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

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:

Схемы отопления с принудительной циркуляцией, фото, видео

Конкуренция систем отопления с естественной и принудительной циркуляцией длится с тех пор, как был изобретен насос. Естественное передвижение теплоносителя (пользователи называют его «гравитацией» или «физикой») подчиняется законам сообщающихся сосудов и гравитации и не зависит от внешних источников энергии, то есть считается автономным. А любая схема отопления с принудительной циркуляцией включает в себя циркуляционный насос, который подключается к электросети, то есть существует прямая зависимость работы отопления от наличия напряжения.
Различия в схемах отопления с принудительной и естественной циркуляцией

Содержание

1. Преимущества и недостатки принудительной системы отопления
2. Выбор циркуляционного насоса
3. Составление схемы системы отопления с принудительной циркуляцией
4. Проблема отсутствия циркуляции

Системы с естественной циркуляцией более надежны, так как в регионах с частым отключением электричества они будут работать бесперебойно, но все-таки им предпочитают схемы отопления с принудительной циркуляцией, так как насос решает следующие проблемы:

1. Не нужно прокладывать отопительные трубы большого диаметра – достаточно обычных полудюймовых металлопластиковых или ПВХ-труб: насос обеспечит течение жидкости в любом случае.
2. По тонким трубам передвигается меньший объем теплоносителя, а это значит, что его можно быстрее нагреть и увеличить тепловую отдачу. Также это помогает более точно регулировать температуру и расходовать меньше тепловой энергии, поэтому эксплуатация системы отопления с включением циркуляционного насоса обойдется дешевле.
3. С изменением скорости вращения крыльчатки насоса изменяется теплоотдача, то есть отопление в доме можно автоматизировать.
4. Отопление с насосом работает при любых уклонах и поворотах труб, что значительно облегчает монтаж системы.
5. При помощи коллекторной схемы можно включать параллельные ветки отопления, например, теплый пол или полотенцесушители.
6. Место монтажа расширительного бачка не регламентируется.

Место расширительного бачка в системе

В отличие от длинного перечня достоинств недостатков можно назвать всего два:

1. Отопление не будет работать при аварийном отключении электричества.
2. Хоть и небольшой, но расход электроэнергии насосом и системой автоматики.

Отопление может быть организовано по-разному: двухтрубная схема, однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, трубная разводка вертикального или горизонтального типа, подача теплоносителя – верхняя или нижняя.

Наиболее распространена нижняя разводка труб, но при верхней можно комбинировать системы с принудительной и естественной циркуляцией, чтобы обеспечить работу отопления при аварийном отключении электричества за счет перепада высот в трубах.
Полная схема разводки отопления с циркуляционным насосом

Выбор циркуляционного насоса

Для отопительных систем с принудительным перемещением жидкости лучше приобретать малошумящие центробежные прямолопастные насосы. Прямые лопасти не могут создать большого давления, но постоянно толкают жидкость в нужном направлении, даже если длина трубопровода достаточно велика.

Монтаж насоса производится параллельно двумя шаровыми вентилями с байпасом, чтобы можно было его демонтировать в случае поломки без остановки движения теплоносителя.

Насос нужен не только для обеспечения постоянного движения жидкости по системе, но и для регулировки скорости ее течения. Чем быстрее будет двигаться теплоноситель, тем лучше теплоотдача и прогрев помещений.

Для расчета производительности насоса необходимо установить тепловые потери отапливаемых помещений, которые рассчитываются по потерям в наиболее холодную декаду зимы. В РФ эти параметры приведены к справочным значениям:

1. Для малоэтажного здания (до 2 этажей) при температуре -25⁰С потери тепла равны 173 Вт/м².
2. При -30⁰С тепловые потери составляют 177 Вт/м².
3. Для трехэтажного частного дома и выше при температуре -25⁰С тепловые потери равны 97-101 Вт/м².

Тепловые потери зданий

Мощность насоса (Р) рассчитывается по формуле: Q / С х D_t, где:

1. Q – тепловые потери помещения.
2. С – удельная тепловая емкость теплоносителя (справочное значение).
3. D_t – температурная разница между теплоносителем на прямой подаче и в трубе обратной подачи. Это значение зависит от схемы отопления и может быть равным:
   1. 20⁰С – для обычных отопительных систем, работающих по любой схеме;
   2. 10⁰С – для систем с низкой температурой теплоносителя;
   3. 5⁰С – для теплого пола.

Результат преобразуется в производительность (мощность) насоса путем его деления на плотность жидкости, работающей в системе, при средней температуре.
Плотность теплоносителя

Чтобы не проводить расчеты, мощность насоса можно выбрать по среднестатистическим нормам:

1. Для помещений с площадью до 250 м² – мощность насоса 3,5 м³/ч и напор (давление) до 0,4 Атм.
2. Для помещений с площадью 250-350 м² – мощность 4-4,5 м³/ч и напор до 0,6 Атм.
3. Для помещений с площадью 350-800 м² – мощность 11 м³/ч и давление 0,8 Атм.

При этом мощность насоса и производительность отопительной системы прямо зависит от утепления помещений и самого здания. Поэтому для полного и более точного расчета потребуется знать следующее:

1. Гидравлическое сопротивление труб и соединений.
2. Длину всех труб и удельную плотность теплоносителя.
3. Общую площадь оконных и дверных проемов.
4. Стройматериал стен, их толщину, материал и толщину утеплителя.
5. Есть ли в доме подвал, чердак, мансарда, цоколь.
6. Стройматериал кровли, кровельного пирога и т.д.

Расчет гидравлического сопротивления труб и фитингов

Поэтому теплотехнический расчет проще и надежнее заказать у специализирующейся на этом компании. Но в любом случае мощность насоса должна быть немного больше расчетной.

Составление схемы системы отопления с принудительной циркуляцией

При составлении схемы отопления начинают с вычисления мощности нагревательного прибора – котла. Простейший расчет:

1. Для 10 м² отапливаемой площади нужно резервировать 1 Квт.
2. При высоте потолков больше 2,5 метра мощность котла нужно умножать на 1,2.
3. Для районов Крайнего Севера мощность увеличивается на 30-50%.
4. При плохом или отсутствующем утеплении дома мощность котла увеличивается на 30-50%.
5. При собственном оборудовании ГВС на основе отопительного котла его мощность увеличивается на 30-50%.

На рисунке ниже показана упрощенная формула расчета мощности нагревательного прибора для частного дома, гаража или квартиры.
Формула расчета мощности котла отопления

С количеством радиаторов проще: под каждым окном обязательно должен быть один обогревательный прибор, в ванной и туалете – тоже. Согласно СНиП на обогрев помещения необходимо 100 Вт мощности на 1 м². Тепловая мощность одной секции радиатора указана в его паспорте, поэтому количество секций вычислить несложно, как и число обогревательных приборов для отдельного помещения. Дальше необходимо выбрать материал труб отопления, их диаметр, а также тип системы, по которой будет составляться схема.

Система отопления реализуется по закрытому или отрытому типу. Принципиальное отличие – только в способе монтажа и расположении расширительного резервуара. Если расширительный бачок не закрывается герметично, то и отопительная система будет называться открытой. Если бачок имеет мембрану, то это закрытая система отопления. Объем расширительного бачка рассчитывается по общему объему всей системы: 10:1. Бачок должен располагаться как можно ближе к циркуляционному насосу.

Как в открытой, так и в закрытой системе отопления есть риск попадания воздуха в трубы. Кроме того, воздух обязательно будет образовываться при контакте теплоносителя с материалом труб, рубашки котла, радиаторами. Поэтому в самой высокой точке на схеме устанавливается автоматический клапан для стравливания воздуха, а на каждом обогревательном приборе (радиаторе или батарее) – кран Маевского.

Кран Маевского

После сборки всех узлов и монтажа элементов отопления систему промывают. Это делается простой заливкой чистой воды в систему, после чего проверяются все соединения на протечку. Котел и циркуляционный насос врезаются в систему последними. Если котел не газовый, а на твердом топливе, то в систему включается собственная группа безопасности с манометром, а также спускным и подрывным клапанами. В газовых и электрических отопительных агрегатах группа безопасности идет в комплекте. Также на входном трубопроводе, подающем теплоноситель в котел, устанавливается защитный фильтр, обеспечивающий очистку от абразивных частиц и мусора.

Проблема отсутствия циркуляции

Причины плохой или отсутствующей циркуляции теплоносителя в системе:

1. Насос малой мощности.
2. Трубы маленького диаметра.
3. Не установлены обратные клапаны.
4. Грязь или воздух в системе.
5. Протечка системы.

Решение проблем по порядку:

1. Гидравлический расчет мощности насоса, что одновременно поможет выбрать диаметр труб – ½ или ¾ дюйма.
2. Обязательная врезка фильтров грубой очистки на входе в котел и перед насосом.
3. Монтаж клапанов – спускного и подрывного, а также клапана на расширительном бачке.
4. При сборке новой системы необходимо заливать только чистый теплоноситель, при ревизии старой – промывка и заливка проверенного.
5. Все протечки – как в системе (в радиаторах и трубах, на фитингах и клапанах), так и в котле, видны невооруженным глазом, даже если это происходит достаточно медленно. В любом случае достаточно суток, чтобы протечка проявила себя.

Схемы отопления дома — однотрубная и двухтрубная система отопления

Как работает система отопления с естественной циркуляцией

Основная задача водяной системы отопления — это заставить теплоноситель циркулировать по трубам. Чтобы дом прогрелся, горячая вода из котла должна поступать в трубы и радиаторы. Система отопления с естественной циркуляцией работает по принципу гравитации. Жидкость движется по трубам самотеком без использования насоса. Плотность и вес жидкости при нагревании становятся меньше, а после охлаждения она возвращается в исходное состояние.

В таком устройстве практически нет давления. По расчетам видно, что при давлении в 10 метров водяного столба возникает давление в 1 атмосферу. Получается, что в отопительном приборе одноэтажного дома давление будет от 0,5 до 0,7 атм., а в двухэтажном доме — не более 1 атм.

Преимущества и недостатки отопления с естественной циркуляцией

Как и у любого устройства, у водяного отопления с естественной циркуляцией есть свои преимущества, но также и недостатки. Почему система хороша?

1. Простая установка и обслуживание, легкий запуск системы. Всю установку можно сделать самостоятельно.
2. Нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование.
3. Система работает стабильно. Теплоноситель дает наибольшую теплоотдачу и поддерживает необходимую температуру в помещении.
4. Не зависит от электричества. Устройство будет продолжать работать даже при отключении питания.
5. Если дом хорошо утеплен, то с такой системой можно значительно сэкономить.
6. Нет насоса, который производит много шума.
7. При своевременном обслуживании отопительный прибор может работать более 35 лет.

Минусы системы:

• Несмотря на то, что система отопления требует немного материалов, затраты станут намного выше, когда местное сопротивление трубопровода уменьшится. Потому что вам придется установить трубы большего размера.
• Дом прогревается намного медленнее.
• Если трубы проходят через неотапливаемые помещения, то эти участки необходимо изолировать. В противном случае есть риск, что жидкость замерзнет.
• Такая система отопления подходит только для частных домов площадью не более 100 кв. м., так как работает в радиусе до 30 метров. Это связано с тем, что система имеет маленькую круглую головку.
• Главное условие в доме есть мансарда. Именно туда устанавливается расширительный бачок.

Схема двухтрубной системы отопления одноэтажного дома

При выборе однотрубной системы стоит учитывать возможность отключения каждой батареи (для ремонта, регулировки температуры в помещении )

Используется относительно редко из-за низкой эффективности. Это одна магистраль вдоль стен, проходящая под всеми радиаторами. От каждого из них в него монтируются патрубки, по которым осуществляется подача и отвод теплоносителя. Так как более горячий теплоноситель поступает в первые радиаторы, отдавая им часть тепла, вода уже охлаждается до последних. В результате дом будет прогреваться неравномерно, а помещения, расположенные дальше от котла, прогреваются гораздо дольше. Лучше всего такая схема подойдет для одноэтажного дома небольшой площади, так как снизит затраты на монтаж. Есть и другой вариант однотрубной схемы: когда радиатор врезается в трубу. Недостатком этого метода является невозможность перекрыть один из радиаторов, чтобы не останавливать всю систему.

Выбирая двухтрубную систему, подключать радиаторы можно любым способом: диагональным, боковым, нижним подключением

Типы систем с естественной циркуляцией

Перед созданием схемы отопления частного дома сначала рассчитайте количество тепла требуется для помещения. В расчет включены данные о котле , размещении и диаметре труб, а также уровне теплоизоляции наружных стен. Даже малейшие ошибки в расчетах могут сказаться на качестве отопления дома. Поэтому лучше, если все расчеты будут проводить специалисты. Отопительные системы бывают нескольких видов:

• Открытого и закрытого типа (отличаются расширительными бачками).
• Однотрубный и двухтрубный тип (радиаторы отопления подключаются по-разному).

Открытая система

Открытое устройство включает резервуар (открытый бак), который снабжен патрубком (аварийный перелив). Труба подключается к канализационной системе или выводится на улицу. Бак устанавливают под потолком, иногда на чердаке. Резервуар открытого типа можно сделать своими руками любого размера, что является его основным преимуществом. Имеет доступную цену … Недостатки устройства:

• В бак открытого типа постоянно нужно доливать воду, так как она быстро испаряется. Чтобы постоянно не доливать воду вручную, к баку можно подвести водопровод.
• Часто на металлических элементах цепи образуется коррозия. За счет того, что в открытый бак постоянно поступает кислород.
• Воздух попадает в трубопровод. Закрепив радиаторы под небольшим уклоном, и установив автоматические воздухоотводчики, можно избавиться от проблемы.

Закрытая система

Система с естественной циркуляцией теплоноситель закрытого типа хорошо подходит как для одноэтажных, так и для двухэтажных домов. В контуре отопления установлен мембранный бак. Благодаря баку металлические детали устройства меньше подвержены коррозии. Закрытое устройство работает следующим образом:

1. Закрытый гибкий мембранный бак представляет собой мембранный расширительный бак. Мембрана создает в резервуаре две секции. Первая секция предназначена для охлаждающей жидкости, другая содержит воздух или азот. При расширении теплоносителя лишняя вода из отопительного контура уходит в бак.
2. Мембрана начинает растягиваться из-за горячей воды, а газ во второй части сжимается.
3. Когда вода остывает, газ снова увеличивается и выталкивает охлаждающую жидкость обратно в систему. Таким образом, происходит непрерывное заполнение водяного контура теплоносителем.

Если выбирать между открытой системой и закрытой, то дешевле приобрести или создать своими руками открытый бак. Мембранный бак стоит в несколько раз дороже , поэтому используется редко.

Однотрубная система

Для одноэтажных домов небольшой площади подходит однотрубное отопление. В двухэтажном доме такой вид отопления будет малоэффективен. Преимущества системы – дешевый монтаж, простая конструкция, трубы не монтируются под потолком, а значит, общий интерьер помещения не испортится. Однотрубный тип отопления работает по следующему принципу:

• Жидкость поднимается по вертикальному участку трубы.
• Далее теплоноситель перемещается в горизонтальную трубу. Эта труба соединяет радиаторы отопления.
• Охлажденная жидкость возвращается обратно в котел из внешнего радиатора.

У этой системы есть свои недостатки. Чем дальше стояк подачи, тем ниже температура радиаторов. Байпасы помогут повысить производительность. Чтобы наладить равномерный обогрев дома, в местах подключения радиаторов ставят перемычки. Даже после точных расчетов , однотрубный тип системы будет малоэффективен, если в одноэтажном доме больше трех комнат. Проблему можно решить, модернизировав систему циркулярным насосом.

Схема двухтрубного водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией

Двухтрубный тип отопления подходит для отопления двухэтажного дома. Если сравнивать однотрубную и двухтрубную систему, то во второй — жидкость подается на все радиаторы горячей. Двухтрубная схема имеет особую конструкцию, состоящую из двух труб. Один на подачу, другой на возврат. К каждому отопительному прибору подключается подводящая труба. Подключение осуществляется через отдельный входной кран. А обратка подключается отдельно. Преимущества системы отопления с верхней и нижней разводкой в ​​том, что ее установка очень проста, а эксплуатационные характеристики эффективны. С такой системой:

1. К радиатору можно не добавлять дополнительные секции для улучшения обогрева.
2. В отличие от однотрубной схемы, для прокладки трубопровода в этой системе используются трубы меньшего диаметра.
3. Простая настройка системы.
4. Тепло распределяется равномерно.

В настоящее время можно создать своими руками двухтрубный тип отопления с естественной циркуляцией . Для его изготовления используются стальные или полимерные трубы. .

Схема расчета системы отопления с естественной циркуляцией

Самое сложное при проектировании системы отопления — правильный расчет. Насколько хорошо будет работать устройство, зависит от длины и угла наклона труб, а также количества витков на нем. Это нужно знать, потому что в контуре нет давления. Что нужно учитывать при составлении схемы и расчете:

1. Какой диаметр труб и материал из которого они изготовлены.
2. Угол наклона труб.
3. Типы охлаждающих жидкостей.
4. Способы подачи охлаждающей жидкости.

Преимущества принудительной циркуляции ↑

Отличием схемы с принудительной циркуляцией является установка в насосную систему

Эффективность системы с принудительной циркуляцией теплоносителя достигается за счет возможности регулирования и настройки необходимый уровень нагрева в каждой комнате и для каждого радиатора. С точки зрения владельца этот нюанс иногда выступает решающим фактором при выборе типа системы. Говоря о других преимуществах системы отопления с принудительной циркуляцией для одноэтажного дома, стоит отметить:

1. Допускается применение труб любого диаметра, тогда как в системе с естественной циркуляцией они должны быть большого диаметра и располагаться под уклоном.
2. Линия может быть размещена в любой плоскости (горизонтально, вертикально), трубы могут быть уложены в пол, размещены на минимально-низком уровне, может быть установлена ​​система теплого пола. Из-за впрыска охлаждающей жидкости вода в любом случае будет уходить в радиаторы.
3. Благодаря использованию труб малого диаметра система не требует подпитки большим количеством воды.

4. Для системы с принудительной циркуляцией нет необходимости установки труб с уклоном и размещения бака в высшей точке

   Возможность установки автоматизированного источника тепла (котла), который будет самостоятельно нагревать теплоноситель по к заданным параметрам.

5. Возможность подключения устройств дистанционного контроля температуры (комнатный регулятор).

Анализируя недостатки схемы принудительной циркуляции, стоит отметить основные. Во-первых, при отсутствии электричества в доме не будет отопления. Не рекомендуется использовать такую ​​систему, если в районе есть перебои с электричеством. Специалисты отмечают еще один недостаток – создание шума при работе циркуляционного насоса. Но это можно решить. Например, путем установки котла и насоса в нежилом здании, котельной, подвале.

Выбирая современные варианты бойлеров, следует знать, что почти все они оснащены встроенным насосом. Работает, конечно, не бесшумно, но и не настолько громко, чтобы считаться проблемой. Например, вытяжка на кухне производит гораздо больше шума.

Какой материал для труб лучше всего?

Способ монтажа контура, защита от коррозии и гидравлическое сопротивление, все эти показатели будут зависеть от материала, из которого изготовлен трубопровод. Для системы отопления можно использовать полипропиленовые , стальные, металлопластиковые и медные трубы.

• Материал полипропилен. Полипропиленовые трубы хорошо выдерживают высокие температуры, имеют длительный срок службы (более 25 лет), гладкие внутри. Установка требует специальных инструментов и стоит дорого.
• Сталь. Несмотря на то, что такие трубы достаточно прочны и имеют доступную цену, они подвержены коррозии и зарастанию. Кроме того, для установки требуется сварка или несколько фитингов.
• Металлопластик. Легкие трубы имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность. В результате они свободны от коррозии и отложений. Но после установки придется постоянно дергать за резьбовые соединения, что является большим недостатком. Срок их службы около 15 лет, а для труб это очень мало. У них высокая стоимость.
• Медные трубы. Медные трубы имеют красивый внешний вид и срок службы более 100 лет. Для монтажа используется пайка, очень дорогая по стоимости.

Чтобы определить какой диаметр трубы подходит для обогрева вашего дома, необходимо знать что:

1. Диаметр трубы выбирается исходя из материала из которого изготовлены трубы и из выполненных теплотехнических расчетов .
2. Рассчитайте количество тепла, необходимое для помещения, и прибавьте к результату 20%.
3. По значениям, указанным в таблицах СНиП, рассчитывается сечение трубопровода. Для расчета берут показания теплоемкости и размера трубы (внутреннего сечения).

Если после каждого разветвления устанавливать подводящий патрубок на 1 размер меньше предыдущего, то циркуляция теплообменника станет в несколько раз интенсивнее. Обратная труба монтируется с удлинителем. Это вычисляет минимальный диаметр двух труб. Придерживаясь полученных значений, для каждого участка трубы устанавливается свой размер.

Способы подачи теплоносителя

Теплоноситель может циркулировать от котла к отопительному прибору двумя путями. Через нижнюю или верхнюю заправку.

• Нижнее заполнение. Этот метод заполнения используется только для однотрубных систем. Трубопровод прокладывается на уровне пола, при этом вертикальные трубы можно не использовать. Нижнее заполнение малоэффективно без циркулярного насоса.
• Верхнее заполнение. Они используются как для однотрубных, так и для двухтрубных систем. Благодаря тому, что распределительная труба установлена ​​под потолком, горячий теплоноситель активно подается к каждому радиатору. Далее, остывая, вода уходит в обратку, смонтированную вдоль пола.

Схемы электрических соединений

Схема отопления частного дома с газовым котлом

По способу подключения радиаторов отопления принято различать две схемы устройства схем систем отопления: однотрубную и двухтрубную трубка.

Для однотрубного монтажного узла своими руками характерно последовательное расположение отопительных приборов на подающем контуре. Пройдя из верхней точки через все радиаторы (красная линия), вода возвращается по обратке (синяя линия) в котел.

Схема однотрубной самотечной системы отопления

В двухтрубной системе устанавливаются два отдельных контура циркуляции. По одному течет горячий теплоноситель, отдавая тепло радиаторам, по другому контуру – остывшая вода направляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления для двухэтажного дома. Распределение теплоносителя (красная линия) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Охлажденный теплоноситель (синяя линия) собирается в обратке и направляется на вход в котел.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

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 отдаленные 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 от труб и радиаторов 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.

Рекомендуется создавать давление 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).

Рис. 2.

Рис. 3.

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

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 с использованием отводных тройников, часто называемая 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 замкнутой 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 = Unit Expansion of System

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

Система с двумя трубами = 34 галлона

Итого = 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 – это 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 столбце, представляющем 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 холодной воды с воздухом 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 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 отводом работал не так хорошо, как с верхним отводом, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым отводом 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 вентиляционных отверстий: 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 скапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит до тех пор, пока вода снова не заполнит оболочку, закрыв клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые клапаны хорошо работают 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 диафрагмой. 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 блоки, 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 поддерживает 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 потерять воду, что приведет 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.