Принцип работы открытой системы отопления с циркуляционным насосом

В последнее время открытые системы отопления с циркуляционным насосом пользуются широким спросом. Из-за простоты монтажа, доступной стоимости и высоких показателей КПД подобные изобретения существенно превосходят остальные, являясь оптимальным решением для большинства помещений. Они демонстрируют лучшую производительность при низком энергопотреблении.

Комплектация и принцип действия

В водяных отопительных системах основным теплоносителем является жидкость. Она циркулирует от котельной установки к радиаторам отопления, отдавая тепловой потенциал окружающему пространству. В зависимости от длины труб процесс циркуляции может продолжаться довольно долго, что позволяет обогревать большие постройки. За счет такой особенности водяные системы отопления пользуются невероятным спросом.

Большинство установок способно функционировать без дополнительного насосного оборудования, т. к. передвижение теплоносителя осуществляется посредством термодинамических принципов. Простыми словами, процессу циркуляции способствует разность плотностей горячей и холодной жидкости, а также специфический уклон трубопровода.

Одной из ключевых составляющих системы является открытый расширительный бак, куда поступают остатки разогретого теплоносителя. В этом резервуаре осуществляется восстановление нормального давления, для чего бак устанавливают выше всех остальных узлов агрегата.

Процесс работы открытой системы состоит из двух этапов:

1. 1. Подача теплоносителя. Разогретая до определенной температуры вода начинает перемещаться от котла к радиаторам отопления.
2. 2. Обратный процесс. Остатки теплоносителя попадают в расширительную емкость, охлаждаются, а затем возвращаются обратно, в результате чего цикл замыкается.

В системах однотрубного типа подача и обратка теплоносителя происходят в одной магистрали. В двухтрубных для этого используется две трубы.

Конструкция однотрубной системы отопления с насосом выглядит очень просто. В базовой комплектации установка состоит:

1. 1. Из котельного агрегата.
2. 2. Радиаторов отопления.
3. 3. Расширительной емкости.
4. 4. Системы труб.

Отдельные потребители не устанавливают в доме радиаторы, решая проблему монтажом специальной трубы с диаметром 8−10 см по периметру здания. Но, по заявлению специалистов, такие системы недостаточно эффективны, при этом их не совсем удобно обслуживать.

Однотрубная схема открытой системы отопления с насосом является энергозависимой. А что касается затрат на покупку комплектующих в виде труб, арматуры и сопутствующего оборудования, то они относительно невысоки.

Требования к обустройству и эксплуатации

По конструкционным особенностям двухтрубные устройства немного сложнее и дороже. Но это оправдывается некоторыми плюсами, перекрывающими недостатки однотрубного варианта. Вода прогревается до равномерной температуры, а затем одновременно поступает ко всем приборам. В свою очередь, охлажденный теплоноситель возвращается с помощью обратной трубы, а не проходит через следующий радиатор.

Обустраивая открытую систему отопления с насосом и расширительным баком, необходимо выделить несколько правил и требований к предстоящей работе. Они заключаются в следующем:

1. 1. На этапе монтажа котельную установку нужно закрепить в самом низком месте магистрали, а расширительный бак — в самом высоком.
2. 2. В идеале котел нужно расположить в чердачном помещении. В холодный период резервуар и подающий стояк нуждаются в утеплении.
3. 3. Прокладывая магистраль, следует избегать большого количества поворотов, соединительных и фасонных элементов.
4. 4. В гравитационных системах циркуляция теплоносителя осуществляется с невысокой скоростью — не больше 0,1−0,3 м в секунду. Из-за этого прогревать воду нужно постепенно, избегая кипения. В противном случае эксплуатационный срок труб существенно снизится.
5. 5. Если в холодную пору года отопительная система не эксплуатируется, теплоноситель лучше слить. Такой подход позволит предотвратить преждевременное повреждение труб, радиаторов и котла.
6. 6. Объем теплоносителя в расширительном баке нужно контролировать и восстанавливать по мере исчерпания жидкости. Если этого не делать, повысится риск образования воздушных пробок, которые снизят эффективность работы радиаторов.
7. 7. Оптимальным вариантом теплоносителя является вода. Дело в том, что антифриз содержит в своем составе токсические вещества, и при взаимодействии с атмосферой они могут нанести вред человеческому здоровью. Такой тип жидкости может использоваться, когда нет возможности осуществлять слив теплоносителя в холодный период.

На этапе обустройства системы нужно внимательно рассчитывать оптимальное сечение и уклон трубопровода.

Актуальные нормы проектирования регламентируются СНиП под номером 2.04.01−85. В контурах с гравитационной циркуляцией жидкости диаметр сечения трубы существенно больше, чем в системах с насосом.

Основные типы

Перед тем как согласиться на монтаж открытой схемы отопления гаража с циркуляционным насосом, нужно рассмотреть другие варианты циркуляции жидкости. Как известно, она может передвигаться посредством принципов термодинамики — естественным путем или гравитационным.

Второй вариант подразумевает использование насосного оборудования для принудительной циркуляции. Выбирая подходящий план и схему монтажа, важно учитывать этажность, площадь здания и оптимальный тепловой режим. Если используется гравитационная система, то не потребуется покупать оборудование для циркуляции. Процесс осуществляется благодаря естественному расширению объемов воды по мере ее нагревания. Чтобы запустить схему, нужно обустроить специальный разгонный стояк высотой не меньше 3,5 м. Если упустить этот момент, теплоноситель не сможет разогнаться до достаточной скорости, т. е. процент КПД существенно снизится.

Системы, функционирующие посредством естественной циркуляции, вполне подходят для помещений с площадью до 60 квадратных метров. Максимальная продолжительность контура для такого оборудования составляет 30 метров. При этом важно учитывать и такие факторы:

1. 1. Высота постройки.
2. 2. Этажность.

Схемы естественной циркуляции не подходят для использования в низкотемпературном режиме, т. к. отсутствие достаточного прогрева теплоносителя не позволит достичь оптимального давления. Сферы применения такой системы следующие:

1. 1. Подключение к теплому полу. К водяному контуру подключается насос циркуляции.
2. 2. Работа с бойлером. Нагревательное устройство фиксируется поверх системы — чуть ниже расширительного резервуара.

https://youtube.com/watch?v=IkifuEJe45o

Принудительная циркуляция

Чтобы повысить скорость циркуляции воды по трубам и ускорить процесс обогрева комнаты, в систему встраивается насос. Открытые системы отопления частного дома с насосом прогревают теплоноситель со скоростью от 0,3−0,7 метра в секунду. При этом интенсивность теплоотдачи становится максимально высокой, а все составляющие магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы бывают закрытыми и открытыми. Во втором варианте расширительный резервуар находится выше остальных элементов системы.

Насосное оборудование позволяет увеличить протяженность и высоту трубопровода между котельной установкой и радиаторами.

Осуществляя монтаж принудительной схемы, необходимо учитывать такие правила и моменты:

1. 1. Все схемы со встроенными насосами энергозависимы. Чтобы обеспечить стабильный обогрев пространства даже при отключении электричества, насос нужно установить непосредственно на байпасе.
2. 2. Насосное оборудование монтируют у входа в котел на трубе обратки. Оптимальное расстояние до котла составляет 1,5 метра.
3. 3. На этапе монтажа необходимо учитывать направление циркуляции теплоносителя.

На обратной трубе фиксируется два отсекающих крана и обводное колено с насосом циркуляции. Если в сети имеется ток, краны закрываются, а теплоноситель движется непосредственно с помощью насоса. При отсутствии напряжения вентили нужно приоткрыть — это позволит системе перейти в режим работы на естественной циркуляции.

На подающем трубопроводе устанавливается обратный клапан. Его размещают сразу после котла, что необходимо для предотвращения рециркуляции воды во время запуска насоса.

Варианты разводки

Не секрет, что продуктивность работы, экономность и эстетичная привлекательность системы напрямую зависят от используемой схемы размещения отопительных приборов. Выбирая подходящий вариант разводки, необходимо учитывать массу моментов, в том числе особенности конструкции и площадь жилища.

Способы циркуляции воды от котла к радиатору и обратно бывают различными. В системах одноконтурного типа теплоноситель подается с помощью одной магистрали, имеющей большой диаметр. В таком случае трубопровод затрагивает все отопительные приборы.

Плюсы однотрубных установок с естественной циркуляцией теплоносителя заключаются:

1. 1. В экономном расходе материалов.
2. 2. Отсутствии сложностей на этапе монтажа.
3. 3. Ограниченном количестве труб в здании.

Что касается недостатков системы, то они практически отсутствует. Единственный минус — неравномерное распределение тепла по радиаторам, поэтому интенсивность прогрева этих элементов и, соответственно, теплоотдача снижаются по мере отдаленности радиаторов от котельной установки.

Двухтрубные устройства пользуются более широким спросом, что неудивительно. Между радиаторами имеется два трубопровода — обратный и подающий, т. е. между теплоносителем и основными узлами системы формируются локальные кольца. Что касается плюсов системы, то они включают в себя:

1. 1. Равномерный прогрев отопительных приборов.
2. 2. Возможность регулировать нагрев каждого радиатора.
3. 3. Максимальную надежность и долговечность конструкции.

Но двухтрубные системы стоят недешево, а установить их своими руками проблематично. Для выполнения монтажных работ необходимо заказывать услуги специалиста.

Способы подачи теплоносителя

В зависимости от места расположения трубопровода существует два варианта подводки — верхняя и нижняя. В открытых отопительных системах с первым типом разводки не нужно устанавливать дополнительных узлов для отвода воздуха. Его остатки автоматически сбрасываются посредством поверхности расширительного резервуара.

Также при таком варианте монтажа горячий теплоноситель движется по главному стояку, а затем проникает в радиаторы по разводящим трубам. Система идеально подходит для помещений с одним или двумя этажами, а также для небольших частных домов.

Второй вариант, подразумевающий использование нижней разводки, считается более практичным и эффективным. В таком случае подающая труба находится внизу (возле обратки), а циркуляция теплоносителя осуществляется в направлении снизу вверх. После прохождения через радиаторы теплоноситель возвращается в котел по обратной магистрали. На всех батареях имеется специальный кран Маевского, позволяющий удалять воздух из труб.

Выбор насоса

При желании обустроить высокоэффективную принудительную систему отопления в частном доме важно правильно подойти к вопросу выбору насоса. Также необходимо знать, как установить его в общую отопительную магистраль.

Существует несколько критериев выбора такого оборудования:

1. 1. Рабочая мощность.
2. 2. Напор.
3. 3. Материал изготовления.

Первые характеристики выбираются с учетом площади помещения, которое нуждается в отоплении. Для зданий площадью 250 квадратных метров вполне подходит насос, имеющий мощность в 3,5 кубических метра и напор не меньше 0,4 атм. Если помещение обладает площадью 250−350 м кв., в нем нужно установить прибор на 4,5 куб. м с напором 0,6 атм. Для более крупных построек, площадь которых составляет от 350 до 800 квадратных метров, идеально подходит насос мощностью 11 куб/м с напором от 0,8 атм.

Правильно сделанный выбор — залог долгой и эффективной службы системы отопления. Поэтому лучше отнестись к приобретению со всей ответственностью, учитывая каждый нюанс.