Системи водяного опалення: як сконструювати якісну
Сучасним інженерам-теплотехнікам відомо чимало способів обігріву осель. Комфортна температура в будинку може створюватися тепловими вентиляторами, електричними конвекторами, традиційними дров'яними печами і так далі. Але найбільш економічними і ефективними вважаються системи водяного опалення з котлом і радіаторами.
Продовживши читання, ви дізнаєтеся багато корисного про різновиди цих інженерних мереж і особливості їх монтажу своїми руками.
Різновиди водяних мереж опалення
Ефективність роботи кліматичної інженерної системи квартири або будинку залежить не тільки від потужності опалювального агрегату або коефіцієнта тепловіддачі радіатора. Не менш важливим є те, який тип трубної розводки обраний для доставки теплоносія, як організований ток рідини і багато інших параметрів.
Більш повна і детальна класифікація систем водяного опалення в залежності від різних критеріїв наведена в таблиці.
| вид | опис |
| за автономності | |
| залежна | Теплоносій нагрівається в централізованої котельні і подається в радіатори опалення за допомогою магістральних трубопроводів. Такий тип опалення змонтований у всіх міських квартирах будинків старої споруди. |
| незалежна | Опалювальний котел вбудовується в самому житлі. Він нагріває воду, яка по трубах перетікає до радіаторів, де відбувається теплообмін з повітрям. Потім остившая рідина по зворотній трубі надходить назад в нагрівач і починається наступний цикл. Подібними системами опалення обладнано переважна більшість приватних будинків. |
| За контакту з навколишнім середовищем | |
| відкрита | Така система водяного опалення монтувалася в приватних будинках, обладнаних твердопаливними котлами старої конструкції. Однак зустрічається і зараз. Особливість даної інженерної мережі в тому, що теплоносій циркулює по трубах без надлишкового тиску. Частиною системи опалення є розширювальний бак відкритого типу, який закріплюється в найвищій точці. |
| Закрита | Використовується герметична расширительная ємність закритого типу, що встановлюється в котельні на обратке. Опалення закачується рідиною під надлишковим тиском. Для приватних будинків цей показник дорівнює 1 атмосфері, в залежних мережах опалення з централізованою подачею теплоносія тиск може доходити до 6 атмосфер. |
| За способом організації струму теплоносія | |
| гравітаційна | Водяні системи опалення, де циркуляція води відбувається природним шляхом за рахунок різниці тиску і щільності. Маса нагрітої води менше, тому вона витісняється у верхню точку системи. Потім, остигаючи, перетікає через радіатори, віддаючи теплову енергію ім. Після чого по обратке, розташованої під ухилом, повертається до котла. |
| примусова | У цьому випадку одним з елементів кліматичної мережі є циркуляційний насос. Такі системи більш ефективні і економічні. При монтажі не потрібно дотримуватися обов'язковий ухил труб. Єдиний мінус - залежність опалення від наявності електрики. Без нього насос функціонувати не буде (як, втім, і будь-який з сучасних котлів). |
| За кількістю труб, що подають і відводять теплоносій | |
| однотрубна | По всіх кімнатах прокладається кільце з труби, в яку паралельним або послідовним способом врізаються радіатори опалення. До плюсів слід віднести дешевизну, до мінусів - складність в ремонті і неможливість точно регулювати температуру в різних кімнатах будинку. |
| двотрубна | Така система опалення, як випливає з назви, має дві труби: по одній подається, по інший видаляється рідина. Перевага - можливість регулювати температуру в радіаторах за допомогою термостатів і легкість в ремонті (перекривши доступ води до однієї батареї, ви не порушите її ток в інших радіаторах). Однак ціна її виготовлення буде вище - для монтажу знадобиться в два рази більше труб. |
| За способом прокладки труб | |
| вертикальна | У такій схемі опалення теплоносій подається на верхній поверх, після чого стікає вниз, проходячи через один радіатор опалення на кожному поверсі. |
| горизонтальна | Тут вода також подається вгору по вертикальній трубі, від неї потім робиться горизонтальний відвід, по якому рідина досягає всіх батарей, розташованих на одному поверсі. |
| комбінована | Така водяна система опалення має елементи як першої, так і другої різновиди. |
| За наявності тупика | |
| тупикова | При такій схемі прокладки подає трубопровід доходить до самого далекого радіатора, там замикається перемичкою з обраткой, по якій вода повертається назад. |
| Кільцева | У цьому випадку дві труби для теплоносія утворюють як би кільце, поступово проходячи через всі кімнати і батареї. Така схема вважається більш ефективною. |
| променева | Теплоносій надходить з котла в колекторний шафа, який з'єднаний парою труб (подачі й відведення) з кожним радіатором в будинку. Так можна дуже точно контролювати мікроклімат у всьому будинку з однієї точки. |
Зверніть увагу! Вибір потрібної системи опалення залежить від великої кількості різних факторів. До них відноситься площа будинку, кількість поверхів, діаметр використовуваних труб і так далі.
Розрахунки і вибір відповідної схеми систем водяного опалення краще довірити професійному інженеру. Він же виконає гідравлічний розрахунок, без якого про нормальну роботу кліматичної мережі можна забути.
Зупинимося детальніше на описі систем опалення з природною і примусовою циркуляцією.
Види опалення за способом циркуляції води
гравітаційна система
Особливості
Система природної циркуляції рідини в кліматичній мережі працює виключно завдяки природним законам.
Схема така:
- нагріваючись, вода стає легше і піднімається у верхню частину системи опалення;
- остигаючи, рідина стає більш щільною і важкою, внаслідок чого опускається, попутно обігріваючи приміщення.
Описується опалення було ефективним лише в тому випадку, якщо монтувати інженерну мережу так, щоб забезпечити інтенсивну циркуляцію рідини в ній. Інакше теплоносій не виконуватиме покладену на нього транспортну функцію і теплова енергія, що виробляється встановленим котлом, пропаде даремно.
При будівництві і експлуатації гравітаційної системи опалення необхідно дотримуватися такі вимоги:
- Правильно підібрати діаметр труб, що з'єднують котел з батареями, розрахувати їх гідравлічний опір, встановити загальну протяжність у вертикальній і горизонтальній площині. Необхідні вихідні дані ви можете отримати з супровідної документації до кліматичного встаткування.
- Не можна допускати перегріву теплоносія. Вода може закипіти, через що тиск в трубах і радіаторах значно підвищиться, а це призведе до поломки. Уникнути цього допомагає розширювальний бак, який встановлюється у верхній точці системи.
Зверніть увагу! Як би правильно ви не вважали, обігріти будинок площею понад 200 кв. метрів або змонтувати трубопроводи довжиною понад 30 метрів і забезпечити природну циркуляцію теплоносія не вийде. Доведеться встановлювати електричні насоси, а це вже система опалення з примусовим потоком води.
порядок монтажу
Інструкція по конструюванню гравітаційної системи обігріву проста і складається з наступних пунктів:
- Перш за все, необхідно встановити котел. Зі зрозумілих причин його потрібно монтувати в найнижчій точці трубопроводів, куди стікає вся охолоджена рідина з радіаторів.
- Від котла вгору прокладається вертикальний стояк. Чим вище буде ця труба, тим ефективніше працюватиме опалювальна система. Найчастіше її кінець заводять на горищний поверх будинку.
- Зверху ставиться розширювальний бак відкритого типу. Якщо він встановлений на горищі, не забудьте ретельно утеплити ємність, щоб уникнути значних тепловтрат і замерзання рідини. Мембранну ємність можна монтувати і в котельні, на звороті.
- Потім робиться трубна розводка. Тут необхідно простежити, щоб жодна батарея опалення не була у точці, що лежить нижче котла. Чим більше перепад висот, тим ефективніше робота монтируемой інженерної мережі.
- Матеріал для труб можна вибирати довільно. Пам'ятайте, що якщо в системі встановлено твердопаливний котел, теплоносій може розігріватися до дуже високих температур, при яких не можуть експлуатуватися полімерні труби. В цьому випадку рекомендується зупинитися на сталевих.
- В інших же випадках більше підійдуть пластикові, так як вони не схильні до корозії і маю менший коефіцієнт гідравлічного опору. Переконайтеся, що внутрішній перетин використовуваних трубопроводів і патрубків котла збігається. Використовувати труби меншого діаметру заборонено.
Порада! Ніхто не забороняє монтувати подають і відводять труби більшого, ніж патрубок, діаметра. Для гравітаційної системи опалення це навіть корисно.
Система з примусовою циркуляцією
Особливості
Ви вже, напевно, зрозуміли, що ефективність роботи опалення в чому залежить від швидкості перетікання теплоносія по всіх елементах системи. Тому більшою популярністю зараз користуються кліматичні мережі з насосами, перекачувальними воду.
Це невеликі пристрої, які споживають мінімум електроенергії і працюють практично безшумно. Сучасні циркуляційні насоси можуть змінювати швидкість обертання електродвигуна, завдяки чому є можливість точно регулювати обсяг протікає гарячої води і, відповідно, температуру в кімнатах.
Насос збільшує коефіцієнт корисної дії описуваної кліматичної системи, тому палива на підтримку нормальної температури в кімнатах буде витрачатися менше.
Крім того, теплоносій, що перекачується насосом, легше долає гідравлічний опір. Отже, для монтажу системи опалення можна використовувати труби меншого діаметру (але не менше патрубка котла).
порядок монтажу
Облаштування системи обігріву з примусовою циркуляцією відрізняється від монтажу гравітаційної мережі в бік спрощення.
Зокрема:
- Насос встановлюється на зворотній трубі, щоб рідина, що надходить в нього, мала мінімально можливу температуру.
- Нагрівальний котел можна ставити на одному рівні з радіаторами.
- Частиною системи може бути тільки мембранний розширювальний бак (часто він вже вбудований в котел). Так рідина в трубах буде циркулювати під тиском в 1-1,5 атмосфери.
- Дотримуватися встановленого СНиП ухил труб в тому випадку не потрібно.
Комбінована система опалення
При будівництві приватних будинків часто застосовують так звану поєднану схему обігріву. В цьому випадку трубопроводи, радіатори і котел монтуються за правилами гравітаційної мережі, але на зворотний трубопровід ставиться циркуляційний насос з обведенням (байпасом).
Так забезпечується працездатність обігріву навіть в разі тимчасового відключення електроенергії або поломки циркуляційного насоса.
Порада! Будь-яке обладнання необхідно підключати до труб через запірну арматуру. Також краном або зворотним клапаном слід оснастити і байпас. В цьому випадку можна демонтувати обладнання для ремонту або заміни без видалення теплоносія з труб.
Таким же чином модернізуються застарілі системи опалення. Необхідно просто зробити врізку з насосом і ефективність роботи кліматичної мережі значно збільшиться.
Види опалення за способом розведення труб
однотрубна
Така система опалення передбачає монтаж однієї труби, по якій теплоносій і подається до радіаторів, і повертається назад до котла. У цю магістральну лінію послідовно або паралельно підключаються радіатори опалення, де відбувається теплообмін.
Перевага такої схеми - дешевизна. Вам знадобиться мінімальна кількість труб і різної фурнітури.
Але ефективної та зручної систему не назвеш, так як вона має кілька суттєвих недоліків:
- неможливо вручну або за допомогою термоклапаном відрегулювати обсяг теплоносія, що потрапляє в кожну батарею, тому встановити потрібну температуру в кожній окремій кімнаті не вийде;
- кількість теплової енергії, що передається радіаторів, буде зменшуватися в міру віддалення батарей від котла, отже, найдальші (нижні) кімнати будуть опалюватися гірше.
Обійти деякі обмеження описуваної системи можна шляхом установки байпаса - обвідний труби - з'єднує вхідний і вихідний патрубки радіатора безпосередньо. В цьому випадку, відкриваючи й закриваючи запірну і регулюючу арматуру, можна не тільки встановити комфортну температуру батареї, але і зробити (в разі необхідності) її демонтаж і ремонт без зупинки роботи всієї мережі обігріву.
Двотрубна вертикальна з нижнім розведенням
Головна відмінність однотрубної схеми розводки від двухтрубной є наявність двох трубопроводів: за першим до радіаторів подається гарячий теплоносій, по другому відводиться захолола вода і доставляється назад до котла.
Завдяки такій схемі можна регулювати обсяг рідини, що надходить в кожну батарею, і домагатися найбільш комфортної температури в кімнатах.
Один з варіантів - двотрубна система, з вертикальними стояками і нижнім розташуванням подають труб.
Її особливості полягають в наступному:
- По самому нижньому рівню системи від котла опалення прокладають трубопроводи, підключені до приладу опалення.
- Від цих магістралей вгору пускають стояки, що піднімають теплоносій в найвищу точку системи і доставляють його в радіатори опалення на кожному поверсі.
- Потім через іншу трубу проводиться повернення остигнула рідини для повторного циклу обігріву.
Мінус такого рішення - небезпека завоздушіванія системи.
Необхідно передбачити пристрої для видалення повітря з труб і радіатора:
- повітряну трубу, котра піднімається до верхньої точки системи;
- розширювальний бак відкритого типу або мембранне пристрій зі спеціальним повітряним клапаном;
- крани Маєвського, монтовані в верхній частині кожної батареї.
Двотрубна вертикальна з верхнім розведенням
У цьому випадку розподіл рідини відбувається в самій верхній точці системи - на горищі або під стелею верхнього поверху. Теплоносій доставляється туди вертикальної трубою, після чого по горизонтальних трубопроводах перетікає в батареї.
Тут також необхідний розширювальний бак, але краще використовувати саме герметичний, щоб можна було збільшити тиск води, ніж підвищити ефективність обігріву.
двотрубна горизонтальна
Цей тип розподілу рідини по трубах найбільш поширений в будівництві приватних будинків і дач. Особливість тут в тому, що для забезпечення перетікання води обов'язково потрібно ставити циркуляційний насос, так як домогтися потрібної швидкості руху води природним способом не вийде.
Труби прокладаються через одну з таких схем:
- тупикова. Плюс цього методу в досить економному витрачанні труб. Мінус - значна протяжність системи, що ускладнює її точне регулювання.
- попутна. У такій системі довжина опалювальних контурів менше, внаслідок чого їх легше відрегулювати. Однак, значно збільшуються витрати на покупку труб і монтажні роботи.
- Колекторна. У цьому випадку кожен радіатор за допомогою труб підключається до двох Гребінка - подачі й відведення. Найбільш ефективна мережа, але вартість її монтажу вище, ніж всіх інших. Крім того, потрібно передбачити приховану прокладку труб, так як естетично прокласти така кількість уздовж стін не вийде.
висновок
Як ви змогли переконатися, існує величезний вибір різних варіантів облаштування кліматичної системи. Вибір потрібної схеми залежить не тільки від вашого бажання і кількості грошових коштів, але і від інженерних можливостей. Тому так важливий технічний розрахунок кліматичних мереж.
Цьому питанню присвячено відео в цьому матеріалі.