Несмотря на повышенную надежность систем с естественной циркуляцией, в регионах с более-менее стабильным электропитанием они стремительно сдают позиции отоплению с принудительной циркуляцией. Все дело в том, что установка насоса одним махом решает важные проблемы:

Достаточно длинный список преимуществ. Недостатков существенных всего два:

• нет электричества – нет отопления;
• во время работы насос потребляет электроэнергию и его слышно.

Если говорить о зависимости системы от наличия электроэнергии, то снизить ее можно. Нужно установить с несколькими параллельно подключенными к нему аккумуляторами. Такая схема дает несколько часов работы системы (зависит от энергопотребления котла и насоса, а также от параметров ИБП и аккумуляторов). Большее время обеспечит дизель.

Что касается шума, который издает насос при работе. В большинстве колов ставят практически бесшумные агрегаты. Например, в газовых котлах горелка издает намного больше шума, чем насос. А электроэнергии он потребляет меньше настольной лампочки: 60-120Вт/час – в зависимости от мощности агрегата.

Типы системыс принудительной циркуляцией

Система может быть любая: однотрубная или двухтрубная, с горизонтальной или вертикальной разводкой, верхней или нижней подачей. Особенность систем с принудительной циркуляцией — насос устанавливается на входе/выходе котла до первого разветвления. Раньше ставили его обязательно на обратке – там температура теплоносителя ниже. А так как уплотнители были резиовыми, то при щадящих температурах служили они дольше. Сегодня такой необходимости нет – материалы уплотнительных колец переносят без последствий температуры до 110 о С.

Затем приступаем к расчету количества радиаторов: как минимум по одному под каждое окно, плюс один радиатор в ванную/туалет. В северных регионах для сохранения тепла неплохо себя показали радиаторы, установленные в коридоре/тамбуре, которые срабатывают как тепловые завесы.

При расчете количества радиаторов исходят из правила: под каждое окно — один радиатор

После того как определились с количеством радиаторов, нужно рассчитать количество секций в каждом. В общем случае считают исходя из площади помещения: есть нормы. Зная площадь помещения, делите его на норму и получаете количество секций. Но это – снова-таки усредненный подход. Тут нужно учитывать также тип разводки и место расположения радиатора в отопительном контуре. Например, однотрубная разводка. Она характеризуется тем, что радиаторы, расположенные ближе к котлу, получают более горячий теплоноситель и нагреваются до более высоких температур. Чем дальше расположен радиатор, тем более холодный теплоноситель его омывает. Потому для компенсации и выравнивания положения в дальних радиаторах увеличивают количество секций или устанавливают их большей площади (высоты и мощности).

Аналогично поступают при двухтрубной разводке, хотя там разница не столь явная: на вход каждого радиатора подается теплоноситель с одинаковой температурой, просто у тех, которые расположены ближе к котлу интенсивность потока через радиатор выше, чем у дальних. Чтобы выровнять потоки на каждом радиаторе ставят термостатические клапана.

Система с принудительной циркуляцией может быть открытого или закрытого типа. Разница в типе используемого расширительного бачка. Если он открытый, то и система – открытая. Если мембранного типа – система закрытая. Объем бачка считается исходя из объема системы: на 10 литров теплоносителя берут 1 литр объема бачка. При планировании отопления с принудительной циркуляцией своими руками, старайтесь разместить расширительный бачок рядом с циркуляционным насосом. Не менее важно во время монтажа системы не допустить попадания воздуха в корпус насоса, а также удалить все воздушные пробки из системы до ее пуска. Для того в высшей точке системы ставят автоматический спускной клапан, а на каждом радиаторе устанавливают краны «Маевского».

Для стравливания воздуха из системы устанавливают на радиаторы кран «Маевского»

При самостоятельном монтаже системы, после того, как собраны радиаторы и подключены трубы, все систему нужно промыть. И только потом подключать насос и котел. В системах с твердотопливными котлами необходима группа безопасности, в которую входит манометр, клапан вывода воздуха и подрывной клапан, который выставлен на рабочее давление в системе и при его превышении срабатывает автоматически.

На входе в котел линии для подпитки необходимо установить фильтр для защиты контура и оборудования от попадания абразивных или загрязняющих частиц.

Подбор насоса и расширительного бачка неактуален, если планируется поставить . Большая часть моделей имеет встроенный расширительный бак и насос. Тогда все что остается – ориентироваться по объему системы, с которым может работать данная модификация. Исходя из этого, подбирать диаметры труб и площадь/мощность батарей.

Системы отопления загородных зданий с естественной циркуляцией воды сегодня используются очень редко. В основном владельцы жилых домов устанавливают более современные и удобные конструкции с принудительным током теплоносителя. Схемы таких систем относительно просты. От открытых они отличаются в основном лишь наличием циркуляционного насоса и меньшим диаметром магистралей.

Разновидности систем

Основной отличительной особенностью систем отопления этого типа является то, что теплоноситель в них перемещается по магистралям неестественным током (за счет разницы давлений нагретой и охлажденной воды), а благодаря работе насоса. Разновидностей систем с принудительной циркуляцией воды существует всего две:

Особенности конструкции

В конструкцию систем отопления с принудительной циркуляцией воды обычно включаются следующие элементы:

• котел;
• магистрали;
• циркуляционный насос;
• радиаторы;
• расширительный бак.

Какими бывают котлы

Собственно сам нагревающий агрегат в такой системе может использоваться любой. Наиболее популярными у владельцев загородных домов являются газовые котлы. Установка такого оборудования обходится довольно-таки дорого. Зато в эксплуатации оно очень экономично. В тех населенных пунктах, где не проведены газовые магистрали, могут использоваться котлы:

Расчет необходимой мощности котла отопления для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя обычно доверяют специалистам. Выполняя эту операцию, следует учитывать массу самых разных факторов (толщина стен дома, особенности планировки, степень утепленности и т. д). Приблизительно же этот параметр вычисляется, исходя и того, что на 10 м2 помещения требуется 1 кВт мощности.

Магистрали

В однотрубных и в двухтрубных системах отопления принудительного типа в качестве магистралей чаще всего используются металлопластиковые трубы . Эта разновидность хорошо переносит разницу температур между окружающей средой и теплоносителем, а также отличается механической прочностью и долговечностью.

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией подбирается по специальным таблицам. Последние составляются с учетом прежде всего такого параметра, как скорость движения теплоносителя.

Диаметр у магистралей отопления в схемах с принудительным током обычно не слишком большой. Это считается одним из их преимуществ в сравнении с системами с естественной. Прокладка труб при использовании таких схем производится без уклона, что, конечно же, также может считаться немаловажным плюсом.

При выборе магистралей, помимо всего прочего, должен быть учтен диаметр выходных патрубков котла. Если в этом плане будут какие-либо несовпадения, подключение придется производить с использованием дополнительных элементов. Иногда для прокладки магистралей хозяева загородных домов используют также и стальные трубы . Стоят они очень недорого, но, к сожалению, недолговечны, так как подвержены коррозии. Монтировать магистрали в системах с принудительной циркуляцией можно по стене или под полом.

Радиаторы

Батареи в системах с принудительной циркуляцией также могут устанавливаться разные. Наибольшей популярностью пользуются биметаллические. Выглядят такие радиаторы так же эстетично, как алюминиевые и при этом служат так же долго, как чугунные. Монтируют батареи в системах отопления с принудительным током под окнами таким образом, чтобы расстояние от пола до подоконника составляло не менее 7–8 см, а от стены - 3 см. Количество необходимых радиаторов рассчитывают исходя из того, что на 1 м2 площади помещения нужно приблизительно 100 кВт их мощности.

Циркуляционный насос

Это один из самых важных элементов в схеме системы отопления с принудительной циркуляцией. Выбирают циркуляционный насос по такому параметру, как мощность. Рассчитывается она по формуле:

Qpu = Qn: 1,163 x Dt [м3/ч] ,

где Qpu - подача агрегата, Qn - количество потребляемого в доме тепла, Dt - разница температур на обратном и подающем трубопроводах.

Устанавливаются циркуляционные насосы на обратной трубе рядом с котлом. При этом в схему подключения в обязательном порядке включаются байпас с тремя кранами и фильтр. Если последний установлен не будет, внутренние узлы насоса быстро забьются илом или окалиной. Результатом же засора станет выход оборудования из строя.

Сегодня в продаже имеются в том числе и радиаторы всасывающего типа, монтировать которые можно и на подающей трубе. Такие конструкции способны выдерживать высокие температуры теплоносителя . Однако стоят они очень дорого и используются в схемах систем отопления частных домов довольно-таки редко.

Расширительный бак

Этот элемент в схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя используется обязательно. Для систем этого типа обычно применяются мембранные закрытые бачки. Устанавливают их в непосредственной близости от котла на обратной трубе.

При выборе расширительного бака в первую очередь следует определиться с его объемом. В системах отопления этот элемент отвечает прежде всего за сохранение оптимального давления в трубопроводе. При нагревании вода, как известно, увеличивается в объеме. Излишки ее при этом поступают в бак.

В результате не происходит разрыва магистралей. Необходимый для той или иной системы объем бачка определяется по формуле:

V = e x C: (1 - Po/Pmax) x k ,

где е - коэффициент расширения теплоносителя, Po - изначальное давление в баке, C - объем воды в системе, Pma x - предельное давление в системе, k - коэффициент заполнения емкости. Последний показатель, как и предельное давление, определяются по специальным таблицам.

Порядок сборки

Монтируется система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя следующим образом:

По этой схеме собираются и однотрубная, и двухтрубная система с принудительной циркуляцией. Разница заключается лишь в способах прокладки магистралей и присоединения радиаторов.

Особенности монтажа однотрубной системы

В однотрубных схемах батареи чаще всего устанавливаются на байпасе. При простой врезке их в магистраль собранная система получается очень неудобной в эксплуатации. Например, если вдруг по каким-нибудь причинам нужно будет заменить радиатор или отремонтировать его, хозяевам дома придется отключать и сливать всю систему отопления. К тому же при последовательном подключении радиаторов без использования байпасов исключается возможность регулировать температуру прогрева воздуха в разных помещениях.

Чаще всего магистраль однотрубных систем в одноэтажных домах проводят под полом. При этом используется нижнее подключение радиаторов. То есть и подводящий, и обратный отрезки байпаса присоединяются к нижним патрубкам.

Особенности сборки двухтрубной системы

В одноэтажных зданиях используется так называемый горизонтальный способ прокладки магистралей двухтрубных систем, поскольку вертикальные стояки здесь попросту не нужны. Проводятся трубы обычно по стенам, а подключение радиаторов производится диагональным методом . То есть подводящая магистраль подсоединяется к верхним патрубкам батарей, а обратная - к нижним с противоположной стороны. Иногда в двухтрубных системах, как и в однотрубных, используется нижний способ подключения. В этом случае обратная труба может быть проведена под полом, а подводящая - по стене.

Запорная арматура

Разумеется, при сборке систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя используется и разного рода запорная арматура. Так, на байпас радиаторов отопления в однотрубных схемах со стороны подающей магистрали обязательно устанавливается кран.

Его применение позволяет в случае необходимости отключить батарею от общей системы и легко заменить либо отремонтировать. На каждый радиатор устанавливается кран Маевского . Этот элементы позволяет выпускать из системы воздух при проведении опрессовки и ее заполнении. В самом трубопроводе предусматривается спускной кран. Располагают его обычно в нижней точке обратной магистрали.

Как видите, схемы отопительной системы с принудительной циркуляцией воды достаточно просты и слишком большого количества элементов в себя не включают. Многие владельцы загородных домов устанавливают их в том числе и самостоятельно. Основная сложность при сборке систем этого типа заключается прежде всего в подборе необходимого оборудования и выполнении разного рода рассчетов.

Есть и потребность в отапливании его помещений. Решить эту задачу поможет схема отопления дачного или жилого дома. Известно два способа спланировать схему для проведения монтажных работ: используя систему отопления с естественной гравитационной циркуляцией, либо схему, функционирующую благодаря принудительной циркуляции воды.

Схема отопления с принудительной циркуляцией до безумия проста

Если на движение воды по трубам влияет естественный ток жидкости, нет нужды в дополнительном оборудовании. с принудительной циркуляцией работает благодаря насосу, который поддерживает необходимый напор теплоносителя. Чем выше скорость движения горячей воды, тем теплее в доме.

Поскольку принудительная система с насосом зависима от электроэнергии, в доме, где она используется, рекомендуется купить бензиновый генератор электроэнергии на случай аварийного отключения электричества.

Отличие открытых от закрытых (замкнутых) схем отопления: однотрубные и двухтрубные системы

Представляет собой сложную конструкцию, включающую в себя радиаторы отопления, котел, нагревающий теплоноситель, и трубы, объединяющие все элементы схемы воедино. оснащают расширительными бачками, манометрами, измеряющими давление в трубах, и иными устройствами, обеспечивающими бесперебойную автономную работу отопления.

Каждый отопительный контур снабжается расширительным баком, который нейтрализует излишки объема расширяющегося при нагреве теплоносителя. Если такой бак контактирует с внешней средой, то систему, в которой он установлен, — это открытая система отопления. В такой системе вода испаряется через бачок, поэтому периодически ее доливают, если в этом возникает потребность. Конструкция бачка предусматривает три входа для подсоединения труб: первая труба наполняет бак водой из системы, поставляя в него излишки расширившейся от нагрева воды. Второе отверстие предназначено для подсоединения трубы перелива, которая имеет выход в атмосферу. Третье отверстие – для сигнальной трубы, которая оснащена краном. Если при открытии этого крана льется вода, расширительный бачок переполнен.

Закрытая система очень популярна в народе

Если же конструкция оборудована закрытым мембранным расширительным бачком, изолированным от атмосферного воздуха, то это закрытая система отопления.

Роль циркуляционного насоса для отопления частного дома

Чтобы наглядно оценить роль циркуляционного отопительном контуре, стоит перечислить основные плюсы его установки:

• Отопительный контур с насосом проще устанавливать, т.к. не требуется соблюдать угол наклона труб, обязательный для гидравлических схем
• Допустим меньший диаметр труб, т.к. насос без труда обеспечит принудительный ход теплоносителя
• Нет ограничений при покупке радиатора любого дизайна, принудительная циркуляция в позволит преодолеть сопротивление их узких участков
• За счет узких труб интерьер помещения выглядит аккуратнее, разводку проще спрятать
• Трубопровод не ограничен по длине, как в случае с естественным течением воды по контуру
• Возможность сделать разводку коллекторного типа
• Благодаря насосу, в доме возможно установить «теплые полы»

Без циркуляционного насоса не обойтись, это нюанс системы

Элементы схемы закрытого типа

Однотрубная и двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией способны обеспечить теплом ваш дом. Схема отопления с принудительной циркуляцией закрытого типа состоит из следующих элементов:

1. Котел, отвечающий за нагрев теплоносителя. Котел может быть твердотопливный, газовый, электрический или комбинированный.
2. Расширительный бачок, оснащенный мембраной
3. Циркуляционный насос соответствующей мощности
4. Батареи отопления
5. Трубы, из которых будут смонтированы подающая и обратная магистраль, а также разводка, соединяющая приборы отопления со стояками
6. Фитинги, соединяющие трубы
7. Краны: пробковые и шаровые
8. Обратные клапаны
9. Воздухоотводчики
10. Фильтры для котла и насоса
11. Крепежная фурнитура

Чтобы оборудовать котельную и всю систему отопления закрытого типа потребуется много элементов

Нюансы расчета монтажа схемы системы отопления с принудительной циркуляцией

От грамотной установки отопительного контура зависит, насколько долго и безаварийно будет работать отопление в доме. Поскольку жидкость в системе закрытого типа не контактирует с окружающей средой, она не может испариться. Нагреваясь, теплоноситель расширяется, повышая тем самым давление внутри системы. Поскольку замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией не подразумевает возможности выхода воды за пределы контура, нужен расширительный бачок, который примет излишний объем на себя.

Бачок присоединяют к трубопроводу обратки, так же, как и циркуляционный насос, т.к. именно на этом участке нагрев теплоносителя минимальный. Поскольку насоса, лучше устанавливать его в месте, где температура воды минимальна.

За счет того, что трубы в системе с насосом имеют меньший диаметр сечения, объем теплоносителя, циркулирующего по ним, меньше объема жидкости, необходимой для отопления аналогичного дома без участия насоса. Этот фактор положительно влияет на условия эксплуатации расширительного бака, в системе с насосом бак дольше не выходит из строя. Система отопления с принудительной циркуляцией не доставляет столько неудобств как естественная циркуляция.

Также, современные модели нагревательных котлов часто имеют механизмы регуляции температуры воды в зависимости от времени суток, которые работают автоматически. Этот нюанс позволяет сделать работу контура более экономичной.

Современный котел отопления имеет большие возможности и различные регулировки, это облегчает его эксплуатацию

В целях увеличения поверхности нагрева в контур может быть установлена ребристая труба для отопления. Всем известные батареи отопления из чугуна являются разновидностью ребристых труб. Такие конструкции за счет увеличения поверхности нагревателя обеспечивают более равномерный и качественный прогрев помещения. Ребристые трубы лучше устанавливать в нежилых помещениях, т.к. из-за сложной формы они легко накапливают пыль.

В отличие , где нет циркуляции в системе отопления, конструкция с насосом требует тщательного подхода. Одна из первостепенных задач, которую нужно разрешить при проектировании, будет ли это однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией или двухтрубная. Первый вариант экономичнее и проще в установке, но двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией более производительна.

Схема отопления трехэтажного дома с самотечной циркуляцией легко переоборудуется в контур с принудительной циркуляцией воды. Для этого присоединяют к ней водяной насос и расширительный бачок. Таким образом, модернизируют схему отопления и поддерживают комфортную температуру в жилище независимо от погоды за окном.
Выбор циркуляционного насоса

Когда покупают циркуляционный насос, учитывают его надежность, количество потребляемой электроэнергии и понятный принцип работы. Принудительное отопление зависит от мощности агрегата и напора, который он способен создавать. При оценке этих характеристик отталкиваются от размеров помещения, для обогрева которого приобретается насос. Так, для частного дома площадью в 250 кв.м. потребуется насос с напором в 0,4 атмосферы и мощностью 3,5 куб. м/час. Если дом просторный и его квадратура превышает 500 кв. м, то требуемая мощность насоса – 11 куб. м/час, а напор – 0,8 атмосфер. При покупке конкретного помещения целесообразно провести индивидуальный расчет, который учтет индивидуальные особенности: протяженность контура, количество батарей отопления, диаметр трубопровода, материал труб, вид топлива.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Отопление с принудительной циркуляцией снижает теплоотдачу, когда внутри трубопровода образуются воздушные пробки. Движение теплоносителя по контуру затрудняется. Воздушные заторы возникают вблизи радиаторов, на вертикальных участках контура. Чтобы избежать этой проблемы, на каждый радиатор устанавливают кран Маевского, автоматические воздухоотводчики. Это эффективный способ исключить нарушения в работе системы, связанные с попаданием воздуха в трубы. Cистема отопления с принудительной циркуляцией всегда на высоте.

Устраивая свою жизнь человек издавна стремился создать уютную обстановку в своем жилище. Одним из критериев хорошего самочувствия считается комфортная температура в помещении. Для этих целей люди используют различные варианты обогрева. Водяное отопление по сей день является одним из наиболее востребованных систем. Ею давно и успешно пользуются во многих странах. Наиболее популярная из них – система отопления с принудительной циркуляцией позволяет создавать комфорт и уют в домах различной площади и этажности.

В отопительных системах с естественной циркуляцией нагретый теплоноситель поднимается вверх по трубопроводу. Проходит по отопительным элементам, остывая при этом, и возвращается в нагревательный элемент. Малоэффективность подобной системы заставляет использовать насос для улучшения движения жидкости. Именно поэтому подобный вид отопления называют системой с принудительной циркуляцией.

Насос, принимая теплоноситель с одной стороны, отправляет его к нагревательному элементу и далее по системе, не повышая при этом давления. Поэтому здесь не действует принцип естественного перемещения жидкости разных температур. При помощи насоса теплоноситель движется в нужном направлении без потери тепла. Регулируя скорость работы насоса можно контролировать количество производимого тепла.

Достоинства и недостатки такой системы

Благодаря использованию в работе насоса, система с принудительной циркуляцией имеет ряд преимуществ:

• работа системы отопления с принудительной циркуляцией не зависит от диаметра используемых труб;
• использование при монтаже системы недорогих труб меньшего диаметра позволяет сэкономить на материалах;
• благодаря отсутствию перепада температур возрастает срок службы конструктивных элементов системы;
• возможность независимого регулирования температуры в каждой комнате;

Такая система имеет свои недостатки:

• насос во время работы производит небольшой шум;
• из-за использования насоса, питающегося от электричества, работа системы зависит от энергоснабжения.

Схемы отопления с принудительной циркуляцией

В зависимости от количества труб и методе их монтажа схема отопления с принудительной циркуляцией бывает: однотрубной и двухтрубной, с верхней и нижней разводкой. Более подробно рассмотрим далее.

Однотрубные системы отопления

Горизонтальные . Однотрубные горизонтальные системы отопления в основном используют для домов небольшой длины или производственных зданий. Теплоноситель, попадая в главный стояк, распределяется между горизонтальными стояками и проходит последовательно по всем радиаторам. Охлаждается и возвращается по обратной магистрали.

На каждом радиаторе имеется кран для удаления воздуха. Температура нагревательных элементов регулируется запорной арматурой, которую ставят в начале системы на каждом этаже.

Вертикальные . В вертикальных однотрубных системах теплоноситель попадает сразу на верхний этаж. Далее по стоякам перетекает в радиаторы верхнего этажа. После чего жидкость по подающим стоякам поступает в нагревательные элементы нижерасположенного этажа. И так далее до самого низа. Недостатком такой схемы является неравномерное прогревание радиаторов на нижних и верхних этажах.

Однотрубная вертикальная система отопления: 1- проточная, 2- с замыкающими участками

Пример устройства однотрубной системы отопления в частном доме:

Двухтрубные системы отопления

Горизонтальные . Горизонтальные системы с принудительной циркуляцией используют в частных домостроениях. Они бывают:

1. тупиковые;
2. попутные;
3. коллекторные.

В первых каждый последующий отопительный элемент в направлении движения жидкости находится на более дальнем расстоянии от отопительного элемента. Это ведет к увеличению их циркуляционного контура и затрудняет контроль над работой системы. В попутных системах равенство циркуляционных контуров облегчает регулировку процесса, но увеличивает длину трубопровода. А это в свою очередь ведет к дополнительным растратам при монтаже оборудования.

Двухтрубная горизонтальная система: А — тупиковая,
В — попутная, С – коллекторная

Устройство коллекторных систем подразумевает индивидуальное подключение каждого отопительного элемента. Благодаря этому происходит равномерное нагревание радиаторов. Но такая система связана с большими растратами при монтаже, ввиду большого расхода на трубы.

Вертикальные, с нижней разводкой . В двухтрубных системах с принудительной циркуляцией жидкость при помощи насоса поступает в нагревательный элемент (котел). Затем теплоноситель попадает в подающий трубопровод и распределяется по системе, а далее в отопительные элементы. Отдав тепло, остывшая жидкость по обратному трубопроводу через расширительный бак и насос возвращается в котел.

Вертикальные, с верхней разводкой . Магистральные трубопроводы двухтрубных систем с верхней разводкой находятся выше отопительных элементов под потолком верхнего этажа или на чердаке. Вода циркулирует при помощи насоса из нагревательного котла вверх и через стояки поступает к отопительным элементам. Отдав тепло, жидкость попадает в обратную магистраль, находящуюся над полом нижнего этажа или в подвале.

Правила оборудования отопительной системы с принудительной циркуляцией

Чтобы система работала долго и бесперебойно необходимо правильно выполнить установку.

1. Из-за отсутствия испарения жидкости в системе, необходима установка расширительного бака . В нем происходит компенсация теплового расширения. Его подключают к обратной магистрали.
2. Циркуляционный насос также подсоединяют к обратному трубопроводу. Именно здесь происходит наименьшее нагревание жидкости. Поэтому горячая жидкость не контактирует с насосом, а это продлевает срок эксплуатации агрегата.
3. Использование в разводке труб меньшего диаметра сокращает объем циркулирующей жидкости. А это не только уменьшает расходы при монтаже, но и увеличивает экономичность и время службы расширительного бака.
4. Современные котлы с автоматическим регулированием температуры помогут экономнее использовать топливо и регулировать температуру в зависимости от времени суток.

Система отопления с принудительной циркуляцией намного эффективнее, чем система с естественной циркуляцией. Они дают возможность быстрее и с меньшими потерями нагревать помещения. Установленные системы с естественной циркуляцией вполне можно переделать, установив в обратную магистраль циркуляционный насос и расширительный бак. Это поможет сохранить комфортную температуру в помещении без потерь даже зимой.

Сегодня наблюдается возврат интереса инженерного сообщества к такому инструменту теплоснабжения как однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией в многоэтажном и индивидуальном строительстве. В начале 90-х годов она была отвергнута отечественными инженерами-теплотехниками после трех десятков лет безальтернативного и повсеместного преобладания в зданиях любой этажности и назначения. Традиционное, принципиально неуправляемое однотрубное отопление не вписывалось в концепцию энергоэффективного жилья, и в последние два десятилетия повсеместно вытеснялось двухтрубным. Но современные однотрубные конструкции соединяют свои традиционные достоинства (гидравлическую устойчивость, экономичность) с возможностью регулирования отопительных приборов, как в двухтрубных аналогах.

Традиционная «обвязка» радиатора при однотрубном отоплении

Если вы проживаете в многоквартирном доме постройки советского периода, то взгляните на подключение батареи. Из потолка выходит вертикальная труба, отгибаемая в горизонтальное направление и заходящая в верхний коллектор отопительного прибора. Из нижнего коллектора выходит вторая горизонтальная труба, отгибаемая вертикально вниз и проходящая сквозь пол на нижний этаж. Между горизонтальными трубами приварен вертикальный замыкающий участок – байпас. Это и есть вертикальная однотрубная система с боковым подключением батарей.

Особенности эксплуатации традиционного однотрубного отопления

Типовые схемы вертикальных однотрубных стояков показаны ниже

На «обвязке» батарей в советское время устройства регулирования не устанавливались. Первые по ходу течения воды приборы нагреты сильнее последних. Температурный перепад в батареях расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄N, где N – число этажей. По однотрубным стоякам принудительно циркулирует в N и 2N раз больше жидкости, чем по двухтрубным, причем 80 % ее объема протекает по байпасам.

Такая нерациональная (с точки зрения затрат электроэнергии на перекачку жидкости) конструкция применялась из-за ее предельной простоты и экономичности. Низкая цена электроэнергии, удерживаемая по политическим соображениям, не стимулировала ее экономию при принудительной циркуляции избыточного объема теплоносителя.

Однотрубные теплосистемы гидравлически весьма устойчивы и малочувствительны к несанкционированным заменам радиаторов или наращиванию числа их секций. Отключение отдельных батарей почти не изменяет теплоотдачу остальных приборов. Ведь вода в основном проходит по байпасам. А вот двухтрубные теплосистемы при этом обязательно разбалансируются.

Новые однотрубные теплосистемы многоквартирных домов

Российские новостройки оборудуются однотрубными радиаторными узлами с термостатическими клапанами (термостатами). Выглядят они как показано на фото ниже.

Такие теплосистемы на 30–40 % дешевле своих двухтрубных аналогов, обладают высокой гидравлической устойчивостью. Но обеспечивают ли они уровень комфортности эксплуатации двухтрубных схем, определяемый следующими составляющими:

• автоматическим режимом стабилизации заданной температуры в каждой комнате;
• общей экономией энергии в теплосистеме;
• возможностью скрытой прокладки труб;
• поквартирным учетом тепла.

Оценим однотрубный вариант отопления по этим критериям.

Местная автоматическая стабилизация температуры

Регулируемый радиаторный узел вертикального однотрубного отопления может быть выполнен с проходным (рис.а) или трехходовым (рис.б) термостатическим клапаном (термостатом). Узел обвязки разветвляет теплоноситель на два потока: через прибор и через байпас. Диаметры плунжера клапана термостата и отверстия для прохода жидкости выполняются максимальными. Термостат не засоряется при загрязненном теплоносителе и обеспечивает его свободный проток (при полном открытии). Несанкционированная замена радиатора, сопровождающаяся удалением термостата, не ведет к разбалансировке всей теплосистемы, как в двухтрубном варианте.

Если температура комнатного воздуха превысит заданную, то клапан закроется (перейдет в режим минимум), направляя жидкость по байпасу мимо радиатора. Закрытие (минимальное открытие) клапанов всех термостатов данного стояка увеличивает долю теплоносителя, проходящего по байпасам, с 80 % до 90 %, одновременно уменьшая проток через радиаторы, т.е. без изменения общего расхода.

Экономит ли однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией энергию?

В двухтрубном варианте отопления теплоэнергия напрямую экономится. При перегреве помещений термостаты уменьшают расход теплоносителя через отопительные приборы, одновременно уменьшается его проток по стоякам, т.е лишний его объем по трубам не циркулирует.

В однотрубной теплосистеме с термостатами при перегреве помещений (когда закрываются их клапаны) общая принудительная циркуляция жидкости не снижается – она просто не попадает в батареи, и, соответственно, не остывает в них. Теплоэнергия здесь не экономится, но и не расходуется понапрасну, оставаясь в стабильном объеме нагретого теплоносителя. Но его температура в «обратке» повышается, что ведет к росту потерь в трубопроводах. Впрочем, в теплопунктах многоквартирных домов от «обратки» запитан теплообменник ГВС (при его наличии), в котором вода остывает перед возвращением в котельную.

Скрытая прокладка труб при однотрубном отоплении

При скрытии труб в стенах используется теплоизоляция для труб отопления повышающая эффективность такой прокладки. Ниже показан общий вид прокладки скрытых однотрубных стояков и горизонтальных подводок от них к радиаторам в нишах.

Для устройства квартирного учета тепла при наличии в доме двухтрубных вертикальных стояков можно использовать горизонтальную однотрубную разводку квартирного отопления со скрытой прокладкой труб под полом или за декоративным плинтусом.

Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов

В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.

Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.

Варианты однотрубного отопления частного дома

Ниже показана простейшая схема с нижним подключением радиаторов.

Система относится к открытому типу – ее расширительный бачок 3 связан с атмосферой. Патрубок переливной 2 служит для выхода воздуха и слива воды при первичном заполнении схемы. Выше показана однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает циркуляционный насос 4, установленный на «обратке» перед котлом. Это обусловлено тем, что температура жидкости в «обратке» ниже, чем в «подаче», а работа насоса при более низкой температуре перекачиваемого теплоносителя просто увеличивает его срок службы.

Предусмотрен подвод сетевой воды через фильтр 12 и вентиль подпитки 11 (через них производится и первичное заполнение системы). Сливают воду (для ремонта и по завершении отопительного сезона) через вентиль 5 и канализационный слив 10 при закрытом вентиле 11.

Применено нижнее подключение радиаторов 7, т.е. к трубам присоединены только их нижние коллекторы, а выходы верхних заглушены. В байпасы установлены устройства (обозначены на схеме литерой «а») для регулирования расхода (игольчатые вентили), но возможна и более простая схема без них. Она показана ниже и называется «ленинградской».

В ней замыкающие участки 14 являются байпасами в чистом виде без запорной или регулировочной арматуры с диаметром меньше основного трубопроповода. При этом часть потока через батареи увеличивается, но и остывает он быстрее, поскольку в общий поток по ходу его течения подмешивается больше остывшей воды. В частных домах на это идут, чтобы снизить общий ее расход (и соответственно потребление электроэнергии насосом 4 на принудительную циркуляцию), а также поднять теплоотдачу батарей, хотя прогреваются они весьма неравномерно.

Возможен вариант диагонального подключения отопительных приборов, как показано на схеме ниже.

Здесь неравномерность прогрева батарей в цепочке сохраняется (и даже становится выше), но теплоотдача каждой из них повышается на несколько процентов за счет интенсивного обтекания их водой при одновременном наличии принудительной и естественной циркуляции. Ведь температура ее на входе в верхний коллектор на несколько градусов выше, чем на выходе из нижнего, за счет охлаждения в самом приборе. Поэтому возникают условия для естественной циркуляции воды через батареи (как в соответствующих системах без насосов). Замкнуться этому потоку не даст давление в байпасе 14, но подниматься вверх до вентилей 13 он будет довольно интенсивно.