Критерии выбора отопительных компонентов: котлов, труб, радиаторов и насосов

Подбор диаметра труб отопления — Teplopraktik

Диаметр труб отопления зависит от того какой объем теплоносителя будет проходить через них. Очевидно, что на главном подающем трубопроводе, идущем от отопительного котла, диаметр будет больше, на ветке с тремя радиаторами он будет еще меньше, а на конечном радиаторе он будет самым маленьким. Соответственно диаметр трубы будет зависеть от общей тепловой мощности радиаторов, который питает данный трубопровод.

Кроме того диаметр трубопровода зависит от скорости движения теплоносителя в системе и от перепада температур подача/обратка. Чем выше этот перепад, тем меньше требуется диаметр трубопровода. Стандартный перепад температур – 20°С. В более комфортных системах этот перепад меньше – 10°С.

Отопительная система с циркуляционным насосом характеризуется высокой скоростью теплоносителя, система же с естественной циркуляцией обладает низкой скоростью, поэтому это обязательно надо учитывать при подборе труб отопления. Не стоит закладывать в расчет трубопроводов слишком большую скорость движения воды в трубах, т.к. это создаст различные неприятные шумы и журчание в трубах. При слишком низкой скорости же возникает риск образования воздушных пробок в системе. Скорость движения в трубах должна быть в пределах 0,4 – 0,6 м/с. Самотечная система характеризуется значительно более низкой скоростью теплоносителя, поэтому диаметр труб нужно выбирать больше.

Поэтому ниже мы укажем таблицы подбора диаметра труб для различных систем с указанными параметрами. В таблице используется подбор диаметра труб из различных материалов. Стальные трубы ВГП имеют обозначение по внутреннему диаметру, тогда как полипропиленовые, металлопластиковые и трубы из сшитого полиэтилена имеют обозначение по наружному диаметру. Это учтено в таблице подбора диаметров трубопроводов.

Пример использования: двухтрубная система с циркуляционным насосом, общая мощность 18 кВт.

Разводка выполнена полипропиленовой трубой, условное обозначение — ПП.

Как видим из схемы — вначале из котла выходит полипропиленовая труба, диаметром 40мм, внутренний просвет у нее 25мм, что соответствует металлической ВГП трубе в 1 дюйм (25мм). Далее идет отвод на бойлер (4 кВт) и теплые полы (2 кВт) двух ПП труб, диаметром 16мм. После этого часть теплоносителя отделилась, поэтому нет необходимости в такой толстой трубе. На отопление 1-ого и 2-ого этажей уже пойдет более тонкая труба — 32мм, она пойдет до первого тройника. На тройнике отделяется ветка на 1-ый этаж, диаметром 25мм, и на 2-ой этаж, также диаметром 25мм. К конечным радиаторам уже подходит полипропиленовая труба диаметром 16мм. И на 3-х последних радиаторах также идет заужение подающей трубы до 16мм.

В однотрубной системе, в отличие от двухтрубной по одному трубопроводу подается весь теплоноситель системы. Поэтому в такой системе весь трубопровод (после ответвления трубы на бойлер и теплый пол) будет диаметром 32мм, а к отдельным радиаторам от основного трубопровода будут подходить трубы 16мм.

teplopraktik.ru

Лучевая схема разводки трубопровода: особенности

Наиболее оптимально лучевая разводка системы отопления подходит для тех случаев, когда в доме несколько этажей или же имеется большое количество комнат. Таким образом, удается существенно повысить эффективность работы всего оборудования, гарантировать качественную теплопередачу, исключить лишние потери теплоты.

Один из вариантов обустройства коллекторной схемы трубопровода

Принцип работы схемы обогрева, выполненной по коллекторной схеме, довольно прост, но в то же время, есть в нем и некоторые особенности. Так, например, лучевая схема отопления подразумевает установку на каждом этаже здания нескольких коллекторов, а уже от них организацию разводки труб, прямую и обратную подачу теплоносителя. Как правило, инструкция  к подобной схеме разводки подразумевает установку всех элементов в цементную стяжку.

Элементы схемы разводки труб обогрева

Современное лучевое отопление – целая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

Котел. Стартовая точка, агрегат, из которого подается теплоноситель в трубопроводы и радиаторы. Мощность техники обязательно должна соответствовать потребляемому отоплением количеству теплоты;

Коллектор для отопительной схемы

При выборе циркуляционного насоса для коллекторной схемы разводки труб (этого также требует инструкция) следует обязательно учитывать массу параметров, начиная от высоты и длины трубопроводов (данные элементы создают гидравлическое сопротивление) и заканчивая материалами радиаторов.

Мощность насоса не является основным параметров (она определяет лишь количество потребляемой энергии) – внимание нужно обращать на скорость перекачивания жидкости. Данный параметр показывает, сколько теплоносителя сможет передать циркуляционный насос за определенную единицу времени;

Монтаж пластиковых труб в коллекторной схеме обогрева

Коллекторы для таких систем дополнительно могут снабжаться разнообразными терморегулирующими или запорно-регулирующими элементами, благодаря которым можно обеспечить определенный расход теплоносителя в каждой из веток (лучей) системы. К тому же, дополнительная установка автоматических удалителей воздуха и термометров позволяет наладить более производительную работу системы без лишних затрат.

Один из вариантов разводки пластиковых труб в коллекторной схеме

Подбор того или иного типа коллекторов (а представлены они на отечественном рынке в большом ассортименте) производится по количеству подключаемых радиаторов или контуров обогрева. К тому же, различаются все гребенки еще и по материалам, из которых они изготовлены – это могут быть полимерные материалы, сталь или же латунь;

Шкафы. Лучевая разводка системы отопления требует сокрытия всех элементов (распределительный коллектор, трубопроводы, запорная арматура) в специальные коллекторные шкафы. Такие конструкции являются довольно простыми, но в то же время функциональны и практичны. Могут быть как наружными, так и встраиваемыми в стены.

Выбор подводящих и отводящих труб

Перед началом каких-либо работ по обустройству системы отопления, важно определиться с основными параметрами труб. Для начала следует отметить, что выходы у котла, подводящей магистрали, а также вход у коллектора должны иметь одинаковые габариты

Исходя из таких свойств, подбираются и диаметры труб, а в случае необходимости применяются специальные переходники.

Отбор теплоносителя из бака и его распределение по трубопроводу

Материалы труб подвода и отвода теплоносителя могут быть самыми различными, но лучше всего применять пластиковые изделия. Все дело в их практичности, простоте монтажных работ и доступности.

Почему возникает потребность в подпитке

После заполнения контура водяного отопления объем жидкости в ней понемногу начинает уменьшаться в силу разных причин. На свободное от теплоносителя место проникает воздух, что негативно сказывается на функционировании системы.

В закрытом контуре с принудительной циркуляцией постепенно падает давление, помимо этого насос, не рассчитанный на перекачку смеси воздуха с водой, быстрее изнашивается и может выйти из строя раньше времени. В итоге движение теплоносителя нарушается, он перегревается, что ведет к аварийной остановке котла. В контуре открытого типа также происходит перегрев теплоносителя, если его объем недостаточен для полноценного функционирования системы.

Чтобы дом не остался без тепла из-за аварийной ситуации, необходимо создать специальную систему подпитки водяного контура. При этом узел подпитки задействуется и для заполнения контура перед началом эксплуатации.

Закрытый контур отопления с принудительной циркуляцией

Важно разобраться, что становится причиной утечки воды из отопительной системы открытого и закрытого типа:

• в контуре с расширительным баком открытого типа теплоноситель достаточно интенсивно испаряется из емкости и его следует регулярно подливать;
• при срабатывании автоматических клапанов для стравливания воздуха из системы часть теплоносителя также попадает наружу в виде пара, так как клапаны для удаления воздуха из системы устанавливаются в наивысших точках контура, где, по законам физики, температура жидкости является максимальной;
• функционирование твердотопливного котла сопровождается срабатыванием предохранительного клапана, если теплоноситель нагревается до критически высоких температур, при этом выбрасывается пар и часть жидкости из контура, кроме того, предохранительный клапан может постоянно подтравливать пар или протекать, при этом капли быстро испаряются, не оставляя следов;
• для спуска воздуха из радиаторов используется кран Маевского — удаляя воздушную пробку нужно дождаться устойчивой струйки теплоносителя, из-за чего объем жидкости в контуре уменьшается;
• протечки (порой незаметные) на стыках в местах установки элементов системы также являются одной их причин возникновения дефицита теплоносителя в трубопроводе.

Как заливать воду снизу?

Обратимся к самой нижней точке нашей системы отопления. В этой точке должен быть кран для слива воды из системы. Если этот кран будет не в самой нижней точке, мы не сможем спустить воду полностью и что-то обязательно останется. Так что скорее всего эта точка будет даже ниже котла. Вот примерно там же, рядом, в непосредственной близости от этого крана, должен быть патрубок для заливки отопления. На конце этого патрубка находится обратный клапан. Он пускает воду внутрь системы, но не выпускает наружу. Нам осталось присоединить к этому клапану выход водопровода с краном. Открывая кран, вода из водопровода устремляется в систему. Давление, развиваемое водопроводом должно быть больше или равно максимально допустимому давлению в нашей системе отопления. Для двухэтажного дома с котлом в подвале, одной — полутора атмосферы бывает достаточно.

Впускной узел системы отопления (вер.1)
Это первая версия узла. Много временных деталей. Для соединения с водопроводом используется гибкая подводка в виде садового шланга. Настало время, когда я подумал, что этот узел может быть причиной сильного затопления.

Узел впускного клапана
Это последняя версия узла. Здесь все сделано прочно и по уму. Стальных деталей нет вообще, гибкая подводка заменена на стационарную.

Принцип заливки отопления снизу в том, что у нас не образуется воздушной подушки под слоем воды. У нас весь воздух скапливается в самой верхней точке системы, и мы его подпираем водой. Ну и в радиаторах, конечно, ибо как я уже говорил, каждый радиатор представляет собой ловушку воздуха.

Стратегия № 1 (быстрая)

Мы можем сразу открыть кран Маевского в самой верхней точке. Можем открутить (открыть) все клапаны! Только под каждым открученным клапаном нужно поставить широкое корытце, в которое будет вода сливаться, когда система заполнится. Отверстие в клапане очень маленькое. Миллиметр всего, поэтому много воды не натечет. Особенно если быстро бегать по дому с отверткой.

Короче, клапаны открутили, водопроводный кран тихонько (но не слишком уж тихонько) открыли и система начала наполняться. Дальше у нас есть целый спектр вариантов. Мы можем открыть воду несильно, подойти к тому радиатору, который должен наполниться первым, и ждать у него, пока из клапана потечет вода. Потекла? Закручиваем и перебегаем к следующему клапану. Так постепенно обегаем все клапаны и закручиваем их. После этого система считается залитой и ее можно включать. Если дом не слишком большой, то можно залить всю систему за полчаса. Да здравствуют современные схемы систем отопления! Но исполнять эту стратегию лучше, все же с помощником, который разбирается в вопросе и ничего не испортит (жена не подойдет). Дело в том, что вполне может оказаться, что вода поступает в систему слишком быстро и вы либо не успеваете закрутить все клапана, либо давление слишком сильно вырастет. Тогда вам захочется перекрыть поступление воды. Для этого должен быть кто-то, кто быстро и без дополнительных вопросов это сделает и спасет все мероприятие.

Стратегия №2 (долгая)

У нас нет такого количества широких емкостей, чтобы поставить их под каждым клапаном. Тогда мы не откручиваем клапаны. Заливаем воду до тех пор, пока давление по нашему манометру не поднимется до максимума (обычно это 1.5 атмосферы). После этого мы идем к первому клапану с кружкой и отверткой и спускаем весь воздух. Давление опустится. Мы идем вниз и опять поддаем давление до максимума. И так повторяем, пока из нашего клапана не польется вода. После этого идем к следующему клапану и все повторяем. С такой стратегией можно залить воду за 2 часа. Но не пролить при этом ни капли! И работать, кстати, одному.

Хорошей идеей будет поставить к водопроводному крану жену и сказать, чтобы поддерживала давление. То есть, чтобы стрелка была «вот здесь». Моя жена с этим делом отлично справляется. Ей даже нравится, кажется.

Стратегия №3 (промежуточная)

Лично в моей системе отопления присутствует накопительный котел. В нем довольно много воды. Литров 60. И панельные радиаторы. В них помещается очень мало воды. И трубы у меня тонкие. То есть, основная вода у меня в котле. На выходе котла у меня стоит циркуляционный насос. На насосе находится клапан для спуска воздуха. Я откручиваю этот клапан и заливаю весь котел. Как только из мотора (из его клапана) потекла вода, я начинаю действовать по стратегии №2. И заливаю свою систему где-то за час-полтора.

Как сделать обвязку котла правильно

Следующий компонент отопительной системы – обвязка котла. Первым делом стоит поискать циркуляционный насос с хорошей производительностью. Если он может выдавать напор в 2 метра, то такое устройство вполне подойдет даже для функционирования отопления в многоэтажных домах.

Мощность циркуляционного насоса рассчитывается по формуле вида:

• Q = 0,86R / Dt, где
• Q – производительность насоса (измеряется в куб.м. в час);
• R – мощность отопительного котла или контура, в который будет встраиваться циркуляционный насос;
• Dt – разница температур в подающем и обратном контуре (обычно составляет около 20 градусов).

Выбирая предохранительный клапан, нужно отталкиваться от максимальной величины давления, которое может возникнуть в системе (как правило, это значение составляет 2,5 кгс/см2). Объем расширительного бака должен составлять 1/10 от объема теплоносителя, находящегося в контуре. Желательно брать бачок с небольшим запасом. В стандартных отопительных системах на 1 кВт мощности котла приходится около 15 литров теплоносителя.

Как правило, бак начинает срабатывать при давлении в 1,5 кгс/см2 – т.е. при превышении рабочего давления в сбалансированной отопительной системе. Чтобы увеличить давление, нужно воспользоваться краном, соединяющим отопление и холодное водоснабжение, или же просто подкачать расширительный бак воздухом.

Выбор труб для отопления

Виды труб отопления

Как подобрать трубы для отопления и дополнительные элементы к ним? Магистрали необходимы для доставки теплоносителя к радиаторам. При этом они должны выдерживать максимальные значения температуры давления при работе системы отопления.

Для правильного выбора отопительных труб следует учитывать их качества и характеристики:

• Материал изготовления – сталь, пластик, медь. Для организации теплоснабжения в частном доме или квартире в последнее время устанавливают полимерные трубопроводы. Однако они не подойдут, если уровень нагрева теплоносителя будет превышать +90°С;
• Диаметр труб. Расчетная величина, зависящая от показателей давления, требуемой скорости циркуляции воды и теплоотдачи всей системы;
• Трудоемкость монтажа. Меньше всего усилий потребуется для установки полимерных труб.

В видеоматериале можно подробно ознакомиться с параметрами выбора труб для отопления:

Как выбрать

Параметры, на которые нужно обратить внимание, приобретая прибор:

• Мощность. На этот показатель влияют: степень напора жидкости, производительность котла, его пропускная способность, температура теплоносителя, диаметр трубопровода.
• Расход циркуляционного насоса. Он определяется формулой: Q=N/t2—t1, где N — параметр мощности, t2 — температура, выходящая из теплового источника, а t1 — присутствующая в оборотном трубопроводе.
• Напор насоса. В соответствии со стандартами на 1 кв. м. площади помещения требуется значение мощности 100 Вт.
• Подключение прибора. Важен диаметр трубы для его фиксации — 2,5 или 3,2 см.
• Давление. Длина всех труб умножается на 100 Па.
• Производительность.

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.

От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

• Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).

• Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.

Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.

Недостатки

Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:

• Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.

• Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
• Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.

Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.

Что такое лучевая схема разводки системы отопления

Для реализации проекта оборудования дома отопительной системой, как вновь строящегося, так и реконструируемого, существуют следующие способы соединения приборов обогрева:

1. Контур с тройниковой (периметральной) разводкой.
2. Лучевое (коллекторное) подключение.

Первый способ — дешевле, так как общая протяженность монтируемых труб значительно меньше. Но по многим другим параметрам стандартная линейная схема уступает коллекторной, при которой для подключения каждого конвектора выделяются отдельные независимые трубопроводы (лучи).

В коллекторной системе отопительные элементы обособленно, по параллельной схеме, замыкаются на распределительной узел (гребёнку), который подключен через основную магистраль к центральному отоплению или котлу обогрева.

Роль коллектора — равномерно раздавать тепловые потоки по лучам системы и, за счет естественной или искусственно создаваемой циркуляции, собирать и возвращать их, в отдавшем тепло виде, к источнику тепла.

Варианты отопительных систем

Автономная система отопления (в частном доме, небольшом коттедже) позволяет выбирать из двух возможных вариантов устройства системы отопления.

1. Одноконтурная (однотрубная) – классическая, которая используется давно и повсеместно.
2. Двухконтурная (двухтрубная) – более эффективная при эксплуатации, с возможностью регулирования теплоотдачи.

Одноконтурная система отопления

Подключение радиатора к полипропиленовым трубам в одноконтурной системе проводится последовательно.

Схематично устройство такого типа простое:

• В верхний вход радиатора подключают трубу, идущую от котла (подача).
• К нижнему присоединяют отвод охлажденного теплоносителя (обратка).

Подача и обратка осуществляется по одной трубе. В одноэтажном строении это горизонтальная труба по периметру системы. В многоквартирных домах это вертикальная труба стояка.

Тонкость монтажа одноконтурной системы состоит в том, что здесь нужно смонтировать байпас.

Байпас – это встроенная между подачей и обраткой труба (перемычка) с вентилем или обратным клапаном. Байпас необходим для автономного отключения одной батареи из контура, при работающей системе (например, для ремонта).

Двухконтурная система

При двухконтурной системе монтаж батарей осуществляется параллельно. Ввод теплоносителя идет от отвода от основной трубы подачи. Обратный возврат происходит по той же схеме, по второй (отдельной) трубе. Отдельный ввод на каждый радиатор позволяет обойтись без дополнительных деталей в виде байпаса. На подвод монтируют запорный кран (вентиль), которым и перекрывают подачу в случае нужды.

Двухконтурная система отопления эффективнее по теплоотдаче примерно на 10% и считается более современной.

Для крепления батареи к стене потребуются кронштейны или специальные крюки. Для легких радиаторов достаточно 2 опор. Количество кронштейнов для тяжелых батарей рассчитывают из потребности 1 крепление на три секции.