Выбираем схему системы отопления.

Выбор схемы системы отопления можно считать самым ответственным моментом в вашем проекте. От выбранной схемы будет зависеть стоимость материалов, объем работ, удобство пользования, равномерность распределения тепла и даже дизайн комнат. Вы спросите почему дизайн? Да по тому что выбранная схема будет влиять на количество радиаторных секций в каждой комнате. Согласитесь, визуальное восприятие будет совсем другим, если у вас под окном красуется 15 секций батарей вместо аккуратных 8-и!

На просторах сети вы сможете найти огромное множество чертежей и иллюстраций всех видов систем. Но лично для меня они все очень сложны и с трудом читабельны. Конечно красивая объемная схема в разрезе трех этажного дома впечатляет, но будет ли она полезна вам? Складывается такое впечатление, что в интернете ищут схемы отопления только владельцы 3-х этажных особняков и дворцов. Сомневаюсь что они сами занимаются проектировкой и последующим монтажом.

И так, рассмотрим варианты нашей схемы отопления. Изучим их, отметим их плюсы и минусы, да и определимся с нашим с вами выбором.

Существуют две основных системы отопления:

  1. Самотёчная;
  2. С принудительной циркуляцией

Обе эти системы могут быть исполнены как в однотрубных так и в двухтрубных схемах.Далее чуточку подробнее.

Самотечная система отопления.

Предлагаю данную систему рассмотреть бегло. На вопрос "Почему?" я думаю отвечу в процессе описания данной схемки.


В этой и всех последующих системах и схемах в качестве теплоносителя будем условно использовать воду. Чаще всего рекомендуют использовать для круглогодичного использования в системах отопления специальные антифризы не замерзающие при минусовых температурах, таким образом будет исключена разморозка системы в экстренных случаях. Все это правильно, но в любом случае систему заполняют антифризом после монтажа и полной проверки всех соединений и элементов на предмет течи и работоспособности.

Смысл самотечной системы заложен в ее названии. Горячая вода циркулирует в системе самостоятельно, без насоса. Циркуляция эта достигается за счет разницы температуры теплоносителя на выходе из котла и на входе в него.

Начнем с того что эта система давно устарела и практически не используется уже для отопления домов так как она очень не экономична,то есть имеет низкий КПД, и дорога. Но с другой стороны, это единственная система позволяющая отапливать не большой частный или дачный дом при отсутствии электроэнергии. Конечно дом без электричества нынче редкость, но все же и такое бывает.

Какой котел выбрать для системы? Выбор откровенно у нас не велик. Если нет света - то скорее всего нет и газа, так что вариант с газовым и электрическим котлом автоматически отпадает. Остается твердотопливный котел работающий на дровах, угле и всем остальном что горит и выделяет тепло.

Рассмотрим некоторые варианты схем систем отопления.

На Рис. 1 изображена классическая однотрубная схема самотёчной системы.

В этом блоге я бы не хотел использовать никакие формулы и точные расчеты, так как маленькие схемы отопления требуют лишь правильного и продуманного подхода. Так что постараюсь все объяснять на словах. Из физики все знают, что горячая вода подымается вверх, а холодная вниз. Это и есть секрет самотёчной системы. Нагреваясь в котле вода поднимается вверх по стояку. Попадая в радиатор она отдает часть тепла, и следовательно становится холоднее чем в стояке. Вспоминая нашу физику понимаем, что вода потерявшая часть своей температуры пойдет вниз в следующий радиатор. И так пока она не сделает полный круг по системе и снова не вернется в котел. Прошу заметить, что для функционирования системы необходимо правильно подобрать диаметр труб и смонтировать эти трубы с правильным уклоном.

Стояк выходя из котла не должен иметь изгибов и поворотов. В идеале он должен идти вертикально ровно из котла до самого верха. Если все же надо задать поворот, то угол наклона от вертикальной оси должен быть минимальный. Диаметр труб должен быть не меньше 1 дюйма, а стояк лучше 1.5 дюйма. Чем больше диаметр труб, тем лучше будет циркуляция воды в системе. Но не думаю что кто-то будет все же использовать трубы более 1.5 дюйма. Забор горячей воды из стояка должен быть обязательно выше входа в самый верхний радиатор.И конечно сам котел должен стоять ниже радиаторов. Все трубы должны быть с небольшим наклоном в направлении входа в котел. Это основное условие циркуляции. Достаточно наклона в 1см на метр трубы.

Хотел бы отметить, что диаметр труб задает объем воды используемой в системе. У систем с естественной циркуляцией объем теплоносителя в несколько раз больше чем у систем с принудительной циркуляцией. Для сравнения, в частном доме площадью 150 м.кв. объем системы отопления с циркуляционным насосом равен приблизительно 70л, а в самотечной системе при тех же условиях объем воды будет приблизительно 200л. С одной стороны это отрицательная сторона, так как при заливке в систему антифриза вам это выльется в "копеечку". С другой стороны благодаря большому объему теплоносителя система становится инерционной. Так что если даже котел потухнет, накопленное тепло будет еще долго греть ваше жилище.

Материал труб. Учитывая тот факт, что мы не используем принудительную циркуляцию (циркуляционный насос) мы должны понимать, что котел может нагреться до очень высокой температуры. Не будем исключать, что вода может у нас даже закипеть. Трубы из полипропилена или полиэтилена могут расплавиться и даже лопнуть. Так что вариантов у нас не много, однозначно - железо. Вот и первые минусы: высокая стоимость труб, не эстетичный размер труб, очень сложный и дорогой монтаж системы, Низкий КПД.

Не забываем еще тот факт, что вода опускаясь с верхних радиаторов остывает. Следовательно подходя к последнему радиатору ее температура будет значительно ниже той что на выходе из стояка. Конечно все зависит от общего количества радиаторов в доме и температуры в отапливаемых помещениях. Но в любом случае, самый первый радиатор от стояка будет иметь самое малое число секций, а последний радиатор будет на несколько секций больше, чтобы компенсировать слабую теплоотдачу из-за низкой температуры теплоносителя. А это уже скажется на стоимости системы и опять же ее эстетическом виде.

На самой верхней точке стояка (и вообще всей самотечной системы в целом) располагается расширительный бак. При нагреве вода расширяется и ее избытки вытесняются в него. По этому при заполнении системы водой не наливайте в расширительный бак больше четверти уровня. Объем бака должен быть не меньше 10л при объеме всей воды в системе отопления порядка 150л. Существует мнение что самотечные системы должны быть закрытые и находиться под давлением. Это не верно. Самотечная система должна быть постоянно связана с атмосферой через расширительный бак. Заполнение системы можно проводить через расширительный бак.

В общих чертах надеюсь смог Вам объяснить принципы работы. Подведем итоги по самотёчной системе, определим ее плюсы и минусы.

Минусы самотечной системы:

  • большая стоимость
  • сложность монтажа
  • не эстетичность
  • низкий КПД
  • не возможность регулирования температуры
  • большой объем теплоносителя

Плюсы самотечной системы:

  • не нужно электропитание
  • высокая инерционность

Что касается схемы на Рис. 1. К ней подходит все что сказано про достоинства и недостатки самотёчной системы. А в частности у нее есть основной минус - не возможно регулировать температуру радиатора каждого в частности. Более того, последовательная схема исключает возможность отключения одного из радиаторов не нарушая работы остальных. Далее я раскажу и про двухтрубную схему отопления, которая будет лишена этого недостатка.

Схемы на Рисунках 2 и 3 не сильно отличаются от классики. Они отличаются лишь исполнением и некоторыми мелочами.

Например Рисунок 2. В данной схеме мы имеем возможность отключать от системы радиаторы (слева на право): третий, одновременно второй и третий, либо только первый. Мы можем даже поставить клапан с регулировкой температуры!

Рисунок 3. Можно отключать на каждом этаже по одному радиатору, либо поставить терморегулятор на один из радиаторов на этаже.

Хочу особо отметить, отключать радиаторы можно лишь в перечисленной мною последовательности. Ведь наша система самотечная с твердотопливным котлом, который нельзя резко отключить. Следовательно - циркуляцию жидкости нельзя останавливать. Для воды всегда нужен путь вверх и вниз по системе. Иначе закипания теплоносителя не избежать!

В смешанной последовательной схеме нельзя на одном этаже на оба радиатора ставить терморегуляторы, ведь они так же являются клапанами, которые в отличии от обычных кранов всего лишь сами открываются при понижении температуры в помещении ниже заданной и так же сами закрываются после достижения в помещении заданной температуры.

Терморегуляторам, трехходовым клапанам, а также тепловой автоматике я планирую посвятить отдельню тему. Надеюсь вам это будет интересно как и мне, и мои труды будут не напрасными.

Кстати, если на рисунке 3 сделать на каждом этаже соединение стояка входа с выходом, то получится параллельная схема подключения. можно будет тогда отключать два радиатора на этаже, но не забываем - разрывать систему и отключать все радиаторы нельзя.

Вариантов однотрубных (последовательных) схем можно на скорую руку накидать два десятка. Но все они будут обладать всем множеством недостатков перечисленных ранее. По этой причине остановимся на однотрубных схемах. Рассмотрим примитивную самотечную параллельную схему.

На Рисунке 4 примитивная параллельная (двухтрубная) схема системы отопления. Она все ещё самотёчная, в которой нельзя отключить все радиаторы. Но тут уже можно смело регулировать температуру в радиаторах. Да и все три радиатора будут иметь практически одну температуру. Хотя трубы большого диаметра и необходимый уклон для них все равно портят всю картину.

На этом хотелось бы закончить ознакомление с самотёчной системой. Думаю что мало кто ее будет использовать. Перейдем к двухтрубным системам с принудительной циркуляцией.

Система с принудительной циркуляцией.

Однотрубные системы с циркуляционным насосом описывать не стану, так как для этого достаточно в предыдущие четыре схемы поставить циркуляционный насос на возврате в котел и заменить атмосферный расширительный бак на закрытый, для создания в системе давления.

И так далее будем рассматривать только двухтрубные системы с принудительной циркуляцией с помощью циркуляционного насоса. Будем считать что котел у нас газовый и у нас есть в доме электричество. Системы отопления с твердотопливным котлом и циркуляционным насосом рассмотрим обязательно позже отдельным блогом. Дело в том что для котлов на угле, дровах или другом источнике тепла должна быть дополнительная автоматика и защита от экстренных ситуаций. Таких как перегрев, внезапное отключение света, ваше более длительное отсутствие дома чем вы планировали и котел потух, а на улице -15. Все это решается, причем очень не дорого и надежно. А главное - самостоятельно! Но это позже.

Почему двух трубная схема (параллельная) и с насосом? Двух трубная схема - это экономия и комфорт в доме. Благодаря тому что все радиаторы подключаются параллельно можно регулировать температуру каждого в отдельности радиатора. То есть можно выключить любой

радиатор без ущерба для других, либо поставить на каждый радиатор термоклапан с термоголовкой для регулирования температуры в каждом помещении в отдельности. Задавая в нужном помещении нужную температуру можно сэкономить на газе до 20%. Так в спальне можно выставить 22 градуса, на кухне достаточно 20, в коридоре достаточно 18, а в комнатах которыми временно не пользуются можно выставить и 12 градусов. Идеальный вариант поставить полностью автоматическую систему контроля, которая на ночь уменьшит отопление заданных помещений, а к утру снова увеличит температуру до привычной для вас. Правда такая автоматика стоит уже не малых денег.

Я наверное повторюсь, но еще раз отмечу, что основное отличие двухтрубной системы от однотрубной в том, что двухтрубной все радиаторы будут равной температуры, а в одно трубной ближние к котлу радиаторы будут всегда горячее чем последние.

Что нам дает использование циркуляционного насоса? Использование насоса нам позволяет значительно сэкономить на диаметре труб. И каким бы большим не был перепад высот между котлом и радиаторами в самотечной системе, он нам никогда не даст той скорости движения теплоносителя какую нам даст самый маломощный насос. А низкая скорость теплоносителя, это низкий КПД и малая эффективность теплоотдачи.

При использовании насоса в системе отопления для дома до 300 квадратов достаточно труб диаметром 25 мм, а для разводки на радиаторы от магистрали и к концевым радиаторам достаточно и 20 мм (имеются ввиду полипропиленовые пластиковые трубы под пайку). В то время как в самотечной системе мы используем стальные диаметром 1 - 1,5 дюйма. На трубах сэкономите столько, что хватит купить 10 циркуляционных насосов за вырученные деньги, да еще и оплачивать потребляемую ими электроэнергию в течении трех лет. Нужно знать, что циркуляционный насос в отопительный период работает круглосуточно, либо ровно столько сколько у вас работает котел. Но не стоит переживать по этому поводу. Насосы эти рассчитаны на такую работу. Если вы купите хороший насос известного производителя, то он прослужит вам долго без каких либо проблем и ежегодного обслуживания. У меня стоит насос DAB. Работает он уже 4 сезона по 5 месяцев, нареканий нет. В этом году взял еще один, чуть менее мощный, для системы отопления с угольным котлом на дачу друзьям. Стоимость хорошего насоса колеблется в районе 70$. Считаю что это не дорого для такого ответственного элемента системы. Да, совсем забыл! Возможно вам не придется даже покупать насос, так как в современных двухконтурных газовых котлах циркуляционный насос уже стоит внутри. И как правило в таких котлах используют насосы очень хороших производителей. В моей системе кроме насоса в котле стоит и дополнительный насос, который работает на циркуляцию теплоносителя в системе "теплый пол", без него там не обойтись

Потребляемая мощность бытовых циркуляционных насосов очень низкая. Уверяю, на электричестве вы не разоритесь. Мощность современных бытовых насосов до 100 Вт. Это 2,4 кВт в сутки. Уверен что без насоса в самотечной системе для получения такой же теплоотдачи вы сожжете топлива на гораздо большую сумму. К тому же основная масса насосов имеют 2-3 положения мощности, чтобы при необходимости можно было уменьшить скорость циркуляции (на ночь например или на время пока вы находитесь на работе). Мой насос для теплых полов имеет три скорости: 102, 78 и 51 Вт. Так что при минимальной скорости он потребляет всего 1,23 кВт в сутки. Да и вот еще, 4 года спустя я не смог найти бытового насоса такой мощности. Максимум мне встречались насосы 82 Вт. Но качают они тоже очень и очень достойно, прогресс идет вперед.

Пора взглянуть на двухтрубную схему системы с принудительной циркуляцией.

На рисунке 5 у нас есть 2 ветки отопления. Одна с четырьмя радиаторами, вторая с одним. Котел не стоит ниже всех радиаторов как в самотечной системе. Благодаря насосу мы избавлены от этого не удобства, и можем ставить котел там где нам удобно. Для данной классической схемы достаточно циркуляционного насоса встроенного в котел. Направление циркуляции указывает черный треугольник внутри круга. Чаще всего насос ставится на обратке, т.е. перед нагревом воды в котле. Хотя для насоса разницы нет где стоять. У меня лично насос стоит на подаче. Лично я думаю что на обратку ставится для увеличения срока службы насоса. Так как вода при температуре в 80 градусов быстрее выведет из строя сальник насоса, чем при 60 на обратке. Кстати мой насос не сильно греется, не смотря на то что стоит на подаче, по тому что он стоит на системе теплых полов. Термоголовка имеет максимум регулировки температуры 55 градусов, хотя пропускает она и воду большей температуры. Хотя куда это я пошел? Это будет другая тема.

Горячая вода после котла (красная) попадает в магистраль из которой уже в радиатор. Охладившись в радиаторе возвращается так же в магистраль обратки (голубая). В данной системе можно ставить термоклапана на все радиаторы, так же как и отключать все радиаторы (хотя тогда проще и не включать котел). Дело в том что котел у нас газовый, у него есть автоматика которая отключит котел по достижению заданной температуры. Т.е. перегрева и закипания котла быть не может. Это конечно же самый основной плюс газового котла - возможность поддержания заданной температуры.

Система удобна для скрытой проводки труб. Их можно спрятать в стены, под пол, на потолке. Не нужно делать наклон у труб, циркуляцию воды задает насос.

Но Рисунок 5 - это простая схема. Взглянем на рисунок 6. Это тоже принципиальная схема, но более приближенная к реальности. Это практически полная схема моей системы. За исключением количества веток теплых полов и нет полотенцесушителя.

На первом этаже один радиатор и три ветки теплых полов. Второй этаж две ветки биметаллических радиаторов. Для системы теплого пола стоит дополнительный насос который нужен для стабильной циркуляции в 200-ах метрах труб в полу. Поддержанием заданной температуры теплого пола занимается трехходовой клапан и термоголовка с выносным капиляром. Все нюансы монтажа, сборки и работы системы я подробно опишу в следующих постах. В одну статью никак не уложиться. Я так вообще бы для каждого элемента схемы сделал отдельный блог.

В дальнейшем я буду разбирать подробно только двухтрубную систему, так как она самая оптимальная и имеет больше плюсов, чем минусов. Перечислять не буду, они все встречались по ходу текста.

По материалам сайта: http://teplohot.com