Обзор термоизоляции для печей в бане

Огнеупорные материалы для печей

1. Описание и назначение
2. Требования
3. Обзор видов
4. Нюансы выбора
   • Для отделки стен вокруг печей и в котельных
   • Для трубы
   • Для бани
   • Для камина
5. Советы по монтажу

Если планируется возвести печь или камин, необходимо позаботиться о безопасности и исключить риск возгорания. Сделать это легко, ведь существуют огнеупоры, которыми обшиваются стены вокруг опасного объекта. Приобрести такие материалы намного выгоднее, чем отстраивать дом или баню после пожара.

Описание и назначение

Огнеупорные материалы (огнеупоры) для печей изготавливаются из минерального сырья и обладают способностью сохранять свои свойства в течение длительного времени при нагревании, а также при работе в агрессивных средах, не разрушаясь.

Огнеупорные материалы благодаря своим особым свойствам не только защищают помещения от возгорания, но и предотвращают теплопотери.

Это обусловило их применение для сооружения защитных покрытий при строительстве печей и каминов в загородных домах, банях, квартирах премиум-класса, а также для огнезащиты дымоходов и поверхностей вокруг них.

Требования

Огнеупорные материалы должны надежно защищать жилище от любых возгораний, без деформации выдерживать многочисленные циклы нагревания-охлаждения в течение длительного времени, быть экологически инертными, чтобы при нагреве в помещение не попадали вредные вещества.

Они должны обладать:

• достаточной для обеспечения безопасности огнеупорностью;
• низкой теплопроводностью;
• постоянством формы и объема при нагреве;
• химической стойкостью;
• шлакоустойчивостью;
• низкой способностью впитывать влагу;
• повышенной прочностью.

Обзор видов

Ранее для отделки стен возле печей повсеместно применялись асбестовые или асбестсодержащие листовые плиты. Но сегодня эти изделия не используют в жилых и производственных помещениях, поскольку при сильном нагреве асбест выделяет канцерогенные вещества, которые вредны для людей, а особенно – для маленьких детей.

Опасна также асбестовая пыль, которая попадает в легкие и также вызывает тяжелые заболевания.

• Сегодня лучшими огнеупорами для этой цели считаются огнестойкие гипсокартонные панели. Максимальная температура их применения превышает 1400 градусов. Пожаростойкость – до 30 минут противостояния огню; они не загораются в течение 1 часа, даже если пожар уже начался.

• Фиброцементные минеритовые плиты многофункциональны и экологически безопасны. Их изготавливают из цемента – серого или белого – с добавкой целлюлозы. Отличаются высокой термостойкостью, прочностью и ударостойкостью, хорошо работают во влажной атмосфере.

• Нержавеющая, или плакированная сталь, – очень популярный, хотя и дорогой материал. Формально сталь не относится к огнеупорам, но имеет самый высокий, по сравнению с аналогами, коэффициент отражения тепла и не теряет своих свойств из-за перепадов температур.

• Огнеупор, изготовленный из базальтового волокна (маты или рулоны с напылением из алюминия), не возгорается и не подвергается деформации при нагревании до 900°С, он также полностью гигроскопичен.

• Универсален, практичен и долговечен суперизол – это особый огнеупорный (до 1100 градусов) материал. Он производится из силиката кальция, благодаря чему является экологически безопасным и обладает небольшим удельным весом.

• Керамогранитная или терракотовая плитка – не только огнеупорный, но и превосходный декоративный материал, химически инертный, экологически чистый, паронепроницаемый и долговечный. Терракотовая плитка обладает повышенной способностью отдавать тепло, а керамогранит устойчив к растрескиванию.

• Требованиям экологии отвечает также огнеупор из ксилолитного волокна. Он производится в листовой форме. Материал технологичен и влагоустойчив.

• Широко применяемые шамотные огнеупоры обладают высокой теплостойкостью — до 1300°C. Этот универсальный материал еще и очень красив, по виду напоминает песчаник. На рынке предлагаются разные его виды — шамотные кирпич, обмазка, клей, раствор и мастика.

• Современный надежный огнезащитный материал — плиты из вспученного вермикулита, отличающиеся высокой – до 800-900 градусов – теплостойкостью. Они не гниют, не подвержены воздействию микробов, не по вкусу грызунам, а также соответствуют требованиям экологии.

• Огнеупорные плиты из муллитокремнеземистого волокна обладают высокой химической стойкостью к воздействиям щелочей и кислот. По своим огнеупорным свойствам не имеют аналогов.

• Стекломагнезит – это теплостойкий композиционный материал на основе хлорида и оксида магния. Он обладает повышенной влагостойкостью, плотностью и прочностью, легок и технологичен в использовании. Стекломагниевые листы часто используют как альтернативу огнестойкому гипсокартону.

Нюансы выбора

Большое разнообразие видов зачастую заставляет сомневаться в правильности своего выбора. Чтобы не возникло проблем и не пришлось жалеть о принятом решении, необходимо определиться с материалом, который защитит стены рядом с печкой, трубой или камином.

Для отделки стен вокруг печей и в котельных

Огнезащитная отделка стен вокруг печей и в котельных предписана правилами пожарной безопасности и является обязательной.

• В качестве основы для обшивки стен около печи могут применяться огнестойкие гипсокартонные панели.
• Используя шамотный кирпич и/или раствор, создают огнеупорную защиту в виде экрана возле печи. Кирпичом выкладывают (футеруют) поверхность внутри печи, а раствором заделывают щели и трещины.
• Но наиболее эффективна защита поверхностей, примыкающих к каминам и печам, сделанная из нержавеющей стали. Стальные листы применяют для устройства огнезащитных экранов. Они монтируются в удалении 1-5 см от корпуса печи или камина.
• Еще сильнее увеличить термозащиту позволяет стекловолокно, уложенное под стальные листы.
• Популярны и чугунные экраны.
• Базальтовые рулоны и маты, гибкие и легкие, также используют для экранирования печей и каминов.
• Для огнезащиты котельных, как и бань, идеально подходят терракотовые или керамогранитные плитки. Они не деформируются и не горят, а также просты в обслуживании – их легко чистить и мыть. Благодаря высоким декоративным свойствам, их можно использовать и для оформления различных поверхностей.

Для трубы

Места выхода дымоходов во избежание возгорания необходимо надежно термоизолировать. Для этого применяют муллитокремнеземистые плиты и картон, которые прекрасно подаются обработке. В них можно вырезать отверстия любой конфигурации для труб дымоходов и других конструктивных элементов печей.

Для бани

Стены бань отделывают жаропрочными материалами, чтобы они обладали огнеупорными свойствами. Для этого используют:

• «пирог» из металлического отражающего покрытия и теплоизолирующей прокладки;
• суперизол;
• огнестойкий гипсокартон;
• стекломагнезит;
• минерит;
• терракотовую плитку.

Огнезащиту для печи в бане обеспечивают также изделия из вспененного вермикулита. Для прослойки между первыми рядами кладки печи и деревянным полом предпочтительнее вермикулитовые плиты, поскольку они прочнее картона.

Профессиональные печники во время возведения печей традиционно применяют шамотный кирпич, выдерживающий достаточно высокие температуры и резкое охлаждение. Современный материал — облегченный огнеупорный шамот — отлично впитывает растворы, замешенные на цементе и глине.

Для камина

Основным средством, применяющимся для облицовки камина, наряду с огнестойким гипсокартоном, является огнестойкая керамика:

• терракотовая плитка или майолика как ее разновидность;
• изразцы;
• клинкерная плитка;
• керамогранит.

Все они влагостойки и устойчивы к перепадам температур. Выбирайте плитку с маркировкой А – она более качественная, чем плитка с В-маркировкой.

Советы по монтажу

Минеритовые плиты можно крепить посредством винтов; для повышения надежности используют по 2 плиты. При этом лист минерита не должен плотно прилегать к изолируемой поверхности. Воздушный зазор оставляют, так как этот материал подвержен температурной деформации и увеличивается в размерах. Или же лист минерита крепят на жаростойкую подложку, которая повышает эффективность термозащиты.

Стальные плиты внутри защитного экрана соединяют термостойкими материалами, например, жаропрочной мастикой, устойчивой при температуре, превышающей 1100°С, термостойкими клеем или герметиком. На рынке, наряду с боковыми, предлагают фронтальные защитные экраны. Они крепятся к полу возле печи. Иногда вместо экранов из металла строят стены из шамотного кирпича, которые отделяют корпус печи от пространства помещения.

Огнеупоры в виде плит и листов очень технологичны для термоизоляции помещений. Так, огнеупорный гипсокартон крепится на саморезы или клей.

Для работы с шамотным кирпичом используют растворы на основе светлых глин с небольшим добавлением песка. Шамотные глины надежны и долговечны в эксплуатации, они хорошо скрепляют кладку.

Вместе с тем профессиональные печники для укладки шамотных огнеупоров применяют специальные термостойкие клеи, которые отличаются низкой усадкой и образованием тонких швов. Все это также работает на повышение прочности и долговечности конструкции.

Какая схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией будет оптимальной

В частных домах практически не используются гравитационные отопительные системы – они уже давно морально устарели, а их эффективность оставляет желать лучшего. На замену им пришли системы с принудительной циркуляцией, которые имеют отличные эксплуатационные характеристики и довольно удобны в обращении – и все это при сравнительно простой конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как правильно сделать отопление в одноэтажном доме, используя принудительную схему циркуляции теплоносителя.

Виды отопительных систем

Ключевое отличие рассматриваемого типа систем заключается в наличии циркуляционного насоса, который обеспечивает бесперебойное движение теплоносителя в трубопроводе. По сути, именно насос делает водяное отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией гораздо более удобным по сравнению с гравитационными аналогами.

Существует всего два основных вида систем с принудительной циркуляцией:

1. Однотрубная. Данный вид систем демонстрирует приемлемую эффективность только в домах, имеющих небольшую площадь. Как следует из названия, в однотрубной системе присутствует только один кольцевой контур, по которому и двигается теплоноситель. Нередко подобное отопление является модернизированным вариантом гравитационной системы.
2. Двухтрубная. Системы с двумя контурами достаточно эффективны и отлично подходят для отопления больших домов. Ключевой особенностью двухтрубных систем является наличие двух трубопроводов – подающего и обратного – которые подводятся к каждому радиатору.

Все монтируемые своими руками схемы отопления частного одноэтажного дома имеют свои характерные особенности и характеристики, которые будут рассмотрены несколько позже. Впрочем, есть и общие черты – каждую батарею нужно обязательно оборудовать краном Маевского, позволяющим при необходимости стравливать воздух из трубопровода. Кроме того, любая отопительная система должна комплектоваться спускным краном, который обычно устанавливают в самой нижней точке обратки.

Конструкция отопления с принудительной циркуляцией

Отопительная система, теплоноситель в которой перемещается благодаря воздействию насоса, включает в себя следующие элементы:

• Котел;
• Трубопроводы;
• Циркуляционный насос;
• Отопительные радиаторы;
• Расширительный бачок.

Каждый из этих элементов нужно рассмотреть подробнее еще перед тем, как сделать отопление в одноэтажном частном доме.

Отопительные котлы

Схема принудительного отопления для частного дома не может обойтись без отопительного оборудования, в качестве которого может выступать котел одного из следующих видов:

1. Газовые. Наиболее распространенный вариант. Для установки газовых котлов нужна подведенная магистраль, а процесс установки обходится достаточно дорого. Впрочем, на этом недостатки заканчиваются – работающие на газе котлы обходятся дешевле всех остальных в эксплуатации, и внимания они к себе не требуют.
2. Электрические. Менее распространенный и сравнительно недорогой вид котлов. Самым большим недостатком подобных устройств является стоимость электроэнергии и ее расход – в конечном итоге затраты на отопление оказываются чрезмерно велики.
3. Жидкотопливные. Довольно экономичный вид котлов, но назвать его лидером по данному параметру нельзя. В качестве топлива обычно используется солярка, что, с одной стороны, обходится сравнительно недорого, но с другой стороны – ее придется периодически доливать, поэтому оставить котел без внимания будет невозможно.
4. Твердотопливные. Такие котлы обходятся недорого, да и стоимость твердого топлива (угля, дров и пеллет) сравнительно невелика. Разумеется, для поддержания рабочей температуры придется постоянно закладывать новую порцию топлива – то есть в эксплуатации твердотопливные котлы довольно неудобны.

Чтобы схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией была достаточно эффективной, нужно еще на этапе ее проектирования рассчитать необходимую мощность котла. Лучше всего будет обратиться к специалистам, но при большом желании можно выполнить эту работу и самостоятельно – например, воспользовавшись онлайн-калькулятором. Существует и методика, позволяющая рассчитать приблизительное значение мощности, согласно которой, на отопление каждых 10 кв.м. помещения требуется 1 кВт тепловой энергии.

Трубы

Чаще всего для обустройства отопительных трубопроводов используются металлопластиковые трубы. Они имеют массу достоинств, среди которых – отличная способность выдерживать свойственные отоплению температуры, высокая механическая прочность и длительный срок службы. Более традиционным материалом являются трубы из стали, отличающиеся сравнительно небольшой стоимостью, но у них есть серьезный недостаток – подверженность коррозии, из-за которой магистраль довольно быстро придет в неисправное состояние.

Расчет диаметра отопительных труб для систем с принудительной циркуляцией осуществляется при помощи специальных таблиц, которые учитывают массу параметров, в том числе скорость перемещения жидкости. Как правило, для рассматриваемого типа отопительных систем используются достаточно узкие трубы, поскольку необходимости обеспечивать самостоятельное движение теплоносителя нет.

Также при проектировании отопления нужно учесть размеры патрубков отопительного оборудования. При наличии разницы диаметров придется использовать различные фитинги, позволяющие нивелировать этот фактор.

Радиаторы отопления

Существует несколько вариантов радиаторов, подходящих для установки в систему с принудительной циркуляцией. Один из самых популярных вариантов – биметаллические батареи, перечень достоинств которых включает в себя отличные визуальные качества и длительный срок службы. Впрочем, алюминиевые радиаторы практически не уступают биметаллическим, и даже классические чугунные изделия вполне подойдут для создания отопительной системы.

Перед установкой батарей нужно тщательно просчитать их расположение и теплоотдачу. Минимальное расстояние от радиатора до подоконника составляет около 8 см, а от стены радиатор должен быть удален хотя бы на 3 см. Рассчитывая теплоотдачу отопительных приборов, нужно исходить из того, что для прогрева 1 кв.м. требуется 100 Вт тепловой энергии.

Циркуляционный насос

Как однотрубная, так и двухтрубная система отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией не обходится без циркуляционного насоса, за счет которого и происходит движение теплоносителя в системе. Выбирая насос, нужно в первую очередь отталкиваться от его мощности.

Расчет необходимой мощности насоса осуществляется по следующей формуле:

• Q = Qn / 1,163 x Dt,
• Где Q – мощность насоса,
• Qn – количество тепла, требуемое на прогрев дома,
• Dt – разница температур в контурах подачи и обратки.

Циркуляционный насос должен находиться на трубе обратного контура в непосредственной близости от котла. При монтаже нужно обязательно установить байпас на отопление с тремя кранами и фильтр, который предотвратит засорение насоса находящимися в отопительной системе твердыми частицами.

На рынке можно встретить всасывающие насосы, которые предназначены для установки на трубе подачи. Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией редко включает в себя подобные устройства – они слишком дороги и в подавляющем большинстве ситуаций не оправдывают свой ценник.

Расширительный бачок

Рассматриваемый тип отопительных систем в обязательном порядке должен оборудоваться расширительным баком. Как правило, используются мембранные бачки закрытого типа, которые устанавливаются прямо за котлом на трубе обратки.

Важнейшим параметром расширительного бака является объем, который нужно рассчитать перед тем, как провести отопление в одноэтажном доме. Все дело в физических процессах, происходящих внутри системы с принудительной циркуляцией. Разогретая вода увеличивается в объеме, вследствие чего повышается давление в трубопроводе. Наличие подходящего бака позволяет принять излишки теплоносителя, тем самым нивелируя их воздействие на элементы конструкции.

Объем бака рассчитывается по формуле:

• V = e x C / (1 — Po/Pmax) x k,
• Где e – коэффициент температурного расширения теплоносителя,
• Po – величина давления в пустом баке,
• C – суммарный объем теплоносителя в системе,
• Pmax – максимальное давление в контуре,
• k – коэффициент заполнения бака.

Монтаж отопления с принудительной циркуляцией в одноэтажном доме

Отопление одноэтажного дома своими руками обустраивается по технологии, включающей в себя следующие операции:

• В первую очередь устанавливается отопительный котел;
• К котлу подключается дымоход, выведенный за пределы здания;
• При использовании газового котла необходимо подключиться к магистрали (данную операцию должны выполнять специалисты из газовой службы);
• Вдоль стен на заранее выбранных местах устанавливаются отопительные батареи;
• Все элементы конструкции соединяются трубопроводами;
• В обратную трубу врезается циркуляционный насос и расширительный бачок;
• Трубопроводы подводятся к соответствующим патрубкам котла;
• Собранную систему необходимо обязательно запустить в тестовом режиме, после чего ее можно сдавать в эксплуатацию.

Данная технология является общей для всех видов систем отопления – незначительные отличия имеются только в прокладке труб и монтаже радиаторов.

Монтаж однотрубной системы своими руками

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией обычно оборудуется радиаторами, установленными на байпасах. Простая врезка приборов существенно усложнит эксплуатацию – например, при необходимости провести ремонт придется отключить всю систему. Кроме того, отсутствие байпасов не позволяет регулировать теплоотдачу отдельных радиаторов.

Как правило, монтаж системы отопления в частном доме и трубопровод в такой схеме прокладывается в подпольном пространстве, поэтому радиаторы подключаются нижним способом – то есть, оба выхода байпаса подключаются к нижним патрубкам батарей.

Схема подключения двухтрубной системы отопления частного дома

В одноэтажном доме двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией прокладывается горизонтально – необходимости в вертикальных стояках нет. Прокладка труб осуществляется вдоль стен, а батареи подключаются диагонально. Впрочем, бывают и исключения из этого правила – например, если труба подводки располагается на стене, а обратка находится под полом, то радиаторы будет гораздо целесообразнее подключать снизу.

Заключение

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя довольно проста, но отличается высокой эффективностью и надежностью. Грамотный и взвешенный подход к каждому этапу обустройства отопления позволит создать качественную систему, способную прослужить не один десяток лет.

Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

В статье подробно рассказывается про схему отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, смотрите внимательно на фото и видео.

В системе отопления с принудительной (насосной) циркуляцией используют те же схемы подключения, что и в системе отопления с естественной циркуляцией, но из-за отсутствия возможности соблюдения всех уклонов или слишком большой длины магистрали подключают циркуляционный насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию теплоносителя в замкнутой системе отопления (рис. 13-9-15).

Рис. 15. Схема однотрубной системы отопления с горизонтальной проточной системой: 1 – котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – расширительная труба; 5 – циркуляционный насос
Применение циркуляционного насоса позволяет использовать магистрали большей протяженностью, что очень важно при отоплении многоэтажных домов. Единственный минус использования циркуляционного насоса – необходима бесперебойная подача электроэнергии.
Поддержание заданной температуры в помещении, отапливаемом системой водяного отопления, возможно несколькими способами: изменением температуры, расхода теплоносителя через радиатор, и тем и другим одновременно. Температура теплоносителя, поступающего на радиаторы, обычно регулируется централизовано в тепловом пункте. Для индивидуальной регулировки температуры в помещении радиаторы оснащают регулировочными кранами (ручная регулировка), либо термостатами (автоматическая регулировка).

Индивидуальная регулировка возможна как при двухтрубной, так и при однотрубной системе, в последнем случае перед краном или термостатом обязательно должен быть установлен байпас.

Какой насос выбрать для принудительной циркуляции

Какой расширительный бак выбрать

Однотрубная схема принудительной циркуляции

По причине того, что у каждого отопительного устройства в наличии по две трубы. Посредством одной идет горячая вода. Через вторую идет уже остывшая вода. Еще одним отличием этой системы от однотрубной является другой порядок по подключению отопительных устройств. Профессионалы советуют установку регулировочного бака перед всеми радиаторами.

Для нормальной циркуляции в здании, хватит расстояния между центром котла и наивысшим местом подающей магистрали. При таких условиях, возможен монтаж расширительного бака на этаже сверху, а не на чердаке. Труба подачи при этом прокладывается снизу подоконника или под потолком.

Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией

Если используется схема двухтрубного типа с условием естественной циркуляции, для этого требуется прогрев всего отопления дополнительно.

По этой причине рекомендуется дополнительный монтаж байпаса для обводки в составе с насосом для циркуляции. Это даст ощутимую экономию времени при включении подобной системы, как отопительная модель для дома с двумя этажами. При таких условиях в постройке тепло станет равномернее распределяться.

Помимо монтажа батарей, в доме с двумя этажами и при использовании котла в составе с вмонтированным циркуляционным насосом, есть возможность установки системы «теплый пол». Также есть и возможность подключения сушителя для полотенца сразу на двух этажах.

При работах по установке наилучшим будет использование лучевой разводки или коллекторной . Эта система является наиболее удобной и есть возможность регулировки температуры во всех комнатах. Для всех отопительных устройств, прокладываются две трубы: обратная и прямая. Коллекторы монтируются на всех этажах. Важным является, чтобы они были в шкафу, какой для этого и предназначен. В этом же шкафу расположена и вся запорная арматура.

Схемы подключения отопительных приборов

Принцип работы

Системы отопления с естественной циркуляцией воды

Это одни из самых простых и распространенных систем отопления для небольших домов и квартир с индивидуальным отоплением. Недостатки систем отопления с естественной циркуляцией воды: – небольшой радиус действия (до 30 м по горизонтали), что является результатом небольшого циркуляционного давления; – замедленное включение в действие из-за большой теплоемкости воды и малого естественного циркуляционного давления; – повышенная опасность замерзания воды в расширительном бачке, если он смонтирован в неотапливаемом помещении.

Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией состоит из котла (водоподогревателя), подающего и обратного трубопроводов, отопительных приборов и расширительного бачка. Нагретая в котле вода поступает по подающему трубопроводу и стоякам в отопительные приборы, отдает им часть своей теплоты, затем по обратному трубопроводу возвращается в котел, где вновь подогревается до необходимой температуры, и далее цикл повторяется.

Рис. 1. Принципиальная схема водяной системы отопления с естественной циркуляцией воды
Все горизонтальные трубопроводы системы делаются с наклоном в сторону движения воды: нагретая вода, поднявшись по стояку вследствие температурного расширения и выдавливания более холодной водой обратного трубопровода, растекается по горизонтальным отводам самотеком, а охлажденная вода также самотеком поступает обратно в котел.

Уклоны трубопроводов способствуют и отводу пузырьков воздуха из труб к расширительному баку: газ легче воды, поэтому он стремится вверх, а наклонные участки трубопроводов помогают ему нигде не задерживаться и поступать в расширитель, а затем в атмосферу. Расширительный бачок создает постоянное давление в системе, принимает увеличивающийся при нагревании объем воды, а при охлаждении отдает воду обратно в трубопровод.

Вода в системе отопления поднимается за счет расширения при нагревании и под действием гравитационного давления, движение (циркуляция) возникает из-за разности плотностей нагретой (поднимающейся по подающему стояку) и охлаждённой воды (спускающейся по обратному). Гравитационное давление расходуется на движение теплоносителя и преодоление сопротивлений в сети трубопроводов.

Эти сопротивления вызываются трением воды о стенки труб, а также наличием в системе местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся: ответвления и повороты трубопроводов, арматура и сами отопительные приборы. Чем больше сопротивлений возникает в трубопроводе, тем больше должно быть гравитационное давление. Для уменьшения трения применяются трубы увеличенных диаметров.
Циркуляционный напор Pц = h (ρо- ρг) зависит (рис. 1): – от разности отметок центра котла и центра нижнего отопительного прибора h, чем больше разность высот между центрами котла и прибора, тем лучше будет циркулировать теплоноситель; – от плотности горячей воды ρг и охлажденной воды ρо.

Как появляется циркуляционный напор? Представим, что в котле и радиаторах отопления температура теплоносителя меняется скачкообразно по центральным осям этих приборов, что, кстати, недалеко от истины. То есть в верхних частях котла и радиаторов находится горячая вода, а в нижних – охлажденная. Горячая вода имеет меньшую плотность, а следовательно, и меньший вес, чем охлажденная вода. Мысленно срежем верхнюю часть отопительного контура (рис. 2) и оставим только нижнюю часть.

И что же мы видим? А то, что мы имеем дело с двумя сообщающимися сосудами, хорошо знакомым нам из школьной физики. Верх одного сосуда находится выше верха другого; вода под действием сил гравитации стремится переместиться из верхнего сосуда в нижний. Отопительный контур – замкнутая система, вода в нем не выплескивается, как в сообщающихся сосудах, а стремится «успокоиться» (занять один уровень).

Таким образом, высокий столб охлажденной тяжелой воды после радиаторов постоянно выталкивает низкий столб воды перед котлом и подталкивает горячую воду, то есть возникает естественная циркуляция. Иными словами, чем выше находится центр радиаторов относительно центра котла, тем больше циркуляционный напор. Высота установки – это, первый показатель напора. Уклоны подающих трубопроводов в сторону радиаторов и обратной магистрали от радиаторов к котлу лишь способствуют этому процессу, помогая воде преодолевать местные сопротивления в трубах.

Поэтому в частных домах лучше всего размещать котел ниже отопительных приборов, например, в подвале. Второй показатель, от которого зависит циркуляционный напор, это разница между плотностями охлажденной и горячей воды. Системы с естественной циркуляцией теплоносителя относятся к саморегулирующимся системам. При проведении качественного регулирования, то есть при изменении температуры нагрева воды, самопроизвольно возникают количественные изменения – изменяется расход воды. Из-за изменения плотности горячей воды будет увеличиваться (уменьшаться) естественное циркуляционное давление, а следовательно – и количество циркулирующей воды.

То есть, когда на улице холодно, становится холоднее и в доме и включая котел на полную мощность, увеличиваем нагрев воды, заметно уменьшая ее плотность. Придя в отопительные приборы, вода отдает теплоту охлажденному воздуху в помещении, ее плотность при этом сильнее повышается. Посмотрев на часть формулы, стоящую в скобках, мы видим, что чем больше разность между плотностями охлажденной и горячей воды, тем больше циркуляционный напор.

Следовательно, чем сильнее нагрета вода в котле и чем сильнее она остывает в радиаторе, тем быстрее она циркулирует по системе отопления и это происходит до тех пор, пока воздух в помещении не прогреется. После этого вода начинает остывать в радиаторах медленнее, плотность ее уже не сильно отличается от плотности воды, вышедшей из котла, и циркуляционный напор начинает постепенно снижаться. Но как только температура в помещении начнет снижаться, циркуляционный напор начнет повышаться и скорость циркуляции воды в трубах повысится, подводя к радиаторам больше теплоты и повышая температуру воздуха. Так происходит саморегуляция системы – одновременное изменение температуры и количества воды обеспечивает необходимую теплоотдачу отопительных приборов для поддержания температуры помещений.
Системы водяного отопления с естественной циркуляцией бывают двухтрубные с верхней и нижней разводками, а также однотрубные с верхней разводкой.

Двухтрубные системы отопления с верхней разводкой

Рис. 4. Схема двухтрубной водяной системы отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией воды: 1 – котел; 2 – главный стояк; 3 – подающая магистраль; 4 – горячие стояки; 5 – обратные стояки; 6 – обратная магистраль; 7 – расширительный бак
Каждый отопительный прибор данной системы отопления (рис. 4) обслуживается двумя трубопроводами – подающим и обратным, поэтому такая система называется двухтрубной. Подпитку воды в систему осуществляют от водопровода, а если его нет, то воду заливают вручную через отверстие расширительного бака. Подпитку отопительной системы из водопровода лучше делать в обратную магистраль, так как холодная вода из водопровода будет смешиваться с относительно горячей водой обратной магистрали и повышать ее плотность, увеличивая циркуляционный напор на время подпитки.
Системы отопления с естественной циркуляцией делают одно- и двухконтурными (рис. 5).

В одноконтурных системах котел устанавливают в начале контура, а трубную разводку делают справа или слева от него, опоясывая по периметру весь дом или квартиру, при этом длина кольца по горизонтали не должна превышать 30 м (лучше до 20 м). Чем длиннее кольцо, тем больше в нем гидравлические сопротивления (силы трения внутри трубы). В двухконтурных системах котел размещают в центре, а трубную разводку (контуры колец) – в обе стороны от котла, общая длина труб по горизонтали не должна превышать 30 м (лучше – до 20 м). Чтобы получить гидравлически сбалансированную систему, длины колец двухконтурной системы и количество секций радиаторов надо делать примерно одинаковыми.
В зависимости от направления движения теплоносителя в магистральных трубопроводах системы отопления могут быть тупиковыми и с попутным движением воды.

Рис. 5. Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя
В тупиковых системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистрали. В этой схеме длина циркуляционных колец неодинакова, чем дальше от котла расположен отопительный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца.
В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться гораздо лучше, чем удаленные от него. А при малой тепловой нагрузке ближайших к главному стояку циркуляционных колец их гидравлическая увязка становится еще сложнее.
В системах отопления с попутным движением воды все циркуляционные кольца имеют длину протяженность, поэтому стояки и отопительные приборы работают в одинаковых условиях.
В таких системах независимо от расположения отопительного прибора по горизонтали в отношении главного стояка их прогрев будет одинаковым. Однако системы отопления с попутным движением воды применяют ограниченно, так как часто при проектировании реальных отопительных систем, учитывающих планировку дома, оказывается, что при монтаже потребуется большее количество труб, чем для тупиковых систем. Поэтому такие системы используют в тех случаях, когда в тупиковой системе невозможна увязка циркуляционных колец между собой.

Чтобы расширить применение тупиковых систем, сокращают протяженность магистралей и вместо одного контура большой длины делают два коротких контура или несколько. В таких случаях обеспечивается лучшая горизонтальная регулировка системы. Балансировку (гидравлическую увязку) отопительных колец контура начинают еще на стадии проектирования системы отопления.

Какая схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией будет оптимальной

Виды двухтрубных систем двухэтажного дома

Прежде чем выбрать тот или иной вариант двухтрубной системы отопления двухэтажного дома, схему разводки труб и вид циркуляции, необходимо выяснить, какими же они могут быть.

Во-первых, в зависимости от пространственного расположения подводящей и отводящей магистрали двухтрубная система, также как и однотрубная, может быть выполнена по двум схемам:

• С горизонтальной разводкой — когда магистральные трубы на каждом этаже образуют отдельные условно горизонтальные (с соблюдением необходимых уклонов) контуры или петли;
• С вертикальной — когда подача нагретого теплоносителя к радиаторам в разных уровнях и отвод охлажденного, из них, осуществляется при помощи вертикальных стояков.

Схемы с горизонтальной разводкой можно также разделить на:

• Простые — с последовательным подсоединением радиаторов к подающей трубе и «обратке»;
• Лучевые или коллекторные — когда каждый радиатор подсоединяется отдельно с помощью двух труб к специальному распределителю (гребенке, коллектору). Он может быть отдельным для каждого этажа, размещенным в нише или шкафчике или же быть общим для всего дома, размещенным в котельной.

Схемы с последовательным подсоединением радиаторов могут быть как с нижней, так и с верхней разводкой подающей трубы. Коллекторные же или лучевые схемы, как правило, предполагают нижнюю разводку труб, причем, очень часто, те прокладываются скрыто, под полом.

Кроме этого, схемы двухтрубных систем отопления двухэтажных домов могут отличаться способом обеспечения циркуляции теплоносителя. Такая циркуляция может быть:

• Гравитационной или естественной – когда она обеспечивается только разностью удельного веса горячего и холодного теплоносителя и наличием уклонов магистральных трубопроводов;
• Принудительной – когда для этого используется специальный циркуляционный насос (или насосы);
• Комбинированной – когда система имеет возможность работать и по той и по другой схеме, в зависимости от обстоятельств.

В зависимости от вида расширительного бака и способа создания избыточного давления в системе она может быть:

• Открытой – когда используется открытый расширительный бак, обычно располагающийся под потолком на втором этаже или на чердаке, а давление в системе определяется только высотой его размещения. Часто такой бак используется и в качестве центрального воздухосборника (как на рис. 1). Это возможно в случае, если его подсоединяют к наивысшей точке подающей трубы. Если же он подсоединяется к обратной трубе (например, при установке на «обратке» циркуляционного насоса), то на подающей трубе дополнительно необходимо устанавливать воздухосборник или воздушный клапан;
• Закрытой – когда в качестве расширительного используется герметичный мембранный бак. Избыточное давление в таких системах рассчитывается и обычно находится на уровне 1,5 бар (0,15 МПа). Такой бак может быть расположен в любом месте на подающей или обратной магистрали, но чаще всего его располагают недалеко от котла. Обязательным атрибутом закрытой системы является наличие, так называемого «блока безопасности», включающего предохранительный и воздушный клапаны и манометр, так как возникает необходимость контроля избыточного давления жидкости и автоматического сбрасывания в случае его увеличения выше установленного безопасного уровня.

Пример закрытой системы отопления двухэтажного дома

Ознакомившись с основными видами и особенностями двухтрубных систем отопления, рассмотрим их некоторые, наиболее распространенные схемы, которые могут использоваться для частного двухэтажного дома.

Преимущества и недостатки гравитационной системы

Система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией имеет следующие преимущества:

1. Сети просто монтируются и эксплуатируются. Для их обслуживания не нужно приглашать специалистов.
2. В контур не устанавливают циркуляционный насос и группу безопасности. Отсутствие насосного оборудования обеспечивает бесшумную работу.
3. Поскольку не используются приборы, работающие от электричества, система считается энергонезависимой и может работать даже при перебоях с подачей электричества.

Отопление самотеком не применяют в многоэтажном доме и постройках со значительной площадью. В таких сооружениях не получится добиться эффективного отопления и комфортной температуры в помещениях из-за того, что теплоноситель движется с небольшой скоростью.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

1. В доме всегда должно быть тепло.
2. Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
3. Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем

Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и отопительные приборы. Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.

Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».

Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:

• самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
• однотрубная;
• двухтрубная;
• лучевая (иначе – коллекторная);
• водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.

Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка

Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Схемы однотрубных систем

Для обогрева загородных коттеджей и квартир многоэтажных домов применяется всего 2 типа однотрубных схем:

1. Классическая ленинградская система отопления с нижней горизонтальной разводкой представлена выше на первой картинке.
2. Радиаторная сеть с вертикальными стояками.

Справа изображена классическая «ленинградка» с нижним подключением батареи, слева — подсоединение к однотрубному стояку

«Ленинградка» предусматривает подключение радиаторов к общей кольцевой магистрали, проложенной горизонтально над полом. Классика жанра – нижнее боковое присоединение обеих подводок. При более современном подходе трубы подключаются к батарее диагонально, мастера-монтажники практикуют оба метода.

Вторая схема применяется в многоквартирных и двухэтажных частных домах. Сквозь перекрытия проходят вертикальные одинарные стояки, к ним схеме присоединены батареи на каждом этаже. Подача воды в стояки предусматривается из нижнего или верхнего горизонтального коллектора.

Вертикальные разводки многоквартирных домов с нижним и верхним розливом

Оба типа разводок могут функционировать с принудительной и естественной циркуляцией воды (самотеком). Схемы видоизменяются в зависимости от условий эксплуатации:

1. Для работы «ленинградки» в самотечном режиме придется нарастить внутреннее сечение кольцевого коллектора до 40—50 мм, сделать уклоны и поднять от котла вертикальный разгонный участок, иначе протока через радиаторы не будет. Открытый расширительный бак подсоединяется к высшей точке, как изображено на принципиальной схеме отопления одноэтажного дома.
2. Реализовывать самотечный принцип в двухэтажном здании лучше по схеме со стояками, проходящими сквозь нужные комнаты. Труба подачи Ø40—50 мм поднимается прямо к расширительной емкости, установленной на чердаке. В стороны от нее расходятся горизонтальные ветви с уклонами, подающие сверху воду к стоякам и радиаторам. На подъеме можно смонтировать байпасный узел с циркуляционным насосом.
3. Закрытая одноконтурная разводка с напорной циркуляцией представлена в начале этого раздела. В двухэтажном доме «ленинградку» нужно сделать двухконтурной – предусмотреть отдельную горизонтальную петлю с подачей теплоносителя через перекрытие, как показано на аксонометрической схеме.

Изначально ленинградская система задумывалась как дешевый вариант подачи тепла к приборам конвекционного отопления. Но при желании к магистрали можно подключить небольшой контур водяного теплого пола. Понадобится второй циркуляционный насос, обратный и трехходовой клапан, регулирующий температуру воды.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Схемы отопления с принудительной циркуляцией для частного дома

Если выбирается схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, в систему врезается помпа. Насос отвечает за скорость перемещения воды, а его работа зависит от электричества. Обогрев жилища можно обеспечить без циркуляционной помпы, но потребуется соблюдение уклона трубопровода, чтобы энергоноситель мог передвигаться естественным способом.

1. Достоинства и недостатки схемы отопления с принудительной циркуляцией
2. Для одноэтажного частного дома
3. Элементы принудительной системы
4. Принцип работы
5. Варианты отопления
6. Однотрубная
7. Двухтрубная
8. Коллекторная
9. Водяные теплые полы
10. Выбор отопительного котла

Достоинства и недостатки схемы отопления с принудительной циркуляцией

Принудительная циркуляция теплоносителя осуществляется насосом

Скорость теплоносителя повышается в системе организованной подачи, увеличивается расход воды и можно уменьшить диаметр коллекторов.

• радиаторы быстрее нагреваются, отсутствует инерционность;
• ветки трубопровода делаются большей длины и прокладываются в удобных местах;
• устраивается минимальный уклон коллекторов, который требуется только для слива теплоносителя;
• расширительный бак размещается в помещении котельной;
• есть возможность подключения отопительной ветки теплого пола.

Недостатком циркуляционной системы является ее зависимость от снабжения электричеством. Остановка помпы ведет к быстрому остыванию радиаторов и перегреванию котла. Используются запасные варианты снабжения, чтобы избежать аварийной ситуации. Электрические насосы при работе шумят.

Для одноэтажного частного дома

В жилых строениях устраивается однотрубная или двухтрубная система отопления, подача воды в которой организована с помощью насоса. Снижаются трудозатраты на монтаж элементов схемы, т. к. не нужно сооружать неудобную верхнюю разводку.

Разводка труб по коллекторной схеме обеспечивает одновременный нагрев батарей, даже если они расположены далеко от котла. Насос ставится перед отопительным агрегатом на обратной ветке. Там же нужно подключить расширительную емкость, которая необходима в системе закрытого типа.

Элементы принудительной системы

Расширительный бак закрытого типа

Расширительный бак может быть открытого или закрытого вида (экспанзомат). Замкнутая система с компенсатором применяется чаще, т. к. в открытой схеме происходит испарение воды. В такую систему попадает атмосферный кислород и ведет к коррозии внутренних стальных деталей.

Элементы схемы системы отопления частного дома с принудительной циркуляцией:

• котел на газе, твердом или жидком топливе;
• мембранный расширительный бак;
• циркуляционный насос соответствующей мощности;
• батареи;
• трубы;
• соединения и переходники;
• клапаны разного назначения, краны;
• воздухоотводчики;
• фильтры;
• крепежные приспособления.

Насосное оборудование должно обеспечивать передвижение энергоносителя, поэтому выбирается по мощности. Излишне сильный насос создает дополнительный шум и перерасходует электричество.

В закрытой магистрали предусматривается группа безопасности, которая ставится на выходе подающей ветки из отопительного агрегата. Она координирует давление и сбрасывает излишнее давление при аварийной ситуации, а в штатном режиме удаляет воздух из трубопровода.

Принцип работы

Детали циркуляционного насоса

Насос в конструкции имеет корпус из нержавейки с расположенным внутри ротором и валом с крыльчаткой. Электродвигатель приводится в движение ротором. Энергоноситель всасывается с одной стороны, а с другой нагнетается в магистраль. Насос проталкивает воду, если в трубопроводе появляется сопротивление.

В принудительных системах регулируется обогрев по помещениям и по группам батарей. Продуманная система содержит многоходовые краны и клапаны, автоматические регуляторы и термостатические установки, которые облегчают управление отоплением дома.

Разбивка отопительной магистрали на участки не влияет на качество обогрева, для комнат выбираются конвекторы, радиаторы, можно подключать контуры водяного теплого пола. С организованной подачей энергоносителя можно делать множество разветвлений от основного контура и подключать отдельно разные этажи.

Варианты отопления

В частном строении можно применить одну систему обогрева или комбинировать несколько видов. Выбор определяется климатом, материалом стен здания, экономической целесообразностью.

В результате выбирается оптимальная система, соответствующая требованиям:

• использует удобное и доступное топливо;
• обслуживается и эксплуатируется недорого;
• разумно отдает полученное тепло в условиях высокой энергоэффективности дома.

Владелец рассматривает различные варианты систем в зависимости от времени пребывания в строении (дача или жилой дом). При этом учитывается мощность котла, его КПД, этажность жилища.

Однотрубная

Однотрубная система применяется в небольших домах

В таких схемах не предусматривается обратная подача и прием отработанного теплоносителя. Вертикальное однотрубное отопление проще монтируется, требует меньше затрат и относится к экономичным системам. Радиаторы подсоединяются последовательно, отсутствует возможность координации нагрева в процессе работы.

Однотрубная схема требует высокого давления воды, поэтому устанавливаются более мощные насосы. Увеличение силы помпы ведет к повышению эксплуатационных затрат, увеличивает риск протечек и требует регулярного пополнения энергоносителя.

Однотрубное отопление устраивается по принципу верхнего разлива, когда расширительная емкость ставится на чердаке или в самой высокой точке помещения под потолком. Если такая система устанавливается в двухэтажном доме, требуется дополнительная автоматика для выравнивания температуры на каждом ярусе.

Двухтрубная

Двухтрубная система эффективнее работает в большом доме

Такая схема способствует равномерному распределению тепла. Одна магистраль подает нагретый энергоноситель, вторая принимает его обратно. Вид позволяет устанавливать температуру в комнатах регулирующим вентилем, подходит для здания любой площади и разной этажности.

Двухтрубная система бывает:

• горизонтальной;
• вертикальной.

Горизонтальная схема применяется чаще, т. к. строения имеют большую протяженность, а стояки ее разветвлений устраивают в подсобных помещениях, лестничных клетках и коридорах. Батареи одного яруса подключаются к общему стояку. В вертикальном варианте используется большее количество труб, монтаж стоит дороже, но исключается появление воздушных пробок в трубопроводах и радиаторах.

Коллекторная

Коллекторная система позволяет отдельно регулировать температуру каждого контура

В этой системе насос равномерно распределяет энергоноситель по всему дому, есть возможность регулировки температуры каждого радиатора. Коллектор соединяется с батареями с помощью трубопровода, на выходе и входе в магистраль отмечается незначительная разница обогрева. В системе используются трубы из разного материала, чаще устанавливаются металлопластиковые.

Немецкий инженер Тихельман разработал обратную систему реверсного действия, при этом изменил принцип возвратной подачи. По его методике первый теплообменник на прием горячего энергоносителя становился последним в возвращающем контуре, а первый в обратке получал нагретую воду в последнюю очередь. В итоге жидкость циркулировала во всей системе и радиаторы обогревались равномерно. Методика позволяла одинаково отапливать систему в разных точках и отказаться от использования регулирующей автоматики.

Водяные теплые полы

Водяной теплый пол при коллекторной схеме позволяет менять температуру в каждой комнате

Система относится к низкотемпературным видам обогрева, использует энергоноситель с температурой в 2 раза меньше показателей при радиаторной схеме (+30 — 35°С и +70°С). Помещение обогревается за счет передачи тепла от труб в окружающее пространство. Под веткой ставятся материалы с низкой теплопроводностью, а над коллекторами устраиваются слои, хорошо передающие энергию.

Забор воды происходит из общей отопительной системы, температура воды регулируется автоматикой на входе в магистраль теплого пола. Такой вид обогрева выступает в качестве дополнительного или является основным в комнате. На лестничных площадках и в тамбурах не всегда есть возможность выполнить теплые полы, поэтому ставится ветка с радиаторами.

Выбор отопительного котла

Разновидность и мощность котла зависит от площади дома и климата в регионе

Для одноэтажного частного дома оптимальна система отопления с котлом, который соответствует требуемым характеристикам и параметрам. Мощность агрегата рассчитывается так, чтобы удовлетворить потребности обогрева в жестких условиях местного климата и предусматривается небольшой запас (10 – 20%). В условиях принудительной циркуляции воды легче предусмотреть закипание воды в теплообменнике агрегата.

Параметры, учитываемые при выборе котла:

• длина трубопровода и его диаметр;
• скорость передвижения жидкости.

Электрические агрегаты не требуют устройства дымохода, просты в работе и управлении. Жидкотопливные котлы используют дизельное топливо, их устанавливают, если нет доступа к газовой магистрали и нет электричества. Газовые агрегаты экономичнее первых двух видов почти в 10 раз, но нужна подводка топлива. Твердотопливные котлы работают на коксе, угле, дровах, автоматика регулирует догорание остатков и выделяемых газов.

Система отопления с принудительной циркуляцией и ее схемы

Отопление частного дома – ключевой аспект в обеспечении комфорта в домах. Современная система отопления с принудительной циркуляцией и ее схемы способны обеспечить отличные условия в домах, высокий КПД при минимальных финансовых затратах.

• Котел. Выбирается исходя из требуемой мощности, площади помещений, этажности дома, вида топлива, экономической целесообразности.
  Лучшими являются модели с закрытой камерой сгорания, что обеспечивает меньший расход топлива.
  Если агрегат предполагается использовать также для обеспечения горячим водоснабжением, то модели выбираются двухконтурные.
  Мощность котла рассчитывается с учетом теплопотерь (20%) и добавки на контур ГВС (50%) для стандартного частного дома.
• Насос. Обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе. Мощность его должна соответствовать предполагаемой нагрузке.
  выбирается с учетом типа и количества радиаторов, диаметров, протяженности и материала изготовления трубопровода, количества контуров, количества преград — поворотов, изгибов (потерь на трение и сопротивление).

• Расширительный бак. Узел, предназначенный стабилизировать объем теплоносителя в системе. Объем подбирают в соответствии с мощностью котла и протяженностью трубопроводов.
• Радиаторы. Для небольших домов лучшим вариантом являются алюминиевые, биметаллические, которые обеспечивают быстрый прогрев помещений и высокую теплоотдачу.
• Трубопровод. В системах с принудительной циркуляцией использовать рекомендовано трубы небольших диаметров.
• Измерительные приборы. Необходимы для контроля параметров теплоносителя. Установка предполагается на котле и радиаторах. При необходимости устанавливают дополнительный манометр для контроля работы циркуляционного насоса.

1. Преимущества систем с принудительной циркуляцией
2. Недостатки
3. Однотрубная
4. Схема
5. Принцип работы
6. Автоматизация системы в домах
7. Экономический эффект
8. Двухтрубная
9. Коллекторная схема
10. Совмещение двухтрубной и однотрубной системы
11. Открытая
12. Закрытая
13. Для одноэтажного дома
14. Для двухэтажного дома
15. Вода для отопительных систем
16. Выводы

Преимущества систем с принудительной циркуляцией

• Высокая производительность установки.
• Укладка труб возможна в любой плоскости и в полах.
• Более точный контроль параметров теплоносителя.
• Применение труб меньшего диаметра (сокращение расходов на приобретение материалов).
• Малое количество теплоносителя сокращает время на его подогрев и расход электроэнергии.
• Возможность подключения «теплых полов» без реконструкции системы.
• Установка расширительного бака может быть выполнена в любой точке здания.
• Неограниченность длины трубопроводов.
• Полная автоматизация процесса – при помощи насоса можно регулировать температуру и подачу теплоносителя в доме.

Недостатки

• Невозможность запуска системы без электричества.
• Шумность работы.
• Большой расход электроэнергии для мощных установок.

Для снижения расхода электроэнергии рекомендовано применение источника автономного питания – дизельного генератора, солнечные панели с аккумуляторами.

Однотрубная

Для частной застройки широко применяется однотрубная отопительная система с принудительной циркуляцией. Современные технические решения позволили совместить все преимущества традиционной модели с возможностью контроля и регулировки рабочих параметров.

• Высокая надежность, длительный срок эксплуатации.
• Экономичность, отсутствие дополнительных затрат на электроэнергию.
• Высокая гидравлическая устойчивость.
• Возможность самостоятельного добавления секций радиаторов без негативного влияния на всю систему (разбалансировки).
• Возможность скрытой прокладки труб.
• Сокращение расходов до 40% в сравнении с двухтрубными схемами.

Схема

Для многоэтажных построек схема выглядит следующим образом: вертикальная труба с одной стороны подходит к верхней точке радиатора, а из нижней выходит аналогично. В конструкции присутствует байпас – вертикальная труба, подключенная обоими концами к горизонтальным участкам магистрали.

Схема однотрубной системы

Принцип работы

Теплоноситель принудительно запускается в систему. Наиболее высокие температуры наблюдаются в начале трубопровода, наибольшие потери тепла – на самом отдаленном участке сети, при этом 80% эффективной циркуляции приходится на байпасы, а не на радиаторы.

В старых многоквартирных домах регулировка температуры не осуществлялась. Нерациональность расхода электроэнергии компенсировалась ее низкой стоимостью.

Принцип работы однотрубной системы

Автоматизация системы в домах

Современные однотрубные системы предусматривают установку термостатических клапанов на радиаторных узлах. Диаметры отверстий прохода жидкости и клапана конструктивно выполняются максимально возможными для обеспечения свободного оттока жидкости (даже в случаях загрязненности теплоносителя).

Вид терморегулятора

Регулировка температуры радиаторов выполняется в трех вариантах:

• с трехходовым клапаном;
• с проходным клапаном;
• термостатическим.

При сокращении (добавлении) секций радиаторов и снятии терморегулятора разбалансировка системы не произойдет.

Клапан автоматически закрывается при превышении температуры в комнате выше заданной. При этом теплоноситель будет циркулировать только через байпасы. Общий расход воды не изменяется.

Экономический эффект

При наличии термостатов и перегреве жилых комнат общая циркуляция не уменьшается, происходит лишь перекрывание предохранительных клапанов. Теплоноситель не циркулирует, но присутствует увеличение потерь в трубах, из-за увеличения температуры на обратном цикле. В многоэтажных домах, при которых сооружены тепловые пункты, теплообменник ГВС запитывается от обратных труб системы.

Двухтрубная

Данная схема подходит для отопления одноэтажных и двухэтажных домов большой площади. Принцип заключается в монтировании двух отдельных контуров – подачи и отвода теплоносителя.

• Качественный обогрев помещений.
• Равномерность нагрева: в первом и последнем радиаторе температура теплоносителя практически одинакова. Зависит только от площади дома, количества секций радиаторов и длины магистрали.

• Большой расход труб для сооружения двух отдельных магистралей к котлу.

Схема двухтрубной системы отопления

Коллекторная схема

Обеспечивает однородность температуры воды во всех радиаторах. Является наиболее целесообразным решением для двухэтажных домов большой площади.

Теплоноситель подводится и отводится к радиаторам каждой комнаты отдельной магистралью от котла. Укладка трубопровода – в полах.

Коллекторная схема отопления

Совмещение двухтрубной и однотрубной системы

В многоэтажных частных домах допускается сооружение системы отопления по совместной схеме: двух- или однотрубные стояки дополнены однотрубной разводкой по комнатам.

Данный способ требует подключения более мощного циркуляционного насоса и увеличения затрат на электроэнергию. Но совмещенные системы имеют больший срок эксплуатации и полностью оправдывают целесообразность их применения.

Открытая

Характеризуется тем, что теплоноситель контактирует с окружающей средой в расширительном бачке открытого типа. Принцип работы системы в целом не изменяется: подготовленный теплоноситель за счет разности плотностей горячего и холодного слоя поступает в трубопровод с уклонами.

Не используются для сем с принудительной циркуляцией, т.к. сам бачек создает необходимое для циркуляции теплоносителя в системе давление.

Главным преимуществом является отсутствие в таких схемах циркуляционного насоса, что сокращает расход электроэнергии.

Схема открытой двухтрубной системы

Закрытая

Типичная система с принудительной циркуляцией, в которой для нагнетания теплоносителя используют насос. Расширительный бачек – мембранный закрытого типа. При избытке давления вода вытекает в дополнительную емкость, при недостатке – забирает необходимый объем из этого бака.

Главным преимуществом является полная безопасность системы отопления и долговечность конструкций в связи с отсутствием избыточного давления внутри системы.

Схема закрытой двухтрубной системы

Для одноэтажного дома

Применяют схемы все типы схем: одно трубные и двухтрубные. От систем с естественной циркуляцией (открытых) для зданий большой площади следует отказаться в связи с большими тепловыми потерями и необходимостью сооружать длинные уклоны.

Схема отопления в одноэтажном доме

Для двухэтажного дома

Лучшим решением является система с принудительной циркуляцией двухтрубная классического или коллекторного типа. Также высокий экономический эффект при максимальном КПД дает совмещение двухтрубной и одно трубной схем.

Двухтрубное отопление в двухэтажном доме

Вода для отопительных систем

Теплоноситель перед подачей в систему должен пройти несколько стадий очистки. Водоподготовка для домашних систем отопления заключается в фильтрации воды механическими фильтрами грубой и тонкой очистки, умягчителями.

Также вместо подготовленной воды может быть использован антифриз. Допускается его применение в системах, разрешенных к использованию данного вида теплоносителя.

Выводы

Принудительная циркуляция теплоносителя в системе имеет ряд преимуществ по сравнению с системами с естественной подачей.

Правильно выбранная схема теплоснабжения позволит обеспечить комфорт в доме, при этом не требуя больших финансовых затрат.

Отопление с принудительной циркуляцией. Как реализовать?

При проектировании системы отопления перед ее будущим пользователем возникает немалое количество вопросов. На этом этапе предстоит принять решение о том, каким образом теплоноситель будет передвигаться в магистрали – естественным путем или с принудительной циркуляцией. Про естественную циркуляцию у нас есть отдельный материал, а здесь сделаем упор на принудительную систему отопления.

Особенности функционирования принудительной системы обогрева

Отопительная схема, в которой топливо циркулирует естественным образом, максимально проста. В такой цепочке теплоноситель нагревается в котле и, в соответствии с законами термодинамики, устремляется вверх по стояку. Достигнув радиаторов, носитель отдает часть тепловой энергии, температура его снижается. Под гнетом вновь пребывающих доз тепла, остывшее топливо опускается обратно в котел для повторения цикла.

Такая элементарная схема имеет существенные недостатки, особенно в совокупности с однотрубным типом разводки:

• Тепло распределяется неравномерно: в помещениях, которые расположены рядом с источником теплоснабжения (котлом), температура выше, чем в тех, что находятся на большем от него расстоянии.
• Система с естественной циркуляцией потребляет значительное количество отопительного материала, что говорит не в пользу ее рациональности.
  Частично нейтрализовать эти проблемы позволяет обустройство двухтрубной разводки.

Эффективность отопительной схемы с принудительной циркуляцией обусловлена включением в нее насоса. Его функцией является придание движению топлива по тепломагистрали большей скорости. Величина этого показателя находится в прямой зависимости с температурой обогреваемых помещений.

Присутствие в системе отопления циркуляционного насоса наделяет ее неоспоримыми преимуществами:

• экономичность. Связана как с рациональным расходованием теплоресурса, так и с разумными финансовыми затратами на приобретение труб небольшого диаметра;
• эргономичность. Негромоздкая конструкция позволяет спрятать ее элементы в стенах, под полом и т.п.;
• возможность функционирование в отопительных проектах любой сложности с различным сочетанием обогревательного оборудования. В отопительной схеме могут присутствовать и радиаторы, и тепловые завесы, и полы с подогревом.
  Основным поводом для беспокойства при проектировании системы отопления с принудительной циркуляцией является бесперебойная подача электроэнергии, поскольку приводить насос в действие призвано именно электричество. Неплохо поэтому позаботиться о резервном источнике электроснабжения.

Принудительные схемы

Условно все принудительные схемы можно разделить на однотрубные и двухтрубные. Наиболее популярны сегодня именно двухтрубные. Но давайте разберемся в отличиях

Однотрубная схема подключения

Предполагает эксплуатацию одной трубы для подачи теплоносителя из котла и для его обратного оттока. Этот вариант не требует большого метража труб, количества запорной арматуры, фитингов и прочих элементов, следовательно, монтажные работы сводятся к минимуму.
Минус: последовательный нагрев отопительных приборов постепенно уменьшает температуру подаваемого топлива в цепочке оборудования. Система отопления может функционировать естественным и принудительным способом.

Двухтрубная схема подключения

В этой модели отопления работают две трубы: первая подает топливо к обогревателю, вторая осуществляет отвод остывшего носителя к котлу. В этом состоит главное отличие от первого варианта, вытекающие последствие: увеличение металлоемкости конструкции за счет большего трубометража, запорных и соединительных элементов в схеме. Монтаж более сложен. Положительный момент, как вознаграждение за понесенные финансовые и трудовые затраты: к каждому обогревателю в системе подается теплоноситель одинаковой температуры.

В зависимости от направления потоков горячего и охлажденного топлива различают:

• попутную схему подключения, где подача теплоносителя и его отвод двигаются в одном курсе, позволяя всем приборам в цепочке нагреваться с равной скоростью;
• тупиковую, которая предполагает более быстрый нагрев приборов, находящихся ближе к котлу.

Лучевая разводка

Очень схожая модификация с двухтрубной схемой отопления принудительной циркуляции. Различие — пункт распределения горячего топлива и сбор остывшего, которым является не главный стояк, а распределительные коллекторы. К каждому обогревательному прибору проводится отдельная линия подачи теплоносителя и его оттока. Разумеется, такая схема предполагает сбалансированное по температуре и давлению распределение тепла.
Накладность такой организации отопления очевидна: существенные затраты на материалы, большая стоимость и трудоемкость монтажных работ. Кроме этого, весьма затруднительно вносить коррективы в схему с распределительными узлами (к примеру, добавлять обогревательное оборудование).

Обустройство теплого пола

По-настоящему сложная схема с принудительной циркуляцией отопления, вдобавок дорогостоящая, но и наиболее комфортная. В маленьких помещениях применяют простые комбинации укладки труб с одним входом для нагретого теплоносителя и выходом для остывшего. Большие площади потребуют более сложных конструкций с использованием распределительных узловых соединений. Зачастую обустройство теплого пола предполагает установку отдельного циркуляционного насоса на участки системы.

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Выбор циркуляционного насоса

Качественный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией должен соответствовать критериям:

• энергосбережения;
• простоты и надежности в эксплуатации.

Мощностные характеристики определяются габаритами жилого помещения, которое необходимо обогреть. Например, для отопления площади 250 кв.м необходим циркуляционный насос с мощностью 3,5 куб.м/ч и напором 0,4атм.
Кроме этого, на выбор оборудования влияют расчеты из проекта системы отопления. К ним относятся:

• материал труб, предназначенных для монтажа и их диаметр;
• общий метраж схемы;
• количество обогревательных приборов;
• вид теплоносителя.

Самостоятельный подбор насоса может вызывать ряд трудностей, поэтому лучше всего получить консультацию у грамотного специалиста по данному вопросу.

Необходимость соблюдения уклона труб

При монтаже отопительной системы с принудительной циркуляцией теплоносителя соблюдение требований к уклону труб необязательно. Тепломагистрали устанавливаются прямолинейно или с малозначительным скатом по отношению к сливу. Это облегчит слив теплоносителя перед проведением ремонтных работ или при возникновении ситуации, когда системе предстоит длительный простой.

Диаметр труб в принудительной системе

Отопительная система, в которую включен циркуляционный насос, не предъявляет особенных требований к трубопроводу. Для такой схемы не имеет значения, какого размера и состава трубы будут переносить тепло. Таким образом, можно использовать недорогие модели небольшого диаметра. Это позволит сэкономить приличную сумму при организации отопления. Не следует забывать, что параметры труб берутся во внимание при приобретении циркуляционного насоса.

Важно понимать, с меньшими диаметрами трубопровода в системе с принудительной циркуляцией растет и сопротивление.

Главный минус принудительного отопления

Так как отопление дома с принудительной циркуляцией работает только с циркуляционным насосом. Следовательно, такой насос нуждается в стабильной и качественной подаче электричества.

Это является единственным и самым большим минусом отопления дома с принудительной циркуляцией. Например, у вас отключили электричество. Отопления нет. Авария в электрических сетях — отопления нет. Упало напряжение в сети — насос не выдает номинальной мощности – опять отопления нет.

Как улучшить систему с принудительной циркуляцией?

Желательно конечно хорошо утеплить трубы систем отопления, чтобы минимизировать потери драгоценного тепла. Тогда будет экономично. Главное при выборе в свой дом системы с принудительной циркуляцией не ошибиться при ее расчете.

Необходимо обратить пристальное внимание на количество тепловых приборов, количество контуров отопления, подбор оптимального диаметра труб и мощность насоса.

Именно с нарушением этих законов возникает больше всего проблем. То неправильно рассчитали количество приборов, то заузили трубопроводы и тепла радиаторам не хватает, то поставили слабый насос, который работает на износ и так далее.