Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и; контурах

Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и контурах

При построении автономного отопления дома важно правильно продумать и выполнить обвязку газовых, твёрдотопливных и электрических котлов. Давайте рассмотрим возможные схемы и элементы обвязки, поговорим о классических, аварийных и специфических контурах, а также об основном оборудовании этих схем.

Основные принципы выполнения обвязки котла любой конструкции — это безопасность и эффективность, а также максимальный ресурс всех элементов отопительной системы. Рассмотрим различные варианты организации отопления, чтобы при индивидуальном строительстве принять взвешенное и наиболее подходящее для конкретного случая решение.

Подсоединение котла к источникам питания

Если котёл работает на газовом топливе, то к нему нужно организовать подачу газа. При магистральном газоснабжении это должен сделать работник газовой службы. Если отопление от баллонов, нужно заключить договор аренды с Газтехнадзором, а монтаж поручить компании, имеющей разрешение на данный вид работ. Все работы, связанные с газом, потенциально опасны и это не тот момент, когда стоит экономить и выполнять работу своими руками.

1. Подача отопления. 2. Горячая вода для бытовых нужд. 3. Газ. 4. Холодная вода к контуру ГВС. 5. Обратка отопления

При использовании баллонного газа обязательно используется редуктор, объединяющий группу баллонов

Электрокотёл нужно присоединить к сети. Котёл и клеммная коробка должны быть заземлены, все соединения выполняются медной проводкой с сечением не меньше указанного в техническом паспорте к оборудованию.

Котёл на твёрдом топливе всегда автономен и требует только присоединения труб отопления и горячего водоснабжения. Подключения к электрическим цепям питания требуют только блоки автоматического управления, если они задействованы.

Одно- и двухконтурные котлы

Одноконтурные котлы предназначены в первую очередь для отопления. Через них проходит только один контур, включающий автоматику, разводку труб и радиаторы. В контур может быть включён и бойлер косвенного нагрева для подачи горячей воды в смесители рукомойников, душа и ванны. Мощность котла подбирается с соответствующим запасом по мощности. Целесообразность такого подключения в большинстве случаев несколько сомнительна, так как нарушает стабильность функционирования системы отопления внезапным отбором тепла. Проблему можно решить, оборудовав контур сложной системой управления, которая в некоторых моделях может идти в комплекте с котлом.

Одноконтурный котёл с бойлером косвенного нагрева: 1. Котел. 2. Обвязка котла. 3. Радиатор. 4. Бойлер косвенного нагрева. 5. Ввод холодной воды

В двухконтурном котле горячее водоснабжение, наряду с отоплением, входит в функции котла и составляет один из двух его контуров циркуляции. Более стабильная работа обеих систем осуществляется при работе котлов, оборудованных двумя отдельными теплообменниками для двух контуров. Особенность системы: отсутствие бака-накопителя горячей воды.

Подключение двухконтурного котла: 1. Котел. 2. Обвязка котла отопления. 3. Отопительный контур. 4. Ввод холодной воды

Схема обвязки котла при естественной циркуляции

Естественная циркуляция основана на законах физики — температурном расширении теплоносителя и гравитации, поэтому обвязка котла не включает напорное оборудование.

Чтобы вода в контуре совершала непрерывное движение, нужно соблюсти несколько правил.

Котёл должен находиться в самой низкой точке дома, желательно в подвале или в специально оборудованном приямке.

Трубопровод от верхней точки к радиаторам отопления, и от них в «обратку» должен быть выполнен с уклоном не менее 0,5° для снижения гидравлического сопротивления системы.

Отопление с естественной циркуляцией. H — разница уровней линий подачи и обратки, определяет напор в контуре отопления

Диаметр труб разводки отопления должен обеспечивать скорость воды не ниже 0,1 м/с и не выше 0,25 м/с. Такие значения нужно принимать предварительно и проверять расчётом, исходя из разницы температур на входе и выходе (градиент) и разницы высоты по осям котла и радиаторов (не менее 0,5 м).

Гравитационные контуры котла могут быть открытого и закрытого типов. В первом случае в самой высокой точке системы (на чердаке или крыше) устанавливают расширительный бак открытого типа, он же выступает в роли воздухоотводчика.

Закрытая система оборудуется мембранным баком, расположенным на одном уровне с котлом. Так как закрытая система не имеет прямого контакта с атмосферой, она должна быть укомплектована группой безопасности (манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик). Располагается группа таким образом, чтобы воздушный клапан находился в наивысшей точке контура.

Системы с естественной циркуляцией являются независимыми от электропитания и наиболее распространены там, где электросети отсутствуют или работают ненадёжно.

Схема обвязки котла при принудительной циркуляции

Побудителем движения воды в контуре с принудительной циркуляцией является циркуляционный насос. Схемы также могут быть открытыми (с расширительным баком открытого типа) и закрытыми (с мембранным баком и группой безопасности).

Циркуляционный насос, как правило, устанавливают в месте, где температура воды имеет самое низкое значение — на её входе в котёл, и монтируют на той же площадке. Выбор насоса осуществляется на основании расчёта отопления, показывающего необходимый расход теплоносителя, и характеристик котла. Регулирование расхода теплоносителя осуществляется на основании температуры обратной воды по импульсу от установленного на входе в котёл датчика.

1. Котёл. 2. Группа безопасности. 3. Расширительный бак. 4. Циркуляционный насос. 5. Радиаторы отопления

Одно- и двухтрубная разводка системы отопления

Однотрубная система широко распространена в многоквартирных домах старой застройки. Температура воды от радиатора к радиатору постоянно понижается, что ведёт к неравномерному обеспечению теплом отдельных помещений. В двухтрубной системе теплоноситель распределяется равномерно по всем радиаторам, потерявший температуру, попадает во вторую трубу — «обратку». Таким образом, двухтрубная система обеспечивает дом теплом более равномерно.

1. Однотрубная схема разводки. 2. Двухтрубная схема разводки

Коллекторная схема разводки отопительной системы

При большом количестве радиаторов отопления, расположенных на разных этажах, или при подключении «тёплого пола», лучшей схемой разводки является коллекторная. В контуре котла устанавливают минимум два коллектора: на подаче воды — раздающий, и на «обратке» — собирающий. Коллектор представляет собой отрезок трубы, в который врезаются отводы с вентилями для возможности регулирования отдельных групп.

Коллекторная группа

Пример подключения контура отопления и системы «тёплый пол» с помощью коллекторной группы

Коллекторную разводку называют также лучевой, так как трубы лучами могут расходиться в разные стороны по всему дому. Такая схема в современных домах одна из наиболее распространённых и считается практичной.

Первично-вторичные кольца

Для котлов мощностью от 50 кВт или группы котлов, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения домов большой площади, применяется схема первично-вторичных колец. Первичное кольцо составляют котлы — генераторы тепла, вторичные кольца — потребители тепла. Причём потребители могут устанавливаться на прямой ветви и быть высокотемпературными, или на обратной — и называться низкотемпературными.

Для того чтобы в системе не было гидравлических перекосов и для разделения контуров, между первичным и вторичными кольцами циркуляции устанавливают гидроразделитель (стрелку). Он же защищает теплообменник котла от гидравлических ударов.

Если дом большой, то после разделителя устраивают коллектор (гребёнку). Чтобы система работала, нужно произвести расчёт диаметра стрелки. Выбор диаметра осуществляется на основании максимальной производительности (протока) воды и скорости потока (не выше 0,2 м/с) или как производная от мощности котла с учётом градиента температур (рекомендованное значение Δt — 10 °С).

Формулы для расчётов:

• G — максимальный расход, м 3 /ч;
• w — скорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с.

• Р — мощность котла, кВт;
• w — cкорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с;
• Δt — градиент температур, °С.

Аварийные контуры

В системах принудительной циркуляции насосы зависят от электропитания, которое может отключиться. Чтобы не произошёл перегрев котла, способный вывести оборудование из строя или даже привести к разгерметизации, котлы снабжают аварийными системами.

Первый вариант. Источник бесперебойного питания или генератор, которые будут питать циркуляционные насосы. По эффективности такой способ один из наиболее оптимальных.

Второй вариант. Обустраивается малое резервное кольцо, работающее по гравитационному принципу. При отключении циркуляционного насоса в систему включается контур с естественной циркуляцией, обеспечивая сброс тепла теплоносителя. Полноценного отопления дополнительный контур обеспечить не может.

Третий вариант. При строительстве закладываются два полноценных контура, один работает по гравитационному принципу, второй с помощью насосов. Системы должны иметь возможность тепломассообмена на аварийный период.

Четвертый способ. Если водоснабжение централизованное, то при отключении насосов холодную воду подают в контуры отопления через специальную трубу с запорным вентилем (перемычку между системами водоснабжения и отопления).

В заключение предлагаем посмотреть видео о правилах расчета однотрубной системы отопления частного дома.

Монтаж расширительного бака отопления закрытого типа

Для эффективной работы отопительной системы важно создать условия для бесперебойной циркуляции теплоносителя и обеспечить его оптимальную температуру и давление. Это возможно только при точном расчёте и правильном монтаже каждого элемента в отдельности. Правильность выбора и установки расширительного бачка влияет на экономичность и надёжность всех контуров системы отопления. Поскольку этот элемент отвечает за сохранность и однородность теплоносителя, разбираемся в конструкциях современных расширительных баков и особенностях монтажа устройств в отопительных системах всех типов.

Функции в системе отопления

Из школьного курса физики все мы прекрасно знаем, что любая жидкость имеет свойство расширяться при нагревании. Поскольку в качестве теплоносителей современных систем отопления выступает вода, при увеличении её температуры значительно растёт давление во всех ветках системы обогрева. Если отопительный контур представляет собой открытую систему, то она попросту потеряет часть теплоносителя. В закрытых контурах дальнейшее нагревание приведёт к аварии и разгерметизации.

Расширительные баки для систем отопления

Проблема лишнего объёма решается просто – в отопительную систему вводят полый резервуар, названный расширительным бачком. Именно он принимает излишки воды при нагревании, а затем возвращает их обратно, исключая образование воздушных пробок. Поскольку от этого элемента зависит надёжность функционирования всех контуров, важно не только правильно подобрать его конструкцию, но и установить бачок согласно всем правилам и рекомендациям.

Второй, не менее важной функцией расширительной ёмкости является защита инженерных коммуникаций от гидроударов. Системы, оборудованные циркуляционными насосами, подвергаются гидравлическому удару каждый раз, когда происходит включение помпы. Компенсировать резкие скачки давления помогает расширительный бак, являясь своего рода буферной ёмкостью.

В отопительных системах открытого типа бачок устроен просто – это сообщающаяся с атмосферой ёмкость, в которую отводят тонкую трубу от самой высокой точки контура обогрева. Бак заливают водой с таким расчётом, чтобы при минимальной температуре трубка была погружена в жидкость не менее чем на 10 см. Такой водяной затвор препятствует проникновению воздуха в систему отопления.

Ещё более распространённая конструкция открытой системы отопления – с бачком в самой верхней точке. Контур обогрева подключается в нижней части ёмкости, что позволяет эффективно удалять воздух из труб.

В закрытых отопительных системах применяются компенсационные ёмкости усложнённой конструкции, к тому же их монтаж и эксплуатация имеет отличительные особенности. Конструктивно такой бачок представляет собой герметичную капсулу с резиновым разделителем, который образует в его внутреннем пространстве две камеры. В одну камеру поступает расширяющийся теплоноситель. В другую закачан инертный газ или воздух.

Конструкция расширительного бачка для закрытых отопительных систем

Во время нагрева рабочая жидкость заполняет одну часть бака, сжимая воздух, который находится в другой её части. При снижении температуры теплоноситель выдавливается из ёмкости обратно в систему отопления. В зависимости от конфигурации разделителя компенсационные ёмкости отопительных систем делятся на два вида:

• расширительные бачки диафрагменного (мембранного) типа;
• баллонные (фланцевые) расширительные баки.

Применение резинового барьера позволяет отделить теплоноситель от воздушной среды, при этом позволяя ему беспрепятственно изменять свой объём.

Конструктивно такой расширительный бачок выполнен из двух полусфер, между которыми установлена резиновая мембрана. В одну полусферу врезан патрубок для подключения к отопительной системе, в другой установлен вентиль для нагнетания воздуха. Крепление мембраны выполнено жёстко, поскольку обе ёмкости между собой соединяются методом развальцовывания. Под воздействием закачанного воздуха диафрагма изначально прижата к стенке камеры теплоносителя. В процессе нагрева объем заполняется жидкостью, и давление в воздушной камере увеличивается. Несмотря на высокую надёжность баков такого типа существует риск разрыва мембраны во время включения насоса, при резком скачке давления в системе. Вторым недостатком мембранных ёмкостей является их низкая ремонтопригодность – заменить диафрагму в домашних условиях не представляется возможным. И третий минус – в силу особенностей конструкции такие бачки имеют небольшой объем, что значительно сужает возможности их использования.

Расширительные бачки баллонного типа

Конструкция фланцевой компенсационной ёмкости позволяет устранить все недостатки, присущие мембранным бакам. Во-первых, использование резинового баллона (груши) в качестве разделителя позволяет не волноваться о его повреждении во время включений циркуляционного насоса, так как рабочее давление баллонного бака значительно выше, чем у диафрагменного компенсатора. Во-вторых, при необходимости грушу можно легко заменить через съёмный фланец. В-третьих, линейка разделительных бачков с баллоном внутри представлена в очень широком диапазоне объёмов. Однако в этой бочке мёда есть и та самая ложка дёгтя – стоимость фланцевых расширительных баков значительно выше цены мембранных устройств.

Монтаж компенсационных ёмкостей

Установка расширительных баков проводится в соответствии с правилами монтажа и зависит от типа отопительной системы.

Главное требование, которое предъявляется к системе обогрева открытого типа – быстрый подъем расширяющегося теплоносителя в верхнюю точку системы и возможность его движения по трубам самотёком. При этом воздух из контура также поднимается вверх. Устанавливая расширительный бак в верхней точке системы, успешно решают оба условия.

Сама компенсационная ёмкость для этого случая представляет собой водяной бак с открытым верхом, в дно которого врезан патрубок для подключения напорной ветки отопления. Монтаж устройства выполняется как сваркой стальных труб, так и соединением полипропиленовых элементов при помощи паяльника. Важно только обеспечить необходимое проходное сечение трубопровода.

В отоплении с закрытым контуром монтаж расширительного бака требует соблюдения определённых правил:

• монтаж допускается проводить только при плюсовой температуре;
• подключение расширительного бачка выполняют на прямом участке магистрали перед циркуляционным насосом;
• обязательна установка предохранительного клапана в параллель с компенсационной ёмкостью;
• при выборе места установки необходимо обеспечить доступ к вентилю бака, предохранительному клапану и запорной арматуре;
• минимальный объем расширительного бачка принимают равным 10% объёма теплоносителя.

Современные газовые котлы часто оснащаются расширительными бачками небольшого объёма (6-8 л), поэтому при необходимости подключения отопительного контура большой протяжённости устанавливают дополнительную ёмкость.

Если при работе отопления сброс давления из системы через предохранительный клапан происходит слишком часто, то это значит, что объём расширительного бака недостаточен.

Перед началом работ расширительный бачок надо отрегулировать. Для этого снимают пластиковую крышку с его вентиля, подключают компрессор или насос и по манометру накачивают в устройство воздух, пока давление не поднимется до 1.1 кПа. В процессе эксплуатации придётся провести дополнительную регулировку этого параметра. Давление в напорной магистрали должно быть на 0.1-0.2 кПа выше, чем в компенсационной ёмкости.

Инструкция по установке

Как и в открытых системах, подключение расширительного бачка можно выполнить сваркой металлических или полипропиленовых элементов или металлопластиковыми трубами. Следует сказать, что последний вариант является наименее предпочтительным. Сварка стальных труб, конечно, самое надёжное соединение, но, скорее всего, такой монтаж будет доверен специалисту, следовательно, описывать здесь технологию сварочных работ нет необходимости. А вот соединение полипропиленовыми трубами является достаточно надёжным и доступным для повторения своими руками. О нем и расскажем подробнее.

1. Котёл отключают от сети, закрывают краны подачи воды к агрегату.
2. Сливают жидкость из отопительной системы.
3. Выполняют обвязку бачка. Для этого отрезают трубу необходимой длины, к которой с одной стороны припаивают фитинг «американку». К другому её концу присоединяют фитинг «тройник».
4. В выбранном месте обратной магистрали врезают тройник с обвязкой.
5. На патрубок бачка устанавливают предохранительный клапан, а ниже — запорный кран. Такое расположение позволит слить воду для проверки давления в воздушной камере устройства. Места соединений герметизируют паклей или фум-лентой.
6. Подключают собранную конструкцию к системе.
7. Отопительную систему заполняют водой, предварительно открыв краны Маевского на радиаторах.
8. Систему считают заполненной жидкостью при достижении давления 1.2-1.3 кПа.

Установка запорного крана на участке между расширительным баком и отопительным контуром позволит снять устройство для ремонта или замены, не сливая воду из системы отопления.

Возможные ошибки монтажа

Расширительные бачки мембранного типа должны устанавливаться с верхней подачей теплоносителя, тогда как баллонные устройства нетребовательны к расположению в пространстве.

Устанавливая расширительный бак, позаботьтесь о том, чтобы он не мешал во время обслуживания котла и других инженерных коммуникаций. Лучше всего поставить ёмкость на пол в углу помещения.

От того, насколько правильно вы выберете и установите расширительный бак, зависит работоспособность отопительной системы. Поэтому ещё на этапе проектирования рассчитайте необходимый объем, определитесь с конструкцией и изучите существующие предложения. А залогом надёжной и эффективной работы устройства будет правильный монтаж с учётом существующих правил и рекомендаций.

Закрытая система отопления: схемы и особенности монтажа системы закрытого типа

Основная особенность, по которой закрытая система отопления отличается от открытой, это ее изолированность от воздействия окружающей среды. В такую схему включают циркуляционный насос, стимулирующий движение теплоносителя. Схема лишена многих недостатков, присущих открытому контуру отопления.

Все о плюсах и минусах закрытых схем отопления вы узнаете, прочитав предложенную нами статью. В ней досконально разобраны варианты устройства, специфика сборки и работы систем закрытого типа. Для самостоятельных мастеров приведен пример гидравлического расчета.

Представленная к ознакомлению информация опирается на строительные нормативы. Для оптимизации восприятия непростой темы текст дополнен полезными схемами, подборками фото и видео-руководствами.

Принцип работы системы закрытого типа

Температурные расширения в закрытой системе компенсируются путем применение мембранного расширительного бака, наполняемого водой во время нагрева. При охлаждении, вода из бака снова уходит в систему, поддерживая тем самым постоянное давление в контуре.

Давление, создаваемое в закрытом отопительном контуре еще при монтаже, передается всей системе. Циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно, поэтому эта система энергозависима. Без циркуляционного насоса не будет движения нагретой воды по трубам к приборам и обратно к генератору тепла.

Основные элементы закрытого контура:

• котел;
• клапан воздуховыпускной;
• клапан термостатический;
• радиаторы;
• трубы;
• расширительный бак, не контактирующий с атмосферой;
• клапан балансировочный;
• шаровой вентиль;
• насос, фильтр;
• предохранительный клапан;
• манометр;
• фитинги, крепеж.

Если электроснабжение дома осуществляется бесперебойно, то закрытая система работает эффективно. Часто конструкцию дополняют «теплые полы», повышающие ее экономичность и теплоотдачу.

Такое расположение позволяет не придерживаться определенного диаметра трубопровода, снизить затраты на приобретение материалов и не располагать трубопровод под уклоном, что упрощает монтаж. К насосу должна поступать жидкость с низкой температурой, иначе его эксплуатация невозможна.

У этого варианта есть и один негативный нюанс — тогда как при постоянном уклоне отопление работает и при отсутствии электропитания, то при строго горизонтальном положении трубопровода закрытая система не работает. Компенсирует этот недостаток высокий КПД и ряд положительных моментов по сравнению с другими видами систем отопления.

Монтаж осуществляется относительно просто и возможен в помещении любой площади. Утеплять трубопровод не нужно, прогрев происходит очень быстро, если в контуре присутствует термостат, то температурный режим можно задавать. Если система устроена правильно, то потерь теплоносителя, следовательно и причин для его пополнения не бывает.

Несомненным плюсом системы отопления закрытого типа является то, что разность температур на подаче и обратке позволяет повысить эксплуатационный срок котла. Трубопровод в закрытом контуре менее подвержен коррозии. Есть возможность закачать в контур антифриз вместо воды, когда отопление приходится отключать зимой на длительное время.

Защита системы от воздуха

Теоретически в закрытую систему отопления воздух не должен поступать, но по факту он там все-таки присутствует. Скопление его наблюдается в то время, когда трубы и батареи заполняют водой. Второй причиной может быть разгерметизация стыков.

В результате появления воздушных пробок, теплоотдача системы снижается. Для борьбы с этим явлением в систему включают специальные клапаны и краны для спуска воздуха.

Чтобы вероятность появления воздушных пробок свести к минимуму, необходимо соблюдать определенные правила при заполнении закрытой системы:

1. Подавать воду с нижней точки в верхнюю. Для этого следует проложить трубы так, чтобы вода и выделяющийся воздух двигались в одном направлении.
2. Оставить в открытом положении краны для отвода воздуха и в закрытом краны для спуска воды . Таким образом, при постепенном подъеме теплоносителя, воздух будет уходить через незамкнутые воздухоотводчики.
3. Закрыть воздухоотводящий кран, как только через него начнет бежать вода. Процесс плавно продолжать до полного заполнения контура теплоносителем.
4. Запустить насос.

Если в отопительном контуре алюминиевые радиаторы, то на каждом воздухоотводчики нужны обязательно. Алюминий, контактируя с теплоносителем, провоцирует химическую реакцию, сопровождающуюся выделением кислорода. В частично биметаллических радиаторах проблема та же, но воздуха образуется значительно меньше.

В радиаторах на все 100% биметаллических теплоноситель с алюминием не контактируют, но профессионалы настаивают на присутствии воздухоотвода и в этом случае. Специфическую конструкцию панельных радиаторов из стали уже в процессе производства комплектуют клапанами для спуска воздуха.

На старых чугунных радиаторах воздух удаляют при помощи шарового крана, другие приспособления здесь малоэффективны.

Критическими точками в контуре отопления являются перегибы труб и верхние точки системы, поэтому приспособления для отхода воздуха монтируют в этих местах. В закрытом контуре применяют краны Маевского или автоматические поплавковые клапаны, позволяющие осуществлять воздухоотвод без участия человека.

В корпусе этого прибора имеется полипропиленовый поплавок, соединенный через коромысло с золотником. По мере заполнения поплавковой камеры воздухом, поплавок опускается, а достигнув нижнего положения открывает клапан, через который воздух уходит.

В освобожденный от газа объем, поступает вода, поплавок устремляется вверх и закрывает золотник. Чтобы внутрь последнего не попадал мусор, его накрывают защитным колпачком.

Есть модификации, где этот процесс проходит по-другому, но принцип тот же: поплавок в нижнем положении — происходит выпуск газа; поплавок поднят — клапан закрыт, воздух накапливается. Цикл повторяется автоматически и присутствия человека не требует.

Гидравлический расчет для закрытой системы

Чтобы не ошибиться с подбором труб по диаметру и мощности насоса, необходим гидравлический расчет системы.

Эффективная работа всей системы невозможна без учета основных 4 моментов:

1. Определения количества теплоносителя, которое необходимо подать на отопительные приборы, чтобы обеспечить заданный тепловой баланс в доме независимо от температуры снаружи.
2. Максимального снижение эксплуатационных затрат.
3. Снижения до минимума финансовых вложений, зависящих от выбранного диаметра трубопровода.
4. Стабильной и бесшумной работы системы.

Решить эти задачи поможет гидравлический расчет, позволяющий подобрать оптимальные диаметры труб с учетом экономически оправданных скоростей течения теплоносителя, определиться с гидравлическими потерями давления на отдельных участках, увязать и сбалансировать ветви системы. Это сложный и трудоемкий, но необходимый этап проектирования.

Правила вычисления расхода теплоносителя

Вычисления возможны при наличии теплотехнического расчета и после подбора радиаторов по мощности. Теплотехнический расчет должен содержать обоснованные данные об объемах тепловой энергии, нагрузках, теплопотерях. Если этих данных нет, то по площади комнаты принимают мощность радиатора, но результаты вычислений будут менее точными.

Начинают со схемы. Лучше выполнить ее в аксонометрической проекции и нанести все известные параметры. Расход теплоносителя определяют по формуле:

G =860q/∆t кг/ч,

где q — мощность радиатора кВт, ∆t — разность температур между обратной и подающей линией. Определив это значение, по таблицам Шевелевых определяют сечение труб.

Чтобы воспользоваться этими таблицами, результат вычислений нужно перевести в литры за секунду по формуле: GV = G /3600ρ. Здесь GV обозначает расход теплоносителя в л/сек, ρ — плотность воды равная 0.983 кг/л при температуре 60 градусов С. Из таблиц можно просто подобрать сечение трубы, не выполняя полного расчета.

Последовательность расчета легче понять на примере простой схемы, включающей котел и 10 радиаторов. Схему нужно разбить на участки, где сечение труб и расход теплоносителя — величины постоянные.

Первый участок — это линия, идущая от котла до первого радиатора. Второй — отрезок между первым и вторым радиатором. Третий и последующие участки выделяют аналогично.

Температура от первого до последнего прибора постепенно снижается. Если на первом участке тепловая энергия равна 10 кВт, то при проходе первого радиатора теплоноситель отдает ему какое-то количество тепла и ушедшее тепло уменьшается на 1кВт и т.д.

Посчитать расход теплоносителя можно по формуле:

Q=(3.6хQуч)/(сх(tr-to))

Здесь Qуч — тепловая нагрузка участка, с — удельная теплоемкость воды, имеющая постоянное значение — 4,2 кДж/кг х с., tr — температура горячего теплоносителя на входе, to — температура охлажденного теплоносителя на выходе.

Оптимальная скорость движения горячего теплоносителя по трубопроводу — от 0,2 до 0,7 м/с. При меньшем значении в системе появятся воздушные пробки. На этот параметр влияет материал изделия, шероховатость внутри трубы.

Как в открытом, так и в закрытом контурах отопления используют трубы из стали черной и нержавеющей, меди, полипропилена, полиэтилена разных модификаций, полибутилена и др.

При скорости теплоносителя в рекомендуемых пределах, 0,2-0,7 м/с, в полимерном трубопроводе будут наблюдаться потери давления от 45 до 280 Па/м, а в стальных трубах — от 48 до 480 Па/м.

Внутренний диаметр труб на участке (dвн) определяют исходя из величины теплового потока и разности температур на входе и выходе (∆tco=20 градусов С для 2-трубной схемы отопления) или расхода теплоносителя. Для этого есть специальная таблица:

Чтобы выбрать контур, следует рассмотреть одно- и 2-трубную схемы отдельно. В первом случае рассчитывают стояк с наибольшим количеством оборудования, а во втором — нагруженный контур. Длину участка берут из плана, выполненного в масштабе.

Выполнение точного гидравлического расчета под силу только специалисту соответствующего профиля. Существуют специальные программы, позволяющие выполнить все вычисления, касающиеся тепловых и гидравлических характеристик, которыми можно воспользоваться при проектировании отопительной системы для своего дома.

Подбор циркуляционного насоса

Целью расчета является получение значения давления, которое должен развить насос для прогонки воды по системе. Для этого используют формулу:

P = Rl + Z

• P — это потери давления в трубопроводе в Па;
• R — удельное сопротивление трению в Па/м;
• l — протяженность трубы на расчетном участке в м;
• Z — потери давления на «узких» участках в Па.

Упрощают эти расчеты те же таблицы Шевелевых, из которых можно найти значение сопротивления трению, только 1000i придется пересчитать по конкретной длине трубы. Так, если диаметр внутренний трубы равен 15 мм, длина участка 5 м, а 1000i = 28,8, то Rl = 28,8 х 5/1000 = 0,144 Бар. Найдя значения Rl для каждого участка, их суммируют.

Значение потери давления Z как для котла, так и для радиаторов есть в паспорте. На другие сопротивления специалисты советуют брать 20% от Rl с последующим суммированием результатов по отдельным участкам и умножением на коэффициент 1,3. В результате получится искомый напор насоса. Для одно- и 2-трубных систем расчет одинаков.

В случае, когда насос подбирают по уже имеющемуся котлу, то применяют формулу: Q=N/(t2-t1), где N — мощность отопительного агрегата в Вт, t2 и t1 — температура теплоносителя при выходе из котла и на обратке соответственно.

Как рассчитать расширительный бак?

Расчет сводится к определению величины, на которую увеличится объем теплоносителя в процессе его нагрева от средней комнатной температуры + 20 градусов С до рабочей — от 50 до 80 градусов. Вычисления эти непростые, но существует другой путь решения задачи: профессионалы советуют выбирать бак объемом равным 1/10 от общего количества жидкости в системе.

Узнать эти данные можно из паспортов оборудования, где указана вместимость водяной рубашки котла и 1 секции радиатора. Затем вычисляют площадь сечения труб разных диаметров и умножают на соответствующую длину.

Результаты суммируют, плюсуют к ним данные из паспортов и от итога берут 10%. Если вся система вмещает 200 л теплоносителя, то нужен расширительный бак объемом 20 л.

Готовь сани летом и систему отопления — тоже

Начнём, как обещали, с самого важного вопроса для большинства читателей, не считая тех, кто живёт в домах с автоматическим узлом управления системой теплоснабжения, — как расширить сопло. Понятно же: чем больше диаметр сопла — тем больше попадает в систему дома сверхгорячей воды из «прямой» трубы от ТЭЦ. А значит, тем теплее будет в квартире даже при плохом состоянии сетей. Естественно, обсуждаем законные способы и не обсуждаем самоуправное рассверливание сопла.

Определяем диаметр сопла

Во-первых, разберёмся, как устанавливается диаметр сопла. Расчёт каждый год производит поставщик тепла. По крайней мере, так должно быть в теории — ведь каждый год строится что-то новое, перекладываются трубопроводы и так далее. Этот расчётный диаметр указывается в условиях подключения дома на следующий год, передаваемых тепловиками управляющей организации (ТСН, ТСЖ, ЖСК).

Но кто сказал, что расчёт верный? Потому, если считаете, что диаметр сопла занижен, вы вправе предложить представить расчёты и имеете право оспорить их хоть в суде, хоть в прокуратуре, если не сможете найти общий язык с поставщиком тепла. На практике вам откажутся представить расчёт со ссылкой на то, что это служебная документация (хотя я полагаю, что на самом деле его просто нет). Тогда прямым ходом идите в ГЖИ или прокуратуру. Закон «О защите прав потребителей» даёт нам право получить исчерпывающую информацию об услуге.

Есть два бесконфликтных варианта решения этого вопроса, по крайней мере, в домах с теплом от АО «ОмскРТС», каковых в городе абсолютное большинство. Остальные могут представить их как пример.

Почему вообще поставщику тепла выгодно уменьшить диаметр сопла? Смотрите: в доме без счётчика — хоть шире сопло, хоть уже — жильцы заплатят за тепло по нормативу. А если поступит жалоба на холод в доме, всегда можно обвинить УК, даже когда она не виновата. УК же в большинстве случаев и не рыпается на поставщиков тепла, так как есть много требований, которые реально выполнить невозможно.

Но в доме со счётчиком всё иначе, по-рыночному: чем больше тепловой энергии прошло через расходомер — тем больше плата. Кстати, чтобы понимали суть нашего постоянного спора с любителями автоматических приборов учёта. Там сопло расширяется и сужается автоматически под наружную температуру, без подписания согласования с поставщиком тепла. Потому те, кто живёт в домах с автоматической системой, при прочих равных условиях (например, при одинаковой наружной температуре и подсчёте в двух технически одинаковых соседних домах), будут действительно платить за тепло несколько меньше, чем жильцы домов с обычной схемой подачи тепла и элеваторным узлом, о котором подробно писали в прошлой публикации.

Но я и многие коллеги остаёмся при своём мнении. В большинстве домов с автоматикой в крайних подъездах холодновато, поэтому — кому нужна такая экономия за счёт жильцов?! Кроме того, напомню, что в связи со сложностью обслуживания и необходимостью настройки этих приборов жильцы таких домов ежемесячно платят в три раза больше, чем за обычный счётчик (1,5-1,9 рубля вместо 50-60 копеек с метра). Итог: почти вся экономия от меньшей оплаты за тепло нивелируется большей платой за обслуживание, да ещё у части жильцов холодно.

Пример из практики

Председатель совета дома № 21 по ул. Академика Павлова Нина Ивановна Коваленко несколько лет назад задалась вопросом модернизации. Жильцы готовы были платить больше, но с условием, чтобы в доме было тепло, и по их поручению ООО «Труд» обратилось в АО «ОмскРТС» с таким предложением. Вообще должен через газету поблагодарить руководство АО «ОмскРТС» в лице генерального директора Владимира Зиновьевича Дмитриева и руководителя структурного подразделения «Теплоэнергосбыт» Олега Михайловича Хилько, непосредственно занимающегося вопросами продажи тепла и горячей воды жителям. Они не придерживаются застарелых рамок и инструкций, и всегда, если есть возможность решить вопрос, стараются сделать это, что конечном итоге повышает авторитет предприятия и процент оплаты, так как люди видят, что и к ним идут навстречу. Наше обращение рассмотрели, провели расчёт, и оказалось, что дом — близко к ТЭЦ-2, и наше предложение реализовать возможно. Теперь жильцы платят несколько больше, но не мучаются от холода, особенно в период перехода через 0 градусов осенью и зимой, когда автоматика работает плохо.

Другое дело, что, когда я объявил об этом на собраниях старших по домам в своих трёх УК, только пять домов общим собранием оформили такое же решение. К сожалению, наши люди сами привыкли жить, как жили деды и отцы, не проявляя инициативы и предприимчивости. Вот жаловаться — это в России любят, а раскинуть мозгами, как можно сделать, чтобы было хорошо, хотят далеко не все.

Так что, кому надо — обращайтесь, дадим образец протокола и заявления. Придёте в АО «ОмскРТС» или к своему поставщику тепла, проведут расчёты. Напоминаю — это касается только домов с приборами учёта. Ещё один нюанс заключается в том, что так можно сделать не на всех домах. Если на данный микрорайон тепла не хватает и нет резерва — тут технически невозможно.

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.