Открытая система отопления с циркуляционным насосом для частного дома: принцип работы, схема и устройство

Удаления воздушных пробок, запуск системы отопления

Схема удаления воздушных пробок из системы отопления.

Несмотря на полное заполнение, отопительный комплекс может накапливать воздух, что вызовет в дальнейшем повышенную подверженность коррозии внутренних частей трубопровода и радиаторов и приведет к постоянным шумам и стукам на протяжении всей системы. Воздух остается в трубах по причине наличия в ней множественных поворотов воздуха в запускаемой воде и негерметично уплотненных соединений.

Чтобы выпустить излишний воздух из труб отопления уже после ее заполнения, нужно открыть воздушные заслонки и краны и подождать до трех часов. Это необходимо, чтобы все пузырьки воздуха с внутренних стенок отопительных приборов поднялись на поверхность и вышли через специальные отверстия. Облегчить процесс поможет использование вибрационного насоса. По окончании процесса необходимо закрыть все заслонки и создать нужное давление для корректной работы в системе, оно должно находиться на уровне полутора атмосфер. Выравнивание давления произвести путем подпитки – добавления недостающего количества воды. После запуска давление поднимется до двух атмосфер.

Теперь можно приступить к запуску отопительного комплекса. Если отопление новое и запускается впервые, то по условиям гарантийного соглашения эту работу выполняют специалисты авторизованных сервисных центров производителя. Повторные запуски проводят самостоятельно. Испытывают отопительный комплекс постепенным нагревом в течение дня. Если никаких недочетов в комплексе отопления не выявлено, то можно выводить ее на полную мощность. Стоит отметить, что первые две недели работа системы может сопровождаться стуками в разводке труб. Это не должно настораживать, поскольку весь воздух при развоздушке не выпустить, он самоустраняется в процессе работы.

Все необходимые мероприятия следует успеть провести к отопительному сезону.

голоса

Рейтинг статьи

Принцип работы водяного отопления

В малоэтажном строительстве наибольшее распространение получила простая, надежная и экономичная конструкция с одной магистралью. Однотрубная система остается самым популярным способом организации индивидуального теплоснабжения. Она функционирует за счет непрерывной циркуляции жидкого теплоносителя.

Перемещаясь по трубам от источника тепловой энергии (котла) к отопительным элементам и обратно, он отдает свою тепловую энергию и обогревает здание.

Теплоносителем может быть воздух, пар, вода или антифриз, который используют в домах периодического проживания. Наиболее распространены водяные схемы отопления.

Традиционное отопление основано на явлениях и законах физики – тепловом расширении воды, конвекции и гравитации. Нагреваясь от котла, теплоноситель расширяется и создает в трубопроводе давление.

Кроме того, он становится менее плотным и, соответственно, легким. Подталкиваемый снизу более тяжелой и плотной холодной водой он устремляется вверх, поэтому выходящий из котла трубопровод всегда направляют максимально вверх.

Под действием созданного давления, сил конвекции и тяжести вода идет к радиаторам, нагревает их, сама при этом охлаждается.

Таким образом теплоноситель отдает тепловую энергию, обогревая помещение. К котлу вода возвращается уже холодной, и цикл начинается заново.


Современное оборудование, обеспечивающее теплоснабжение дома может быть очень компактным. Для его установки даже не потребуется выделять специальное помещение

Систему отопления с естественной циркуляцией называют еще самотечной и гравитационной. Для обеспечения движения жидкости необходимо соблюдать угол уклона горизонтальных веток трубопровода, который должен быть равен 2 – 3 мм на погонный метр.

Объем теплоносителя при нагревании увеличивается, создавая в магистрали гидравлическое давление. Однако, поскольку вода не сжимается, даже небольшое его превышение приведет к разрушению отопительных конструкций.

Поэтому в любой системе обогрева устанавливают компенсирующее устройство – расширительный бак.


В гравитационной отопительной системе котел монтируют в самой низкой точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней. Все трубопроводы делают под уклон, чтобы жидкий теплоноситель мог самотеком двигаться от одного элемента системы к другому

Основные элементы закрытой системы

Замкнутая система отопления состоит из отопительного котла (бойлера), труб, расширительного бака, циркуляционного насоса, радиаторов отопления и системы безопасности. Рассмотрим все элементы более подробно.

Бойлер

Котел для системы отопления может быть проточным или нагревательным. Первый совмещают функцию нагрева теплоносителя и подачу горячей воды в систему водоснабжения, второй отвечает только за прогрев теплоносителя для магистрали отопления

Отопление с помощью водонагревателя ничуть не уступает по эффективности получению тепла от стандартного бойлера, важно только обеспечить постоянную подачу воды в бак для поддержания объема теплоносителя в системе

Различаются бойлеры по типу топлива – газовые, электрические, со сжиганием твердого/жидкого топлива. Все агрегаты в обязательном порядке оснащены системой сброса воздуха, аварийного перекрытия поступления энергии. В продаже встречаются комбинированные котлы отопления – эти агрегаты сочетают возможность отопления несколькими видами топлива, например, газовый котел с топкой для угля, дров. Такая система актуальна при наличии перебоев с подачей централизованного газа, электричества.

Выбирается котел по мощности, которая рассчитывается с учетом площади дома, разветвленности системы отопления и желательных температурных показателей теплоносителя.

Циркуляционный насос

Назначение прибора – обеспечение равномерной и постоянной циркуляции теплоносителя в системе. Насос следует выбирать по мощности, чтобы он справлялся с задачей доставки воды в контур, включая отдаленные и тупиковые участки магистрали. При выборе агрегата в расчет принимается не диаметр трубы, под которую он сделан, а показатели производительности, напора водяной струи.

Расширительный бак

Герметичный сосуд компенсирует расширение воды при нагревании. Бак состоит из 2-х камер, разделенных гибкой мембраной. В одной части бака воздух, в другой – вода. Когда вода расширяется, воздух сжимается, мембрана вдавливается в отделение со сжатым воздухом. Как только теплоноситель остывает, мембрана возвращается на место, тем самым вытесняя жидкость в трубы. Таким образом поддерживается постоянный уровень давления, необходимый для равномерного прогрева носителя и циркуляции жидкости по тепловой системе.

Радиаторы отопления

Батареи отвечают за передачу тепла от воды в помещение, поэтому важно подобрать размеры, мощность радиаторов и установить их с соблюдением всех требований технологии. Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

Различается несколько типов радиаторов по материалу изготовления:

  • Чугун. Прочные и практичные приборы с высокой теплоотдачей, но медленным прогревом. Плюс в неограниченном сроке эксплуатации, минус в массивности приборов.
  • Сталь. Облегченные конструкции с минимальной инертностью и высокой теплоотдачей. Минус – малая теплоемкость, из-за чего придется тратить больше энергии на поддержание комфортной температуры, к тому же сталь подвергается коррозии, что уменьшает срок эксплуатации всей системы. Плюсы в эстетичности приборов, их невысокой стоимости.
  • Алюминий. Высокая теплоотдача, небольшой вес, малая инертность – плюсы, подверженность коррозии – минус.
  • Биметаллические конструкции. Являются самыми востребованными, сочетают характеристики стали и алюминия – сверху алюминиевый кожух и стальной сердечник внутри. Облегченные по весу радиаторы хорошо и быстро прогревают помещение, обладают высокой теплоотдачей, но не противостоят коррозии.

Трубы закрытой системы отопления

Трубопровод магистрали – элементы, транспортирующие теплоноситель по всему контуру. Если выбирается схема закрытой системы отопления, трубы нужно подбирать с учетом всех особенностей конструкции.

Элементы различаются по материалу изготовления:

  1. Сталь. Трубы могут быть обычными, оцинкованными или нержавеющими. Это тяжелые элементы, соединение которых требует сварки и нарезки резьбы – без специалиста при монтаже не обойтись.
  2. Медь. Прочный материал, не подверженный коррозии. Цена труб высокая, сложность при монтаже большая, применяются нечасто.
  3. Металлопластик. Трубы не отличаются сложностью в монтаже, но обилие металлических соединений, которые нужно периодически проверять на протечку и подтягивать, может доставить неудобства. К тому же металлопластик податлив на линейные расширения, что также не является плюсом применения.
  4. Полипропилен. Много плюсов, минус один – для системы отопления подходят металлопластиковые армированные трубы, которые выдерживают линейное расширение, минимизируют риск протечки. Стоит материал дороже, но повышенная прочность нивелирует этот недостаток.

Заполнение системы отопления

Способы заполнения открытой и закрытой отопительной системы различаются.

Как залить в закрытую

Закрытая система оснащена герметичным расширительным бачком, который устанавливается произвольно.

Внимание! Не рекомендуется использовать для залива теплоносителя верхний ярус системы. В этом случае воздух выходит сквозь слой теплоносителя, насыщая его

При нагреве по всему контуру образуются воздушные пробки.

Оптимальный вариант — подача теплоносителя через нижний вентиль:

  • из водопровода;
  • из ёмкости, скважины с помощью насоса.

Фото 2. Схема закрытой системы отопления. В неё монтируется герметичный расширительный бак и насос.

Сам процесс проводится в начале отопительного сезона или после ремонтных работ.

Качественный антифриз может перезаливаться раз в 5—6 лет.

Если подача жидкости производится не из водопровода, то понадобится насос. Источником выступает скважина или ёмкость. Процесс заполнения:

  • Проводить заполнение системы лучше вдвоём, тогда будет проще контролировать давление.
  • Теплоноситель закачивается при выключенном источнике тепла.
  • Вся запорная арматура открывается, закрытым остаётся только слив.
  • Радиаторы также перекрываются, за исключением самых отдалённых в каждом ответвлении.
  • Подключается подача теплоносителя: заполняются контур, котёл и бачок.
  • С начала процесса выход воздуха контролируется: он должен выходить через клапан группы безопасности и отводчик в верхней точке магистрали.

Важно! Группу безопасности рекомендуется ставить на систему с любым видом котла и типа топлива. Открываются радиаторы, начиная с первого от котла

Открываются краны, воздух стравливается через кран Маевского, после заполнения радиатор снова перекрывается. Этот процесс повторяется со всеми радиаторами ответвления

Открываются радиаторы, начиная с первого от котла. Открываются краны, воздух стравливается через кран Маевского, после заполнения радиатор снова перекрывается. Этот процесс повторяется со всеми радиаторами ответвления.

  • Когда батареи залиты, выпускается скопившийся воздух из циркуляционного насоса.
  • Далее активизируется источник тепла и одновременно включается насос. Проводится прокачка системы — без радиаторов.
  • Когда трубы достаточно нагрелись, на каждой батарее открываются краны. При этом необходимо ещё раз проконтролировать выход воздуха из каждого.
  • Если все сделано правильно, давление стабилизируется и составляет не более 2 Бар.
  • Процесс повторяется для каждого ответвления, в последнюю очередь теплоноситель заливается в тёплый пол.

Если отопление сконструировано с коллектором, то ветки заполняются отдельно, выход воздуха происходит через клапаны коллектора.

Внимание! В случае разветвлённой структуры прокачка и нагрев системы проводится только после заполнения всех частей. Процесс занимает много времени, требует внимательности

Если основные моменты будут упущены, в системе может остаться воздух, который впоследствии создаст проблемы в работе отопления

Процесс занимает много времени, требует внимательности. Если основные моменты будут упущены, в системе может остаться воздух, который впоследствии создаст проблемы в работе отопления.

Как закачать в открытую

Это открытая ёмкость с крышкой, которая является также удобным входом для поступления воды в систему. Заполняется обычным ведром или присоединяется насос. Отличие заполнения заключается в давлении в контуре: оно равно обычному атмосферному. Теплоноситель контактирует с окружающей средой — в самом высоком месте контура устанавливается расширительный бачок.

Фото 3. Схема открытой отопительной системы в двухэтажном здании. Схема заполняется теплоносителем через специальный резервуар.

Процесс заполнения:

  • Если используется насос, то понадобится ёмкость большого размера для подачи определёнными объёмами.
  • Вода заливается постепенно, с перерывами — так у воздуха будет возможность выходить. Если включается насос, то давление в контуре не должно превышать двух атмосфер. Воду останавливают, когда начинает заполняться сам расширительный бачок.
  • Далее выпускается воздух изо всех радиаторов и узлов системы. Для этого открываются вентили или краны Маевского до появления жидкости.
  • Затем в систему добавляется вода. Воздух по большей части самостоятельно удаляется через расширительный бачок, после запуска источника тепла этот процесс усиливается. В открытой системе проблема воздушных пробок не стоит так остро, как в закрытой.

Из открытого бачка происходит испарение, поэтому время от времени воду придётся доливать.

Контур заполняется снизу, если есть соответствующий разъём.

Группа безопасности для закрытой системы

Группа безопасности для закрытой системы

Группа безопасности для закрытой системыГруппу безопасности устанавливают на подающий трубопровод у выходного отверстия. Основная функция этого элемента – контроль работы всей системы, а также регулировка ее параметров. В ее комплект входят манометр, воздухоотводчик и предохранительные клапана.

За счет манометра можно производить измерения и контроль давления. Давление должно варьироваться в пределах 1,5-3 бар в зависимости от размера дома (для двухэтажных построек – это максимум 2 бара). 

Если же прибор показывает отклонение от нормы, то необходимо искать причины такого поведения оборудования: 

Резкое снижение давления, нужно поискать течь в системе, а также долить теплоноситель. 
Если же давление стало высоким, то, обратите внимание на режим работы котла – он может сильно нагреть теплоноситель. 

Также неполадки могут быть в работе циркуляционного насоса, предохранительного клапана (его функция заключается в том, чтобы удалять лишний теплоноситель при повышенном давлении) – либо нужно проверить корректность показателей манометра. Наиболее часто проблему встречают именно в предохранительном клапане – он соединен с трубой, через которую и выводится лишняя жидкость в канализацию. Именно поэтому необходимо контролировать, чтобы клапан срабатывал, но если вода сбрасывается слишком часто, то где-то в системе есть неисправность.

Также в группу безопасности входит автоматический воздухоотводчик, которые спускает лишний воздух, которые попадает в оборудование. Его основная функция – не допустить образование воздушных пробок.

Принцип работы

Работа закрытой системы отопления основана на передаче нагретым теплоносителем при посредстве отопительных приборов тепловой энергии в помещения дома. Температура в них пропорционально зависит от степени нагрева теплоносителя и его объема.

Для того чтобы отопительная система могла работать, необходимо определенное давление в ней. Напор дает возможность воде циркулировать и повышает эффективность конструкции. При перемещении теплоноситель преодолевает сопротивление трения, поэтому  величина его определяется диаметром и протяженностью труб, количеством фурнитуры и отводов.

Создать напор в системе отопления можно, используя силу гравитации. Это возможно при возникновении разницы плотностей нагретой и холодной жидкостей, протекающих на подающем и выходном трубопроводах. Нагретая вода обладает меньшей массой, поэтому она вытесняется более тяжелой охлажденной водой. Этот принцип действия применяется при устройстве схемы открытого типа.

Схема

В закрытой схеме искусственно создается давление за счет установки насоса. Такое устройство создает напор жидкости и обеспечивает круговое движение по контуру. Для увеличения срока службы насосного оборудования подключение производится в обратную магистраль, в которой температура ниже. Недостаток подобной системы заключается в зависимости ее работы от наличия электроэнергии. При этом конструкция обладает следующими достоинствами:

  1. Имеется возможность отопления домов с большой площадью, так как нет ограничения на протяженность магистрали.
  2. Используются новые схемы и современные виды отопления.
  3. Повышается теплоотдача.
  4. Отсутствуют потери на испарение теплоносителя.
  5. Снижается диаметр труб, что дает экономию средств на их приобретении и установку.
  6. Снижается разница температур, что облегчает условия работы отопительного оборудования и разгружает систему.
  7. Уровень теплоотдачи регулируется индивидуально для каждого отопительного прибора.

Расчет циркуляционного насоса

Циркуляционный насос в отопительной системе дома должен решать главную задачу: обеспечивать достаточную для отдачи нормированного количества прокачку рабочего тела. То есть, прокачивать по трубам проходить такой объем теплоносителя, который при остывании в одном цикле передаст воздуху комнат энергию, указанную в СНиП (как минимум).

При расчете используются нормы для самого холодного времени года. А именно, при требованиях отдачи тепла на уровне 173-177 Вт/кв.м в условиях температуры воздуха на улице от -25 до -35 градусов. Данная норма действительна для одно- и двухэтажных строений. В домах большей высоты принимается отдача в 100 Вт/кв.м.

По данным показателям вычисляется, в первую очередь, мощность главного нагревателя, электрического, газового, жидко или твердотопливного котла. Основной параметр циркуляционного насоса, расход или производительность, быстро и удобно вычисляется на основании характеристик отопителя. Для этого достаточно поделить мощность котла в Ваттах на дельту температур, показатель остывания воды за один рабочий цикл. Это разница между подачей и обраткой. На практике ее принимают равной 20-25, так как на выходе котла теплоноситель имеет 80-95%, а после прохода через батареи от 60 до 70 градусов Цельсия.

Однако вычислить производительность насоса — только половина дела. Его характеристик должно быть достаточно для преодоления гидравлического сопротивления всей сети труб внутри дома. Оно приводится к параметру напора насоса в таком соотношении: 100 Па/м соответствует 0,01 м.

Для расчета гидравлического сопротивления трубной сети внутри дома игнорируют его этажность. Причина проста: длина труб подъема воды от котла практически всегда равна протяженности обратки. Для расчета гидравлического сопротивления обычно используют специальные формулы, учитывающие все особенности распределительной сети.

Пример расчета циркуляционного насоса

Есть и упрощенный вариант расчета. В расчете используются следующие допущения:

  • один метр прямой трубы создает сопротивление от 100 до 150 Па на каждый метр, в зависимости от материала;
  • использование фитингов увеличивает сопротивление сети на 30%;
  • при использовании трехходовых смесителей нужно добавить еще 20% от прямого сопротивления к конечному результату.

Порядок расчета выглядит так: сначала измеряют общую протяженность труб. Умножая ее на нормированное сопротивление, получают базовый результат. Затем к нему добавляют потери. То есть, прибавляют проценты для фитингов, смесителей, поворотов. Если сеть построена по однотрубной схеме и в радиаторах используются терморегулирующие вентили, к итоговому результату добавляют 70% от базового значения сопротивления.

Существует мнение, что полученные в итоге расчетов целевые параметры циркуляционного насоса описывают технический максимум. А на практике можно взять устройство с заниженными показателями. Однако упрощенный расчет означает достаточно серьезный люфт в итоговых результатах. Множество факторов остаются неучтенными.

Через какой патрубок залить антифриз

Так выглядит кран для подпитки

Прежде чем приступить к работе, нужно знать, как заполнить систему отопления антифризом. Есть две разновидности контуров обогрева. В одном теплоноситель контактирует с воздухом, а в другом циркуляция проходит по абсолютно замкнутой схеме. Принцип работы этих контуров отличается, но их объединяет то, что в обоих можно применять антифриз. Чтобы залить антифриз в контур отопления потребуется насос. В открытые контуры можно вливать теплоноситель ведрами, но в случае с незамерзающей жидкостью это будет слишком долго.

Заливка антифриза в систему отопления по идее осуществляется через клапан подпитки, если такой есть в наличие. Если же его нет, то возможны следующие варианты:

К этому крану подключается насос, благодаря которому антифриз поступает в трубы. После того как заправка системы отопления антифризом будет завершена, кран остается в торце батареи. Это позволит подпитывать систему в процессе эксплуатации, а также использовать его в качестве слива, когда потребуется освободить контур от теплоносителя.

В закрытых контурах стоит мембранный расширительный бак, для которого есть отдельный патрубок. При заполнении системы, экспанзомат рекомендуют временно снять. Можно ли заполнить систему отопления антифризом, когда бак не снят? Можно, но скорее всего, после этого экспанзомат все равно придется снять и перенастроить. Расширительный бак ставят как вверх, так и вниз дном.

Второй способ более предпочтительный, при этом кран на патрубок устанавливается разными способами. Некоторые монтажники американки с краном ставят таким образом, чтобы запорная арматура оставалась на контуре, а некоторые наоборот, устанавливают так, что кран снимается вместе в экспанзоматом.

В первом случае проблем с заполнением контура через патрубок для расширительного бака не возникнет. Во втором случае потребуется установить такой кран. К запорной арматуре подводится шланг от насоса и антифриз заливается в трубы. По завершении работы шаровой кран перекрывается и устанавливается экспанзомат.

Даже если у вас нет подпитки, которая отходит от труб, это не означает, что ее нет вовсе. В современных котлах обязательно присутствует патрубок для подпитки. По этой причине монтажники могут не установить еще один кран в самом контуре. Подпитка котла, если система работает на воде, зачастую соединяется с водопроводом. Если же используется антифриз, то патрубок остается свободным, к нему можно подключать насос.

О том, почему иногда приходится прибегать к обогреву деревянного дома электричеством читайте здесь.

Промежуточные выводы

Итак, перед тем, как заполнить систему отопления закрытого типа, нужно оценить условия использования системы отопления.

Выводы будут такими:

  1. При условии, что вы будете пользоваться отоплением постоянно, и в системе будет поддерживаться положительная температура, наилучшим вариантом теплоносителя будет вода. Лучше всего – дистиллированная вода, но можно использовать и просто из крана.
  2. В тех случаях, когда в зимнее время протапливать дом будут лишь время от времени, оптимальный вариант – заполнение системы отопления антифризом, то есть теплоносителем на основе этиленгликоля.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий