Зміст статті:
- Принцип роботи водяної системи опалення
- Примусова циркуляція теплоносія
- Одно — і двотрубні опалювальні системи
- Особливості однотрубної системи обігріву
- Варіанти роботи однотрубної системи
- Як вирішити проблему відсутності циркуляції
- Відео: Однотрубна система опалення
У зв’язку з широким розповсюдженням приватного будівництва набуває значення організація індивідуального теплозабезпечення. Найбільш економною, простою і при цьому надійної є однотрубна система опалення з примусовою циркуляцією. При правильному проектуванні дана схема практично позбавлена недоліків, особливо в малоповерхових будинках. Вона не псує дизайн і естетику приміщення за рахунок невеликої кількості труб і можливості заховати магістральний трубопровід.
Принцип роботи водяної системи опалення
Існує багато способів добитися комфортної для проживання температури в приміщенні, але найбільш поширеним є організація водяної системи опалення. В її основі лежить циркуляція рідкого теплоносія від нагрівального елементу до опалювальних приладів і назад. При проходженні через радіатори, вода (антифриз) віддає теплову енергію і обігріває таким чином приміщення. Однотрубну магістраль можна повністю сховати під обробку
Принцип роботи класичного водяного опалення заснований на фізичних законах гравітації, теплового розширення і конвекції. Теплоносій — вода — в холодному і гарячому стані має різну щільність і, відповідно, питому вагу. Вона нагрівається від котла і за рахунок власного розширення створює тиск в трубопроводі. Під тиском більш щільної і важкої холодної води, гаряча вода спрямовується вгору.
Читайте також: Опалення через теплу підлогу або радіатори?
Потім, під дією сили тяжіння і невеликого залишкового тиску, теплоносій йде до батарей, повертається до котла охолодженим і знову починає цикл. Робота системи можлива тільки при вертикальній монтажі або роботі розгінного колектора, дотриманні необхідного ухилу (5-7 градусів) трубопроводу. Для компенсації надлишкового тиску і виключення його аварійного підвищення в найвищій точці розводки опалення (розгінного колектора) влаштовують відведення труби і встановлюють розширювальний бак.
Увага! Включення розширювального баку в магістраль водяного опалення обов’язково. При нагріванні об’єм теплоносія збільшується і в системі виникає гідравлічний тиск. Оскільки вода має властивість нестискання, то за відсутності компенсуючого пристрою можливе руйнування опалювальної конструкції.
Така схема опалення називається гравітаційною, самопливної, з природною циркуляцією. Однак в останні роки вона використовується рідко, так як має істотні недоліки. Застосовують її для обігріву невеликих будинків на 2-3 кімнати і при необхідності влаштування енергонезалежних опалювальних систем в районах, що характеризуються довготривалими перебоями електрики.
Примусова циркуляція теплоносія
При наявності стабільного електропостачання доцільніше застосовувати систему опалення з примусовою циркуляцією. Рух води (антифризу) в цьому випадку забезпечує циркуляційний насос, що вмонтовується в магістраль. Монтують насос на зворотному трубопроводі з остиглим теплоносієм. Гаряче середовище знижує термін експлуатації пристрою. Підключення котла в схемі опалення з примусовою циркуляцією повинно виконуватися в найнижчій точці магістралі.
Всі пристрої, прилади і тепловіддаючі контури доцільно підключати через байпаси з запірною арматурою. Так ремонт будь-якого з них не потребують повної зупинки системи і зливу теплоносія.
Важливо! Щоб при необхідності ремонту або заміни приладів не довелося зливати весь теплоносій, їх підключають з байпасами і перекривають кранами.
Переваги примусової системи опалення
Схема з примусовою циркуляцією нейтралізує недоліки самопливного опалення і розширює функціональні можливості системи.
- Циркуляція не залежить від температури прогріву теплоносія та відбувається із заданою швидкістю;
- Можна застосовувати труби з невеликим прохідним перетином — тиск, створюваний насосом, сприяє не тільки руху, але і рівномірному розподілу води по магістралі;
- Збільшення довжини контурів;
- Можливість підтримки оптимальної температури і регулювання режиму обігріву, що знижує енерговитрати і вартість обігріву;
- При проектуванні магістралі можна застосовувати будь-які інженерні рішення — вертикальні, горизонтальні, комбіновані розводки.
Недоліки примусової системи опалення
Недоліки у опалення з примусовою циркуляцією також є. Однак кожен з них цілком успішно вирішується.
- Енергозалежність.
Для функціонування насоса потрібна електрика. При його відключенні теплоносій не буде циркулювати. Якщо будинок розташований не в віддаленому важкодоступному районі, то перебої з електрикою тривають не більше трьох-чотирьох годин. За цей час будинок, розташований в середній смузі, істотно охолонути не встигне. При бажанні можна встановити блок безперебійного живлення з підключеним акумулятором. Такий пристрій підтримує електропостачання до декількох годин.
Читайте також: Види котлів, їх головні відмінності
Якщо ж існує небезпека припинення постачання електрики на довший термін — від 8 годин до декількох діб, або будівля розташовується в кліматичній зоні з дуже холодними зимами, то варто убезпечити себе наступними способами:
- Придбати автономний електрогенератор;
- Спроектувати опалювальну магістраль таким чином, щоб була можливість переходу на режим природної циркуляції.
- Шум при роботі насоса.
Шум присутній при роботі будь-якого циркуляційного насоса, проте якісні сучасні моделі практично не чути. Зовсім позбутися деякого гулу можна, якщо встановити пристрій в будь-яке нежитлове приміщення — ванну кімнату, туалет, бойлерну і т.д.
Одно — і двотрубні опалювальні системи
Конструктивно системи водяного опалення з примусовою циркуляцією поділяють на два типи — однотрубні і двотрубні. Різниця цих схем — в методі підключення тепловіддаючих приладів до магістралі.
Однотрубне опалення являє собою замкнутий кільцевий контур. Магістраль прокладається від нагрівального елементу, проходить послідовно через опалювальні батареї, в кожній з яких теплоносій віддає частину енергії, і повертається назад до котла. Схема з одним контуром має найпростіший монтаж і невелика кількість комплектуючих, що значно знижує вартість установки.
У двухтрубній системі один контур призначений для доставки нагрітого теплоносія від котла до батарей опалення, а другий — для відведення остиглого середовища назад до нагрівального елементу. Радіатори підключають паралельно, тому в кожен з них нагріта вода надходить безпосередньо від прямого трубопроводу та має однакову температуру. Віддавши енергію, остиглий теплоносій йде в «обратку» і повертається до котла. Щоб реалізувати таку схему потрібно вдвічі більше труб і арматури, зате з’являється можливість індивідуального регулювання радіаторів і зниження витрат на опалення.
Конфігурація опалення для кожного будинку вибирається індивідуально. При проектуванні враховується все — нюанси планування, особливості експлуатації, економічність конструкції і процесу обігріву, естетичні міркування. У багатоповерхових будинках (більше 2 поверхів) і будівлях з великою площею влаштовують двотрубну систему опалення з примусовою циркуляцією. В одно- і двоповерхових будинках площею до 150 м2 з економічної та естетичної точки зору доцільніше застосовувати примусову систему опалення з однією трубою.
Особливості однотрубної системи обігріву
Однотрубна система опалення набула широкої популярності в приватному будівництві завдяки таким перевагам:
- Гідравлічна стійкість — заміна радіатора, нарощування секцій, відключення окремих контурів не змінює тепловіддачу інших елементів системи;
- Мінімальна кількість труб;
- Менша кількість теплоносія в системі знижує її інерційність і час прогріву приміщення;
- Естетичний зовнішній вигляд, особливо при роботі прихованої магістралі;
- Нескладний монтаж;
- При використанні сучасної запірної арматури можливо точне регулювання режиму роботи всієї системи і окремих елементів;
- Послідовне підключення обігрівальних приладів дозволяє монтувати водяну теплу підлогу, вмонтовувати рушникосушки і т.д. Недороге встановлення і експлуатація.
Основний недолік однотрубного теплозабезпечення — дисбаланс нагріву приладів по довжині магістралі. Чим далі знаходиться радіатор від котла, тим менше він нагрівається. Під дією насоса прогрів радіаторів здійснюється більш рівномірно, проте охолодження теплоносія все ж спостерігається, особливо при достатній довжині трубопроводу. Негативну дію цього явища знижують двома способами:
- Збільшують кількість секцій останніх радіаторів, за рахунок чого збільшується їх потужність і кількість відданого в приміщення тепла — досягається рівномірний прогрів приміщень;
- Раціонально проектують проходження магістралі по кімнатах — починають з спалень, дитячих та «холодних» кімнат (кутових, з вікнами на північ), потім йдуть вітальня, кухня, ванна, туалет і закінчують підсобними приміщеннями.
Варіанти влаштування однотрубної системи
Магістраль водяного опалення в обов’язковому порядку забезпечується розширювальним баком, що вирівнює тиск. Він приймає надлишки теплоносія при розширенні і повертає його в трубопровід при охолодженні, не допускаючи стрибків тиску. Існує два типи розширювальних баків — відкритий і закритий. Від того, який з них буде вбудований в магістраль, буде залежати і вид системи опалення.
Відкрита система опалення
Система опалення відкритого типу передбачає прямий контакт теплоносія з атмосферою. Використовується при влаштуванні енергонезалежного або комбінованого опалення. Відкритий розширювальний бак представляє собою циліндричну або прямокутну ємність, частково або повністю відкриту. На певному рівні виконують відведення для зливу зайвої рідини на вулицю або в каналізацію.
Читайте також: Як правильно зробити димохід для котла в приватному будинку
У схему відкритої системи опалення з примусовою циркуляцією бак розширення включають безпосередньо після котла, відведення влаштовують в найвищій точці магістралі. Сама ємність повинна розташовуватися вище всіх підключених приладів, тому часто бак виводять на горище. В цьому випадку його необхідно утеплювати при негативних температурах.
У зв’язку із зіткненням теплоносія і повітря в ємності бака, відбувається насичення гарячої води киснем і її природне випаровування. Звідси випливають обмеження і недоліки такої схеми:
- Потрібно постійно стежити за рівнем теплоносія в баку і поповнювати його вчасно; Необхідно дотримуватися ухилу трубопроводу (5-7 градусів);
- Не можна використовувати антифриз замість води, оскільки він виділяє токсичні речовини при випаровуванні;
- Присутність кисню в теплоносії знижує термін експлуатації опалювальних приладів зі сталевими деталями.
Увага! Відсутність ухилів при монтажі трубопроводу відкритої системи опалення призведе до завоздушування магістралі.
Однак у відкритого опалення є і плюси:
- Не потрібно стежити за тиском в магістралі;
- Підживлення теплоносія можна здійснювати навіть відром, просто доливаючи його в ємність розширювального бака до необхідного рівня;
- Навіть при наявності невеликих протікань система буде справно функціонувати — до тих пір, поки в трубопроводі буде достатня кількість води.
Закрита система опалення
Схема закритої системи опалення з примусовою циркуляцією на даний момент має найбільше поширення. Вона являє собою замкнуту гідравлічну магістраль, повністю закриту від доступу повітря.
Закрита система водяного опалення має більший розширювальний бак мембранного типу. Він являє собою герметичний металевий корпус циліндричної форми, внутрішня порожнина якого розділена мембраною. Одна частина наповнена повітрям, а в другу видавлюється з магістралі вода, обсяг якої збільшується при нагріванні.
Встановлювати мембранний розширювальний бак можна в будь-якому місці магістралі, але для зручності обслуговування його під’єднують до «обратки» — поруч з котлом.
Відео в тему: 3D Схема однотрубної системи опалення з металопластику
Особливістю закритої схеми є наявність невеликого надлишкового тиску в магістралі. Тому закрита магістраль в своєму складі має містити групу безпеки. Даний вузол встановлюється на вихідному з котла трубопроводі (подає) без запірної арматури. Містить манометр, повітровідвідник і запобіжний клапан для скидання води в аварійному режимі.
Важливо! У схему закритої системи обов’язково включають групу безпеки.
Переваги закритої примусової системи:
- Теплоносій під тиском швидше прогрівається;
- Імовірність завоздушування опалювальної магістралі практично виключена;
- Можливе наповнення антифризом, так як теплоносій не випаровується і не насичується киснем (актуально для будинків періодичного користування);
- Зручність обслуговування — всі пристрої, що забезпечують функціонування, контроль і безпеку системи, встановлюють в одному місці;
- При використанні сучасного обладнання можна зробити закриту систему опалення повністю автоматизованою і інтегрувати її з програмами типу «розумний дім».
Недолік — енергозалежність. Вирішується придбанням автономного генератора.
Як вирішити проблему відсутності циркуляції
Що робити, якщо в системі опалення немає циркуляції? Навіть при наявності насоса рух теплоносія в магістралі може бути ускладненним. Причини можуть бути наступні:
- Недостатня потужність насоса;
- Труби занадто малого діаметра;
- Відсутність лічильників води (актуально для складних схем з декількома контурами);
- Забруднення системи;
- Завоздушування магістралі;
- Протікання.
Кращим рішенням таких проблем буде проведення гідравлічного розрахунку ще на стадії проектування теплозабезпечення та консультація з професіоналом.
Читайте також: У чому полягає секрет ефективного водяного підігріву підлоги
Засмічення системи запобігає встановлення фільтрів грубої очистки. В першу чергу їх встановлюють перед входом в насос і котел. Перед монтажем слід перевірити всі підключені прилади, фітинги та труби — в них може виявитися сміття або заводська стружка.
Увага! Перед монтажем магістралі необхідно перевірити всі підключені елементи на наявність сміття.
Для відведення можливих повітряних пробок, що перекривають рух теплоносія, в радіатори встановлюють півітрявідвідники або автоматичні крани Маєвського.
Витоки в системі виникають внаслідок корозійних пошкоджень або при послабленні з’єднань. Знайти проблемні місця в відкрито змонтованій магістралі неважко, а от для обстеження прихованих трубопроводів доведеться викликати фахівця.
