Добавить в закладки
Статьи

Схема водяного отопления: типы систем, виды разводки и особенности эксплуатации

Водяное отопление является наиболее эффективной и экономной системой обогрева жилья. Разработаны различные схемы водяного отопления, и мы хотим рассмотреть их характеристики, преимущества и особенности эксплуатации в условиях частного дома.

Отопление дома с естественной циркуляцией теплоносителя.

Отопление дома с естественной циркуляцией теплоносителя.

Отопление с жидким теплоносителем

Общие сведения

Трубы и радиаторные батареи – верный признак водяного обогрева.

Трубы и радиаторные батареи – верный признак водяного обогрева.

Основным показателем комфорта любого жилья является температура воздуха в нем, так как человек может жить только в узкоочерченном диапазоне температур. Однако в континентальных широтах северного полушария нашей планеты климат далек от этого диапазона, и люди вынуждены использовать искусственные источники тепла.

Раньше таким источником был открытый огонь в пещере или шалаше, затем огонь переместился в топку печи, расположенной в доме. Однако с ростом численности населения все острее вставал вопрос нехватки дров и других видов топлива, и перед человеком возникла проблема повышения эффективности обогрева.



Первые виды отопления были несовершенны.

Первые виды отопления были несовершенны.

  Важно! Так появилась идея использования теплоносителя – вещества, которое играет роль посредника при передаче тепла от пламени к воздуху в доме.

Проблема в том, что газы плохо проводят тепло, и если у вас большой дом, то для прогрева отдаленных комнат придется очень долго топить печь, при этом вблизи топки будет слишком жарко, а в отдаленных комнатах – холодно. Поэтому основной задачей было подать тепло с минимальными потерями в каждую комнату.

Раскаленная печь – это не только опасно, но и неэффективно.

Раскаленная печь – это не только опасно, но и неэффективно.

На этом этапе можно сформулировать основные требования к теплоносителю:

  • Высокая теплопроводность. Необходима для максимально быстрого прогрева теплоносителя;
  • Высокая теплоемкость. Этот параметр определяет способность вещества запасать тепловую энергию. Очевидно, что чем больше тепла запасает и передает посредник, тем эффективнее работает система;
  • Высокая мобильность. Вещество должно иметь такие свойства, при которых возможна его транспортировка внутри помещения без применения сложных технологий;
  • Доступность. Теплоноситель должен быть недорогим и доступным в различных регионах, так как в случае аварии понадобится срочная его замена во избежание промерзания дома;
  • Безопасность. Вещество-агент не должно представлять опасности для человека и окружающей среды, содержать горючие, токсичные, взрывоопасные или химически агрессивные соединения и субстанции.
Решение проблемы было у нас в руках.

Решение проблемы было у нас в руках.

Важно! Наиболее подходящим под все перечисленные параметры веществом оказалась обычная вода, которая обладает самой большой теплоемкостью среди жидкостей, способна перемещаться по трубам и каналам под действием гравитации или давления, безопасна и невероятно широко распространена.

Таким образом задача конкретизировалась: необходимо создать схему, при которой вода будет перемещаться по строго определенному маршруту от топки печи к отопительным приборам.

Принцип работы системы с жидким теплоносителем.

Принцип работы системы с жидким теплоносителем.

Важно! Если сказать просто, то нам необходимо два теплообменника и труба, по которой вода будет между ними циркулировать. Один теплообменник устанавливаем в топке, там жидкость будет нагреваться, а второй – в комнате, там теплоноситель будет отдавать запасенную энергию воздуху.

Нагревательные котлы

Котел – это устройство для получения тепла из сжигаемого топлива.

Котел – это устройство для получения тепла из сжигаемого топлива.

Если источником тепловой энергии является топливо, то средством её получения является котел. Это сердце любой системы отопления с теплоносителем. От надежности работы этого устройства зависит эффективность всего отопления, а в условиях русских зим это одно из условий выживания, поэтому первая задача – выбор котла.

Дрова – один из наиболее широко распространенных видов топлива в России.

Дрова – один из наиболее широко распространенных видов топлива в России.

Самым важным критерием здесь является доступность и стоимость топлива, на котором будет работать агрегат.

Существуют такие виды котлов в зависимости от используемого горючего:

  • Твердотопливные или дровяные котлы. Используют дрова, уголь, кокс, торф, пеллеты, брикеты и прочие виды горючей биомассы;
  • Газовые. Используют магистральный, сжатый или сжиженный природный газ;
  • Дизельные котлы отопления. Используют жидкие нефтепродукты: солярку, ДТ, различные масла, бензин, керосин и т.д.;
  • Электрические. Нагревают воду с помощью ТЭН или электродным методом.
Настройка современного газового котла.

Настройка современного газового котла.

Если говорить об эффективности с точки зрения стоимости одного киловатт-часа тепла, а также доступности и распространенности топлива, то несомненными фаворитами являются газовые и дровяные агрегаты, причем первые наиболее предпочтительны.

На фото – дизельный агрегат.

На фото – дизельный агрегат.

Важно! Если ваш дом подключен к ГТС, то вам следует купить газовый котел, если магистраль не подведена, тогда следует выбирать дровяной вариант. Электричество и дизельное топливо обходятся слишком дорого для среднестатистического потребителя.

Виды систем

С естественной циркуляцией

Наличие открытого расширительного бака в верхней точке указывает на естественную циркуляцию.

Наличие открытого расширительного бака в верхней точке указывает на естественную циркуляцию.

Схема отопления с естественной циркуляцией воды – это наиболее простая и дешевая, но и самая неэффективная система. При небольших размерах дома и площадях обогрева это вполне рабочий вариант, сооружение которого не требует серьезных расчетов и сложных монтажных работ.

Принцип работы такой системы прост: котел устанавливают в нижней точке помещения, лучше – в подвале. Вода заполняет трубопровод, состоящий из подающей трубы, идущей вверх от котла, затем труба постепенно опускается и проходит по всем комнатам, и в конце возвращается к теплообменнику топки.

Система с естественной циркуляцией.

Система с естественной циркуляцией.

При включении горелки вода начинает нагреваться, расширяется и поднимается вверх по трубе за счет разности плотностей между горячей и холодной жидкостью. Так как контур замкнут, холодная масса теплоносителя вытесняется в теплообменник, и жидкость начинает циркулировать в системе по кругу, перенося тепло от пламени к радиаторам.

Расширительный бак открытого типа.

Расширительный бак открытого типа.

Чтобы компенсировать расширение и увеличение общего объема воды в трубах, в верхней точке устанавливают расширительный бак. Он может быть открытым, так как давление в трубах значения не имеет.

Важно! Необходимо знать и учитывать правила подбора диаметров труб и углов из наклона. Считается, что уклона в 5 мм на один погонный метр трубы достаточно, клон делают в сторону движения воды.

Углы наклона труб и их диаметры.

Углы наклона труб и их диаметры.

Для обслуживания небольших деревенских домов такая схема вполне приемлема. Она не требует расчетов и выполняется по стандартной схеме «как у всех», так как размеры и архитектура домов особых отличий не имеют. Более того, конструкция сравнительно просто собирается своими руками и требует минимум материалов.

С принудительной циркуляцией

Наличие насоса говорит нам о принудительной циркуляции.

Наличие насоса говорит нам о принудительной циркуляции.

Более совершенной и эффективной системой отопления является схема с принудительной циркуляцией теплоносителя. Такое решение позволяет ускорить движение воды по трубам и доставить еще горячую жидкость в отдаленные помещения. Принудительное движение воды осуществляется за счет встроенного в трубопровод насоса.

Устройство отопления с принудительной циркуляцией.

Устройство отопления с принудительной циркуляцией.

За счет точно рассчитанной скорости движения повышается эффективность работы, снижается расход топлива и повышается комфорт в помещениях. Для создания сложных, разветвленных и многоконтурных систем принудительная циркуляция необходима.

Сооружение такой конструкции потребует более серьезных расчетов гидравлики, подбора и установки циркуляционного насоса, установки защиты, закрытого гидроаккумулятора, манометров и предохранительных клапанов. При этом к наклону труб особых требований не предъявляется.

Обвязка насоса.

Обвязка насоса.

Важно! При работе циркуляционный насос не создает всего напора, который присутствует в системе. Дело в том, что контур замкнут, и вода в нем вращается подобно колесу, а насос преодолевает только гидравлическое сопротивление и трение, поэтому потребленная им энергия не сказывается на стоимости обогрева.

Инструкция для подключения насоса.

Инструкция для подключения насоса.

Из расчетов стало известно, что применение циркуляционного насоса повышает эффективность работы на 25 – 30 %. Кроме того, для нормального обслуживания многоэтажных домов, многоконтурных и коллекторных схем применение принудительной циркуляции необходимо. Практически все современные системы используют этот принцип.

Радиаторная разводка

Тип разводки труб имеет важное значение.

Тип разводки труб имеет важное значение.

Еще одно важное отличие систем водяного отопления – это тип разводки труб от котла к радиаторам.

Существует три основных вида такой разводки:

  1. Однотрубная схема. Это наиболее простая и дешевая модель, когда отопительные батареи подключены к одной трубе последовательно. Вода поступает по трубе подачи в первый радиатор, проходит его и попадает в ту же трубу, из которой поступает в следующий прибор, остывая по мере движения;
  2. Двухтрубная модель. Более сложная, но и более эффективная конструкция, при которой батареи подключаются входом к подающей трубе, а выходом – к обратной, и другого сообщения между этими трубами нет. Параллельное подключение позволяет равномерно прогревать все приборы, что повышает эффективность работы и комфорт;
  3. Коллекторно-лучевое подключение предполагает подачу теплоносителя в распределительный коллектор подачи, откуда расходятся трубы к входу каждого радиатора. Из выходных отверстий трубы возвращаются в обратный коллектор, а оттуда вода поступает в котел. Такой подход позволяет организовать многоконтурные системы теплых полов и больших домов с множеством комнат.
Однотрубная подача воды.

Однотрубная подача воды.

Однотрубная организация подачи подойдет для небольших домов с естественной циркуляцией, или для отдельных помещений – летних кухонь, мастерских, саун и т.д.

Двухтрубная схема считается более эффективной за счет равномерного прогрева приборов, возможности регулировки температуры в отдельных помещениях, более точного управления средствами автоматики. Она подойдет для любого типа зданий и используется наиболее часто.

Двухтрубная модель подачи.

Двухтрубная модель подачи.

Коллекторная разводка является наиболее эффективной и продвинутой, однако её цена ощутимо выше за счет большего количества труб, необходимости в дополнительном оборудовании, арматуре, а также за счет сложного монтажа и расчета.

Коллекторно-лучевая разводка.

Коллекторно-лучевая разводка.

Важно! Сегодня наиболее часто встречаются двухтрубные и смешанные разводки, которые могут комбинироваться с коллекторами теплых полов.

Вывод

Водяное отопление – это единственная действительно эффективная по соотношению цены и качества система обеспечения теплом. При этом надо понимать, что оборудование и схемы организации постоянно совершенствуются, и сравнение модных альтернативных систем со старыми видами водного отопления абсурдно и неубедительно. Видео поможет вам лучше разобраться в этом вопросе.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Оставить комментарий

ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы - так ответ эксперта будет гораздо точней

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Ваше имя:
Ваш e-mail:
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Поделитесь:
Автор: Елисей АГАФОНОВ
Опубликовано: 18.07.2015