В наше время наиболее часто используются водяные отопительные системы закрытого типа. Применяются они как при централизованном теплоснабжении жилых домов, так и при автономном отоплении. Функцию теплоносителя может выполнять не только вода. Используются и другие жидкости или газы, если они обладают необходимыми физическими и техническими свойствами.
Однако традиционно в системах отопления закрытого и открытого типа используется вода, поэтому они и называются водяными.
Жидкий теплоноситель такой системы, нагретый до заданной температуры, проходя по трубопроводам и радиаторам, передает тепло воздуху отапливаемого помещения. Теплоотдача, а как следствие, и комфорт в доме, напрямую зависит от объема и температуры теплоносителя. Также необходимо создать требуемое давление в системе отопления. Благодаря этому фактору обеспечивается циркуляция воды. Он наиболее важен для эффективной работы системы. Давление теплоносителя определяется сопротивлением, возникающим при трении.
Его сила напрямую зависит от длины и толщины труб, количества отводов, тройников и кранов.
Давление в системе может быть создано посредством гравитационной силы. Она образуется при нагреве воды. Как следствие появляется разность плотности в подающей и подводящей трубе. Часть нагретого теплоносителя имеет меньшую плотность и вес. Поэтому он поднимается, вытесняемый охлажденной частью. Так работает отопительная система открытого типа. Существует и другой способ создания давления, и применяется он в закрытых системах с искусственной циркуляцией. Для этого в схеме предусматривается монтаж специального насоса. Данный агрегат создает давление и обеспечивает движение воды по замкнутому кругу. Подключается насос в обратную магистраль, так как в ней температура ниже и это позволяет продлить срок службы деталей насоса, соприкасающихся с теплоносителем. Система с искусственной циркуляцией обладает существенным недостатком. Она зависит от напряжения в сети. Однако имеет ряд достоинств:
Достоинства следующие:
Недостатки, о которых надо помнить:
В холодное время года, при длительном перерыве в эксплуатации, если функции теплоносителя выполняет вода, ее необходимо сливать, чтобы предотвратить размораживание системы.
Конструкционные отличия состоят в следующем:
Как видно, двухтрубная схема отопления сложна в монтаже, требует дополнительных трубопроводов и визуально более громоздка. Поэтому, несмотря на наличие перечисленных ниже недостатков, наиболее популярна в применении однотрубная система отопления:
Схема однотрубной системы бывает проточного типа (рис. 2а). В ней теплоноситель поступает последовательно в каждый радиатор. Здесь нет возможности корректировки силы теплоотдачи каждого радиатора. А значит, и не получится регулировать температуру в отапливаемой комнате. Более практична в применении однотрубная система с замыкающими участками (рис. 2б). В ней перед входом в каждый радиатор установлен кран. С его помощью можно регулировать объем проходящей через батарею воды и тем самым задавать необходимую температуру в помещении.
Этот способ разводки в последнее время получил большое распространение. Он используется и в загородных домах, и в городе. Может монтироваться как в сочетании с однотрубной или двухтрубной системами, так и в чистом виде. Одним из ее основных элементов является коллектор (рис. 4). Это устройство, позволяющее распределять нагретый теплоноситель от подающей трубы, а потом, наоборот, объединять охлажденные в радиаторах потоки в одну магистраль.
Монтируются они в нише стены или специально оборудованном шкафу. Обеспечивают параллельное подключение отопительных приборов и тем самым облегчают балансировку водяных потоков. Необходимо только выбрать такое место, чтобы от этого шкафа до всех обслуживаемых радиаторов на этаже было одинаковое расстояние. Коллекторы позволяют сделать систему компактной и подключать к ней вспомогательные приборы. Сейчас они поставляются совместно с регуляторами температуры и термометрами. Обеспечивают возможность монтирования отопительной системы прямо в пол. Однако для такого вида отопления необходимо подобрать соответствующий коллектор. Он должен снабжать теплоносителем все радиаторы и отопительные петли равномерно и иметь функцию регулировки и настройки водяных потоков.
Для монтажа системы коллекторного типа на каждом этаже производится установка подающего и обратного коллектора. Они соединяются с общими стояками. А уже от самих «гребенок» осуществляется разводка теплоносителя к каждому отопительному прибору. Для облегчения балансировки потоков необходимо, чтобы длины петель были одинаковы (рис. 5). Применяются трубы из металлопластика или армированного полипропилена. Наиболее предпочтительна нижняя разводка. В связи с этим на каждом радиаторе необходима установка кранов для отвода воздуха. Их можно заменить автоматическими воздухоотводчиками.
Наиболее рациональное место размещения расширительного бачка в домах, имеющих небольшую площадь, возле котла. Коллекторная система отопления требует для монтажа большое количество труб. Это ее недостаток, но есть и положительные стороны:
Во время монтажа потребуется установка котла, насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя. Обязательно наличие расширительного бачка. Также понадобятся трубы, соединительная арматура, краны, радиаторы, терморегуляторы.
От того какой источник энергии вы выберете, будет зависеть выбор типа котла. Но можно обойтись и без него, если пожелаете обогревать свой дом с помощью геотермальной или солнечной энергии. Однако для отопления традиционно используют газ, уголь, электричество, древесину, керосин. Из всех видов самый распространенный, дешевый и удобный в эксплуатации – это газ.
Установка расширительного бачка необходима для предотвращения разрыва труб и обеспечения нормального функционирования всего оборудования. При выборе расширительного бачка для системы закрытого типа нужно обратить внимание, чтобы материал мембраны выдерживал высокую температуру, был долговечным и отвечал санитарно-гигиеническим нормам. Продлить срок службы расширительного бачка можно, следя за тем, чтобы не было резких скачков давления. Чаще они возникают в момент запуска системы.
Циркуляционный насос, оборудованный блоком электронной регулировки скорости вращения, позволяет снижать потребление электрической энергии до 40%. Он не создает шума в трубах и имеет больший срок службы. При выборе насоса прежде всего обратите внимание на количество потребляемой энергии, гарантийный срок службы и время работы без технического обслуживания. Мощность насоса определяется размерами водяной системы. Так, для того чтобы отопить дом площадью до 250 м², достаточно создать напор 0,4 атм. Максимальная производительность насоса должна быть 3,5м³/ч. Если жилое помещение имеет площадь от 250 м² до 350 м², рекомендуется установить циркуляционный прибор с производительностью 4,5 м³/ч. Он должен создавать напор 0,6 атм. При обогреве жилплощади свыше 350 м², но не более 800 м², потребуется насос, имеющий производительность 11 м³/ч. Величина напора должна быть не ниже 0,8 атм. Для более верного расчета требуемой мощности насоса необходимо учесть:
Для создания систем отопления закрытого типа используются стальные, металлопластиковые, армированные полипропиленовые трубы. При выборе прежде всего нужно обратить внимание на температурные характеристики будущей отопительной системы. Наиболее прочны металлические трубы. Они выдерживают давление в 10 атм. Допускается подача теплоносителя выше 100°. Однако они подвержены коррозии. Полипропиленовые армированные трубы выдерживают температуру воды до 95°.
Для монтажа системы из таких труб потребуется специальный паяльник. Но его приобретение окупится дешевизной арматурных соединений. Металлопластиковые трубы допускают пропуск теплоносителя с температурой до 90°. Их применение в системах центрального отопления не допускается нормативными документами. Однако они просты в монтаже, не требуют применения сложных инструментов. Единственный серьезный недостаток – высокая стоимость фитинговых соединений.
При выборе этого элемента системы необходимо учесть, в каких условиях он будет эксплуатироваться. Например, в городской системе температура воды может достигать 120°. Давление при этом может быть 10 атм. Учтите, что чистота теплоносителя оставляет желать лучшего. Поэтому в городской квартире часто устанавливают чугунные батареи. Если вы оборудуете систему отопления в частном доме, где условия эксплуатации не такие жесткие, то можно монтировать радиаторы, которые обладают лучшим дизайном.
Таким образом, водяная система отопления наиболее эффективная и удобная в эксплуатации. Поэтому она наиболее популярна при планировке и строительстве современных жилых объектов.Применение новых технологий, современных приборов и материалов позволяет воплощать в жизнь многие необычные идеи.