Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией: схема одно- и двухтрубной системы отопления

Система отопления дома с принудительной циркуляцией. Варианты. Схемы

При проектировании системы отопления перед ее будущим пользователем возникает немалое количество вопросов. На этом этапе предстоит принять решение о том, каким образом теплоноситель будет передвигаться в магистрали  – естественным путем или с принудительной циркуляцией. Про естественную циркуляцию у нас есть отдельный материал, а здесь сделаем упор на принудительную систему отопления.

Содержание

• 1 Особенности функционирования принудительной системы обогрева
• 2 Принудительные схемы
  • 2.1 Однотрубная схема подключения
  • 2.2 Двухтрубная схема подключения
  • 2.3 Лучевая разводка
• 3 Обустройство теплого пола
• 4 Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса
• 5 Выбор циркуляционного насоса
• 6 Диаметр труб в принудительной системе
• 7 Главный минус принудительного отопления
• 8 Как улучшить систему с принудительной циркуляцией?

Особенности функционирования принудительной системы обогрева

Отопительная схема, в которой топливо циркулирует естественным образом, максимально проста. В такой цепочке теплоноситель нагревается в котле и, в соответствии с законами термодинамики, устремляется вверх по стояку. Достигнув радиаторов, носитель отдает часть  тепловой энергии, температура его снижается. Под гнетом вновь пребывающих доз тепла, остывшее топливо опускается обратно в котел  для повторения цикла.

Такая элементарная схема имеет существенные недостатки, особенно в совокупности с однотрубным типом разводки:

• Тепло распределяется неравномерно: в помещениях, которые расположены рядом с источником теплоснабжения (котлом), температура выше, чем в тех, что находятся на большем от него расстоянии.
• Система с естественной циркуляцией потребляет значительное количество отопительного материала, что говорит не в пользу ее рациональности.
  Частично нейтрализовать эти проблемы позволяет обустройство двухтрубной разводки.

Эффективность отопительной схемы с принудительной циркуляцией обусловлена включением в нее насоса. Его функцией является придание движению топлива по тепломагистрали большей скорости. Величина этого показателя находится в прямой зависимости с температурой обогреваемых помещений.

Присутствие в системе отопления циркуляционного насоса наделяет ее неоспоримыми преимуществами:

• экономичность. Связана как с рациональным расходованием  теплоресурса, так и с разумными финансовыми затратами на приобретение труб небольшого диаметра;
• эргономичность. Негромоздкая конструкция позволяет спрятать ее элементы в стенах, под полом и т.п.;
• возможность функционирование в отопительных проектах любой сложности с различным сочетанием обогревательного оборудования. В отопительной схеме могут присутствовать и радиаторы, и тепловые завесы, и полы с подогревом.
  Основным поводом для беспокойства при проектировании системы отопления с принудительной циркуляцией является бесперебойная подача электроэнергии, поскольку приводить насос в действие призвано именно электричество. Неплохо поэтому позаботиться о резервном источнике электроснабжения.

Принудительные схемы

Условно все принудительные схемы можно разделить на однотрубные и двухтрубные. Наиболее популярны сегодня именно двухтрубные. Но давайте разберемся в отличиях.

Однотрубная схема подключения

Предполагает эксплуатацию одной трубы для подачи теплоносителя из котла и для его обратного оттока. Этот вариант не требует большого метража труб, количества запорной арматуры, фитингов и прочих элементов, следовательно, монтажные работы сводятся к минимуму.
Минус: последовательный нагрев отопительных приборов постепенно уменьшает температуру подаваемого топлива в цепочке оборудования. Система отопления может функционировать естественным и принудительным способом.

Двухтрубная схема подключения

В этой модели отопления работают две трубы: первая подает топливо к обогревателю, вторая осуществляет отвод остывшего носителя к котлу.   В этом состоит главное отличие от первого варианта, вытекающие последствие: увеличение металлоемкости конструкции за счет большего трубометража, запорных и соединительных элементов в схеме. Монтаж более сложен. Положительный момент, как вознаграждение за понесенные финансовые и трудовые затраты: к каждому обогревателю в системе подается теплоноситель одинаковой температуры.

В зависимости от направления потоков горячего и охлажденного топлива различают:

• попутную схему подключения, где подача теплоносителя и его отвод двигаются в одном курсе, позволяя всем приборам в цепочке нагреваться с равной скоростью;
• тупиковую, которая предполагает более быстрый нагрев приборов, находящихся ближе к котлу.

Лучевая разводка

Очень схожая модификация с двухтрубной схемой отопления принудительной циркуляции. Различие — пункт распределения горячего топлива и сбор остывшего, которым  является не главный стояк, а распределительные коллекторы. К каждому обогревательному прибору проводится отдельная линия подачи теплоносителя и его оттока. Разумеется, такая схема предполагает сбалансированное по температуре и давлению распределение тепла.
Накладность такой организации отопления очевидна: существенные затраты на материалы, большая стоимость и трудоемкость  монтажных работ. Кроме этого, весьма затруднительно вносить коррективы в схему с распределительными узлами (к примеру, добавлять обогревательное оборудование).

Обустройство теплого пола

По-настоящему сложная схема с принудительной циркуляцией отопления, вдобавок дорогостоящая, но и наиболее комфортная. В маленьких помещениях применяют простые комбинации укладки труб с одним входом для нагретого теплоносителя и выходом для остывшего. Большие площади потребуют более сложных конструкций с использованием распределительных узловых соединений. Зачастую обустройство теплого пола предполагает установку отдельного циркуляционного насоса на участки системы.

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление  в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Выбор циркуляционного насоса

Качественный насос для системы отопления с принудительной циркуляцией должен соответствовать критериям:

• энергосбережения;
• простоты и надежности в эксплуатации.

Мощностные характеристики определяются габаритами жилого помещения, которое необходимо обогреть.  Например, для отопления площади 250 кв.м необходим циркуляционный насос  с мощностью 3,5 куб.м/ч и напором 0,4атм.
Кроме этого, на  выбор оборудования влияют расчеты из проекта системы отопления. К ним относятся:

• материал труб, предназначенных для монтажа и их диаметр;
• общий метраж схемы;
• количество обогревательных приборов;
• вид теплоносителя.

Самостоятельный подбор насоса может вызывать ряд трудностей, поэтому лучше всего получить консультацию у грамотного специалиста по данному вопросу.

Необходимость соблюдения уклона труб

При монтаже отопительной системы с принудительной циркуляцией теплоносителя соблюдение требований к уклону труб необязательно. Тепломагистрали устанавливаются прямолинейно или с малозначительным скатом по отношению к сливу. Это облегчит слив теплоносителя перед проведением ремонтных работ или при возникновении ситуации, когда системе предстоит длительный простой.

Диаметр труб в принудительной системе

Отопительная система, в которую включен циркуляционный насос, не предъявляет особенных требований к трубопроводу. Для такой схемы не имеет значения, какого размера и состава трубы будут переносить тепло. Таким образом, можно использовать недорогие модели небольшого диаметра. Это позволит сэкономить приличную сумму при организации отопления. Не следует забывать, что параметры труб берутся во внимание при приобретении циркуляционного насоса.

Важно понимать, с меньшими диаметрами трубопровода в системе с принудительной циркуляцией растет и сопротивление.

Главный минус принудительного отопления

Так как отопление дома с принудительной циркуляцией работает только с циркуляционным насосом. Следовательно, такой насос нуждается в стабильной и качественной подаче электричества.

Это является единственным и самым большим минусом отопления дома с принудительной циркуляцией. Например, у вас отключили электричество. Отопления нет. Авария в электрических сетях —  отопления нет. Упало напряжение в сети — насос не выдает номинальной мощности – опять отопления нет.

Как улучшить систему с принудительной циркуляцией?

Желательно конечно хорошо утеплить трубы систем отопления, чтобы минимизировать потери драгоценного тепла. Тогда будет экономично. Главное при выборе в свой дом системы с принудительной циркуляцией не ошибиться при ее расчете.

Необходимо обратить пристальное внимание на количество тепловых приборов, количество контуров отопления, подбор оптимального диаметра труб и мощность насоса.

Именно с нарушением этих законов возникает больше всего проблем. То неправильно рассчитали количество приборов, то заузили трубопроводы и тепла радиаторам не хватает, то поставили слабый насос, который работает на износ и так далее.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!

Отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы

Среди многих схем отопления система с принудительной циркуляцией теплоносителя отличается своей универсальностью и широкими функциональными возможностями. Она может быть применена в теплоснабжении небольшого частного коттеджа или квартиры, а также в большом многоэтажном доме. Сложно ли сделать ее самостоятельно, без привлечения специалистов? Выясним, что же представляет  отопление дома с принудительной циркуляцией своими руками, схемы и оптимальная комплектация конкретной системы.

Содержание

1. Особенности отопления с принудительной циркуляцией
2. Виды схем отопления с принудительной циркуляцией
3. Однотрубная система
4. Двухтрубная система
5. Коллекторная система
6. Проектирование отопления с принудительной циркуляцией
7. Расчет системы
8. Монтаж отопления с циркуляцией

Особенности отопления с принудительной циркуляцией

Отопление с естественной циркуляцией

Современное водяное отопление с принудительной циркуляцией пришло на смену гравитационной схеме. У второй движение теплоносителя осуществляется за счет теплового расширения воды при ее нагреве. Такой принцип существенно снижал эффективность работы теплоснабжения.

Одним из определяющих факторов целесообразности установки системы водяного отопления с принудительной циркуляцией является относительно быстрое движение теплоносителя по магистрали. Благодаря этому происходит равномерное распределение тепла по всем радиаторам в схеме.

Кроме этого, нужно отметить такие особенности отопления насосными группами:

• Возможность устанавливать трубы небольшого сечения: 20, 25 мм. Этим уменьшается общий объем теплой воды в системе, что сказывается на расходе энергоносителя;
• Выбор из нескольких схем монтажа трубопроводов. Принудительная система отопления частного дома может быть однотрубной, двухтрубной или коллекторной;
• Регулировка температуры как для отдельных элементов, так и во всей системе в целом. Лучше всего с этой задачей справляется коллекторное отопление;
• Увеличение комфорта эксплуатации.

Однако наряду с этим следует отметить и недостатки, которыми обладает двухтрубная или однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией. Прежде всего – это установка насосной группы для увеличения скорости потока теплоносителя. Это влечет за собой увеличение первичных расходов, а также делает работу всей системы зависимой от подачи электроэнергии. Но эти недостатки компенсируются вышеперечисленными преимуществами.

Можно модернизировать уже имеющееся гравитационное отопление. Для этого достаточно установить насос. Однако сначала нужно рассчитать параметры системы – не всегда трубы большого диаметра подходят для схем с принудительной циркуляцией.

Виды схем отопления с принудительной циркуляцией

Насосная группа для отопления

Основной принцип работы системы отопления с принудительной циркуляцией заключается в установке насосов для увеличения скорости потока теплоносителя. Место их монтажа напрямую зависит от выбранной схемы разводки трубопроводов.

Помимо этого система отопления частного дома с принудительной циркуляцией должна включать в себя группы безопасности. Это необходимо для своевременной стабилизации давления в трубах из-за возможного перегрева теплоносителя. Каждый вид отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд особенностей, которые напрямую влияют на выбор в конкретном случае. Но независимо от этого система отопления с принудительной циркуляцией своими руками помимо насоса должна включать в себя следующие компоненты:

• Группа безопасности: воздухоотводчик и спускной клапан. Устанавливаются сразу после котла;
• Расширительный бак. Лучше всего выбирать конструкцию мембранного типа с возможностью замены эластичного клапана;
• В обвязке каждого радиатора должны быть балансировочный клапан, кран Маевского. Желательно установить термостат;
• Запорная арматура. Необходима для частичного или полного перекрытия потока теплоносителя на конкретном участке системы.

Каждые из вышеперечисленных компонентов должны иметь эксплуатационные характеристики, отвечающие параметрам конкретной системы отопления. В противном случае они не будут выполнять возложенные на них функции.

Выбор определенных компонентов системы осуществляется по заранее сделанной схеме отопления дома с принудительной циркуляцией. Расчет должен быть максимально точным – с помощью специализированных программ или выполненный профессионалами.

Однотрубная система

Однотрубная система отопления

Это устаревшая схема, которая практически не применяется для индивидуального теплоснабжения дома. В однотрубной системе отопления с принудительной циркуляцией есть только одна подводящая магистраль, в которой последовательно подключаются радиаторы и батареи.

Единственным преимуществом этой схемы является небольшой метраж трубопроводов. Однако помимо этого однотрубная система имеет несколько существенных недостатков:

• Неравномерное распределение теплоносителя. Чем дальше расположен радиатор от котла, тем ниже степень нагрева горячей воды, поступающей в него;
• Для проведения ремонтных работ необходимо остановить котел отопления и дождаться пока температура теплоносителя не опустится до нормального уровня.

Мощность насоса для однотрубного отопления с принудительной циркуляцией будет намного меньше, чем для двухтрубной. Это объясняется меньшим объемом теплоносителя в системе. Также для прокладки трубопроводов необходимо меньше места – они могут быть установлены под полом, плинтусами.

Для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией обязательно нужно предусмотреть монтаж байпаса для каждого радиатора. Это даст возможность отключить прибор без полной остановки теплоснабжения дома.

Двухтрубная система

Виды двухтрубной системы отопления

Схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией отличается от однотрубной наличием еще одной магистрали для остывшего теплоносителя. Она проходит параллельно основной и в нее поступает охлажденная вода из радиаторов.

Во время проектирования системы необходимо правильно составить схему расположения трубопроводов. Прямая и обратная магистраль должны устанавливаться в непосредственной близости друг от друга, но не более чем на 15 см, кроме этого система может быть с одной направленностью движения теплоносителя, с разными векторами, а также тупиковой. Чаще всего выбирается схема с односторонней направленностью.

У водяного отопления с принудительной циркуляцией есть несколько важных особенностей:

• Небольшой диаметр труб – от 15 до 24 мм. Этого будет достаточно для создания требуемых показателей давления;
• Возможность установки как горизонтальной, так и вертикальной разводки трубопроводов;
• Большое количество поворотных элементов скажется на гидродинамических показателях системы в худшую сторону. Поэтому их нужно делать как можно меньше;
• При выборе скрытого монтажа в местах соединения труб устанавливают ревизионные люки.

Насосный узел с обходным каналом

В каждой принудительной системе отопления частного дома необходимо предусмотреть обходной канал в узле циркуляционного насоса. Он предназначен для гравитационного движения теплоносителя в случае отключения электричества.

Работа насосного оборудования должна обеспечить нормальную циркуляцию в системе. Для этого следует правильно рассчитать его мощность и производительность.

Если система водяного отопления с принудительной циркуляцией комплектуется полимерными трубопроводами – они должны быть с армированным слоем из алюминиевой фольги или полиэстера.

Коллекторная система

Коллекторная схема отопления

Если площадь дома превышает 150 м² или он имеет 2 и более этажей – рекомендуется делать коллекторную систему отопления с принудительной циркуляцией своими руками. Она является одной из модификаций двухтрубной схемы и предназначена для повышения эффективности работы теплоснабжения.

Основным элементом коллекторной схемы отопления является распределитель. Он представляет собой трубу с круглым или прямоугольным сечением, на которую установлены несколько патрубков. Они необходимы для распределения теплоносителя по отдельным контурам теплоснабжения дома.

Отличительным принципом работы системы отопления с принудительной циркуляцией коллекторного типа является обустройство независимых друг от друга магистралей трубопровода. Это дает возможность регулировать теплоотдачу каждой из них, а также стабилизирует давление в системе.

На каждый патрубок коллектора устанавливается циркуляционный насос для обеспечения должной скорости движения теплоносителя. Такая система отопления частного дома с принудительной циркуляцией имеет ряд важных особенностей:

• Увеличение числа труб и арматуры. Каждый контур представляет собой отдельную систему отопления, соединенную с помощью коллектора в единую сеть;
• Для регулировки объема теплоносителя необходимы специальные элементы – терморегуляторы и сервоприводы с датчиками температуры;
• Для наиболее эффективной работы системы рекомендуется установка узла смешивания. Он соединяет прямую и обратную трубу и выполняется смешивание потоков воды для достижения оптимальной температуры теплоносителя.

Коллекторная схема отопления дома с принудительной циркуляцией может состоять из нескольких узлов распределения. Все зависит от общей площади дома, а также расположения в нем помещений.

Сумма диаметров патрубков на коллекторе не должна превышать его сечение. В противном случае возникнет дестабилизация давления в системе.

Проектирование отопления с принудительной циркуляцией

Подробная схема отопления дома

Первоочередной задачей при самостоятельном монтаже водяного отопления с циркуляционным насосом является составление корректной схемы. Для этого необходим план дома, на котором наносится расположение труб, радиаторов, запорной арматуры и групп безопасности.

Расчет системы

На этапе составления схем необходимо правильно рассчитать параметры насоса для принудительной отопительной системы частного дома. Для этого можно воспользоваться специальными программами или сделать вычисления самостоятельно. Существует ряд простых формул, которые помогут сделать расчет:

Pн=(p*Q*H)/367*КПД

Где Рн – номинальная мощность насоса, кВт, р – плотность теплоносителя, для воды этот показатель равен 0,998 г/см³, Q – уровень расхода теплоносителя, л, Н – требуемый напор, м.

Пример программы по расчету отопления

Для вычисления показателя напора в принудительной системе отопления дома необходимо знать общее сопротивление трубопровода и теплоснабжения в целом. Увы, но сделать это самостоятельно практически невозможно. Для этого следует воспользоваться специальными программными комплексами.

Вычислив сопротивление трубопровода в системе водяного отопления с циркуляцией, можно рассчитать требуемый показатель напора по следующей формуле:

Н=R*L*ZF/10000

Где Н – вычисляемый напор, м, R – сопротивление трубопровода, L – протяженность наибольшего прямого участка магистрали, м, ZF – коэффициент, который обычно равен 2,2.

По полученным результатам подбирается оптимальная модель циркуляционного насоса.

Если расчетные показатели мощности насоса у системы отопления с принудительной циркуляцией, устанавливаемой самостоятельно, велики, – рекомендуется приобрести спаренные модели.

Монтаж отопления с циркуляцией

Пример скрытого монтажа коллекторного отопления

На основе расчетных данных подбираются трубы нужного диаметра, а к ним – запорная арматура. Однако на схеме не показан способ монтажа магистрали. Трубопроводы могут быть установлены скрытым или открытым способом. Первый рекомендуется применять только при полной уверенности в надежности всей системы отопления частного коттеджа с принудительной циркуляцией.

Нужно помнить, что от качества компонентов системы будет зависеть ее работоспособность и эксплуатационные показатели. В особенности это касается материала изготовления труб и запорной арматуры. Помимо этого для двухтрубной схемы системы отопления с принудительной циркуляцией рекомендуется прислушаться к советам профессионалов:

• Установка аварийного источника подачи электроэнергии для циркуляционного насоса в случае отключения электропитания;
• При использовании антифризов в качестве теплоносителя следует проверить его совместимость с материалами изготовления труб, радиаторов и котла;
• По схеме отопления дома с принудительной циркуляцией котел должен располагаться в самой низкой точке системы;
• Кроме мощности насоса необходимо сделать расчет расширительного бака.

Технология установки отопления циркуляционного типа ничем не отличается от стандартной. Важно учитывать особенности контурного дома – материал изготовления стен, его тепловые потери. Последнее напрямую влияет на мощность всей системы.

Аналитика параметров систем отопления с принудительной циркуляцией поможет составить объективное мнение о ней:

Системы водяного отопления: переход от самотечных систем к системам с принудительной циркуляцией

Системы горячего водоснабжения уже давно являются предпочтительным способом передачи тепла от центральной точки (котла) в удаленные помещения или помещения, где требуется тепло. Первыми системами водяного отопления были гравитационные системы. Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме; поэтому он становится легче и поднимается. Одновременно падает более холодная и тяжелая вода. По этому принципу работают гравитационные циркуляционные системы. Гравитационные системы имеют много особенностей, чтобы рекомендовать их. Они производят равномерный нагрев, бесшумны, используют воду низкой температуры, надежны, очень эффективны и практически не требуют обслуживания. Во многих зданиях до сих пор используются гравитационные системы водяного отопления, некоторым из которых более 100 лет! Недостатки самотечных систем: для подачи и обратки требуются трубопроводы очень большого диаметра. Низкотемпературная вода обеспечивала уровень теплоотдачи всего около 150 БТЕ на квадратный фут радиации в час. Следовательно, радиаторы должны были быть большими.

Поскольку затраты на рабочую силу и материалы росли, установка гравитационных систем становилась очень дорогой. Люди больше не будут терпеть большие громоздкие радиаторы, необходимые для гравитационных систем. Вместить 6, 8, даже 10-дюймовую трубу для магистралей стало непомерно дорого. Медленное время отклика гравитационной системы на изменяющийся спрос также было недостатком.

Изобретение циркуляционных бустерных насосов в 1929 году преодолело все возражения самотечных систем, сохранив при этом все преимущества отопления горячей водой. Бустерный насос настолько сильно ускорил движение воды, что можно было использовать меньшее излучение, подаваемое по трубопроводу гораздо меньшего размера. Системы с принудительной циркуляцией позволили разработать конструкцию с использованием более высоких температур воды, что привело к более высоким уровням выбросов. Радиатор площадью 60 квадратных футов со средней температурой воды 170°F будет излучать тепло со скоростью 150 БТЕ на квадратный фут в час, или 9000 БТЕ в час. Радиатор площадью 45 квадратных футов с температурой воды 197 ° F будет выделять 200 БТЕ на квадратный фут в час, производя те же 9000 БТЕ в час.

Использование автоматических устройств зажигания и более точного управления позволило использовать более высокие температуры воды без ущерба для передовой практики проектирования.

Энергия потребляется при перемещении воды по трубам, радиаторам, бойлерам и т. д.  Чтобы использовать экономию на трубах и радиаторах меньшего размера в системах горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией, скорость воды должна быть выше, чем в самотечных системах, чтобы выдерживать мощность БТЕ необходимый. Бустерный насос создавал напор (DP) намного больший, чем в самотечных системах, для достижения необходимых скоростей.

DP — величина потери давления между любыми двумя точками в системе. Трение, возникающее между внутренними стенками труб, радиаторов, котла и движущейся водой, вызывает падение давления. В горизонтальной трубе, заполненной водой, в которой нет потока, давление во всех точках одинаково. Начинается мгновенный поток, устанавливается трение, которое возрастает прямо пропорционально скорости потока. Изменение DP можно рассчитать при увеличении или уменьшении расхода (GPM). Разделите окончательный GPM на начальный GPM и возведите результат в квадрат. Умножьте этот результат на первоначальный DP. Ответ — новый DP.

Пример:

Система с объемным расходом 3 гал/мин и перепадом давления 5 фунтов. необходимо увеличить до 6 галлонов в минуту. Каким будет новый ДП? (Это необходимо знать, чтобы правильно выбрать бустерный насос.) это новый ДП. (В этой формуле также можно использовать скорость в футах в секунду.)

Напор используется для обозначения производительности бустерного насоса. Это способ описания DP. Максимальный «напор» насоса — это максимальное значение D P, против которого насос может создать поток воды.  Напор часто выражается в «футах водяного столба». Только трение в системе ограничивает производительность насоса. Это значение называется «напором».

Мощность должна быть достаточной для преодоления DP системы и обеспечения расчетного GPM. Это означает, что DP каждого компонента системы должен быть известен при проектировании GPM.

Бустерный насос обеспечивает питание.

Производители насосов публикуют цифры или диаграммы DP и GPM для своих насосов. Данные могут быть выражены в фунтах на квадратный дюйм, футах водяного столба или милях дюймах. Эти фигуры легко взаимозаменяемы.

1 фунт/кв. дюйм изб. = 2,31 фута водяного столба

1 фут водяного столба = 0,43 фунта/кв. дюйм

1 фут водяного столба = 12 000 мил дюймов

Статическое давление не следует путать с давлением напора. Это совершенно разные давления и не имеют никакого отношения друг к другу. Статическое давление создается весом воды в системе. На производительность насоса это никак не влияет. Чтобы проиллюстрировать статическое давление, представьте себе замкнутую систему горячего водоснабжения как вертикальный водяной контур. См. рис. 1. Если манометр 3 находится на высоте 40 футов над котлом, а контур полностью заполнен водой, но не находится под давлением, манометр 3 будет показывать 0 фунтов на квадратный дюйм. Датчики 1 и 5 расположены на высоте 10 футов над котлом, датчики 2 и 4 на высоте 20 футов над котлом.

При выключенном насосе давление в вертикальной трубе «А» равно давлению в вертикальной трубе «В».

Рисунок 1.

Если шкала всех манометров указана в фунтах на квадратный дюйм, то манометры 1 и 5 будут показывать 12,9 фунтов на квадратный дюйм (над ними 30 футов водяного столба, а фут водяного столба равен 0,43 фунта), 2 и 4, 8,6 фунтов на кв. дюйм изб. Манометр на котле будет показывать 17,2 фунтов на квадратный дюйм.

Хорошей практикой является повышение давления в закрытой системе, особенно если расчетная температура воды близка или превышает точку кипения воды при атмосферном давлении. Дополнительные 4 фунта на кв. дюйм являются рекомендуемым минимальным дополнительным давлением, добавляемым к статическому давлению, необходимому для подачи воды в верхнюю точку системы. На нашем рисунке манометр 3 показывает 4 фунта на кв. дюйм. а все остальные датчики будут показывать на 4 фунта больше. Дополнительное статическое давление равномерно распределяется по всей системе.

Стоит повторить еще раз. Не путайте статическое давление с давлением напора.   Эти два термина часто используются неправильно. Одно с другим не связано!

Что произойдет с нашей системой, показанной на рисунке 1, если после заполнения до надлежащего статического давления мы включим насос? Может быть, ничего; возможно много шума!

Перед выбором насоса нам необходимо знать расчетный расход и расчетный напор. Насос должен иметь дело только с потерями на трение, DP, развиваемыми при расходе, необходимом GPM.

Предположим, что наша система рассчитана на циркуляцию 10 галлонов в минуту при напоре 6 футов. Сверившись с таблицами производителей насосов, можно выбрать правильный насос. См. рисунки 2 и 3. Это «кривые» насоса для некоторых насосов B & G. Введите диаграммы со стороны «общий напор в футах» или со стороны «производительность в галлонах в минуту». Отметьте пересечение линий GPM и головы. Выберите ближайший насос, но выше этого перекрестка. На нашем рисунке насос может быть серии SLC-30 (рис. 2) или серии 100 (рис. 3).

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Если насос необходим для подачи 80 галлонов в минуту при напоре 25 футов, правильным выбором будет PD38 (рисунок 3).

Примечание:    Не превышайте размер насоса. В то время как насос меньшего размера приведет к плохой циркуляции или отсутствию циркуляции, больший размер приведет к шуму скорости и избыточной кавитации. Кавитация скоро разрушит насос. Небольшое увеличение расхода предпочтительнее, чем снижение расхода ниже расчетных значений.

Системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией классифицируются как одно- или двухтрубные системы. Эти классификации далее подразделяются на системы с прямым или обратным возвратом. Рисунки 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют эти классы систем.

Рис. 4, 5, 6 и 7

На Рис. 4 показана двухтрубная система прямого возврата. Обратите внимание, что горячая вода, подаваемая к первому радиатору, также первой возвращается в котел. Это продвигается по контуру, так что последний радиатор последним возвращает свою более холодную воду в котел. Ближайшие к котлу радиаторы имеют тенденцию замыкать воду, поэтому дальние блоки не получают надлежащей циркуляции. Эта система должна быть установлена ​​с использованием балансировочных клапанов и тщательно отбалансирована. На рис. 5 показана двухтрубная система обратного возврата. Эта система рекомендуется, когда проектируются двухтрубные системы. Ее установка дороже, поскольку требуется больше трубопроводов, чем в двухтрубной системе с прямым возвратом, но она работает намного лучше. В этой системе первый радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый длинный возврат, а последний радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый короткий возврат. Эта система имеет тенденцию уравновешиваться, пока капли подачи и возврата имеют одинаковый размер и длину.

Рисунок 6, система «последовательного контура» является самой дешевой в установке. Он просто состоит из прокладки трубы в каждый радиатор и из него, что делает радиаторы частью контура трубопроводов. Длина и размер последовательного цикла очень важны. Из-за падения давления и падения температуры последовательного контура его длина ограничена. Петли серии

должны быть тщательно спроектированы. Когда вода проходит через каждую секцию излучения, она охлаждается. По мере прохождения воды по контуру каждый последующий радиатор снабжается более холодной водой, и, следовательно, интенсивность его выбросов снижается. Если разработчик системы примет во внимание все факторы, последовательные циклы могут быть эффективными.

На рис. 7 представлена ​​система, использующая отводные тройники, которую часто называют монопоточной или «монофло» системой. Горячая вода отводится в радиаторы с помощью специально разработанных тройников Вентури, а более холодная вода возвращается в ту же трубу, которая служит как подающей, так и обратной магистралью. Эта система сочетает в себе эффективность двухтрубной системы с низкой стоимостью монтажа системы с последовательным контуром. Монофлотеры можно приобрести как в тройниках подачи, так и в тройниках обратки. См. рис. 8. Подающий однофлотийный тройник ограничивает поток воды, заставляя часть воды течь вверх по стояку. Обратное монофлоу вызывает увеличение скорости основной подачи воды по мере того, как поток проходит через сопло. Это увеличение скорости приводит к тому, что вокруг сопла и в обратных стояках возникает область более низкого давления, которая «всасывает» воду обратно в магистраль (эффект Бернулли).

Рисунок 8.

Для радиаторов над магистралью с нормальным сопротивлением на каждый радиатор необходимо использовать только один тройник, обычно используемый на обратке.

Для радиаторов с высоким сопротивлением или там, где радиаторы находятся ниже основного, необходимы как подающий, так и обратный монофлоу.

Рис. 9.

На Рис. 9 показана система лучистого панельного отопления. В этой системе змеевики труб заглублены в потолок, пол или стены, превращая потолок, пол или стену в радиатор, который излучает лучистое тепло в комнату. Особое внимание следует уделить проектированию системы излучающих панелей. Из-за малого диаметра трубки перепад давления высок, а длина контура имеет решающее значение. Используются коллекторы с балансировочными кранами. Системы излучающих панелей являются самыми дорогими в установке системами из всех систем горячего водоснабжения, но они являются самыми тихими, самыми чистыми и самыми удобными из всех систем.

Для правильной работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией необходимы определенные специальные приспособления и аксессуары.

Начиная с подачи холодной воды, устанавливается «питательный клапан», который фактически является редукционным клапаном для снижения давления поступающей в систему воды до рабочего давления. Он используется для первоначального заполнения системы и добавляет воду, когда давление в системе падает ниже настройки клапана. Стандартная заводская настройка обычно составляет 12 фунтов. Эта настройка является правильной для статической высоты примерно до 18 футов, подходящей для большинства двухэтажных зданий. Для более высоких статических напоров клапан можно отрегулировать до 25 фунтов. Доступны клапаны, которые можно отрегулировать до 60 фунтов. Все редукционные клапаны B&G имеют встроенный сетчатый фильтр и обратный клапан. Многие из них могут быть оснащены функцией быстрого заполнения, позволяющей быстро заполнить систему изначально или после того, как система была слита для ремонта. (Хотя большинство редукционных клапанов подачи котла подает слишком медленно, чтобы их можно было использовать на сантехническом оборудовании, модели B & G 6 и 7, редукционные клапаны высокого давления, могут использоваться для защиты сантехнического оборудования от избыточного давления в трубопроводе.)

Компрессионный или расширительный бак предназначен для компенсации колебаний объема воды в закрытой системе.

Вода расширяется при нагревании прямо пропорционально изменению ее температуры вплоть до насыщения или кипения. Компрессионный бак действует как пружина на систему, поддерживая постоянное давление. Если бак слишком мал или залит водой, предохранительный клапан откроется, когда котел нагреет и сбросит воду. Когда цикл нагрева завершится, вода остынет, давление в системе упадет, клапан подачи откроется и подаст воду до тех пор, пока давление в системе не вернется к «нормальному». При следующем запросе тепла вода снова расширится, в результате чего откроется предохранительный клапан. Цикл будет повторяться снова и снова до тех пор, пока слишком маленький бак не будет заменен, не будет добавлен еще один расширительный бак, или переполненный водой бак не будет опорожнен и снова правильно заполнен воздухом и водой.

Объем и температура воды в системе определяют размер бака. Если бак слишком большой, увеличения давления в системе может быть недостаточно, так как система нагревается и приближается к кипению, особенно в верхней точке системы, где существует низкий статический напор. Правильный размер компрессионного бака очень важен для бесперебойной работы системы, будь то предварительно заправленный бак с камерой, разделяющей воду и воздух, или стандартный расширительный бак.

Правильно подобрать размер расширительного бака — утомительная задача. Предполагая, что компрессионный бак будет надлежащим образом оборудован фитингом бака airtrol, так что бак не будет расти параллельно повышению температуры системы, для определения размера компрессионного бака можно использовать следующую формулу:

VT = Размер резервуара сжатия в галлонах

против = объем системы в галлонах

EW = единица Расширение воды

EW-EP = единица расширения системы

PA = атмосферное давление в PSI Абсолютно

PF            =     Начальное давление в резервуаре в фунтах/кв.

Легко! Просто заполните все числа и решить формулу. Правильный размер бака!

            Есть более простой способ. Это не так точно, но будет достаточно близко.

Во-первых, необходимо знать объем воды в системе. Это можно оценить с помощью Таблицы A. Введите Таблицу A в столбец MBH, ближайший к входной мощности котла. Затем прочитайте и сложите галлоны воды для каждого состояния системы. Например: система состоит из обычного бойлера мощностью 150 000 БТЕ, плинтуса из медных ребристых труб и двухтрубной системы трубопроводов.

котел = 36 галлонов

Нерухозной основной платы = 5,5 галлона

Двухслойная система = 34 галлона

Всего = 75,5 галлонов воды в системе

Таблица A.

Далее, определить «среднее значение

. расчетная температура воды». Это просто среднее расчетное значение температур подачи и обратки. Если самая высокая расчетная температура составляет 190°F, а для расчета использовалось падение температуры на 20°F, очень распространенным DT является 180°F – средняя расчетная температура воды. 190 + 170 ÷ 2 = 180. Введите таблицу B в столбец «объем воды в галлонах» и перейдите к ближайшему объему, найденному для системы. В нашем примере это 80. Перейдите к числу, указанному в столбце средней расчетной температуры. В нашем примере это 8. 8 – это размер расширительного бака в нашей системе в галлонах. Обратите внимание, что наш выбор основывался на давлении наполнения 12 фунтов и установленном предохранительном клапане на 30 фунтов или на допустимом увеличении давления в системе на 18 фунтов. Для других условий необходимо применять поправочные коэффициенты к резервуару, выбранному из Таблицы B.

Таблица B.

Если бы наше давление наполнения составляло 18 фунтов. с предохранительным клапаном на 30 фунтов нам потребуется использовать Таблицу C, чтобы скорректировать размер резервуара. Введите Таблицу C в поле «Начальное давление…». колонке и перейдите к ближайшей настройке клапана заполнения. Перейдите к коэффициенту, указанному в колонке, представляющей настройку предохранительного клапана, 30 фунтов минус настройка наполнительного клапана, 18 фунтов, или 30-18 = 12. Коэффициент равен 1,94. Умножьте размер резервуара, указанный в Таблице B, на 1,94, чтобы найти скорректированный размер резервуара 8 x 1,9.4 = 15,52. Используйте ближайший имеющийся в продаже резервуар. В данном случае бак B&G на 15 галлонов.

Многие системы заполнены смесью антифриза и воды. Расширение смеси гликоля и воды больше, чем у одной воды. В таблице D показан поправочный коэффициент для смеси гликоля с водой. Если бы система в нашем примере была заполнена 50% смесью гликоля и воды, множитель поправочного коэффициента мог бы быть 1,6 или 1,5, поскольку наша максимальная расчетная температура составляла 190°F. Умножение размера бака 15,52 галлона на 1,5 или 1,6 даст размер бака 23,28 или 24,83 галлона, 24-галлонный бак является коммерчески доступным размером.

Таблица D.

Все эти цифры основаны на использовании стандарта или стандарта ASME. компрессионный бак, то есть бак без баллона. Сегодня доступно множество расширительных баков, которые предварительно заправлены и имеют камеру, разделяющую воздух и воду. Основная формула для определения размера этих резервуаров одинакова, но необходимо сделать поправку на «приемочный объем». На установку и размер таких резервуаров влияют и другие факторы, но поскольку компания Climatic Control на данный момент их не продает, в этой статье не будут подробно описываться размеры одного из них. Желающие могут запросить бюллетень Б&Г ТЭН-981 от Hydro-Flo, для обсуждения резервуаров под давлением.

Расширительный бак должен быть единственным воздушным пространством в системе. Воздух поглощается водой, поэтому необходимы какие-то средства для предотвращения самотечной циркуляции более прохладной насыщенной воздухом воды в баке в систему, не ограничивая проход свободного воздуха из системы в бак. B&G ATF — это такое устройство для баков диаметром до 24 дюймов, а ATFL — для баков большего размера. При холодном наполнении компрессионный бак должен быть заполнен на 2/3 водой и на 1/3 воздухом. Для этого можно обрезать вентиляционные трубки ATF и ATFL даже на баках, оборудованных смотровым стеклом.

Идеальным местом для отделения воздуха от воды в системе является точка с самой высокой температурой и самой низкой скоростью. Эти параметры соблюдены в котле.

Фитинг ABF с верхним выходом от B&G, установленный в верхней части котла, отлично справляется с удалением пузырьков воздуха из верхней части котла и передачей их в расширительный бак. После этого вода без пузырьков может циркулировать по системе. B & G раньше производила ABFSO, бойлер с боковым выходом Airtrol, но больше не производит их. Бойлер Airtrol с боковым выпуском не работал так же хорошо, как с верхним выпуском, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым выпуском стало невозможным.

Воздухозаборники, такие как B & G IAS, являются встроенными воздухоотделителями. Они работают по тому принципу, что воздух, будучи легче воды, движется по верхней части горизонтальной трубы. Когда воздух поступает в воздухозаборник, пузырьки воздуха захватываются перегородками в воздухозаборнике и поднимаются в верхнюю камеру. Там воздух может выпускаться, если используется расширительный бак баллонного типа, или подключаться к стандартному расширительному баку для сбора воздуха.

Удаление воздуха из системы, за исключением расширительного бачка, имеет первостепенное значение. Необходимо удалить воздух из системы, иначе может возникнуть шумная работа и даже полная блокировка циркуляции. Вентиляционные отверстия должны использоваться во всех верхних точках системы. Это единственный способ полностью удалить весь воздух при первоначальном заполнении системы. Так называемые «продувочные и дренажные» клапаны не работают достаточно хорошо, чтобы удалить весь воздух, и ничего не делают для скопившегося воздуха после того, как система работает.

Существует два основных типа воздухоотводчиков: автоматические и ручные. Автоматические воздухоотводчики бывают двух видов. Тип поплавка и тип фибрового диска. Поплавковые вентиляционные отверстия имеют поплавок, прикрепленный к клапану, и все они находятся в оболочке. Когда корпус наполнен водой, поплавок держит клапан закрытым. Когда в оболочке накапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит, пока вода снова не заполнит оболочку, закрыв клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые вентиляционные отверстия работают хорошо и служат долго. К сожалению, даже самый маленький поплавковый клапан может быть слишком большим, чтобы поместиться в кожухе плинтуса с ребристыми трубками.

Автоматические вентиляционные отверстия дискового типа физически очень малы, такого же размера, как ручные вентиляционные отверстия «свободный ключ» или «монета». В них используются специальные диски, которые набухают при соприкосновении с водой. По мере того, как воздух накапливается и заменяет воду вокруг дисков, диски высыхают, сжимаются и открывают небольшое вентиляционное отверстие. Воздух выпускается, вода снова достигает дисков, и цикл повторяется — на время. Автоматические вентиляционные отверстия с фибровым диском подвержены быстрому выходу из строя, например, залипанию в закрытом состоянии или постоянному капанию воды.

Лучшими вентиляционными отверстиями являются ручные вентиляционные отверстия, называемые вентиляционными отверстиями со свободным ключом или монетами. Вентиляционные отверстия можно открыть или закрыть монеткой или маленькой отверткой. Вентиляционные отверстия со свободным ключом требуют маленького ключа, чтобы открыть или закрыть их. Любой из них представляет собой небольшой игольчатый клапан с металлическим седлом. Помимо того, что они практически неразрушимы, они дешевы! Единственный их недостаток в том, что их нужно открывать и закрывать вручную. Если воздух скапливается, кто-то должен выпустить воздух. Если система оборудована ручными вентиляционными отверстиями, рекомендуется не реже одного раза в год открывать каждое вентиляционное отверстие, чтобы выпустить скопившийся воздух.

Большинство проблем с воздухом можно устранить путем тщательного проектирования, хорошего обслуживания и правильного первоначального запуска системы. Наиболее часто упускаемой из виду частью системы принудительного горячего водоснабжения является правильный запуск.

После того, как система установлена, промыта и заполнена до необходимого статического напора, котел должен быть запущен и медленно нагрет до температуры воды не менее 225°F и выдержан в течение примерно получаса. Это высвободит вовлеченный в воду воздух и направит его в расширительный бачок. Чем горячее вода, тем больше воздуха она выделит. Циркуляционный насос (насосы) должен быть выключен во время этого начального нагрева. Теперь дайте котлу остыть до нормальной рабочей температуры, запустите все циркуляционные насосы и откройте все зональные клапаны, если они используются. Снова поднимите температуру воды как минимум до 225 ° F и циркулируйте всю воду в течение 15–30 минут. Это удалит большую часть воздуха из пресной воды, и пока в системе нет утечек, проблемы с воздухом будут предотвращены. Всякий раз, когда система опорожняется, например, для ремонта, и снова заполняется, процедуру запуска следует повторять.

Рисунок 10.

На рисунке 10 представлена ​​типовая котельная установка со стандартным расширительным баком. Подача холодной воды всегда должна поступать в систему через компрессионный бак, чтобы любой захваченный воздух сразу попадал в бак.

Рисунок 11.

На рисунке 11 показана система с расширительным баком под давлением или с баллоном. Обратите внимание, что встроенный воздухоотделитель используется с поплавковым вентиляционным отверстием. Клапаны Flo-control или flochecks представляют собой специально разработанные клапаны, похожие на поршневые обратные клапаны, которые останавливают гравитационную циркуляцию в системе принудительного горячего водоснабжения, чтобы предотвратить перегрев при отключении циркуляционного насоса (насосов). Клапаны управления потоком B & G SA имеют ручное открывание, позволяющее обеспечить циркуляцию под действием силы тяжести в аварийной ситуации, если насос выйдет из строя. Несмотря на то, что трубы системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией имеют небольшие размеры, гравитационная циркуляция может быть весьма эффективной для сохранения некоторого количества тепла, если это необходимо.

Каждый водогрейный котел должен иметь предохранительный клапан, который будет поддерживать давление на уровне или ниже рабочего давления котла.

А.С.М.Е. (Американское общество инженеров-механиков) гласит: «Каждый водогрейный котел должен иметь по крайней мере один клапан сброса давления с официальным номинальным значением, настроенный на сброс при максимально допустимом рабочем давлении котла или ниже. Предохранительные клапаны должны быть подсоединены к верхней части котлов с вертикальным шпинделем, если это возможно. Между предохранительным клапаном и котлом или на выпускной трубе между таким клапаном и атмосферой не должно быть никаких запорных устройств».

Предохранительный клапан должен работать удовлетворительно при двух условиях. Он должен сбрасывать давление, выпуская воду из-за теплового расширения, и сбрасывать давление, выпуская пар. Слив воды обычно является признаком заболоченного расширительного бака или неисправного заливного клапана. Это легко диагностировать. Если статическое холодное давление наполнения быстро увеличивается до давления, установленного предохранительным клапаном, когда котел запускается, бак переполнен водой. Слейте и снова заполните расширительный бачок до надлежащего уровня воды и воздуха. Слишком маленький расширительный бачок для системы может проявлять аналогичные симптомы. Если вы подозреваете, что резервуар слишком мал, пересчитайте размер резервуара и либо добавьте еще один резервуар, либо замените существующий резервуар на резервуар подходящего размера. Отверстие в расширительном бачке быстро приведет к его заболачиванию. Опять же, он наполнится водой и протечет. Расширительные баки в системах горячего водоснабжения не запотевают, поэтому любая вода, капающая из расширительного бака, свидетельствует о негерметичности бака. Неисправный или негерметичный наполнительный клапан создаст избыточное статическое давление наполнения в холодной системе.

Сброс пара через предохранительный клапан является аварийным состоянием и предъявляет критические требования к клапану. Всякий раз, когда температура воды в котле составляет около 212°F или выше, а предохранительный клапан срабатывает, внезапный перепад давления вызывает вспышку воды и образование пара. Производительность предохранительного клапана должна справляться с этим. Существует огромная разница между сбросом воды и сбросом пара. Фунт воды занимает 27,7 кубических дюймов пространства. Фунт пара при атмосферном давлении занимает 26,8 кубических фута! В 1600 раз больше пространства, чем воды! Таким образом, A. S.M.E. предохранительный клапан испытан и рассчитан на пар, хотя это клапан для водогрейного котла.

Предохранительные клапаны соответствующего размера должны выдерживать общую мощность котла. Предохранительные клапаны водогрейных котлов рассчитаны в БТЕ в час при определенном номинальном давлении. Пока этот номинал соответствует или превышает номинал на входе горелки, предохранительный клапан будет достаточно большим для котла. Чтобы помочь в выборе клапана, производители предохранительных клапанов печатают диаграммы, показывающие пропускную способность их клапанов при различных настройках давления. См. рис. 12.

Рис. 12.

Двойные агрегаты, которые сочетают в себе наполнительный клапан и предохранительный клапан, не соответствуют коду.

Большинство производителей котлов в настоящее время рекомендуют устанавливать на водогрейных котлах отсечки при низком уровне воды. Этого требуют многие местные правила. Несмотря на то, что котел может быть защищен от взрыва, потому что он имеет сертификат A. S.M.E. предохранительный клапан, сухой обжиг все равно может его испортить. Большинство повреждений водогрейных котлов можно отнести к условиям маловодья.

Существует заблуждение, что редукционный наполнительный клапан будет держать систему полной при любых обстоятельствах. Это неправда. Чтобы проиллюстрировать проблему, типичная система будет иметь редукционный наполнительный клапан, настроенный на от 12 до 18 фунтов, и предохранительный клапан, настроенный на открытие на 30 фунтов. и закрыть на 26 фунтов. Если предохранительный клапан откроется для сброса воды из-за избыточного давления, очевидно, что наполнительный клапан не восполнит потерянную воду. Если подпиточная вода не заменит потери через предохранительный клапан, это может привести к низкому уровню воды.

Существует много других причин, по которым система может терять воду, что приводит к состоянию низкого уровня воды. Утечки в котле, трубопроводе или через уплотнения насоса. Небрежность, такая как слив воды из бойлера для ремонта и забывание наполнить систему, является еще одной распространенной причиной низкого уровня воды. Отключение при низком уровне воды спасет котел, не позволив горелке включиться до тех пор, пока не будет исправлено состояние низкого уровня воды.

При определенных обстоятельствах отсечки при низком уровне воды может быть недостаточно. Топливный клапан может заклинить в открытом положении; контакты могут привариться из-за перегрузки или короткого замыкания, что сделает отсечку при низком уровне воды неэффективной. Наилучшей рекомендацией для всех установок, чтобы обеспечить максимальную безопасность, является использование комбинированного устройства подачи воды и отсечки при низком уровне воды. Подающая часть обычно способна подавать воду в котел так быстро, как она может быть слита через предохранительный клапан. В то время как комбинация отключения фидера увеличит стоимость установки, по сравнению со стоимостью замены котла это «дешевая» страховка. Помните, коды минимальные требования , «как минимум», которые необходимо выполнить. Хорошей практикой всегда является превышение требований кодекса, особенно когда речь идет о безопасности.

       Хотя компания Climatic Control обычно не занимается проектированием систем принудительного водяного отопления, знание того, что требуется, может помочь вам найти проблему с проблемной системой, над которой он работает, и продать подходящие устройства для устранения проблемы.

Характеристика этого ресурса?: 

Двухтрубная система отопления частного дома: сравнение схем

Обеспечение тепла в доме — важнейшая задача его владельца. Решать ее можно разными способами, но по статистике, большинство зданий в нашей стране отапливаются при помощи водяной системы отопления.

Именно водяной вариант наиболее эффективен и практичен в наших достаточно суровых климатических условиях. Двухтрубная система отопления частного дома считается одной из самых популярных ее разновидностей.

Предлагаем Вам ознакомиться с вариантами и технологиями сборки отопления с приточно-вытяжной магистралью теплоносителя. Информация основана на строительных нормах и требованиях. Для полноты восприятия сложной темы представленная информация дополнена фотоподборками, наглядными схемами, видео.

Содержание статьи:

• Особенности двухтрубного отопления
• Почему стоит выбрать именно такую ​​систему?
• Типы систем с подачей и обраткой
  • Открытое отопление
  • Закрытая циркуляционная система
  • Конструкция с естественной циркуляцией
  • Разводка с принудительной циркуляцией теплоносителя
  • Горизонтальный и вертикальный тип компоновки
  • Верхнетрубная26 система отопления
  Двухтрубное исполнение с нижней разводкой
• Выводы и полезное видео по теме

Особенности двухтрубного отопления

Любая с жидким теплоносителем включает замкнутый контур, соединяющий радиаторы, обогревающие помещение, и котел, нагревающий теплоноситель.

Все происходит следующим образом: жидкость, двигаясь по теплообменнику отопительного прибора, нагревается до высокой температуры, после чего попадает в радиаторы, количество которых определяется потребностями здания.

Галерея изображений

Фото

Принципиальной особенностью двухтрубных систем отопления является то, что для обслуживания каждого прибора подается две трубы

Нагретый в котле теплоноситель поступает в устройства по линии, называемой подающей, при этом охлаждаемый теплоноситель отводится через трубу, называемую обраткой

Двухтрубный тип отопительного прибора обеспечивает подачу практически одинаковой температуры всей нагреваемой жидкости

В двухтрубных вариантах устройства отопительного контура ограничений нет от площади обустраиваемого дома, этажности и сложности системы

Недостатками двухтрубных схем отопления является материалоемкость, превышающая однотрубные аналоги почти в два раза

Преобладающее количество коллекторных схем радиаторного отопления выполняется по двухтрубной технологии, хотя одно- трубы также встречаются

Коллекторные контуры устройства системы отопления позволяют скрыть многочисленные трубы системы под стяжкой пола

В строительных конструкциях можно спрятать не только трубы коллекторного контура, но и коммуникации тройниковая разводка из полимерных труб

Принцип работы двухтрубного отопительного прибора

Трубы для подогрева и охлаждения теплоносителя

Основное практическое преимущество двухтрубных схем

Отсутствие ограничений по площади и сложности

Экономические недостатки применения двухтруб

Коллектор типы отопительных контуров

Прокладка трубы балки от коллектора в конструкции пола

Эстетические приоритеты для скрытой разводки отопления

Здесь жидкость отдает тепло воздуху и постепенно охлаждается. Затем он возвращается в теплообменник отопителя и цикл повторяется.

Максимально простая циркуляция происходит в однотрубной системе, где для каждой батареи подходит только одна труба. Однако в этом случае каждая последующая батарея будет получать охлаждающую жидкость, которая вышла из предыдущей, а, значит, более холодная.

Отличительной особенностью двухтрубной системы является наличие подающей и обратной трубы, подходящей к каждому радиатору

Для устранения этого существенного недостатка была разработана более сложная двухтрубная система.

В данном варианте к каждому радиатору подведены две трубки:

• Первая — подводящая, по которой охлаждающая жидкость поступает в аккумулятор.
• Второй – «обратный» слив или, как говорят мастера, через который охлаждаемая жидкость выходит из устройства.

Таким образом, каждый радиатор оснащен индивидуально регулируемой подачей теплоносителя, что позволяет максимально эффективно организовать отопление.

Поскольку подача нагретого теплоносителя к приборам осуществляется практически одновременно по одной трубе, а сбор охлаждающей воды по другой, двухтрубные системы характеризуются оптимальным теплотехническим балансом — все батареи системы и подключенные к нему контуры работают с почти равной теплоотдачей

Почему именно такая система?

Двухтрубное водяное отопление постепенно вытесняет традиционное, так как его преимущества очевидны и весьма значительны:

• В каждый из радиаторов, входящих в систему, поступает теплоноситель с определенной температурой, причем для всех она одинакова.
• Возможность настройки для каждой батареи. При желании хозяин может поставить на каждый из отопительных приборов терморегулятор, что позволит получить в помещении нужную температуру. При этом теплоотдача остальных радиаторов в здании останется прежней.
• Относительно небольшая потеря давления в системе. Это дает возможность использовать для работы в системе экономичный циркуляционный насос сравнительно малой мощности.
• При выходе из строя одного или даже нескольких радиаторов система может продолжать работать. Наличие запорной арматуры на подающих трубах позволяет проводить ремонтно-монтажные работы без их остановки.
• Возможность установки в здании любой этажности и площади. Вам нужно только выбрать оптимальный тип двухтрубной системы.

К недостаткам таких систем обычно относят сложность монтажа и большую, по сравнению с однотрубными конструкциями, стоимость. Это связано с двойным количеством труб, которые необходимо установить.

Однако следует учитывать, что для обустройства двухтрубной системы используются трубы и комплектующие небольшого диаметра, что дает определенную экономию средств. В результате стоимость системы невелика выше, чем у однолампового аналога, и дает гораздо больше преимуществ.

Одним из существенных преимуществ двухтрубной системы отопления является возможность эффективного регулирования температуры в помещении

Типы систем с подачей и обраткой

Двухтрубная конструкция характеризуется множеством разновидностей, которые могут быть классифицируются по различным критериям. Рассмотрим основные.

Открытое отопление

Любая гидравлическая система отопления представляет собой замкнутый контур, в состав которого входит расширительный бак. Этот элемент необходим, так как теплоноситель увеличивается в объеме.

Для бака выбирается такой, который позволяет жидкости сообщаться с атмосферой. При этом его часть неизбежно испаряется, что приводит к необходимости постоянно контролировать его уровень.

Двухтрубный отопительный контур открытого типа – самый простой и дешевый вариант устройства системы. Существенный минус его в том, что в морозный период охлаждающая жидкость, непосредственно контактирующая с атмосферой, быстро остывает

Это очень важный нюанс, к которому нужно отнестись очень ответственно. Недостаточный уровень жидкости в системе приводит к «закипанию» котла и его выходу из строя. Кроме того, открытая система предполагает использование в качестве теплоносителя только воды.

Более практичные в этом отношении соединения гликолей или антифризов при испарении образуют токсичные пары, поэтому их применяют только в закрытых конструкциях.

Фотогалерея

Фото

В двухтрубных системах отопления открытого типа применяется открытый расширительный бак, без автоматического регулирования давления в контуре

Открытые двухтрубные системы отопления подходят преимущественно с естественным движением охлаждающей жидкости. Среди них преобладают топовые схемы как наиболее простые и функциональные

Двухтрубные системы открытого типа с нижней разводкой встречаются крайне редко. В случае устройства на радиаторы устанавливаются воздушники для удаления лишнего воздуха

В схемах открытого естественного типа котел устанавливается на максимально низком уровне, например, в подвале, для обеспечения циркуляции самопроизвольного движения теплоносителя

Особенности открытых систем отопления

Двухтрубное отопление с естественным движением

Слив в нижней схеме разводки

Расположение котла в открытых системах отопления

Закрытая циркуляционная система

Отличается от открытой наличием закрытого расширительного бака. Не нуждается в постоянном контроле со стороны владельца. В конструкции предусмотрена установка, которая предназначена для компенсации резкого снижения или повышения давления в системе. Таким образом предотвращается поломка оборудования в результате внезапных перегрузок.

В замкнутом контуре монтируется расширительный бачок мембранного типа, который не сообщается с окружающей средой, поэтому теплоноситель не испаряется из системы

Мембранный бак позволяет поддерживать оптимальное давление для насоса и бойлера в системе. Кроме того, закрытая конструкция позволяет использовать в качестве теплоносителя любую подходящую по своим параметрам жидкость.

Это позволяет получить максимально эффективную и экономичную систему с необходимыми параметрами. Например, не боится замерзания, если использует антифриз.

По способу циркуляции жидкого теплоносителя двухтрубные системы отопления делятся на две большие группы.

Галерея изображений

Фото

Закрытый расширительный бак для отопления

Расположение котла и приборов в замкнутых контурах

Вентиляционные и балансировочные устройства для радиаторов

Двухтрубная закрытая система безопасности Группа безопасности

7 Конструкция с естественной циркуляцией

Основной принцип работы системы следующий: котел нагревает теплоноситель, который с ростом температуры расширяется. Плотность жидкости уменьшается.

За счет этого более холодная и поэтому плотная вода постепенно вытесняет нагретую жидкость вверх. Он поднимается в самую верхнюю точку системы, где начинает немного остывать и самотеком перемещается в радиаторы.

В батареях вода отдает накопленное тепло и, охлаждаясь дальше и увеличивая свою плотность, движется к котлу. Очевидно, что весь цикл теплоноситель проходит самотеком, без использования дополнительного оборудования.

Благодаря тому, что это происходит достаточно медленно, вытесняемый водой воздух успевает переместиться в пиковую верхнюю точку системы, что позволяет избавиться от чрезмерного завоздушивания.

На рисунке представлена ​​простая схема двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. К его характерным особенностям относится трубопровод больших диаметров, за счет чего снижается гидравлическое сопротивление, а обязательный уклон в сторону теплоносителя составляет порядка 2 — 3 мм на погонный метр

Неоспоримым достоинством считается долгая жизнь ее. Отсутствие подвижных элементов и циркуляционного насоса, а также замкнутый контур системы с конечным количеством минеральных солей и взвесей значительно продлевает срок ее эксплуатации.

Специалисты утверждают, что срок службы конструкций с естественной циркуляцией, оснащенных полимерными трубами и биметаллическими радиаторами, может составлять около пятидесяти лет.

Недостатком таких схем считается относительно небольшой перепад давления. Также необходимо учитывать удельное сопротивление, которое радиаторы и трубы оказывают движению теплоносителя. Поэтому радиус действия такой системы будет ограничен. Строительными нормами рекомендуется применять отопление с естественной циркуляцией в радиусе не более 30 м.

Кроме того, такая система имеет достаточно высокую инерционность, поэтому от растопки котла и до стабилизации температуры в отапливаемом здании проходит достаточно большое количество времени.

Отрицательным моментом также можно считать то, что все трубы необходимо прокладывать под определенным уклоном, чтобы жидкость могла двигаться в нужном направлении. Система отопления с естественной циркуляцией способна к саморегулированию.

Двухтрубная система с естественной циркуляцией способна к саморегулированию: чем ниже перепад температуры в отапливаемом помещении, тем выше скорость теплоносителя

Чем ниже температура окружающей среды, тем выше скорость циркуляции охлаждающей жидкости. Кроме того, на расход жидкости по контуру отопления влияет несколько факторов: сечение и материал труб разводки, радиус и количество витков в двухтрубной схеме отопления частного дома, а также наличие и тип установленной запорной арматуры.

Воздействуя на эти факторы, можно добиться наибольшей эффективности системы отопления.

Электропроводка с принудительной циркуляцией теплоносителя

Включен в приведенную выше схему движения теплоносителя в замкнутом контуре отопления. Это дает значительные преимущества. В первую очередь увеличивается скорость движения жидкости, за счет чего здание прогревается намного быстрее.

В этом случае все радиаторы, подключенные к системе, получают теплоноситель примерно одинаковой температуры. Это позволяет им прогреваться максимально равномерно.

При использовании схемы с естественной циркуляцией это невозможно, так как температура жидкости, поступающей в радиатор, зависит от расстояния, на которое она удалена от котла. Чем дальше батарея, тем холоднее охлаждающая жидкость. Принудительная циркуляция позволяет регулировать уровень нагрева отдельных элементов сети. Кроме того, при необходимости можно перекрывать отдельные его участки.

Использование циркуляционного насоса позволяет включить в систему мембранный расширительный бак, то есть выполнить его в закрытом варианте. Таким образом, количество испаряемой жидкости значительно уменьшается.

Кроме того, значительно упрощается монтаж конструкции, так как нет необходимости укладывать трубы строго под определенным углом, точно рассчитывать их диаметр и высоту.

На рисунке представлена ​​схема двухтрубной системы отопления с принудительной циркуляцией. Имеется насос, который перемещает жидкость по контуру

Еще одно преимущество — возможность совершенно безболезненно внести необходимые изменения в его макет и макет. Для обустройства такой конструкции используются трубы и комплектующие меньшего диаметра, что значительно снижает ее стоимость.

Кроме того, такие системы более экономичны за счет того, что разница температур жидкого теплоносителя на входе и на выходе из котла значительно меньше, чем у аналога с естественной циркуляцией.

Наличие в контуре насоса препятствует подаче воздуха в магистраль отопления. В целом схемы с принудительной циркуляцией считаются более эффективными, но и у них есть недостатки.

Наиболее важным из них является волатильность. Насос не может работать без подключения к источнику питания. При отключении электроэнергии такая система отопления останавливается. При частых отключениях электроэнергии желательно иметь источник бесперебойного питания.

К недостаткам обычно относят финансовые затраты. Одни из них – это цена циркуляционного насоса, а также стоимость арматуры, которая необходима для его нормального функционирования. Что в целом увеличивает стоимость установки системы. Кроме того, ежемесячные счета потребуются для оплаты электроэнергии, обеспечивающей работу циркуляционного насоса.

Эффективность функционирования системы отопления с принудительной циркуляцией во многом зависит от правильного выбора насоса

Контур отопления может быть устроен двумя различными способами, которые определяют расположение стояков и трубопроводов в пространстве.

Горизонтальный и вертикальный тип разводки

Предполагает подключение отопительных приборов к горизонтальной магистрали. Преимущественно монтируется большая площадь. Стояки в этом случае должны быть оптимально расположены в коридорах или подсобных помещениях.

Преимуществом данного типа компоновки является меньшая стоимость самой системы и ее монтажа. Основной недостаток – склонность конструкции к завоздушиванию, поэтому необходима установка кранов Маевского.

Горизонтальная разводка отличается от вертикального варианта тем, что количество вертикальных линий в ней минимально. Ее плюс в том, что подающая и обратная линии могут быть проложены под полом, минус в том, что для скрытой прокладки нежелательно использовать полимер трубы и необходимо установить циркуляционный насос на контуре

Радиаторы подключаются к вертикально расположенным стоякам. Этот вариант особенно хорош для зданий с несколькими этажами, поскольку дает возможность подключить каждый этаж отдельно к стояку отопления. Основным преимуществом системы является отсутствие воздушных пробок. При этом обустройство отопительного контура с вертикальной разводкой обойдется дороже, чем для горизонтального аналога.

Вертикальная компоновка системы позволяет подключать к отоплению каждый этаж отдельно, что очень удобно

Верхнетрубная двухтрубная система отопления

Главной отличительной чертой этой конструкции является прокладка подающей трубы по верхней части помещения, обратка – по нижней ее части.

Важным преимуществом такой системы является высокое давление в магистрали, что обусловлено значительной разницей уровней обратки и подающей трубы. Благодаря этому обстоятельству их диаметр может быть одинаковым даже при устройстве контура с естественной циркуляцией.

Но при этом расширительный бак, который находится в самой высокой точке контура, чаще всего оказывается на неотапливаемом чердаке, из-за чего могут возникнуть проблемы. Как вариант, можно рассмотреть обустройство бака внутри потолка, когда его нижняя половина остается в отапливаемом помещении, а верхняя часть выводится на чердак и максимально утепляется.

Если владельца не особо беспокоит наличие труб под потолком помещения, то подводящую магистраль желательно разместить выше уровня окон.

В этом случае расширительный бачок может располагаться под потолком при условии, что высота стояка достаточна для обеспечения нормальной скорости теплоносителя. Обратку нужно будет смонтировать как можно ближе к уровню пола или даже опустить под него. Правда, в последнем случае при обустройстве магистрали не получится использовать соединительные элементы, исключающие появление течи.

На рисунке показаны верхние схемы подключения при попутном и встречном естественном движении теплоносителя. Варианты двухконтурной и одноконтурной проводки

Внешний вид помещения с проложенными под потолком трубами не эстетичен. Кроме того, часть тепла уходит вверх, что делает систему отопления с верхней разводкой недостаточно эффективной.

Поэтому можно попробовать собрать схему с питающей линией, проходящей под радиаторами, но это только улучшит внешний вид системы и не повлияет на ее недостатки.

Подключение насоса позволяет легко добиться оптимального давления в системе даже при использовании труб минимального диаметра. Максимальный эффект от системы отопления с разводкой верхнего типа можно получить в двухэтажном частном доме, так как естественная циркуляция стимулируется большой разницей высоты установки котла в подвале и батарей второго пол.

В очередной раз отправится к расширительному баку, который находится на чердаке или на втором этаже. Откуда по наклонной линии начинает поступать жидкость в радиаторы.

В этом случае можно даже совместить распределительный бак, отвечающий за наличие горячей воды, и расширительный бак. Если в доме установить энергонезависимый котел, получится полностью автономная система отопления.

Еще один очень удачный вариант для двухэтажного дома – комбинированная система, объединяющая двух- и однотрубные секции. Например, на втором этаже монтируется однотрубная конструкция в виде водяного теплого пола, а на первом – двухтрубная. Полностью сохраняется возможность регулирования температуры во всех помещениях.

Двухтрубная система отопления с верхней разводкой не украшает помещение. Подающая труба должна располагаться над окном, если в здании не оборудован отапливаемый чердак

Основным преимуществом двухтрубной системы отопления с верхней разводкой считается высокая скорость продвижения теплоносителя и отсутствие проветривания магистраль.

Именно поэтому его применяют довольно часто, не обращая внимания на существенные недостатки:

• неэстетичный вид помещений;
• большой расход труб и комплектующих;
• невозможность обогрева больших площадей;
• проблемы с размещением расширительного бака, который не всегда можно совместить с распределительным баком;
• дополнительные расходы на декорирование, чтобы трубы можно было замаскировать.

В целом система с верхней разводкой вполне жизнеспособна, а при правильно выполненных расчетах еще и очень эффективна.

Двухтрубное исполнение с нижней разводкой

Схема предполагает монтаж подачи и обратки снизу аккумуляторов. В отличие от системы с верхним типом разводки здесь изменено направление движения теплоносителя. Она начинает движение снизу вверх, проходит через батареи и направляется по обратке в котел.

Системы нижней электропроводки могут включать одну или несколько петель. Кроме того, можно устроить тупиковую проводку и схемы с попутным движением жидкого теплоносителя.

На рисунке представлена ​​двухтрубная система отопления с нижней разводкой. Нижняя схема прокладки подающей линии выгодна тем, что не требует такой же мощной изоляции трубопровода, как при прокладке его в пределах неотапливаемого чердака. Потери тепла также значительно ниже.

Главный недостаток конструкции — завоздушивание. Для избавления от него используют краны Маевского. При этом, если система устанавливается в двухэтажных и более этажных домах, предполагается, что такой кран должен будет стоять на каждой батарее. Это, конечно, не очень удобно, поэтому рекомендуется прокладывать специальные ВЛ, входящие в систему.

Такие воздухоотводчики собирают воздух из теплотрассы и направляют его в центральный стояк. Далее воздух поступает в расширительный бачок, откуда удаляется. Отопительные контуры с нижней разводкой и естественной циркуляцией применяются редко, поскольку имеют ряд ограничений. Прежде всего, это то, что большинство батарей, включенных в схему, являются конечными.

По этой причине они должны быть оснащены спусковыми крючками. Если в системе открытый расширительный бачок, то стравливать воздух придется практически ежедневно. Установка воздухопроводов, закольцовывающихся в приточных трубах, позволяет нивелировать этот недостаток. Однако они значительно усложняют схему и делают ее более громоздкой. Причем «воздух» прокладывается сверху помещения.

Теряется существенное преимущество нижней разводки, заключающееся в отсутствии проложенной магистрали. Количество труб, используемых для монтажа в этом случае, вполне сопоставимо с количеством деталей, необходимых для верхней разводки. Поэтому для оснащения двухтрубной системы с нижней разводкой чаще всего используют вариант с принудительной циркуляцией.

Внешне системы с нижней разводкой выглядят намного привлекательнее. Трубопроводы выполнены из труб небольшого диаметра, проходят под радиатором и практически незаметны

К существенным преимуществам такой системы относятся:

• Компактное размещение блока управления всей системы. Чаще всего его устанавливают в подвале.
• Снижение теплопотерь, которое дает укладка труб по низу помещения.
• Возможность подключения и эксплуатации системы отопления до окончания строительных или ремонтных работ. Например, первый этаж можно отапливать, а на втором будут необходимые работы.
• Значительная экономия тепла за счет возможности распределять его по отапливаемым помещениям.

К недостаткам нижней разводки можно отнести большое количество труб и комплектующих, необходимых для монтажа и низкое давление жидкости в подающей магистрали. Кроме того, негативным моментом можно считать необходимость установки. радиаторы отопления, а также постоянное удаление воздушных пробок из системы.

Выводы и полезное видео по теме

Видео №1. Обзор и оценка преимуществ и недостатков систем отопления с естественной и принудительной циркуляцией:

Видео №2. Подробный разбор двухтрубной схемы отопления трехэтажного загородного дома:

Видео №3. Как самостоятельно обустроить двухтрубную систему отопления в загородном доме:

Двухтрубная система отопления – широко распространенный способ практичного и эффективного отопления домов. Существует множество модификаций этой схемы.