Что значит контур отопления в системах отопления?

Как устроено теплоснабжение многоквартирного дома

На территории России обычно используется система центрального отопления многоквартирного дома, теплоноситель в которую поступает от городской котельной или ТЭЦ. При этом водяные контуры обустраивают по разным схемам, поскольку они бывают однотрубными и двухтрубными. Обычно потребителей тепла мало интересуют подобные нюансы, но при необходимости произвести ремонт квартиры и поменять старые батареи на новые современные отопительные радиаторы в подобных тонкостях владельцам жилой недвижимости желательно разбираться.

Индивидуальное отопление в жилых домах

Стоимость автономного отопления в многоквартирном доме немаленькая, поэтому предпочтительнее вводить в строй одну мощную котельную, способную обеспечить теплом и горячей водой жилой микрорайон.

Центральное отопление многоквартирных домов

По магистральным трубопроводам теплоноситель из центральной котельной подается на тепловой узел многоквартирного дома и дальше распределяется по квартирам. Дополнительную регулировку степени подачи горячей воды в таком случае производят непосредственно на тепловом пункте, для чего используют циркулярные насосы. Данный способ подачи теплоносителя конечному потребителю называют независимым (подробнее: “Централизованное отопление это одновременно плюсы и минусы”).

Кроме этого в многоквартирных домах используют зависимые отопительные системы. В таком случае теплоноситель транспортируют в квартирные батареи без дополнительного распределения прямо с ТЭЦ. При этом температура воды находится вне зависимости от того, подается она через распределительный пункт или непосредственно потребителям.

Виды систем отопления многоквартирного дома бывают открытыми или закрытыми (детальнее: “Открытая и закрытая система теплоснабжения – преимущества и недостатки в сравнении”).

В последнем варианте теплоноситель с ТЭЦ или центральной котельной после попадания в распределительный пункт подается раздельно на отопительные радиаторы и на горячее водоснабжение. В открытых системах подобное разделение конструкцией не предусмотрено и подогретая вода для нужд жильцов поставляется с магистральной трубы, поэтому потребители вне отопительного сезона остаются без горячего водоснабжения, что вызывает немало нареканий в адрес коммунальных служб. Читайте также: “Счетчик тепла на батарею”.

Виды подключений к системам отопления

Схему централизованного контура передвижения теплоносителя невозможно изменить. По этой причине регулировка отопления в многоквартирном доме доступна только в поквартирном варианте. Довольно редко, но иногда встречаются ситуации, когда собственными силами жильцы дома переделывают в нем отопительную систему, однако неизменными остаются принципы циркуляции теплоносителя, при которых задействуют одну или две трубы. Читайте также: “Независимая система отопления”.

Однотрубная отопительная система

Однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома имеет массу недостатков, главным среди которых являются значительные потери тепла в процессе транспортировки горячей воды. В данном контуре теплоноситель подают снизу вверх, после чего он попадает в батареи, отдает тепло и возвращается назад в ту же самую трубу. К конечным потребителям, проживающим на верхних этажах, прежде горячая вода доходит в еле теплом состоянии.

Бывают случаи, когда однотрубную систему еще дополнительно упрощают, стараясь увеличить температуру теплоносителя в радиаторах. Для этого батарею врезают напрямую в трубу. В итоге, кажется, что радиатор является ее продолжением. Но от подобного подключения больше тепла получают только первые пользователи системы, а к последним потребителям вода доходит практически холодной (прочитайте также: “Система поквартирного отопления – характеристика”). Кроме этого однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома делает невозможной регулировку радиаторов – после уменьшения подачи теплоносителя в отдельной батарее также снижается водоток по всей длине трубы.

Еще одним недостатком такого теплоснабжения является невозможность замены радиатора в отопительный сезон без слива воды со всей системы. В подобных случаях необходима установка перемычек, благодаря чему появляется возможность отключить батарею, а теплоноситель направить по ним.

Таким образом, с одной стороны в результате установки контура однотрубной отопительной системы получается экономия, а с другой – возникают серьезные проблемы относительно распределения тепла по квартирам. В них жильцы зимой мерзнут.

Двухтрубная отопительная система

Открытая и закрытая система отопления многоквартирного дома может быть двухтрубной (см. фото), позволяющей сохранять температуру теплоносителя в радиаторах, расположенных в квартирах на всех этажах. Устройство двухтрубного контура подразумевает, что остывшая в радиаторе горячая вода не попадает назад в ту же трубу. Она поступает в так называемую «обратку» или в возвратный канал. Читайте также: “Элеваторный узел системы отопления: что это такое”.

Не имеет значения, каким образом подключена батарея – к трубе стояка или лежака, теплоноситель имеет постоянную температуру на всем пути его транспортировки по трубам подачи.

Одним из важных преимуществ двухтрубных водяных контуров считается регулировка системы отопления многоквартирного дома на уровне каждой отдельной батареи путем установки на ней кранов с термостатом (прочитайте также: “Регулировка системы отопления – подробности из практики”). В результате в квартире обеспечивается автоматическое поддержание нужного температурного режима. В двухтрубном контуре доступно использование радиаторов отопления как с подключением нижним, так и с боковым. Также можно применять разное движение теплоносителя – тупиковое и попутное.

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

Многих потребители интересует проблема с ГВС после того, как завершился отопительный сезон. Иногда горячая вода пропадает на длительное время. Дело в том, что коммунальные службы обязаны соблюдать правила отопления многоквартирных домов, согласно которым необходимо производить постотопительные испытания систем теплоснабжения (прочитайте также: “Акт гидравлического испытания системы отопления и трубопроводов”). Такая работа не выполняется быстро, особенно если обнаружатся повреждения, которые нужно устранить.

В летний период испытаниям подвергается вся система, обеспечивающая центральное отопление в многоквартирном доме. Коммунальные службы проводят текущие и капитальные ремонтные работы на теплотрассе, отключая при этом на ней отдельные участки. Накануне предстоящего отопительного сезона отремонтированная тепловая магистраль повторно подвергается испытаниям (подробнее: “Правила подготовки к отопительному сезону жилого дома”).

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

Радиаторы для систем отопления многоэтажек

Привычными для многих жильцов многоэтажных домов являются чугунные радиаторы, которые ранее использовались не один десяток лет. При необходимости заменить такую отопительную батарею ее демонтируют и устанавливают аналогичную, которую требует система отопления в многоквартирном доме. Такие радиаторы для централизованных отопительных систем считаются лучшим решением, поскольку они без проблем выдерживают достаточно высокое давление. В паспорте к чугунной батарее указываются две цифры: первая из них говорит о рабочем давлении, а вторая обозначает испытательную (опрессовочную) нагрузку. Обычно это значения – 6/15 или 8/15.

Чем выше жилой дом, тем больше величина рабочего давления. В девятиэтажных зданиях оно достигает 6-ти атмосфер, таким образом, чугунные радиаторы для них подходят. Но когда это 22-этажный дом, то для рабочего функционирования централизованных систем отопления потребуется 15 атмосфер. В таком случае нужны стальные или биметаллические отопительные приборы.

Специалисты не рекомендуют использовать при централизованном отоплении алюминиевые радиаторы – они не способны выдержать рабочего состояния водяного контура. Также профессионалы советуют владельцам недвижимости при проведении капитального ремонта в квартирах в случае замены батарей менять трубы развода теплоносителей на ½ или ¾ дюйма. Обычно они находятся в плохом состоянии и вместо них желательно ставить изделия экопласт.

Что такое контуры отопления, их описание и балансировка, механизмы для ее осуществления

В автономной системе отопления нередко наблюдается ситуация, когда удаленные от котла радиаторы отдают меньшее количество тепла, чем установленные ближе. Проблема может заключаться не только в большой протяженности магистрали, но и в неправильно составленной схеме с единым контуром. Можно ли сделать их несколько и что такое контуры отопления, их описание и балансировка?

Проблемы балансировки контуров отопления

Самым простым примером грамотного распределения теплоносителя по нескольким потребителям является отопление многоэтажного дома. Если бы при его создании использовалась одноконтурная схема – некоторые потребители остались бы без тепла. Поэтому в здании предусмотрено несколько контуров отопления. Такой же принцип можно применить и для автономной системы частного дома или коттеджа.

Но сначала нужно разобраться, что такое контур отопления. Представим, что на определенном участке трубопровода происходит разветвление, и часть теплоносителя направляется по отдельному контуру в другое помещение. При этом длина каждого из контуров может быть различна, так как комнаты в доме имеют неодинаковые площади. В результате в общую обратную трубу попадает вода с разной степенью остывания. Но большая проблема заключается в неравномерном распределении тепла в доме. Для устранения этого необходима балансировка контуров отопления.

Этот комплекс мер, направленных на равномерное распределение теплоносителя в зависимости от протяженности каждой ветви отопительной системы. Это можно предусмотреть еще на этапе проектирования:

• Если в системе есть два контура отопления – их длина должна быть примерно равна. Для этого делают разделение трубопроводов по площадям каждой комнаты;
• Установка распределительных коллекторов. Их преимущества заключается в возможности использования специальных элементов, которые в автоматическом режиме ограничивают приток теплоносителя. Определяющим показателем является длина контура отопления;
• Применение специальных устройств, регулирующих объем горячей воды в зависимости от установленных значений.

Расчет балансировки контуров отопления нужно делать еще на этапе проектирования. Не всегда можно сделать модификацию уже существующей системы.

Регулировка водяного теплого пола

Чаще всего с проблемой терморегулирования сталкиваются при проектировании системы водяного теплого пола. Именно поэтому в его схеме в обязательном порядке предусмотрен коллектор, который отвечает за этот закрытый контур отопления.

К каждому входному и выходному патрубку подключаются отдельные контура. Не всегда их длина может быть одинаковой. Поэтому в конструкции предусмотрены механизмы регулирования:

• Расходомер – устанавливается на обратный патрубок коллектора. Он выполняет функцию регулировки количественного показателя воды в зависимости от длины контура отопления;
• Терморегуляторы – ограничивают приток воды по температурному показателю.

Для изначально правильного распределения теплоносителя по закрытому контуру отопления достаточно сделать несложный расчет. Главным показателем является объем каждого разветвления. Сумма этих значений будет соответствовать 100%. Для расчета нужно разделить объем каждого контура и вычислить коэффициент ограничения притока воды в него.

При балансировке водяного теплого пола с большой площадью рекомендуется учитывать количество поворотов в каждом контуре. Они создают дополнительные гидравлические сопротивления.

Коллекторная система отопления

Намного сложнее организовать равномерное распределение теплоносителя в схеме, состоящей из двух контуров отопления. До недавнего времени для этого использовали обычные тройниковые распределители. Однако они не могли обеспечить желаемый результат – больший объем воды проходил по пути наименьшего гидравлического сопротивления. В итоге получалась существенная разница температур в помещениях.

Выяснив, что такое контур в отоплении на примере теплых водяных полов, такую же модель перенесли для всей системы дома. Только в этом случае появилась возможность делать отдельные магистрали для каждого помещения или группы комнат. Чаще всего применяется двухконтурная система отопления, которая по сравнению с классической имеет следующие преимущества:

• Возможность осуществлять регулировку расхода теплоносителя в каждом разветвлении с помощью расходометров. Таким образом осуществляется балансировка отдельных контуров отопления без изменения параметров всей системы;
• По надобности можно полностью исключить теплоснабжение помещений. Это может понадобиться для экономии текущих затрат по отоплению;
• Отсутствие большого влияния длины контура в отопления на температурный режим работы. Главное – установить регулирующую аппаратуру.

Недостатком подобной схемы является большая протяженность магистралей. В среднем для создания коллекторного отопления потребуется на 30-40% больше расходных материалов, чем для классического варианта. При этом увеличивается общее количество теплоносителя, что повышает требуемую мощность котла отопления.

Не целесообразно монтировать коллекторное отопление для одноэтажных домов площадью до 120 м².

Балансировочный клапан

Но что делать, если изначально есть уже готовая система отопления, а вышеописанные механизмы для регулировки контуров отсутствуют? Тогда в подобных закрытых контурах отопления можно установить балансировочный клапан.

Ближайшим аналогом балансировочного клапана является обычная запорная арматура. Но только в отличие от нее в механизме клапан предусмотрена возможности автоматической или ручной регулировки притока теплоносителя в конкретный контур отопления. Для больших систем выбирают автоматические модели. Если же есть возможность осуществлять ручную периодическую регулировку – можно установить механический аналог.

Принцип его работы заключается в ограничении притока теплоносителя в отдельную магистраль. Для этого в конструкции предусмотрен шток, выполняющий запорную функцию.

При выборе определенной модели необходимо обращать внимание на следующие параметры этого оборудования:

• Значение давления рабочей среды – максимальное и номинальное;
• Разница давления в обратной и подающей трубе. Это важно, так как избыток теплоносителя перенаправляется в обратную магистраль;
• Значение скорости потока воды в трубах;
• Номинальный температурный режим работы системы.

Эти характеристики можно взять из предварительного расчета отопления, либо получить их опытным путем методом несложных вычислений. Стоимость балансировочного клапана напрямую зависит от его функциональных возможностей, диаметра патрубка и материала изготовления. Хорошо зарекомендовали себя модели из нержавеющей стали, работающие в автоматическом режиме.

Узнав, что такое контуры отопления и методы их балансировки можно оптимизировать показатели всей системы. Но при этом важно следить за показаниями давления в каждом из них, чтобы не создался избыточный гидравлический напор.

Ознакомиться с примером балансировки можно посмотрев видеоматериал:

Двухконтурное теплоснабжение

Шлапаков В.И., Начальник регионального управления ВНИПИэнергопром, г. Санкт-Петербург

Журнал “Новости теплоснабжения” №3 (91), 2008, www.ntsn.ru

В практике существует три общеизвестных основных систем теплоснабжения: 1. Открытая, 2. Закрытая, 3. Трёхтрубная.

Каждая из них имеет недостатки и преимущества относительно друг друга. Причиной всех недостатков является совмещение горячего водоснабжения с отоплением.

Авторским свидетельством на изобретение (Л. 1) предлагается ещё один вариант теплоснабжения.

В предлагаемой системе заложен принцип выделение части отопительной нагрузки без горячего водоснабжения в отдельный контур. Горячее водоснабжение обеспечивается по другому контуру, который работает по совмещённому температурному графику с отопительной нагрузкой равной

Q=W*(tп-tг)*с_р (ф-1), W-среднечасовой расход горячего водоснабжения, tп – температура прямой сетевой воды, tг – температура воды на ГВС.

В зависимости от расчётной температуры наружного воздуха, отопительная нагрузка, передаваемая в контуре с горячем водоснабжением колеблется от (20 до 30)%.

Описание контуров (Рис 1):

Первый – абсолютно закрытый без нагрузки г.в.с. с уменьшенным отоплением на величину нагрузки по (ф-1).

По замкнутому контуру (12-4-13-1) циркулирует сетевая вода, нагреваясь в основных подогревателях(2) и водогрейных котлах(3). Пройдя элеваторный узел и 70% поверхностей отопительных приборов (4) сетевая вода снова поступает на насосы (1). Выделение 70% нагрузки достигается подключением стояков в одной из комнат, каждой квартиры.

Второй – с расходом сетевой воды, равный среднему горячему водоразбору и частичной нагрузкой отопления.

По трубопроводу (16) подогретая вода в основном (2*) и пиковом (3*) подогревателях, в соответствии температурным графиком отопления, в количестве, равном среднечасовому расходу горячего водоснабжения подаётся на ЦТП или ИТП. На этих пунктах смешивается вода из прямого и обратного трубопровода для подачи на горячий водоразбор и отопление аналогично открытой системе теплоснабжения. Для снятия 30% отопительной нагрузки к этим узлам подключается стояки каждой квартиры с наименьшей поверхностью нагрева.

В период водопотребления ниже среднего вода не использована на горячее водоснабжение по трубопроводу (19) сбрасывается в аккумуляторный бак (11), установленный в центре тепловых нагрузок жилых районов.

В период водопотребления выше среднего из аккумуляторного бака насосом (10) горячая вода подаётся по трубопроводу (19) к потребителям .

Преимущества перед существующими системами:

1. В сравнении с открытой системой:

1.1. В случае прекращения подачи хозпитьевой воды на источник циркуляция воды для 70% отопления сохраняется.

1.2 Подпитка закрытого контура определяется только трудно выявляемыми утечками в трубопроводе (без перетоков в подогревателях), по этому составляет незначительную величину. Вода для восполнения этих потерь, в связи с незначительным количеством, может быть обессоленной и с кислородом ниже 10 мкг/л, тем самым обеспечивается безнакипный режим водогрейных котлов и внутренних систем отопления. Происходит снижение в разы коррозионные процессы внутренних поверхностей нагрева и теплотрасс.

1.3. В открытом контуре, в связи с отсутствием водогрейных котлов, требование к качеству воды существенно снижаются и ограничиваются только вводом ИОМСа.

1.4. Исключаются “перетопы” в осеннее-весенние периоды, когда температура в отоплении должна быть ниже 60 С.

1.5. Для потребителей закрытого контура не требуется автоматика при этом,

будет абсолютная гидравлическая стабильность.

1.6. Исключается прекращения горячего водоснабжения для обеспечения ремонта в летний период.

2.В сравнении с закрытой системой.

2.1. Отсутствуют подогреватели на ЦТП или ИТП.

2.2. Не требуется деаэрация на ЦТП или ИТП, при этом срок службы квартальных и домовых сетей остаётся на уровне расчётного. Исключается необходимость применения дорогих сталей для трубопроводов горячей воды.

2.3. Гидравлическая стабильность во много раз выше.

2.4. Исключается недовыработка электроэнергии на тепловом потреблении, за счёт отсутствия необходимости поддержания температурного перепада в теплообменниках

2.5. Обеспечивается резервирование потребителей в случае прекращения циркуляции по любому из контуров, соответственно (25-30)% или (75 70)%.

2.6. Исключается поподание сырой воды в сетевую воду через неплотности в теплообменниках.

3. В сравнении с трёхтрубной системой.

3.1 Общие капвложения значительно ниже, удорожание при монтаже третьей трубы, относительно двухтрубных, в целом системы не происходит из-за адекватного уменьшения диаметров труб в закрытом контуре.

3.2 Третья труба является ( 25-30)% резервом для отопления.

Все вышесказанные преимущества и недостатки сведены в (Таблицу-1). отражающую сравнения по всем основным функцианальным узлам систем.

Таблица-1. Рейтинговая таблица двухконтурной и двухтрубной системы

1. Цифры в таблице определяют рейтинг.

2. 1- обозначает наивысшее рейтинговое место.

3. Последующие цифры расставляют приоритеты по нисходящим.

4. Итоговые цифры определяют место среди рассматриваемых систем, (чем меньше число, тем лучше).

Расчёт соотношения затрат магистральных и квартальных трубопроводов.

Казалось бы, чего тут не ясного надо срочно внедрять, но сомнения об удорожании всё-таки остаются. Что бы их снять предлагается

относительное сравнение затрат новой системы с существующими. В основе расчёта, заложено следующее:

1. Сравнение ведётся по соотношению сечений стенок систем трубопроводов, так как материальные характеристики и затраты, прямо пропорциональны расчётным сечениям. Возможные отклонения пропорциональности не могут являться определяющими из-за малости относительных величин.

2. Диапазон расхода воды для расчёта диаметров закрытого контура, выбран на (20-30-50)% меньше требуемого, чтобы сравнить с вариантами выбора диаметров в существующих системах, когда они выбираются для регулирования по отопительному или по совмещённому графику. В этом же диапазоне учтено снятие расхода на отопление передаваемого на второй контур.

3. Температурный график третьего трубопровода рассчитывается на регулирование по совмещённой нагрузке, что в целом не усугубляет влияния системы регулирования на гидравлическую стабильность отопительной нагрузки в сравнении с гидравлической стабильностью работы по этому графику существующих систем.

Выбор диаметров трубопроводов всех систем определяется по формуле (Л2).

d=A*W 0,38 /R 0,19 (ф-15.6)

d-внутренний диаметр, A- коэффициент по табл.=0,117, W- расход воды в кг/с, R –уделное падение давление в П/м.

Расчёт толщины стенки определяется по формуле: (Л.3)

S=(P*D/230*b +P)+С ф-10.1

D=(d+7)-наружный диаметр выраженный через внутренний, b-допускаемое напряжение в (кгс/мм 2 ), С-прибавка к расчётной толщине на коррозионный износ=4мм

На основании приведённых формул произведён сравнительный расчёт сечений для двухконтурной и для двухтрубной системы. Результаты сведены в табл. 2.

Таблица 2. Сравнение площади сечений двухконтурной и двухтрубной системыпри разных процентах расхода воды на ГВС.

Результаты показывают, что при самом малом соотношении разница в капвложениях всего 4,7%, при этом затраты на адекватное резервирование в двух трубных системах не учтены. При наличии ЦТП затраты на квартальные теплосети сравниваемых систем соизмеримы по абсолютной величине.

Система домовых разводок должна корректироваться индивидуально под каждую серию домов, при этом дополнительных капвложений для вновь строящихся не требуется, а для существующих только для переврезки стояков.

Очевидно, что в случае сравнения затрат по всем остальным функциональным узлам систем, эффект будет в пользу двухконтурной системы.

Вывод

При реконструкции или новом строительстве систем теплоснабжения, целесообразно в число рассматриваемых вариантов, включать вариант теплоснабжения по двухконтурной схеме.

Список литературы

Л. 1 – Авторское свидетельство SU №1767299 А1 “Способ теплоснабжения”.

Л.2 – Соколов Е.Я, “Теплофикация и тепловые сети”.

Л.3 – Николаев А.А. “Справочник проектировщика”

Открытая и закрытая система отопления: основные различия, все достоинства и недостатки

Перед началом установки отопительной системы перед каждым человеком встаёт вопрос: закрытую или открытую систему теплоснабжения выбрать для частного дома. Для выявления разницы необходимо ознакомиться с принципом действия и устройством каждой из представленных схем.

Открытая система отопления.

Наиболее простой при монтаже и обладающий приемлемой эффективностью тип сети. К тому же отличается достаточно низкой ценой.

Данная система может работать как по принципу принудительной циркуляции теплоносителя (с насосом), так и в качестве самотёчной схемы.

Во втором случае движение жидкости будет обусловлено рядом физических законов и углом наклона труб.

Работа открытой сети состоит из двух этапов, которые постоянно следуют друг за другом:

1. Подача горячего теплоносителя из котла во все приборы.
2. «Обратка». Весь переизбыток жидкости направляется в расширительный бак и охлаждаясь поступает обратно в котёл.

Схема открытой системы теплоснабжения

В открытой системе отопления можно применить как однотрубную так и двухтрубную схему отопления. В первом случае оба процесса происходят в одном трубопроводе, а во втором подача и обратка осуществляются в обособленных друг от друга трубах.

В состав простейшей однотрубной системы открытого типа входят следующие части:

• Котёл для нагревания теплоносителя.
• Приборы отопления (батареи)
• Расширительный резервуар открытого типа
• Трубопровод

В двухтрубной открытой сети увеличен метраж трубопровода, за счёт создания отдельных контуров подачи и обратки.

Но в то же время к каждой батарее поступает жидкость примерно одинаковой температуры, и тем самым устраняется главный недостаток однотрубной схемы.

Так же стоит выбрать как будет происходить циркуляция во всей системе, либо это будет естественная циркуляция, либо принудительная схема с циркуляционным насосом.

Циркуляционный насос в системе отопления

Рассматривая гравитационную и принудительную схемы открытого теплоснабжения стоит отметить:

• При самотёчной схеме циркуляция теплоносителя происходит за счёт его расширения при нагревании. Помимо этого должен присутствовать такой элемент, как разгонный стояк (его высота должна быть более 3,5 м). Во втором типе для повышения эффективности системы устанавливается циркуляционный насос. Под его воздействием скорость жидкости возрастает на 0,4-0,6 м/с и происходит более равномерный нагрев отопительных приборов. Однако, стоит не забывать, что работа насоса обусловлена наличием электричества.
• Применение гравитационной системы должно использоваться в помещениях до 60 кв. м. Рекомендуемая длина трубопровода, не более 30 м. И обязательно наличие разгонного стояка. Условия работы принудительной схемы не так строги. Помимо этого можно создать комбинированную сеть, в которой при выключении насоса, будет происходить самотёчная циркуляция.

При обустройстве открытой системы отопления нужно учитывать следующее:

• Для хорошей циркуляции теплоносителя котёл должен быть установлен в самой низкой точке сети (обычно подвал), а расширительный резервуар как можно выше (обычно чердак). Однако стоит не забывать, что в холодное время чердак должен быть утеплён.
• Уровень жидкости в открытом расширительном резервуаре постоянно будет понижаться, в следствие его испарения в окружающую среду. В результате могут появиться воздушные пробки, понижающие работоспособность сети. Именно поэтому необходимо постоянно следить за его уровнем.
• Так как система открыта для испарения теплоносителя в окружающую среду, то для безопасности стоит использовать только воду (для примера: испарения антифриза токсичны).
• Укладку трубопровода стоит делать с небольшим количеством поворотов и с минимумом соединительных элементов.
• В зимнее время, при отключении системы, воду из неё стоит слить. Для предотвращения поломок.

Закрытая система отопления: различия от открытой.

Схема закрытой системы отопления

Данная сеть включает в себя следующие элементы:

• Котёл для нагрева теплоносителя
• Воздухоотводный клапан

Схема работы воздухоотводчика

Термостатический клапан

Отопительные приборы (батареи, тёплый пол и т.д.)

Трубы

Расширительный резервуар закрытого типа, то есть герметичный от окружающей среды

Расширительный бачок закрытой системы отопления

Балансировочный клапан

Вентиль шаровой

Манометр

Соединительные элементы

Главное отличие закрытой и открытой системы теплоснабжения состоит в том, что при закрытом типе теплоноситель полностью изолирован от окружающей среды.

Циркуляционный насос в закрытой системе отопления

В данной системе вмонтирован насос, для облегчения циркуляции жидкости. Подобная схема исключает большое количество минусов, которые присутствуют в открытом теплоснабжении.

Особенности разницы функционирования закрытой схемы от открытой состоят в следующем:

• Расширение жидкости, происходящее в результате её нагревания в котле, компенсируется в мембранном расширительном резервуаре. После того как поступивший в бак теплоноситель охладился, он снова возвращается в систему. Таким образом в ней поддерживается постоянное давление.
• Создание необходимого давления происходит ещё на стадии установки контура отопления.
• Циркуляция жидкости осуществляется только при помощи насоса. В следствие этого закрытая схема целиком зависит от наличия электричества (помимо случаев подключения автономного генератора).
• Наличие циркуляционного насоса не налагает строгих рамок на диаметр используемых труб. Помимо этого трубопровод не обязательно должен быть расположен с уклоном. Главное условие — это расположение насоса на «обратке», для того чтобы в него поступал охлаждённый теплоноситель.
• Отсутствие уклона труб может сыграть отрицательную роль. Ведь даже при небольшом уклоне система будет функционировать и без электричества. А при горизонтальном расположении труб данная система не работает. Данный минус закрытой схемы перекрывает его высокий коэффициент полезного действия и иные плюсы.
• Установка данной сети проста и может быть применена для любых помещений, независимо от их площади. Помимо этого не требуется утепление магистрали, так как трубы нагреваются очень быстро.
• В закрытом типе существует возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя, вместо воды. Так же данная схема меньше подвергается коррозии, вследствие её герметичности.
• Несмотря на закрытость системы от окружающей среды, её герметичность может быть нарушена. Это может произойти в местах стыков схемы, либо на стадии заполнения её теплоносителем. Так же особо критичными являются места перегибов труб и верхние точки. Для того, чтобы избавиться от воздушных пробок, сеть оборудуется спец. клапанами и кранами Маевского. При наличие в схеме алюминиевых приборов отопления, отводчики воздуха обязательны (при контакте алюминия и теплоносителя выделяется кислород).

Воздухоотводчик в закрытой и открытой системе отопления

Помимо этого стоит придерживаться ряда правил монтажа и запуска закрытой системы:

• Теплоноситель должен двигаться в том же направлении, что и воздух. То есть снизу вверх.
• После включения системы открыть краны, отводящие воздух, и закрыть краны, спускающие воду.
• Как только из крана отвода воздуха пойдёт вода — перекрыть его.
• Только после всего вышеперечисленного запускать циркуляционный насос.

Открытая и закрытая система теплоснабжения, разница в работе и конструкции.

Основываясь на вышесказанное, закрытая и открытая системы отличаются:

1. Стоимость открытого теплоснабжения ниже, особенности при самотёчной циркуляции, в отсутствие насоса и запорной арматуры. Но при этом её монтаж в частном доме затронет весь объём помещений, от подвала до чердака. К тому же необходимо соблюдение уклонов магистрали и диаметров труб.
2. Монтаж закрытой схемы, помимо прокладки трубопровода, предполагает установку большого количества дополнительных элементов.
3. КПД закрытой схемы будет выше в любом случае.
4. В закрытой схеме возможно применение не замерзающего теплоносителя — антифриза (оптимальный вариант для частных домов, не отапливаемых зимой)
5. В открытой системе необходим постоянный контроль уровня теплоносителя, из за его испарения в окружающую среду.
6. Закрытый тип энергозависим, за счёт постоянной работы циркуляционного насоса (проблема решается установкой автономного электрогенератора, но в то же время стоит учитывать затраты при его отсутствии)
7. Установка открытого вида теплоснабжения ограничена общей площадью помещений, в отличие от закрытого.
8. Срок службы закрытой системы более продолжителен за счёт почти полного отсутствия воздействия коррозии.

Итоговый выбор закрытой или открытой системы теплоснабжения зависит от условий и места её установки. Но нужно помнить, что для монтажа закрытой системы необходимо обладать определёнными навыками, либо обратиться за консультацией к профессионалам.

Применение для частного дома двухконтурной системы отопления

Двухконтурная система отопления — это идеальное решение для создания комфортных температурных условий в частном доме. У неё более сложное устройство, чем у обыкновенной одноконтурной конструкции, но она имеет немало преимуществ. Установка такой системы считается трудным мероприятием, требующим больших временных и финансовых затрат.

Перед тем как обустроить двухконтурное отопление частного дома, необходимо подробно изучить все особенности этой конструкции, а также основные преимущества и недостатки. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективную схему подключения, которая идеально подойдёт для каждого конкретного здания.

Схема двухконтурной системы отопления частного дома имеет несколько особенностей. Их обязательно нужно учитывать не только при самостоятельной установке, но и при проведении монтажа специалистами. Только с учётом всех нюансов можно добиться желаемого результата и выполнить все работы за минимальное количество времени. Особенности оборудования:

1. 1. Наиболее важный элемент системы — котёл, который должен работать сразу в двух направлениях. Он обязан обеспечивать нагрев теплоносителя, который движется по трубам, и создавать комфортные температурные условия в доме. Кроме этого, в его функции входит нагрев жидкости и поддержание работоспособности всей системы горячего водоснабжения.
2. 2. Двухконтурная система будет качественно выполнять свои функции только в том случае, если все комнаты здания оснащены правильной трубной разводкой.
3. 3. Конструкция позволяет неплохо сэкономить на отоплении и горячей воде, но для этого нужно точно рассчитать все параметры. Малейшая ошибка может привести к неправильной работе системы.
4. 4. Многие котлы, имеющие верхнюю или нижнюю разводку, способны нагреть ограниченное количество жидкости. Эту особенность нужно учитывать при частом использовании горячей воды или поддержании высокой температуры в помещении.
5. 5. Владельцы частного дома должны выбрать приоритетную функцию системы (горячее водоснабжение или отопление), так как обе они не могут одновременно работать на максимальной эффективности.

Схема двухконтурной системы отопления предусматривает некоторые особенности, которые отличают эту конструкцию от других. У неё есть большое количество преимуществ, из-за которых увеличивается популярность и частота использования таких установок. Среди положительных особенностей отопительной системы выделяются следующие:

1. 1. Высокая эффективность. Одной конструкции будет достаточно, чтобы полностью обеспечить частный дом и его жителей горячей водой.
2. 2. Универсальность. Схему подключения легко можно адаптировать под каждое здание, поэтому её часто используют для отопления не только одноэтажных домов, но и многоэтажных.
3. 3. Удобство контроля и обслуживания. Это преимущество возникает из-за того, что все элементы системы замыкаются в одном месте.
4. 4. Относительная дешевизна. Двухконтурная отопительная система не требует закупки большого количества дорогостоящего оборудования, что значительно снижает её стоимость.
5. 5. Возможность выбора схемы разводки. При любом варианте устройство будет эффективно работать и качественно выполнять свои функции.
6. 6. Простота монтажа. Для того чтобы оборудовать в частном доме двухконтурную отопительную систему, не нужно каких-либо профессиональных знаний и навыков. Следовательно, такую работу можно выполнить своими руками.

Несмотря на большое количество преимуществ, у конструкции есть и несколько недостатков. Их обязательно нужно брать во внимание при покупке оборудования и во время процесса установки.

В противном случае можно столкнуться с непредвиденными проблемами, которые значительно затруднят процесс монтажа и повлекут за собой дополнительные финансовые расходы. Недостатками считаются:

1. 1. Необходимость проведения точных вычислений. Для того чтобы установка качественно функционировала, нужно правильно выполнить гидравлический и тепловой расчёт. Кроме этого, требуется правильно определить мощность котла, диаметр труб и входов. Такую работу невозможно выполнить самостоятельно, так как она требует учёта большого количества параметров. Для получения достоверных результатов нужно прибегать к помощи специалистов, имеющих профессиональные навыки и соответствующее программное обеспечение.
2. 2. Котёл не может одинаково эффективно греть оба контура. В большинстве случаев владельцам частного дома приходится делать выбор в пользу одного из них. Как правило, преимущество отдаётся горячему водоснабжению.
3. 3. Двухконтурная система представляет собой довольно габаритную конструкцию, для которой необходимо выделять отдельное помещение. Оно должно быть просторным и обеспечивать простой доступ ко всем элементам устройства. Это поможет упростить проведение ремонтных и профилактических мероприятий.
4. 4. Зависимость от главной детали. Поломка или снижение эффективности работы котла приводит к остановке всей системы. Из-за этого владельцы дома лишаются не только отопления, но и горячего водоснабжения.

Основы гидравлики систем отопления

Отопительный контур без смешения (прямой)

Если в отопительном контуре начальная температура теплоносителя прямо зависит от температуры подачи отопительного оборудования, то такой контур носит название отопительного контура без смесителя или «Прямой контур». Циркуляцию теплоносителя в отопительном контуре обеспечивает встроенный в отопительный котел циркуляционный насос или отдельный насос устанавливаемый на отопительный контур.

Прямой контур системы отопления

Отопительный контур со смесителем

Для изменения температуры теплоносителя в отопительном контуре относительно температуры теплоносителя в остальной системе отопления необходим отопительный контур со смесителем. Задачей смесителя является уменьшение температуры подачи с целью достижения постоянного тока тепла в отопительном контуре как при полной, так и при частичной нагрузке.

Преимуществом контура со смесителем является : различие температуры систем между потребителем и производителем тепла, возможность создания нескольких отопительных контуров с различными профилями температур.

Внимание ! В отопительной системе с разводкой отопления, где имеется разница давления между подачей и возвратом, рекомендовано устанавливать гидравлический отделитель. Насос отопительного контура создает давление в контуре отопления и на входе смесителя это давление негативно влияет на качество регулировки. Встроенный в отопительный котел насос (насос котла) и насос отопительного контура в этом случае соединены последовательно, по причине чего полностью нарушается регулирующая смеситель характерная кривая и увеличивается энергопотребление.

Контур отопления со смешением

Типовые схемы разводки систем отопления

Выбор подходящего вида схемы отопления и горячего водоснабжения − одна из важнейших задач при создании системы отопления частного дома. Наиболее часто в домах используются схемы отопления с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя, которые, так же, делятся на однотрубную, двухтрубную или лучевую схему разводки труб.

Схема с естественной циркуляцией

При такой системе движение теплоносителя происходит за счет физического эффекта изменения плотности воды. Нагретая в котле вода имеет меньшую плотность и вытесняется из котла обратным током жидкости. Вытесненная горячая жидкость поднимается вверх по стояку и течет по горизонтальным магистралям, которые уложены с уклоном в 3-5º. Уклон магистралей обеспечивают движение жидкости самотеком. Схема отопления с естественной циркуляцией сложна для реализации и при этом она пригодна лиш для отопления лишь небольших домов − общая длина контура не может превышать 30 метров. В настоящее время данная схема построения систем отопления практически не применяется.

Схема с естественной циркуляцией

Схема отопления с принудительной циркуляцией.

В системе с принудительной циркуляцией движение воды происходит за счет разности давлений между подающей и обратной линией создаваемой циркуляционным насосом. Схема с принудительной циркуляцией теплоносителя не имеет ограничений по применению. Однако, ее работоспособность зависит от насоса и подачи электропитания к нему.

Однотрубная последовательная схема

Схема аналогична схеме с естественной циркуляцией за исключением того, что движение теплоносителя не зависит от уклона трубы и происходит под действием насоса. Основным недостатком такой системы является невозможность регулировки температуры каждого радиатора в отдельности. Возникает проблема перегрева первого радиатора и недостаточная температура последнего. Схема применима только в случае замены старого котла, установленного на систему с естественной циркуляцией и не целесообразности изменения всей системы труб и радиаторов.

последовательное соединение радиаторов

Однотрубная схема

В однотрубной системе нагретый теплоноситель обходит последовательно все приборы отопления, отдавая в каждом часть своей тепловой энергии. Эта схема является самой простой и дешевой для построения. На ее строительство уйдет наименьшее количество материалов и узлов. Но ее устройство определяет и ее недостатки: невозможность раздельного регулирования теплоотдачи для каждого обогревателя, понижение количества отдаваемого тепла по мере удаления от котла.

Однотрубная система отопления

Двухтрубная схема

В двухтрубной схеме обогрева к каждой из батарей подходит две трубы − верхняя подающая, и нижняя- обратного тока. При этом для каждой батареи теплоотдачу можно регулировать отдельно, управляя расходом жидкости через нее. За несомненные достоинства такой системы приходится «платить» двойным комплектом проложенных по дому труб.

Бвухтрубная система разводки

Лучевая схема

Лучевая схема отопления характерна тем, что через коллектор, к каждому радиатору протягивается своя пара труб для подающей и обратной линии. Эти трубы сходятся потом на гребенках непосредственно у нагревательного прибора. Возможная протяженность труб в такой системе значительно выше, чем даже в двухтрубной системе. Зато на трубах нет соединений. Для того, чтобы тепло распределялось по всем батареям равномерно, лучевую систему перед началом эксплуатации балансируют. Балансировка заключается в подстройке расхода жидкости по каждой петле. В настоящее время данная схема получила широкое распространение виду простоты создания и возможности регулировки.

Лучевая схема разводки отопления

ВИДЫ ТОПЛИВА

Для современного дома доступно достаточно много разновидностей систем отопления по используемому виду топлива.
Исторически самыми древними являются системы отопления на твердом топливе. Легкодоступные уголь или дрова обладают высокой удельной теплотой сгорания и удобны для хранения, а их сгорание в топке еще и услаждает зрение игрой огня. Но недостатком таких систем является их неспособность к автономной работе в течение долгого времени. Дрова или уголь надо подбрасывать в топку руками. Именно поэтому они в основном используются как дополнительный источник тепла в доме.
Системы отопления на жидком топливе − солярке или топочном мазуте, избавлены от недостатков твердого топлива. Топливо может подаваться в котел автоматически. Система на таком топливе будет автономной и не потребует вмешательства человека в свою работу. Автономность такой системы ограничена только запасом топлива. Поэтому для больших домов, где расход топлива будет велик, использование такой системы может привести к существенным начальным расходам на установку топливного бака большой емкости.
От расходов по организации хранилища топлива избавлены системы отопления на газе − магистральный газ поступает в дом извне и запасать его нет необходимости. К тому же газ еще и дешевле жидкого топлива. Есть также и газовые системы отопления, которые не подключены к газовой магистрали, а хранят необходимый запас газа в сжиженном виде в газгольдерах (газовых цистернах). Такие системы в нашей стране − скорее экзотика, чем обычное явление. Для безопасного использования системы отопления на газе требуют более тщательного монтажа, применения дополнительного оборудования и повышенных мер безопасности.
Самой простой, безопасной и удобной для монтажа является система электрического отопления. Удобство и простота такой системы компенсируются дороговизной ее использования для отопления. Такая система также полностью зависима от внешнего источника электроэнергии: запасти электричество нельзя, а мощности независимого генератора вряд ли хватит для обогрева дома. Поэтому электрическое отопление чаще всего используется для помещений и зданий, где не надо поддерживать комнатную температуру круглый год и 24 часа в сутки.
Существуют также комбинированные системы отопления, которые используют одновременно несколько видов топлива. Как правило, один вид топлива обеспечивает постоянный обогрев, а второй доступен ограниченное количество времени в сутки или в определенных климатических условиях. Примером второго вида топлива может быть как упомянутое ранее твердое топливо, так и такие экзотические источники тепловой энергии, как солнечные теплоустановки, ветряки, геотермальные нагреватели, а также тепловые воздушные насосы.

ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ

Системы отопления могут использовать разные среды для переноса тепла от нагревателя к месту, где эта среда отдаст тепло в обогреваемом помещении. Такая среда носит название теплоносителя. Самыми распространенными сейчас являются системы с жидким теплоносителем (водяное отопление). В качестве средства в них применяется вода или антифриз — смесь воды и этиленгликоля, которая имеет низкую температуру замерзания. Эти системы универсальны по типу применяемого топлива и могут решать задачу обогрева практически любого дома, поскольку имеют множество схем подключения, разнообразных по свойствам и стоимости монтажа.
Также распространены электрические системы, где теплоносителем является электрический ток. Они просты в монтаже и эксплуатации и достаточно универсальны, но в качестве источника тепла используют только электроэнергию. Отсюда − высокие эксплуатационные расходы.
Реже в частных домах встречаются системы с переносом тепла воздухом. В таких системах тепло поступает в помещение с нагретым воздухом, который попадает туда через систему воздуховодов. Такие системы эффективны для больших зданий и требуют прокладки воздуховодов с большим сечением. Поэтому чаще всего такие системы обогревают промышленные, офисные и административные здания.
Ну и, в качестве устаревших и практически не применяющихся систем можно упомянуть системы, где теплоносителем служит твердый материал. Самый наглядный пример − кирпичная или металлическая печь.

ОДНОКОНТУРНЫЕ И МНОГОКОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ

Контур — это замкнутый или незамкнутый маршрут, по которому движется теплоноситель, передавая энергию от нагревателя к потребителю тепловой энергии.
Одноконтурная система отопления имеет всего один контур, и к нему подключены все батареи, радиаторы, конвекторы и все прочие приборы, которые отдают тепло в окружающую среду. В многоконтурной системе отопления таких контуров может быть два, три, или больше. При этом один контур может использоваться для отопления, а остальные − для других нужд, например для нагрева воды в системе водоснабжения или нагрева теплого пола с жидким теплоносителем, подачи тепла в оранжерею или зимний сад, и тому подобное.

В многоконтурной системе отопления таких контуров может быть два, три, или больше. При этом один контур может использоваться для отопления, а остальные − для других нужд, например для нагрева воды в системе водоснабжения или нагрева теплого пола с жидким теплоносителем, подачи тепла в оранжерею или зимний сад, и тому подобное.