayevsky, топлопреминаването се регулира главно.

В гравитационни отоплителни мрежи с захранване, разположено под уредите, крановете на Mayevsky се използват директно за изпускане на въздух.

Всички отоплителни радиатори модерни имат устройства за изпускане на въздух, следователно, за да предотвратите образуването на щепсели във веригата, можете да направите наклон, задвижвайки въздуха към радиатора

Въздухът може също да бъде отстранен чрез вентилационни отвори, инсталирани на всеки щранг или на въздушна линия, която минава успоредно на мрежата на системата. Поради впечатляващия брой устройства за изпускане на въздух, гравитационните вериги с по-ниско окабеляване се използват изключително рядко.

При ниско налягане малка въздушна ключалка може напълно да спре отоплителната система. Така че, съгласно SNiP 41-01-2003, не е разрешено да се полагат тръбопроводи на отоплителни системи без наклон при скорост на водата по-малка от 0,25 m / s.

При естествена циркулация такива скорости са недостижими. Следователно, в допълнение към увеличаването на диаметъра на тръбите, е необходимо да се спазват постоянни наклони за отстраняване на въздуха от отоплителната система. Наклонът е проектиран със скорост 2-3 мм на 1 метър, в апартаментни мрежи наклонът достига 5 мм на линеен метър от хоризонтална линия.

Захранващият наклон се прави по посока на водния поток, така че въздухът да се движи към разширителния резервоар или системата за обезвъздушаване, разположена в горната част на веригата. Въпреки че е възможно да се направи обратен наклон, в този случай е необходимо допълнително да се монтира въздушен вентил.

Наклонът на връщащата линия по правило се прави по посока на охладената вода. Тогава долната точка на контура ще съвпадне с входа на връщащата тръба към топлогенератора.

Най-често срещаната комбинация от посока на наклона на потока и връщането за отстраняване въздушни джобове от воден кръг с естествена циркулация

При инсталиране на топъл под на малка площ във верига с естествена циркулация е необходимо да се предотврати навлизането на въздух в тесните и хоризонтални тръби на тази отоплителна система. Пред подовото отопление трябва да се постави аспиратор.

Избор на тръби

Също така изборът на материал е силно повлиян от котела, тъй като в случай на твърдо гориво трябва да се даде предпочитание на стоманени, поцинковани тръби или продукти от неръждаема стомана, поради високата температура на работния флуид.

Въпреки това, металопластичните и подсилените тръби изискват използването на фитинги, което значително стеснява хлабината, подсилените полипропиленови тръби ще бъдат идеален вариант, при работна температура от 70C и пикова температура от 95C.

Продуктите от специална PPS пластмаса имат работна температура 95C и пикова температура до 110C, което им позволява да се използват в отворена система.

Как да изберем отоплителна помпа

Най-подходящи за монтаж са специалните циркулационни помпи от центробежен тип с нисък шум с прави лопатки. Те не създават прекомерно високо налягане, а избутват охлаждащата течност, ускорявайки нейното движение (работното налягане на индивидуална отоплителна система с принудителна циркулация е 1-1,5 атм, максимумът е 2 атм). Някои модели помпи имат вградено електрическо задвижване. Такива устройства могат да се монтират директно в тръбата, наричат ​​се още "мокри", а има устройства от "сух" тип. Те се различават само в правилата за инсталиране.

В монтаж на всякакъв вид циркулационна помпа желателна е инсталация с байпас и два сферични крана, което позволява помпата да бъде свалена за ремонт/смяна без изключване на системата.

По-добре е да свържете помпата с байпас - така че да може да бъде ремонтирана / заменена, без да се разрушава системата

Монтирането на циркулационна помпа ви позволява да регулирате скоростта на охлаждащата течност, движеща се през тръбите. Колкото по-активно се движи охлаждащата течност, толкова повече топлина носи, което означава, че стаята се загрява по-бързо. След достигане на зададената температура (наблюдава се или степента на нагряване на охлаждащата течност или въздуха в помещението, в зависимост от възможностите на котела и/или настройките), задачата се променя - изисква се поддържане на зададената температура и скоростта на потока намалява.

За отоплителна система с принудителна циркулация не е достатъчно да се определи вида на помпата

Важно е да се изчисли неговата производителност. За да направите това, на първо място, трябва да знаете топлинните загуби на помещенията / сградите, които ще се отопляват

Те се определят въз основа на загубите през най-студената седмица. В Русия те се нормализират и инсталират от комунални услуги. Те препоръчват използването на следните стойности:

• за едно- и двуетажни къщи загубите при най-ниската сезонна температура от -25 ° C са 173 W / m 2. при -30 ° C загубите са 177 W / m 2;
• многоетажните сгради губят от 97 W / m 2 до 101 W / m 2.

Въз основа на определени топлинни загуби (означени с Q), можете да намерите мощността на помпата по формулата:

c е специфичният топлинен капацитет на охлаждащата течност (1.16 за вода или друга стойност от придружаващите документи за антифриз);

Dt е температурната разлика между подаването и връщането. Този параметър зависи от вида на системата и е: 20 o C за конвенционални системи, 10 o C за системи с ниска температура и 5 o C за системи за подово отопление.

Получената стойност трябва да се преобразува в производителност, за която трябва да бъде разделена на плътността на охлаждащата течност при работна температура.

По принцип при избора на мощност на помпата за принудителна циркулация на отоплението е възможно да се ръководите от осреднени норми:

• със системи, които отопляват площ до 250 m 2. използвайте агрегати с капацитет 3,5 m 3 / h и налягане на главата 0,4 atm;
• за площ от 250m 2 до 350m 2 е необходима мощност 4-4,5m 3 / h и налягане от 0,6 atm;
• помпи с капацитет 11 m 3 / h и налягане 0,8 atm се монтират в отоплителни системи за площ от 350 m2 до 800 m2.

Но трябва да вземете предвид, че колкото по-лошо е изолирана къщата, толкова по-голяма е мощността на оборудването (котел и помпа) и обратно - в добре изолирана къща половината от посочените стойности \u200b може да се изисква. Тези данни са средни. Същото може да се каже и за налягането, създавано от помпата: колкото по-тесни са тръбите и по-груба е вътрешната им повърхност (колкото по-високо е хидравличното съпротивление на системата), толкова по-високо трябва да бъде налягането. Пълното изчисление е сложен и мрачен процес, който отчита много параметри:

Мощността на котела зависи от площта на отопляемото помещение и топлинните загуби.

• устойчивост на тръби и фитинги (прочетете как да изберете диаметъра на тръбите за отопление тук);
• дължина на тръбопровода и плътност на охлаждащата течност;
• брой, площ и вид на прозорците и вратите;
• материалът, от който са направени стените, тяхната изолация;
• дебелина на стената и изолация;
• наличието / отсъствието на мазе, мазе, таванско помещение, както и степента на тяхната изолация;
• вид покрив, състав на покривната торта и др.

Като цяло изчислението на топлотехниката е едно от най-трудните в областта. Така че, ако искате да знаете точно каква мощност ви е необходима помпа в системата, поръчайте изчисление от специалист. Ако не, изберете въз основа на средните данни, като ги коригирате в една или друга посока, в зависимост от вашата ситуация. Необходимо е само да се вземе предвид, че при недостатъчно висока скорост на движение на охлаждащата течност системата е много шумна. Ето защо в този случай е по-добре да вземете по-мощно устройство - консумацията на енергия е малка и системата ще бъде по-ефективна.

Двутръбна схема на отоплителни системи

При двутръбни схеми горещата охлаждаща течност се подава към радиатора, а охладената охлаждаща течност се отстранява от радиатора през два различни тръбопровода на отоплителните системи.

Има няколко опции за двутръбни схеми: класически или стандартни, преминаващи, вентилаторни или гредови.

Двутръбно класическо окабеляване

Класическата двутръбна схема на окабеляване на отоплителната система.

В класическата схема посоката на движение на охлаждащата течност в захранващия тръбопровод е противоположна на движението в връщащия тръбопровод. Тази схема е най-често срещана в съвременните отоплителни системи, както в многоетажни сгради, така и в частни индивидуални сгради. Двутръбната схема ви позволява да разпределите равномерно охлаждащата течност между радиаторите без загуба на температура и ефективно да регулирате топлопреминаването във всяка стая, включително автоматично чрез използване на термостатични вентили с монтирани термични глави.

Такова устройство има двутръбна отоплителна система в многоетажна сграда.

Схема за преминаване или "примка на Тихелман"

Свързана схема на окабеляване за отопление.

Свързаната схема е вариация на класическата схема с тази разлика, че посоката на движение на охлаждащата течност в подаването и връщането е една и съща. Тази схема се използва в отоплителни системи с дълги и отдалечени разклонения. Използването на схема за преминаване ви позволява да намалите хидравличното съпротивление на клона и да разпределите равномерно охлаждащата течност върху всички радиатори.

Вентилатор (лъч)

Вентилаторната или гредовата схема се използва в многоетажно строителство за отопление на апартаменти с възможност за монтаж във всеки апартамент топломер (топломер) и в частно жилищно строителство в системи с поетажни тръби. С вентилаторна схема в многоетажна сграда е монтиран колектор на всеки етаж с изходи към всички апартаменти на отделен тръбопровод и инсталиран топломер.Това позволява на всеки собственик на апартамент да вземе предвид и да плаща само за консумираната от него топлина.

вентилатор или лъчиста отоплителна система.

В частна къща моделът на вентилатора се използва за подово разпределение на тръбопроводите и за свързване на лъча на всеки радиатор към общ колектор, тоест към всеки радиатор е свързана отделна захранваща и връщаща тръба от колектора. Този метод на свързване ви позволява да разпределите охлаждащата течност възможно най-равномерно върху радиаторите и да намалите хидравличните загуби на всички елементи на отоплителната система.

От какво е направена отоплителната система?

От самото име - система за отопление на вода, става ясно, че за нейната работа е необходима вода. В този случай това е охлаждаща течност, която постоянно циркулира в затворен контур. Водата се нагрява в специален бойлер, а след това - чрез тръби, тя се доставя до основния нагревателен елемент, който може да бъде система "топъл под" или радиатори.

Разбира се, за по-добра, по-безопасна и по-икономична работа на системата, можете да използвате голям брой спомагателно оборудване. Въпреки това, най-простата система за отопление на вода изглежда така:

Основните елементи на отоплителната система

Отоплителните системи могат да се различават според принципа на циркулация на охлаждащата течност:

• отопление на водата с принудителна циркулация;
• с естествени.

Система за естествена циркулация

Система с естествена циркулация е перфектен пример за използване от човека на елементарните закони на физиката. Принципът на неговата работа всъщност е прост - движението на охлаждащата течност в тръбите се дължи на разликата в плътността на студената и горещата вода.

Отоплителна система с естествена циркулация

Тоест охлаждащата течност, нагрята в котела, става по-лека, плътността му намалява. Топлата вода се измества от котела от влизащата в него студена охлаждаща течност и лесно се втурва нагоре по централната щрангова тръба. И от него - към радиаторите. Там охлаждащата течност отделя топлината си, охлажда се и, след като възвърне предишната си тежест и плътност, се връща обратно през връщащите тръби към отоплителния котел - измествайки нова част от горещата охлаждаща течност от него. И този цикъл се повтаря безкрайно.

За да създадете самостоятелно система за отопление на вода с естествена циркулация на охлаждащата течност, е важно да запомните няколко прости правила. На първо място, трябва да изберете тръби с най-подходящия диаметър за създаване на централен щранг и освен това да спазвате необходимия ъгъл на наклон при полагане на тръби. Естествената циркулационна система обаче има и няколко съществени недостатъка.

На първо място, необходимостта от използване на тежки метални тръби (по време на монтажа възникват трудности). В допълнение, такава система изключва възможността за регулиране на нивото на отопление на всяка отделна стая. Друг недостатък на системата може да се нарече висок разход на гориво.

Естествената циркулационна система обаче има и няколко съществени недостатъка. На първо място, необходимостта от използване на тежки метални тръби (по време на монтажа възникват трудности). В допълнение, такава система изключва възможността за регулиране на нивото на отопление на всяка отделна стая. Друг недостатък на системата може да се нарече висок разход на гориво.

Система с принудителна циркулация на охлаждащата течност

Отоплителна система с принудителна циркулация на охлаждащата течност

Отличителна черта на този тип системи е задължителното добавяне на циркулационна помпа. Именно той допринася за движението на охлаждащата течност през тръбите. Системната диаграма изглежда така:

Едно от основните предимства на системата с принудителна циркулация е, че такова загряване на вода от електричество позволява да се контролира нивото на налягането във всеки радиатор чрез специални клапани - по този начин се контролира и нивото на отопление на помещението. Този факт позволява до известна степен да се намали количеството гориво, използвано за нагряване на охлаждащата течност.

Недостатъкът на системата е нейната енергийна зависимост. В случай, че във вашия дом са възможни токови удари или прекъсвания на тока, най-разумното решение би било да използвате комбинирана система, която съчетава принудителна и естествена циркулация на охлаждащата течност.

Монтаж на отоплителна система

Най-практичното е създаването на двутръбна отоплителна система в къщата. Състои се от две комбинирани вериги, по една от които (захранващи тръби) гореща охлаждаща течност се движи към радиаторите. А охладената вода от радиатора се връща в котела през втората верига - връщащите тръби.

Движението на охлаждащата течност в отоплителната система

Двутръбна отоплителна система с принудителна циркулация е отлично решение за всеки частен дом. Позволява ви да свържете специални термостати, които ви позволяват да контролирате степента на нагряване на всеки отделен радиатор. Системата може да бъде допълнена със специални колектори, което ще я направи още по-ефективна.

Видове бойлери и други бойлери

Ефективността на отоплението в частна къща зависи от инсталацията, която загрява работния флуид (вода).Правилно избраният модул генерира необходимото количество топлина за радиатори и котел за косвено отопление (ако има такъв), като спестява енергия.

Автономната водна система може да се захранва от:

• водогреен котел, който използва определено гориво - природен газ, дърва за огрев, въглища, дизелово гориво;
• електрически бойлер;
• печки на дърва с воден кръг (метални или тухлени);
• топлинна помпа.

Най-често котлите се използват за организиране на отопление във вили - газ, електричество и твърдо гориво. Последните са направени само в подова версия, останалите топлогенератори - стенни и стационарни. Дизеловите агрегати се използват по-рядко, причината е високата цена на горивото. Как да изберем правилния бойлер за битова гореща вода е разгледано в подробно ръководство.

Отоплението с печки в комбинация с водни регистри или модерни радиатори е добро решение за отопление на вила, гараж и малка жилищна къща с площ 50-100 м². Недостатък - поставеният вътре в печката топлообменник загрява водата неконтролируемо

За да се избегне кипене, е важно да се осигури принудителна циркулация в системата

Модерна гравитационна система без помпено устройство, захранвано от воден кръг на тухлена пещ

Термопомпите не се използват широко в страните от бившия Съветски съюз. Причините:

• основният проблем е високата цена на оборудването;
• поради студения климат устройствата въздух-вода са просто неефективни;
• геотермалните системи "земя - вода" са трудни за инсталиране;
• електронните блокове и компресорите на термопомпите са много скъпи за ремонт и поддръжка.

Поради високата цена, срокът на изплащане на единиците надвишава 15 години.Но ефективността на инсталациите (3-4 kW топлина на 1 киловат консумирана електроенергия) привлича майстори, които се опитват да сглобят домашно приготвени аналози от стари климатици.

Как да направите най-простата версия на термопомпа със собствените си ръце, вижте видеоклипа: