Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Если площадь дома достаточно большая или необходимо обеспечить обогрев двухэтажного строения, от отопительной системы с естественной циркуляцией лучше отказаться. Из-за медленного продвижения теплоносителя по трубам прогреть воздух в помещении достаточно быстро будет крайне сложно.

Такой проблемы не существует, если изначально выбрана система отопления с принудительной циркуляцией, что особенно актуально для домов, в которых проживают постоянно. Установив специальный насос, можно значительно повысить эффективность обогрева строения любой площади. Главное, чтобы выбранная схема отопления отвечала определенным требованиям.

Как работает отопление без насоса?

Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.

После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.

Принудительная циркуляция

Схема отопления с принудительной циркуляцией отличается наличием насоса. Благодаря ему теплоноситель движется по трубам с заданной скоростью, а не только под действием законов физики.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Насос создает давление, достаточное для перемещения теплоносителя, но при этом обеспечивающее равномерное распределение воды, нагретой до различной температуры.

Из чего состоит отопительная система?

Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:

  • котла (твердотопливного, газового или электрического);
  • расширительного бака мембранного типа;
  • циркуляционного насоса, мощность которого подбирается индивидуально;
  • радиаторов (батарей) отопления;
  • труб;
  • фитингов – переходников, используемых для соединения труб;
  • кранов (шаровых и пробковых);
  • обратных клапанов;
  • воздухоотводов;
  • фильтров, которые обеспечивают работоспособность отопительного котла и насоса;
  • крепежных элементов.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:

  • мощность приобретаемого котла и радиаторов;
  • размер трубопровода;
  • скорость перемещения теплоносителя.

Однотрубная схема

Однотрубная схема предполагает совмещение подающего и обратного трубопроводов. Теплоноситель подается через специальный трубопровод с запорной арматурой. Предусматривается отдельный патрубок с вентилем для слива воды в канализацию.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

После нагрева в котле теплоноситель, пройдя по стоякам и радиаторам и отдав им необходимое количество тепла, поступает в насос. Последний обеспечивает нагнетание потока, движущегося к котлу.

Бак

Бак мембранного типа, который включает однотрубная система, позволяет предотвратить возникновение аварийных ситуаций.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Такой бак может быть не только закрытым, но и открытым. Он устанавливается на верхнем (техническом) этаже здания.

Если бак закрытый, то и система отопления закрытая. Если же открытый, то и систему называют открытой.

Группа безопасности

Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:

  • воздухоотвода;
  • предохранительного клапана;
  • манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.

Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.

Радиаторы

Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.

Разводка

Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор, позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.

Двухтрубная схема

Преимущество однотрубной схемы заключается в ее доступности. В этом случае требуется меньше труб, чем при устройстве двухтрубной, а потому ее монтаж обходится намного дешевле.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Однако эффективность последней значительно выше, за счет того, что в двухтрубной подающий и обратный трубопроводы разделены.

Такая система позволяет отремонтировать радиатор в одной комнате, не отключая отопления во всем здании, и подходит для строений любой этажности.

Принудительная лучше?

Если предстоит монтаж системы отопления одноэтажного строения, предпочтение может быть отдано системе с естественной циркуляцией. Особенно если здание находится в местности с характерными проблемами с электроснабжением.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

При выборе схемы для двухэтажного дома лучше обратить внимание на систему с принудительной циркуляцией. Тем более если площадь здания большая.

Экономим на трубах

Если отдано предпочтение схеме с принудительной циркуляцией, можно не волноваться о том, какой диаметр у монтируемой трубы. За счет одинаковой скорости теплоносителя обязательно удастся обеспечить равномерный прогрев всей системы.

Именно поэтому для такой системы приобретаются более дешевые трубы. Учитывая, что их диаметр несколько меньше, трубы можно сделать практически незаметными в интерьере.

Отказ от громоздких радиаторов

При естественной циркуляции теплоносителя традиционно монтируются громоздкие радиаторы, занимающие много места. За счет большой площади такие батареи позволяют обеспечить более эффективный прогрев помещений. В системе отопления с принудительной циркуляцией предпочтение может быть отдано даже небольшой по размеру модели радиатора.

Безопасность и удобство эксплуатации

Равномерный прогрев отопительной системы способствует снижению риска повреждения ее элементов из-за значительного колебания температуры. Как следствие, снижается негативное воздействие на материал всех элементов отопительной системы, и повышается срок их службы.

Благодаря наличию кранов Маевского и специальных автоматических воздухоотводов в системе принудительной подачи теплоносителя можно не опасаться завоздушивания. Степень нагрева воды можно отрегулировать не только за счет параметров отопительного котла, но и характеристик насоса.

При естественной циркуляции радиаторы тем холоднее, чем дальше они находятся от котла. Это способствует неравномерному прогреву помещений.

Простота монтажа

Трубы необязательно укладывать под определенным углом, что делает возможным выполнение работ собственными силами. При нарушении этого правила в случае естественной циркуляции не удастся обеспечить прохождение теплоносителя по системе, а потому обогрев двухэтажного дома будет затруднен или невозможен.

О недостатках

Учитывая, что в системе присутствует циркуляционный насос, требуется обязательное подключение к электрической сети. В районах с частыми отключениями электричества этот факт может создать серьезные проблемы. При желании от этой проблемы можно избавиться, предусмотрев источник бесперебойного питания.

Также не стоит забывать о возможном увеличении расходов на оплату счетов за электричество. Для этого стоит сделать соответствующие расчеты до покупки оборудования. Иногда за счет того, что монтируются трубы, имеющие меньший диаметр, снижается расход теплоносителя.

Это, в свою очередь, ведет к снижению мощности, потребляемой котлом. Как следствие, затраты на работу насоса могут быть полностью компенсированы за счет снижения расходов на эксплуатацию котла.

Эксплуатация насоса сопровождается незначительным шумом. Если оборудование установлено в отдельном помещении, такой недостаток не заслуживает внимание.

Однако для небольшого дома или однокомнатной квартиры это может стать серьезной проблемой.

Если система отопления с принудительной циркуляцией монтируется для обогрева двухэтажного строения, можно не сомневаться: в таком доме всегда будет тепло, тихо и комфортно.

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/s-prinuditelnoj-cirkulyaciej.html

Схемы отопления с принудительной циркуляцией, фото, видео

Конкуренция систем отопления с естественной и принудительной циркуляцией длится с тех пор, как был изобретен насос.

Естественное передвижение теплоносителя (пользователи называют его «гравитацией» или «физикой») подчиняется законам сообщающихся сосудов и гравитации и не зависит от внешних источников энергии, то есть считается автономным.

А любая схема отопления с принудительной циркуляцией включает в себя циркуляционный насос, который подключается к электросети, то есть существует прямая зависимость работы отопления от наличия напряжения.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетРазличия в схемах отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Преимущества и недостатки принудительной системы отопления

Системы с естественной циркуляцией более надежны, так как в регионах с частым отключением электричества они будут работать бесперебойно, но все-таки им предпочитают схемы отопления с принудительной циркуляцией, так как насос решает следующие проблемы:

  1. Не нужно прокладывать отопительные трубы большого диаметра – достаточно обычных полудюймовых металлопластиковых или ПВХ-труб: насос обеспечит течение жидкости в любом случае.
  2. По тонким трубам передвигается меньший объем теплоносителя, а это значит, что его можно быстрее нагреть и увеличить тепловую отдачу. Также это помогает более точно регулировать температуру и расходовать меньше тепловой энергии, поэтому эксплуатация системы отопления с включением циркуляционного насоса обойдется дешевле.
  3. С изменением скорости вращения крыльчатки насоса изменяется теплоотдача, то есть отопление в доме можно автоматизировать.
  4. Отопление с насосом работает при любых уклонах и поворотах труб, что значительно облегчает монтаж системы.
  5. При помощи коллекторной схемы можно включать параллельные ветки отопления, например, теплый пол или полотенцесушители.
  6. Место монтажа расширительного бачка не регламентируется.
Читайте также:  Россиян будут штрафовать за громкую музыку и шум в квартире

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетМесто расширительного бачка в системе

  1. Отопление не будет работать при аварийном отключении электричества.
  2. Хоть и небольшой, но расход электроэнергии насосом и системой автоматики.

Отопление может быть организовано по-разному: двухтрубная схема, однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, трубная разводка вертикального или горизонтального типа, подача теплоносителя – верхняя или нижняя.

Наиболее распространена нижняя разводка труб, но при верхней можно комбинировать системы с принудительной и естественной циркуляцией, чтобы обеспечить работу отопления при аварийном отключении электричества за счет перепада высот в трубах.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетПолная схема разводки отопления с циркуляционным насосом

Выбор циркуляционного насоса

Для отопительных систем с принудительным перемещением жидкости лучше приобретать малошумящие центробежные прямолопастные насосы. Прямые лопасти не могут создать большого давления, но постоянно толкают жидкость в нужном направлении, даже если длина трубопровода достаточно велика.

Монтаж насоса производится параллельно двумя шаровыми вентилями с байпасом, чтобы можно было его демонтировать в случае поломки без остановки движения теплоносителя.

Насос нужен не только для обеспечения постоянного движения жидкости по системе, но и для регулировки скорости ее течения. Чем быстрее будет двигаться теплоноситель, тем лучше теплоотдача и прогрев помещений.

Для расчета производительности насоса необходимо установить тепловые потери отапливаемых помещений, которые рассчитываются по потерям в наиболее холодную декаду зимы. В РФ эти параметры приведены к справочным значениям:

  1. Для малоэтажного здания (до 2 этажей) при температуре -250С потери тепла равны 173 Вт/м2.
  2. При -300С тепловые потери составляют 177 Вт/м2.
  3. Для трехэтажного частного дома и выше при температуре -250С тепловые потери равны 97-101 Вт/м2.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетТепловые потери зданий

Мощность насоса (Р) рассчитывается по формуле: Q / С х Dt, где:

  1. Q – тепловые потери помещения.
  2. С – удельная тепловая емкость теплоносителя (справочное значение).
  3. Dt – температурная разница между теплоносителем на прямой подаче и в трубе обратной подачи. Это значение зависит от схемы отопления и может быть равным:
    1. 200С – для обычных отопительных систем, работающих по любой схеме;
    2. 100С – для систем с низкой температурой теплоносителя;
    3. 50С – для теплого пола.

Результат преобразуется в производительность (мощность) насоса путем его деления на плотность жидкости, работающей в системе, при средней температуре.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетПлотность теплоносителя

Чтобы не проводить расчеты, мощность насоса можно выбрать по среднестатистическим нормам:

  1. Для помещений с площадью до 250 м2 – мощность насоса 3,5 м3/ч и напор (давление) до 0,4 Атм.
  2. Для помещений с площадью 250-350 м2 – мощность 4-4,5 м3/ч и напор до 0,6 Атм.
  3. Для помещений с площадью 350-800 м2 – мощность 11 м3/ч и давление 0,8 Атм.

При этом мощность насоса и производительность отопительной системы прямо зависит от утепления помещений и самого здания. Поэтому для полного и более точного расчета потребуется знать следующее:

  1. Гидравлическое сопротивление труб и соединений.
  2. Длину всех труб и удельную плотность теплоносителя.
  3. Общую площадь оконных и дверных проемов.
  4. Стройматериал стен, их толщину, материал и толщину утеплителя.
  5. Есть ли в доме подвал, чердак, мансарда, цоколь.
  6. Стройматериал кровли, кровельного пирога и т.д.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетРасчет гидравлического сопротивления труб и фитингов

Поэтому теплотехнический расчет проще и надежнее заказать у специализирующейся на этом компании. Но в любом случае мощность насоса должна быть немного больше расчетной.

Составление схемы системы отопления с принудительной циркуляцией

При составлении схемы отопления начинают с вычисления мощности нагревательного прибора – котла. Простейший расчет:

  1. Для 10 м2 отапливаемой площади нужно резервировать 1 Квт.
  2. При высоте потолков больше 2,5 метра мощность котла нужно умножать на 1,2.
  3. Для районов Крайнего Севера мощность увеличивается на 30-50%.
  4. При плохом или отсутствующем утеплении дома мощность котла увеличивается на 30-50%.
  5. При собственном оборудовании ГВС на основе отопительного котла его мощность увеличивается на 30-50%.

На рисунке ниже показана упрощенная формула расчета мощности нагревательного прибора для частного дома, гаража или квартиры.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетФормула расчета мощности котла отопления

С количеством радиаторов проще: под каждым окном обязательно должен быть один обогревательный прибор, в ванной и туалете – тоже. Согласно СНиП на обогрев помещения необходимо 100 Вт мощности на 1 м2.

Тепловая мощность одной секции радиатора указана в его паспорте, поэтому количество секций вычислить несложно, как и число обогревательных приборов для отдельного помещения. Дальше необходимо выбрать материал труб отопления, их диаметр, а также тип системы, по которой будет составляться схема. Система отопления реализуется по закрытому или отрытому типу. Принципиальное отличие – только в способе монтажа и расположении расширительного резервуара. Если расширительный бачок не закрывается герметично, то и отопительная система будет называться открытой. Если бачок имеет мембрану, то это закрытая система отопления. Объем расширительного бачка рассчитывается по общему объему всей системы: 10:1. Бачок должен располагаться как можно ближе к циркуляционному насосу.

Как в открытой, так и в закрытой системе отопления есть риск попадания воздуха в трубы.

Кроме того, воздух обязательно будет образовываться при контакте теплоносителя с материалом труб, рубашки котла, радиаторами.

Поэтому в самой высокой точке на схеме устанавливается автоматический клапан для стравливания воздуха, а на каждом обогревательном приборе (радиаторе или батарее) – кран Маевского.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетКран Маевского

После сборки всех узлов и монтажа элементов отопления систему промывают. Это делается простой заливкой чистой воды в систему, после чего проверяются все соединения на протечку. Котел и циркуляционный насос врезаются в систему последними.

Если котел не газовый, а на твердом топливе, то в систему включается собственная группа безопасности с манометром, а также спускным и подрывным клапанами. В газовых и электрических отопительных агрегатах группа безопасности идет в комплекте.

Также на входном трубопроводе, подающем теплоноситель в котел, устанавливается защитный фильтр, обеспечивающий очистку от абразивных частиц и мусора.

Проблема отсутствия циркуляции

Причины плохой или отсутствующей циркуляции теплоносителя в системе:

  1. Насос малой мощности.
  2. Трубы маленького диаметра.
  3. Не установлены обратные клапаны.
  4. Грязь или воздух в системе.
  5. Протечка системы.

Решение проблем по порядку:

  1. Гидравлический расчет мощности насоса, что одновременно поможет выбрать диаметр труб – ½ или ¾ дюйма.
  2. Обязательная врезка фильтров грубой очистки на входе в котел и перед насосом.
  3. Монтаж клапанов – спускного и подрывного, а также клапана на расширительном бачке.
  4. При сборке новой системы необходимо заливать только чистый теплоноситель, при ревизии старой – промывка и заливка проверенного.
  5. Все протечки – как в системе (в радиаторах и трубах, на фитингах и клапанах), так и в котле, видны невооруженным глазом, даже если это происходит достаточно медленно. В любом случае достаточно суток, чтобы протечка проявила себя.

Источник: http://jsnip.ru/vodosnabzheniya/sxemy-otopleniya-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej.html

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Недостатком отопительных систем с естественной циркуляцией многие считают то, что напор в системе весьма невелик.

Это провоцирует более длительный прогрев системы, особенно в том случае, если расстояние между котлом и радиаторами достаточно велико. Для того чтобы компенсировать этот недостаток, следует дополнять систему отопления циркуляционным насосом.

Система отопления с принудительной циркуляцией чаще всего применяется в строениях, которые необходимо отапливать постоянно.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетЦиркуляционный насос в системе отопления

Для того чтобы система отопления с принудительной циркуляцией работала на самом деле эффективно, при ее планировании необходимо учитывать следующие параметры:

  • мощность котла и радиаторов;
  • диаметр и продолжительность трубопровода;
  • скорость перемещения теплоносителя.

Определить некоторые необходимые параметры можно, опираясь на известные цифры.

В частности, если вы планируете установку 7 радиаторов, мощность каждого из которых составляет 4  кВт, то вам потребуется котел мощностью минимум 28 кВт.

Для радиаторов такой мощности расход воды составляет 4 л/мин. Учитывая эти параметры, можно определить, что подходящий диаметр трубы (при расходе теплоносителя 5,7 л/мин) – 1,2 дюйма. Подобный расчет предусматривает скорость перемещения теплоносителя приблизительно 1,4 м/с.  И в соответствии с полученными данными можно подбирать циркуляционный насос.

Читайте также:  Размеры душевой кабины угловой в большой и маленькой ванной, стандарты

Выбор насоса

Планируя отопление с принудительной циркуляцией, большинство из нас хотят создавать ее с учетом еще одного параметра – она должна быть максимально экономичной.

Для того чтобы схема отопления с принудительной циркуляцией в полной мере соответствовала данному требованию, можно приобретать насос небольшой мощности – до 100 Вт.

Подобный насос имеет вполне доступную стоимость, потребляет небольшое количество электроэнергии и прекрасно справляется со своей прямой задачей – обеспечивает быстрое перемещение теплоносителя, что, в свою очередь, способствует быстрому и равномерному прогреву помещений.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

При выборе насоса следует учитывать, что он должен соответствовать трем параметрам:

  • надежность;
  • невысокий уровень производимого шума (вибрации);
  • поддержка требуемой для качественного обогрева скорости теплоносителя.

Некоторые современные схемы принудительного отопления оснащаются встраиваемыми насосами. Преимущество подобной модели состоит в том, что нет необходимости тщательно рассчитывать параметры оборудования. В таком случае, единственное, что следует учитывать при выборе котла, – размеры помещения, которое необходимо отапливать, и продолжительность трубопровода.

Принцип работы отопительной системы, оснащенной насосом

Для большей эффективности работы системы с принудительной циркуляцией можно устанавливать насос как на трубы подачи теплоносителя к радиаторам, так и на отток отработанной жидкости.

Установка насоса на трубы оттока воды является, в некоторой степени, более рациональным решением.

Это связано с тем, что отдельные элементы насоса (в частности – прокладки) могут прослужить значительно дольше, и покажут себя более эффективными в работе при постоянном взаимодействии с холодным теплоносителем.

А вот постоянное воздействие горячей жидкости может вызвать их более быстрый износ. Из этого можно сделать простой вывод – установка насоса на этапе оттока воды способна значительно продлить его срок службы.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетСхема отопления с принудительной циркуляцией

При замкнутом контуре насос перекачивает одно и то же количество воды. При этом давление и на входе в насос, и на выходе жидкости из него различается несущественно. Использование циркуляционного насоса позволяет поддерживать постоянный уровень теплоносителя в расширительном баке.

Правильная работа насоса предусматривает одно важное требование – во время его работы в трубопроводе, подающем горячий теплоноситель, непременно должно быть гидростатическое давление. Его наличие означает отсутствие возможности подсоса воздуха.

Принцип работы расширительного бака

Расширительный бак в отопительной системе – достаточно важный элемент, который используется для сохранности целостности системы при чрезмерном нагреве воды. Ведь если такая ситуация случается, в системе, не имеющей расширительного бака, может случиться прорыв.

Довольно продолжительное время практически во всех системах, предполагающих принудительное отопление, использовались открытые расширительные баки.

Открытый бак связан с атмосферой – и за счет этого существует возможность контроля избыточного давления в системе. В некоторых случаях, когда давление повышалось до критического уровня, производится сброс излишка теплоносителя – таким образом давление удавалось понизить.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчетПринцип работы расширительного бака

В современных отопительных системах используется расширительный бак иного типа – закрытого.

Он являет собой (в большинстве случаев) довольно вместительную закрытую овальную емкость, внутреннее пространство которой разделено горизонтально на две части посредством достаточно эластичной перегородки.

При этом верхняя часть бака заполнена воздухом (в некоторых видах используется газ), а нижняя – теплоносителем.

Работает бак весьма просто. В случае если давление в системе увеличивается из-за чрезмерного нагрева теплоносителя, перегородка бака выгибается в сторону воздушной камеры. А если давление в системе понижается, повышение его достигается посредством выгибания перегородки в сторону жидкости.

Отдельные модели расширительных баков оснащены специальным клапаном, при помощи которого можно снизить уровень давления в воздушной камере путем спуска излишков воздуха в атмосферу.

При создании такой системы, как схема принудительного отопления двухэтажного дома, следует максимально внимательно относиться ко всем деталям. Неправильно спланированная и смонтированная принудительная система отопления – источник излишних трат, поскольку она будет потреблять повышенное количество электроэнергии, а, кроме того, – не исключены регулярные поломки.

В свою очередь, правильно сконструированная принудительная система отопления частного дома не доставит хлопот в обслуживании и позволит на протяжении холодного времени года постоянно и, что главное, качественно обогревать ваш дом.

Источник: https://otoplenie-doma.org/sistema-otopleniya-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej.html

Система отопления с принудительной циркуляцией: схемы водяного отопления

Обогрев дома или дачи можно обеспечить с помощью одного из двух видов отопительных систем, отличающихся друг от друга способом циркуляции теплоносителя. При естественном движении воды или антифриза по трубам не требуется использовать дополнительное оборудование, но надо обеспечить соответствующий уклон магистрали трубопровода.

Если выбирается схема отопления с принудительной циркуляцией, то в трубопровод врезается циркуляционный насос, отвечающий за скорость движения теплоносителя в отопительной системе. Чем выше этот показатель, тем быстрее прогреваются все помещения в доме.

Работа циркуляционного насоса зависит от наличия электричества, поэтому при возможных сбоях поставки электроэнергии и отключениях на длительное время надо запастись бензогенератором.

Чем отличаются открытые системы от закрытых?

Любую гидравлическую систему отопления можно представить в виде комплекса отопительного оборудования и нагревательных приборов, объединенных в определенном порядке в одно целое с помощью труб.

В системах отопления устанавливают расширительный бак, так как нагревающийся теплоноситель увеличивается в объеме. Если бак сообщается с наружным атмосферным воздухом, то систему отопления называют открытой.

Изолируя  расширительный бак от взаимодействия с атмосферным воздухом, получают отопительную систему закрытого типа. В открытых системах происходит испарение теплоносителя, поэтому приходится следить за уровнем воды в баке и доливать при возникновении такой необходимости.

В закрытых системах, оснащенных расширительными баками мембранного типа, такой проблемы не возникает.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Монтаж отопительной системы, включающей котел, открытый расширительный бак, радиаторы, запорную арматуру, воздухоотводчики, циркуляционный насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя

Зачем ставить циркуляционный насос?

Преимущества установки циркуляционного насоса:

  • Упрощается монтаж, так как отпадает необходимость сооружения сложной и неудобной верхней разводки трубопровода с соблюдением угла уклона. Не требуется главные стояки сооружать из труб большего диаметра. Благодаря этому удается улучшить интерьер помещения.
  • Можно выбрать коллекторный тип разводки трубопровода, при котором обеспечивается равномерный нагрев всех отопительных приборов независимо от степени их удаленности от отопительного котла.
  • Появляется возможность увеличения протяженности трубопроводов.
  • С принудительно циркулирующим носителем можно в систему отопления встраивать дополнительные элементы, например, « теплые полы».

Циркуляционный насос устанавливают перед отопительным котлом на обратной магистральной трубе. Там же рекомендуется устанавливать и мембранный (расширительный) бак, являющийся необходимым элементом системы отопления закрытого типа.

Элементы отопительной схемы закрытого типа

Основными элементами системы отопления с принудительной циркуляцией являются:

  • котел (твердотопливный, газовый и др.);
  • расширительный герметичный бак  мембранного типа;
  • циркуляционный насос, подобранный по мощности;
  • радиаторы (батареи) отопления;
  • трубы для сооружения стояков, перемычек и подводок;
  • переходники для соединения труб  (фитинги);
  • шаровые и пробковые краны;
  • обратные клапаны;
  • воздухоотводчики;
  • фильтры, необходимые для поддержания работоспособности отопительного котла и насосов;
  • крепежные приспособления (хомуты и др.).

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Схема устройства в частном доме системы отопления закрытого типа с установкой на обратке циркуляционного насоса и герметичного мембранного бака

Важные моменты при осуществлении монтажа

Чтобы отопление с принудительной циркуляцией функционировало без проблем в течение длительного времени, необходимо выполнить грамотно монтаж важных узлов, от которых зависит эффективность всей системы.

Для увеличения продолжительности срока эксплуатации циркуляционного насоса его врезают в обратку. Объясняется это просто. По трубопроводу обратного хода вода движется в охлажденном виде, так как тепло уже отдано нагревательным приборам.

В конструкции насоса производители используют манжеты и уплотнители, выполненные из резины, которая может поменять свойства, находясь под постоянным воздействием высоких температур.

Охлажденный теплоноситель, поступающий в обратку, не оказывает существенного влияния на резиновые детали, что позволяет им дольше сохранять свои первоначальные свойства.

Для монтажа принудительной системы отопления можно использовать трубы, имеющие минимальную величину диаметра. При этом удается сократить  себестоимость работ по устройству отопительной системы дома. Ведь сокращается объем теплоносителя, которым заполняется система. Это в свою очередь влияет на выбор расширительного бака подходящего объема и мощности приобретаемого отопительного котла.

В системах отопления с принудительной циркуляцией рекомендуется использовать современные отопительные котлы, в конструкции которых предусмотрено наличие автоматики.

Эти устройства обеспечивают контроль и регулировку всех процессов с минимальным вмешательством человека в работу оборудования.

Эффективнее расходуется топливо и регулируется температура внутри помещения при учете различных факторов, оказывающих влияние на ход процесса обогрева дома.

Как выбрать модель циркуляционного насоса?

При выборе насосного оборудования обращают внимание на простоту и надежность его эксплуатации, а также на потребление электроэнергии. Помимо этих важных качеств имеет значение мощность насоса и напор. Эти характеристики определяются размерами отапливаемого помещения. Можно ориентироваться на следующие примеры:

  • для домов, площадь которых составляет 250 кв. метров, приобретают насосы с напором 0,4 атмосферы и мощностью 3,5 куб. метра в час;
  • для домов, площадь которых находится в пределах 250-350 кв. метров, приобретают насосы с напором  0,6 атмосфер и мощностью 4,5 куб. м/ч;
  • для домов, площадь которых превышает 350 кв. метров, доходя до 800 кв. метров, приобретают насосы с напором 0,8 атм. И мощностью 11 куб. м/ч.
Читайте также:  Какой водонагреватель лучше: проточный или накопительный?

При более точном подборе циркуляционного насоса для конкретного объекта проводятся расчеты специалистами, учитывающими протяженность всей системы, количество установленных радиаторов и их вид, используемая запорная арматура, диаметр труб, а также материал их изготовления, вид топлива. Более подробно смотрите в статье »Подбор и нюансы установки циркуляционного насоса для отопления».

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Монтаж циркуляционного насоса на байпасе (перемычке) позволяет легко снимать оборудование для замены или текущего ремонта и технического обслуживания

Препятствовать нормальной циркуляции теплоносителя в системе отопления могут воздушные пробки, образующиеся в каждом радиаторе и в местах вертикального подъема трубопровода.

Бороться со скоплениями воздуха можно с помощью установки кранов Маевского на каждый радиатор или специальных автоматических воздухоотводчиков.

Монтаж данных устройств позволит не допускать «завоздушивания» отдельных участков системы и нарушений в работе отопления, сказывающихся на микроклимате в помещении.

Преимущества монтажа двухтрубной системы

Проектируя водяное отопление с принудительной циркуляцией для частного дома, выбирают, исходя из материальных возможностей владельца, однотрубную или двух трубную схему.

Однотрубная система дешевле, проще в монтаже, а двухтрубная система – эффективнее в работе.

При монтаже горизонтальной двухтрубной системы отопления возможны три схемы прокладки трубопровода: тупиковая, попутная и коллекторная.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Три схемы устройства горизонтальной двутрубной системы отопления в частном доме: А) тупиковая; Б) попутная; В) коллекторная (лучевая)

Сразу отметим, что наибольшей эффективностью обладает последняя, а именно коллекторная разводка труб. Однако при ее воплощении увеличивается расход материалов, а также трудоемкость выполнения монтажных работ.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/sistema-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej.html

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией

Недопустимо мало внимания уделяется правильному подбору труб для систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, а ведь от этого зависит эффективность всего отопления. Циркуляционный насос прокачивает жидкость по трубам и радиаторам, неся тепло от котла к теплообменникам.

На пути наибольшее сопротивление воде оказывают именно трубы, фитинги и запорная арматура, и очень важно найти оптимальный баланс между сечением труб, объемом теплоносителя и такими параметрами, как скорость движения воды, давление и напор.

Рассчитаем диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.

Уже опираясь на теоретические расчеты, которые, к слову не займут много времени, можно обратить внимание на выбор материала труб, способ их прокладки и даже эстетичный внешний вид разводки.

Как рассчитать диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией, описано в этой статье.

Что учитывается при расчете

Критерии для подбора диаметра труб:

  • объем необходимого теплоносителя для заполнения системы;
  • протяженность контура (-ов);
  • скорость транспортировки теплоносителя;
  • требуемая мощность отопления в киловаттах;
  • продуктивность насоса принудительной циркуляции;
  • сопротивление контура по трубам.

Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий допустимые параметры.

Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Параметры отопления для системы с принудительной циркуляцией

Объем необходимого теплоносителя должен быть как можно меньше, потому оптимальный диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией берется поменьше. Ограничением становятся следующие параметры: допустимая скорость движения жидкости и сопротивление контура.

Длина контура вместе с диаметром, количеством колен и переходов характеризует такой параметр, как сопротивление труб. Насос для циркуляции жидкости должен обеспечивать достаточный напор, перекрывающий все эти сопротивления.

Скорость потока для любой системы отопления должна находиться в пределах выше 0,2 м/с и ниже 1,5 м/с. Нижняя граница ограничивает минимальную скорость движения жидкости, при которой сохраняется должный теплоперенос от котла к радиаторам без локального перегрева или охлаждения. Тепло от котла попросту не успеет перейти к радиаторам и всей жидкости.

Верхний предел в 1,5 м/с установлен с тем, чтобы теплоноситель проистекал в системе бесшумно. На больших скоростях будет слышен шум и журчание, а также вредные вибрации, особенно в системах с большим количеством колен и поворотов. При большей скорости теплоносителя увеличивается и сопротивление труб, что требует в итоге увеличения мощности насоса.

Продуктивность в киловаттах нужна для расчета оптимального сечения труб, при которых обеспечивается требуемый теплообмен и скорость течения жидкости. Естественно тепловая эффективность системы выбирается достаточной с учетом всех теплопотерь и необходимой температуры внутри помещения.

Требуемая мощность рассчитывается по формуле:

Qt = V*dt*k/860,

где V – отапливаемый объем воздуха в помещении, dt – перепад температур в комнате и на улице, k – коэффициент теплопотерь для ограждающих конструкций помещения. Это приближенная формула расчета.

Продуктивность насоса определяется в скорости прокачки жидкости, указываемой в его характеристиках как количество метров кубических в час и напоре в паскалях.

Часто вместо паскалей указывают высоту, на которую насос способен поднять столб воды в трубе, например 3 метра. Данный параметр сравнивается с сопротивлением отопления и должен его превышать, чтобы обеспечивать достаточный напор.

Напор величиной в 0,1 Мпа соответствует столбу жидкости в 10 метров, из такого простого сравнения можно делать пересчеты характеристик насоса.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Расчет сопротивления контура отопления и подбор оптимального диаметра трубы

Опорные данные уже получены и учтены. Теперь необходимо определить оптимальный маршрут для разводки труб к местам установки радиаторов, количество фитингов, колен и поворотов трубы. Для начала берется приблизительный диаметр трубы, например ¾ дюйма.

Для этого размера подбираются диаметры магистральных, коллекторных участков и подводов к теплообменникам и рассчитывается сопротивление контура отопления.

Полученное значение сравнивается с производительностью выбранного циркуляционного насоса, которое должно быть минимум на 25% больше.

Когда вычисленная скорость движения жидкости получается слишком низкой или завышен объем теплоносителя, то переходят на меньший опорный диаметр и расчеты повторяются. Аналогично и с увеличением.

На практике сопротивление труб выражается метрами. Обозначается условная потеря напора эквивалентная высоте водяного столба. Применяется формула:

H = λ(L/D)(V2/2g),

где H – высота соответствующая потере напора, λ – сопротивление метра трубы, L – полный маршрут контура отопления, D – искомый диаметр, притом именно внутренний, V – скорость течения теплоносителя, g – ускорение свободного падения.

Из справочной литературы или технической спецификации потребуется выбрать только коэффициент сопротивления труб. Он отличается в зависимости от типа материала трубы, качества внутренней поверхности, шероховатости. В противном случае потребуется объемный и сложный путь расчета с применением Числа Рейнольдса, формул Блазиуса и Конакова, Альтшуля и Никурадзе.

  • Задача состоит в том, чтобы значение потери напора была меньше примерно на 20% от создаваемого напора насосом принудительной циркуляции.
  • Берется суммарная протяженность трубопровода от котла к радиаторам по самому продолжительному пути и обратно без учета параллельных отводов.
  • Если используется основная коллекторная труба большего диаметра и отводы к радиаторам меньшим сечением, то расчет выполняется дважды по протяженности каждого типа труб и результаты суммируются.

Система отопления с принудительной циркуляцией, схема и расчет

Упрощенный способ расчета

Альтернативный способ расчета или вариант проверки полученных ранее данных для систем с принудительной циркуляцией получается с помощью еще одной упрощенной формулы:

D = √354*(0.86*Q/dt)/V,

где Q  — количество тепла, передаваемого радиаторами окружающей среде, dt – разница температуры теплоносителя на выходе из котла и на обратке, V – скорость течения жидкости.

Разница температур оптимально составляет 20 градусов. На выходе из котла принимается температура теплоносителя равной 90оС, а после прохода всего контура, она должна успеть остыть до 65-70оС.

Получив результаты

Вычисленные размеры можно смело применять для обустройства простого отопления в частном доме с принудительной циркуляцией: однотрубная разводка, двухтрубная с верхней разводкой.

В случае коллекторных групп или для отопления, в котором используется два и более независимых контура лучше привлечь специалиста для должного подбора труб и фитингов.

Важно учесть и количество разворотов, способ укладки, вариант подключения теплообменников и еще целый ряд нюансов, способных существенно повлиять на результат проектирования.

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией

Источник: https://www.domskotlom.com/diametr-trub-dlya-otopleniya-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej/

Ссылка на основную публикацию