Однотрубная схема отопления частного дома с естественной и принудительной циркуляцией

Многие современные хозяева частных коттеджей предпочитают выбирать однотрубные отопительные системы. Достаточно часто случается и так, что имеется возможность использовать исключительно эту схему. Главное ее преимущество кроется в том, что она не таит трудностей в процессе установки, отличается несложным устройством, эффективностью и надежностью. Нельзя игнорировать также дешевизну системы, а также возможность прятать ее трубы под напольным покрытием, чтобы не портить интерьер жилища.

Содержание

1. Система однотрубного отопления: особенности устройства
2. Однотрубное отопление: технические показатели
3. Особенности схемы однотрубной системы отопления
4. Особенности монтажа однотрубной схемы отопления

В качестве главной детали этой отопительной системы выступает котел. В большинстве случаев, работает он на природном газе. Некоторые хозяева, однако, предпочитают пользоваться твердым топливом. Этот вариант особенно подходит для районов, которые до сих пор не подключены к централизованной подаче газа.

Радиаторы – это основные элементы отопления. Не следует делать выбор в пользу радиаторов из чугуна, так как их технические показатели не помогают добиться максимального эффекта. Идеальный вариант – это биметаллический радиатор, сочетающий в себе прекрасные внешние данные и высочайшую эффективность.

[box type=»info» ]Задача стабилизации давления возложена на расширительный бак, который вмещает в себя всю лишнюю жидкость в процессе нагрева. В качестве теплоносителя можно пользоваться и обыкновенной проточной водой, и антифризом.[/box]

Антифриз или вода подаются в радиаторы при помощи трубной разводки, арматуры запорного типа и кранов. Однотрубный обогрев предполагает, что обратные процессы становятся невозможными. Системы с парой труб позволяют антифризу или воде возвращаться обратно. Тем не менее, преимущество однотрубной системы очевидно – ее внешняя эстетика значительно выше, нежели у двухтрубного варианта.

Однотрубное отопление: технические показатели

Домашняя отопительная система, в которой используется единственная труба, является магистралью, находящейся под некоторым углом, к которой последовательно подключены нагревательные элементы, то есть радиаторы.

Теплоноситель постепенно идет по каждому из нагревательных элементов. По факту достижения последнего радиатора цикл можно считать законченным. Эта особенность – единственный минус подобной системы, но и его без проблем можно устранить. Нивелировать негативный эффект можно, установив больше радиаторов. Второй вариант – снабжение всех радиаторов специальными кранами, балансирующими систему. В идеале, стоит отдать предпочтение клапанам Маевского, которыми снабжаются все радиаторы, благодаря чему в системе не задерживается лишний воздух.

Особенности схемы однотрубной системы отопления

Вариант системы отопления следует подбирать, обращая внимание на площадь коттеджа. Жилища, площадь которых меньше полутора сотен квадратов, могут обойтись системой, предполагающей естественную циркуляцию жидкости. Разница в плотности теплоносителя позволит добиться сбалансированной работы.

Если площадь дома достаточно велика, то остановиться нужно на системе с принудительной циркуляцией, обеспечиваемой водяной помпой должной мощности. Как бы то ни было, радиаторам необходимы дополнительные краны. С их помощью удастся своевременно перекрыть снабжение водой одного из участков, чтобы отремонтировать его, не оставив без отопления прочие помещения здания.

Особенности монтажа однотрубной схемы отопления

Первым делом, необходимо заняться монтажом котла. Следует обратить внимание, что это устройство должно располагаться на некоторой глубине, но выбирать для установки подвальное помещение не стоит. Лучше всего, стоит организовать специальное углубление в полу. После котла ставят дымоход, соединяя его с главным устройством металлической трубой с гофрами. Потом наступает черед монтажа основной трубы, диаметр которой должен быть в районе 2.5 сантиметров. Установка расширительного бака должна вестись на высоте около 300 сантиметров, чтобы он эффективно стабилизировал работу.

В завершении ставятся радиаторы и трубы. Хорошо, если трубы будут с минимальным количеством изгибов, что позволит увеличить эффективность. Конец системы фиксируется на обратной стороне котла. С целью исключения возможности попадания в устройство опасных примесей ставится специальный фильтр с металлической сеткой.

Система отопления с принудительной циркуляцией: схемы водяного отопления

Что представляет собой закрытая система отопления

Отопительная система бывает открытого и закрытого вида, и зависит это от того, взаимодействует ли расширительный бак с наружным воздухом. Теплоноситель осуществляет свое движение при помощи насоса. Благодаря включению насоса в гидравлическую схему помещение обогревается гораздо эффективнее, а принудительная циркуляция обеспечивает включение в такую схему дополнительные отопительные устройства.

Наличие в схеме насоса делает отопление зависимым от электроснабжения, однако, в результате этого теплоноситель начинает циркулировать гораздо эффективнее. При реализации такой схемы установку насоса осуществляют на обратной магистральной трубе перед котлом. Там же устанавливают и расширительный бак для отопления закрытого вида.

Закрытая система отопления не дает испаряться теплоносителю. В результате чего не нужно все время держать под контролем в системе его уровень. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет осуществлять прогрев за гораздо меньшее время и изменять уровень нагрева в отдельно взятом помещении. При включении в цепь комнатного термостата появляется возможность довольно эффективно обогревать помещение, если температура опустится ниже установленной нормы.

Нижняя и верхняя разводка

Магистраль системы с нижним розливом прокладывается в техническом подполье, цокольном этаже или в подвальном помещении. Нагретая вода попадает в отопительные приборы снизу вверх.

Устранение соединений газов реализовывается через специально предназначенный воздухоотводчик. При возникновении аварийной ситуации подающий и обратный стояк оснащают специальной запорной арматурой для отсечения от магистрали.

Для реализации схемы с верхней разводкой расширительный бак устанавливают в самой верхней точке трубопровода. Здесь же выполняется и ответвление трубопроводов.

Система теплоснабжения одноэтажного жилого дома с принудительной циркуляцией рабочей жидкости относительно легка, но обладает высокой продуктивностью и долговечностью. Квалифицированный и обдуманный подход к каждой фазе проектирования отопления даст возможность сконструировать высококачественную систему, которая будет способна прослужить не одно десятилетие.

Элементы схемы отопления закрытого типа

Схема отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией включает в себя следующие элементы:

• котел любого типа;
• циркуляционный насос;
• трубы, необходимые для сооружения подводок, стояков и перемычек;
• пробковые и шаровые краны;
• воздухоотводчики;
• приспособления для крепежа;
• расширительный герметичный бак мембранного типа;
• радиаторы отопления;
• переходники, необходимые для соединения труб;
• обратные клапаны;
• фильтры, которые требуются для поддержания работы котла отопления и насосов.

Принудительная циркуляция теплоносителя

В частных постройках, суммарная площадь которых превышает 60 м2, применяют теплоснабжение с принудительной циркуляцией теплоносителя. Циркуляционный насос встраивается в замкнутый контур для обеспечения ускоренного движения подогретой рабочей жидкости к отопительным элементам, а охлаждённой — к котлоагрегату.

Укладку магистралей осуществляют без соблюдения уклона в горизонтальном положении. Жидкость движется благодаря разнице значений давления, возникающего на отрезке трубопровода в середине прямого и обратного хода теплоносителя.

Уязвимым местом системы с принудительной циркуляцией является зависимость от электричества. Чтобы жидкость продолжала бесперебойно циркулировать, необходима непрерывная работа насоса, которая находится в прямой зависимости от поставки электроэнергии. При непредвиденном отключении электроэнергии оборудование банально не сможет качать теплоноситель.

В связи с этим эксперты советуют в дополнение к основному оборудованию приобретать дизельные электрогенераторы для обеспечения теплоснабжения дома в форс-мажорных ситуациях.

Принцип работы

Такие теплоносители, как антифриза или вода, нагреваются в отопительном котле. Как только температура начинает повышаться, происходит увеличение объема. Излишек теплоносителя поступает в расширительный котел. Этот агрегат напоминает капсулу, которая состоит из двух отделений.

Первое отделение представляет собой гидравлическую камеру, в которую поступает жидкий теплоноситель в процессе нагревания. Второе отделение – это газовая камера, заполненная азотом, находящимся под давлением.

Перед запуском отопления в баке начинает устанавливаться давление, которое равняется гидростатическому давлению в контуре. Во время нагревания теплоносителя он поступает в расширительный бак через клапан.

Это способствует выравниванию давления внутри системы, потому что объем газовой камеры начинает уменьшаться, а давление газа – увеличиваться. Возврат в систему теплоносителя из расширительного бака осуществляется тем же циркуляционным насосом.

Типы, разновидности, схемы

Существует два типа СО: однотрубная и двухтрубная. Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть горизонтальная и вертикальная.

При горизонтальной, теплоноситель от котельной установки перемещается по магистральному трубопроводу, к которому последовательно подключены радиаторы.

На данном рисунке показана модернизированная, замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, с перемычками (байпасами) между входом и выходом каждой батареи. Контур оснащен группой безопасности, которая включает в себя: манометр, подрывной клапан, автоматический воздухоотводчик.

Вертикальная однотрубная СО работает следующим образом: нагретый в котлоагрегате теплоноситель поднимается по вертикальному стояку. При нижней разводке, теплоноситель проходит через последовательно подключенные радиаторы и уже охлажденный, опять по вертикальному стояку опускаться в котельную установку.

При верхней разводке, нагретая вода поднимается по вертикальному трубопроводу, перемещается по раздающему трубопроводу, после чего опускаясь, проходит через все подключенные отопительные приборы.

Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией может быть разведена горизонтальным и вертикальным способом с различными вариантами разводки. Существует три типа горизонтальной СО:

• Тупиковая. В данной схеме теплоноситель по трубопроводу движется во встречных направлениях. (рис А).
• В попутной схеме по магистральному трубопроводу подачи и обратки теплоноситель перемещается в одинаковых направлениях (рис В).
• Коллекторная разводка предполагает наличие двух труб (подача/обратка) для каждого отопительного прибора (рис С)

Важно! Тупиковая схема может быть реализована, как в горизонтальных СО так и в вертикальных.

Особенности схемы закрытой системы отопления

Схема отопления закрытого вида имеет некоторые особенности. Циркуляционный насос и расширительный бачок могут находиться в одном помещении вместе с котлом нагревания. Такая особенность имеет определенные преимущества – общая длина трубопроводов уменьшается, а также отпадает необходимость устанавливать трубы большого диаметра и соблюдать при монтаже углы наклона.
Кроме того, такое оборудование лучше всего устанавливать на обратной магистральной трубе. Насос может дольше эксплуатироваться, если по нему проходит теплоноситель с низкой температурой.

Схема отопления открытого вида содержит определенные ограничения по размерам, поэтому ее можно использовать для небольших помещений. У закрытой системы отопления таких ограничений нет.

Плюсы и минусы отопления закрытого вида с принудительной циркуляцией

Отопление закрытого вида имеет свои достоинства и недостатки, но все же плюсов у него гораздо больше, чем минусов.

К достоинствам закрытой системы относятся:

• Большая теплоотдача.
• Возможность применения труб меньшего диаметра, что делает монтаж более экономным. Трубы одинаковой длины, но с меньшим диаметром стоят гораздо ниже, чем трубы большего диаметра.
• Благодаря герметичности уменьшается вероятность возникновения коррозии.
• Отсутствие испарения теплоносителя.
• Продолжительность работы котла выше из-за уменьшения разницы температуры на выходе и входе.
• Возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя.
• Монтаж такой системы упрощается, поэтому нет необходимости высчитывать длину, высоту, уклон и диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.
• Схема закрытой системы отопления экономит тепло, в результате расход топлива уменьшается.

Недостатки такой системы следующие:

• Энергозависимость, т. е. для циркуляционного насоса необходимо электроснабжение. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить отопительную систему бесперебойным и независимым источником электричества.
• Циркуляционный насос сам по себе стоит не очень дорого, однако, монтаж системы получается достаточно дорогим.
• Для работы насоса требуются постоянные затраты на электричество.

Что лучше, принудительное или естественное движение воды

В контурах создаются условия для движения теплоносителя под действием гравитации и уклон трубопроводов, устанавливается открытый расширительный бак. Так создается самотечная система отопления частного дома, дешевая, простая и надежная. Напорный трубопровод поднимается вверх для создания напора в системе. При монтаже трубопроводов, как напорного так и «обратки» выдерживается небольшой уклон по направлению течения воды. Скорость движения теплоносителя незначительная, поэтому для увеличения эффективности монтируют трубы большего диаметра.

Используемая чаще система водяного отопления с принудительной циркуляцией монтируется с циркуляционным насосом. Он встроен в котел или устанавливается отдельно. Наличие насоса увеличивает КПД системы и экономит топливо.

Преимущества систем с циркуляционным насосом:

• диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией меньше;
• трубную разводку легко скрыть под полами;
• равномерный нагрев батарей;
• возможна разводка коллекторного типа.

Недостаток, который имеет схема отопления дома с принудительной циркуляцией – зависимость от электрической сети. Если в регионе проблемы с энергоснабжением, то можно применить специальные устройства для организации бесперебойного питания от аккумулятора. Для котлов применяют ИБП (источник бесперебойного питания), например фирмы SinPro. Он автоматически включается и обеспечивает подачу напряжения на циркуляционный насос. Второй недостаток — шум, создаваемый работающим циркуляционным насосом. При установке котла в нежилом помещении этим недостатком можно пренебречь.

Монтаж закрытой отопительной системы

Монтаж следует начинать с выбора котла, который должен соответствовать двум критериям – вид и мощность. Очень популярными в последнее время стали твердотопливные котлы. Несмотря на свою громоздкость, в эксплуатации они обходятся гораздо дешевле. На мощность котла влияют многие факторы.
Чтобы увеличить срок эксплуатации циркуляционного насоса, его следует врезать в обратку. Все дело в том, что по трубопроводу обратного хода движется уже охлажденная вода. В конструкции насоса предусмотрены резиновые уплотнители и манжеты. Охлажденная вода, которая поступает в обратку, не оказывает какого-либо существенного влияния на детали из резины, в результате чего они долго сохраняют свои первоначальные качества.

Для монтажа системы лучше всего подойдут трубы, имеющие минимальный диаметр. Это позволяет сократить себестоимость работ по установке системы отопления с принудительной циркуляцией, потому что объем теплоносителя, который заполняет систему, начинает уменьшаться. Это влияет на выбор расширительного бака и мощность котла отопления. После того как оборудование установили и провели трубы, необходимо закрытую систему отопления заполнить водой.

Одно и двух-трубные системы отопления

Разработано и смонтировано множество схем отопления. Но все они модификации или комбинации из двух вариантов систем, которые можно определить базовыми вариантами.

Базовыми или основными схемами можно считать:

1. однотрубную;
2. двухтрубную.

Контур отопления однотрубный

Популярна простая однотрубная система, как она работает? Просто, чрезвычайно просто. От котла по одной трубе идет горячий теплоноситель и, пройдя последовательную цепочку батарей, возвращается в котел. Этот принцип реально использует схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, причем, установка байпаса на насосе превращает ее в «самотечную» систему.

Недостатки однотрубной системы:

• неравномерность нагрева радиаторов;
• для замены батареи нужно отключить систему.

Недостатки вышеописанной схемы практически устранены в модернизированной однотрубной схеме отопления, которая известна как «ленинградка», по месту ее изобретения в СПБ. В Санкт-Петербурге «ленинградка» применяется даже в многоэтажных домах. Шаровые краны на входе/выходе батареи позволят заменять или ремонтировать батареи без выключения отопления. Батареи врезаются в подающую трубу параллельно.

При организации схемы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией монтируется вертикальная схема разводки.

Трубопровод поднимается на второй этаж, вода поступает в батареи расположенные по горизонтали последовательно. Затем от последнего радиатора трубопровод опускается вниз и подключается к горизонтальной линейке радиаторов, а затем остывший и отдавший свою энергию теплоноситель поступает в котел. Недостатком подобной системы считается неравномерный нагрев радиаторов. Это недостаток особенно заметен, если применяется «самотек», но если установлен циркуляционный насос, разница в температуре практически незаметна.

Контур отопления двухтрубный

Самыми оптимальными считаются схемы систем отопления с принудительной циркуляцией в контуре. Подобные системы эффективны для одноэтажных коттеджей, домов и дач и легко обеспечат теплом двухэтажный дом большой площади. Для реализации этой схемы монтируются две трубы — подающий трубопровод и «обратка». Батареи подключаются параллельно, они снабжаются запорной арматурой и устройствами для удаления воздуха. Эта схема обеспечивает равномерный нагрев батарей, но расход труб на монтаж значительно больше. Дополнительные расходы компенсируются эффективной работой отопления.

Вертикальная двухтрубная схема

Вертикальная закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема реализуется в двух вариантах – с нижней (горизонтальной) или верхней разводкой. Горизонтальная разводка организуется следующим образом. Труба «подачи» поднимается на верхний этаж, к нему подключается все батареи, которые подключены к «обратке». Недостаток – наличие двух труб в помещении.

Вертикальная двухтрубная система второй вариант

Вертикальная двухтрубная разводка значительно меньше влияет на интерьер, т. к. через комнату проходит одна труба и ее проще скрыть. Стояк подачи поднимается на чердак, затем труба опускается вниз и запитывает радиатор. Радиатор на втором этаже последовательно соединяется с радиатором нижнего этажа и уже с него вода попадает в трубопровод «обратки» на нижнем этаже. Так функционирует замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией, выполненная по вертикальной двухтрубной схеме.

КОНТУРЫ ОТОПЛЕНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ГОРЯЧИМ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ (FHW) – КРАТКИЙ ОБЗОР

Периодические обсуждения с мастерами-сделай сам (сделай сам) подталкивают к теме контуров отопления (радиационных труб). В частности, в запросах на переоборудование паровых котлов в паровые котлы неизбежно возникает вопрос: «Как мне подключить трубы к моим старым радиаторам, если я хочу их сохранить?» Хорошее время для проверки распределительных трубопроводов.

В предисловии мы должны отметить, что традиционные радиационные контуры с ребристыми трубками по периметру являются самым простым и наиболее эффективным средством обогрева конструкции. Они уменьшают длину трубопровода, давление напора (сопротивление потоку), минимизируют материальные и трудовые затраты и требуют меньше энергии для циркуляции (распределения). Остерегайтесь современного сантехника или установщика систем отопления, который утверждает, что все его дополнительные «красивые трубы» и элементы управления повышают производительность. Иначе! Имейте в виду, что для приводных систем обработки воздуха, шкафов и контуров лучистого отопления требуется значительная дополнительная гидравлическая и электрическая энергия.

Существует три (3) распространенных варианта нагревательных контуров:

1. Серийный контур – наиболее распространенная конфигурация. Подвести трубопроводы от одного элемента радиатора (плинтус, радиаторы, вентиляторные конвекторы и т.п.) к другому в последовательной последовательности и обратно.
2. Разделенная петля (иногда также называемая разделенной последовательной петлей) — более крупная труба (или пара), подходящая к средней точке последовательной петли, подающая воду к обеим половинам и возвращающаяся по отдельным трубам или большей трубе, закрывая петля к котлу. Гидравлически сбалансированный контур необходим для минимизации энергии распределения.
   
3. Петля Monoflo(w) – замкнутая трубная петля большего размера, по которой постоянно течет вода. Все излучение отводится от этой петли «взлетно-посадочной полосы» к обоим ее концам, приводимым в действие тройником Monoflo, который протягивает (перемещает) воду через них с помощью тройника трубы с эффектом Вентури.
   

Петля серии проста, но может быть слишком проста. Как вы можете пойти не так? Трубопровод от одного излучающего элемента к другому и замкнуть контур от и до котла. Проблема в том, что каждый фитинг, фут и подъем трубы = сопротивление потоку. Сопротивление равно «напору», который должен быть обеспечен путем правильного подбора размеров трубопроводов и циркуляционных насосов, чтобы обеспечить равномерный нагрев. (Вы также можете прочитать наш блог «ЗОНЫ ЛЕНИВОГО ОТОПЛЕНИЯ».)

Эффекты могут быть следующими:

1. Слишком маленький размер циркуляционного насоса и/или трубопровода приводит к образованию «ленивой» зоны – температура (тепло) от первого до последнего нагревательного элемента может значительно снизиться, что приведет к неравномерному нагреву .
2. Установите слишком большой циркуляционный насос, чтобы преодолеть это, и вы рискуете «гидроническим шумом», создаваемым слишком высокой скоростью воды. Позаботьтесь о том, чтобы на практике не создавать очень длинные зоны трубопроводов.
3. В любом случае вы непреднамеренно загружаете свой счет за электричество. Более длинные циклы циркуляции у «ленивого» или подавляющие у второго. Размер и размещение зон должным образом.

Раздельная петля по своей природе более эффективна, требует меньше энергии для перемещения воды и значительно уменьшает перепад температуры (тепла) при излучении. Это также хороший способ избежать неприятностей с плохо работающим циклом серии — если он не слишком плохо настроен. Стратегически это также хороший выбор для будущего разделения на отдельные зоны. Планируйте заранее.

1. В новостройках разложите ваши общие подводы и обратки, чтобы вы могли предвидеть будущие варианты отопления.
2. В старой постройке замените трубы с подачей и возвратом, чтобы улучшить текущие условия отопления и снова предусмотреть будущие варианты.

Петля Monoflo(w) — это метод, который в настоящее время редко используется из-за стоимости.

Для настройки требуется немного больше трубы (и времени), а также требуется немного больше циркуляционного насоса для прохода через необходимые тройники Вентури. Но если вы хотите почти одновременную доставку и даже обогрев — это то, что вам нужно! Чаще всего встречается на старых плинтусах или переделанных чугунных радиаторных системах.

Существует также редко используемый двухтрубный метод обратного возврата как проверенный способ равномерного питания больших радиаторов или других конвекторов. К каждому конвектору подведена и разветвлена ​​отдельная подающая труба (коллектор). Аналогичная отдельная обратная труба (коллектор) также проложена и ответвлена ​​к каждому и обратно к котлу. Ключевым моментом является направление обратного потока в направлении, противоположном направлению подачи, т. е. первый подаваемый радиатор возвращается последним. FILO = «Первым пришел, последним ушел». Это разумно уравновешивает подачу и снижает напор в правильно подобранной специальной системе подачи и возврата «трубного коллектора».

Мы завершаем основную текущую заявку на монофлоу или двухтрубную систему с обратным возвратом, переводя паровые радиаторы на отопление FHW. Вы ДОЛЖНЫ повторно подключить каждый паровой радиатор к отдельной трубе подачи и возврата, а затем привести их в действие либо с помощью распределительного контура Monoflo, либо с помощью двухтрубной системы с обратным возвратом. Это единственные эффективные способы выравнивания любой большой зоны на основе радиатора. В этих радиаторах много воды! Соедините их в серию или даже в разделенную петлю, и вы скоро оцените термин «ленивый» нагрев. Так что особенно обратите внимание на преобразователи системы DIY Steam в FHW! Результат хорошо сбалансирован, равномерный нагрев с меньшим, хотя и более сильным циклом циркуляции.

Знайте варианты контура отопления и выполняйте домашнюю техническую работу, связанную с размерами труб и циркуляционных насосов для эффективного распределения.

Примечание автора. Это обсуждение основано на современных циркуляционных насосах с фиксированной скоростью (с одним или несколькими вариантами). «Игра в мяч» гидравлического распределения теперь полностью изменилась с введением Delta-T ECM Hydronic Circulation. Он применим как к новым, так и к существующим установкам, обеспечивая существенное электрическое качество наряду с некоторым снижением расхода топлива. Мы являемся признанными пионерами в применении этой технологии и недавно получили патент США, Канада, чтобы следовать нашим

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ КОНВЕКЦИЯ, ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО УПРАВЛЯЕМАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ГИДРОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ. Все в поисках простого, надежного и эффективного водяного отопления (FHW).

Последнее редактирование: 06.01.2023 ДПМ, старший

7 декабря 2011 г. Теги Чугунные радиаторы, Размеры циркулятора, Сравнение, Delta-T, Циркуляция Delta-T, Распределение, FHW, Отопление, Гидроник, Контуры, Monoflo, Трубопровод, Радиация, Серии, Разделение, Патент США

Системы водяного отопления – гражданское строительство X

Система водяного отопления состоит из нагревателя или печи, радиаторов, систем трубопроводов и циркуляционного насоса.
Самотечная система без циркуляционных насосов устанавливается редко. Это зависит от разницы плотностей горячей подаваемой воды и более холодной обратной воды для рабочего напора. Сопротивление трубопровода должно быть сведено к минимуму, а система циркуляционных трубопроводов должна быть большого размера. Система с принудительной циркуляцией может поддерживать более высокие скорости воды, поэтому требует гораздо меньших труб и обеспечивает гораздо более точный контроль.

В системах принудительной циркуляции горячей воды обычно используются три типа систем трубопроводов:
Однотрубная система (рис. 13.5). Этот тип имеет много недостатков и обычно не рекомендуется. На рис. 13.5 видно, что радиатор № 1 забирает горячую воду из подающей магистрали, а более холодную воду сбрасывает обратно в подающую.
Это приводит к тому, что температура подаваемой воды для радиатора № 2 становится ниже, что требует соответствующего увеличения размера радиатора. (Для создания потока через радиаторы доступны специальные фитинги для подачи и возврата. ) Конструкция такой системы очень сложна, и любая будущая регулировка или балансировка системы сбрасывает оставшиеся температуры.

Двухтрубная система прямого возврата (рис. 13.6). Здесь радиаторы получают одинаковую температуру подаваемой воды, но последний радиатор имеет большее сопротивление трубы, чем первый. Это можно сбалансировать, подобрав размер насоса для максимальной продолжительности работы и установив отверстия в других радиаторах, чтобы добавить эквивалентное сопротивление для балансировки.
Двухтрубная система обратного возврата (рис. 13.7). Общее сопротивление трубы примерно одинаково для всех радиаторов. Радиатор №1 имеет самую короткую подачу и самую длинную обратку, а радиатор №3 имеет самую длинную подачу и самую короткую обратку.
Расчетная температура подачи обычно составляет 180F, при этом предполагается падение на 20F через радиаторы; таким образом, температура обратного стояка будет 160F.

При проектировании системы водяного отопления лучше всего определить местонахождение радиаторов, а затем рассчитать расход воды в галлонах в минуту, необходимый для каждого радиатора. Для подъема на 20F

Затем следует нарисовать однолинейную диаграмму, показывающую участки трубопровода, с указанием галлонов в минуту, которые должны проходить по каждой отмеченной трубе. Размер трубопровода может быть определен с использованием графиков трения и таблиц, показывающих эквивалентную длину трубы для фитингов, при этом скорость воды ограничена максимальным значением 4 фута/с. (См. Справочник ASHRAE Основы.) Слишком высокая скорость воды вызовет шум потока; слишком низкая скорость приведет к медленной работе системы и удорожанию трубопроводов.

Коэффициент трения должен составлять от 250 до 600 милинч/фут (1 миллидюйм = 0,001 дюйма). Его следует сверить с имеющимся напором насоса, либо насос следует подобрать по расчетным галлонам в минуту при требуемом напоре.
Очень важно, чтобы системы трубопроводов были достаточно гибкими, чтобы их можно было расширять и сжимать. Деформационные швы очень удовлетворительны, но дороги. Поворотные шарниры
, как показано на рис. 13.8, следует использовать там, где это необходимо. В этом типе отвода отвода выпускная труба при расширении или сжатии будет вызывать небольшое завинчивание или вывинчивание резьбы в коленях, вместо того, чтобы создавать деформации в трубопроводе.

(WJ McGuinness et al., Механическое и электрическое оборудование для зданий, John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк)
Радиаторы горячей воды. Радиаторы, будь то старые чугунные, оребренные трубы или другие, следует выбирать по требуемому размеру в соответствии с рейтингами производителей. Эти рейтинги зависят от средней температуры воды. При средней температуре воды 170F 1 фут2 поверхности излучения равен 150 БТЕ/ч.
Расширительные баки для систем горячего водоснабжения. Все системы водяного отопления должны быть снабжены расширительным баком открытого или закрытого типа.
На рис. 13.9 показан расширительный бак открытого типа. Этот резервуар должен располагаться не менее чем на 3 фута над самым высоким радиатором и в месте, где он не может замерзнуть.
Размер бака зависит от степени расширения воды. От низкой около 32F до высокой, близкой к кипению, вода расширяется на 4 % своего объема. Следовательно, расширительный бачок должен быть рассчитан на 6 % от общего объема воды в радиаторах, обогревателе и всех трубопроводах. То есть объем бака, до уровня его переливной трубы, должен быть не менее 6% от общего объема воды в системе.
На рис. 13.10 представлена ​​схема подключения расширительного бака закрытого типа. Этот резервуар только частично заполнен водой, создавая воздушную подушку, позволяющую расширяться и сжиматься. Редукционный клапан и предохранительный клапан часто поставляются как единый комбинированный блок.
На стороне выхода редукционного клапана установлено давление ниже давления городского водопровода, но немного выше, чем требуется для поддержания статического напора в самом верхнем радиаторе. Минимальное значение давления в фунтах на квадратный дюйм равно высоте в футах, деленной на 2,31.
Предохранительный клапан настроен выше максимально возможного давления. Таким образом, система будет автоматически наполняться и сбрасываться по мере необходимости.
Меры предосторожности при прокладке трубопроводов горячей воды. Одной из наиболее важных мер предосторожности в системе водяного отопления является предотвращение образования воздушных карманов или петель. Труба должна быть расположена так, чтобы вентилируемый воздух собирался в точках, которые можно легко вентилировать автоматически или вручную. Вентиляционные отверстия должны быть расположены на всех радиаторах.
Трубоуловители должны иметь дренажные отверстия для полного дренажа в случае отключения.
Зоны должны иметь клапаны, чтобы не приходилось отключать всю систему для ремонта зоны. Можно использовать несколько циркуляционных насосов для снабжения различных зон в разное время, для разных температурных режимов и разных экспозиций.

Допускают расширение и сжатие трубы, не вызывая чрезмерных напряжений.
Все подающие и возвратные трубопроводы должны быть изолированы.
В очень высоких зданиях статическое давление на котле может быть слишком большим. Чтобы этого не произошло, можно установить теплообменники, как показано на рис. 13.11. Температура котла и самая низкая зона будут рассчитаны на температуру подачи воды 200F и обратки 180F. Вторая нижняя зона и теплообменник могут быть рассчитаны на температуру подачи воды 170F, обратки 150F и т. д.

Управление системами горячего водоснабжения. Система управления обычно устроена следующим образом: погружной термостат в нагревателе управляет источником тепла, например, масляной горелкой или газовым электромагнитным клапаном. Термостат настроен на поддержание расчетной температуры воды нагревателя (обычно около 180°F). Когда комнатный термостат требует тепла, он запускает циркуляционный насос. Таким образом, для радиаторов доступна немедленная подача горячей воды. Погружной термостат нижнего предела, обычно размещаемый в котле и подключаемый последовательно с комнатным термостатом и насосом, предназначен для отключения циркуляционного насоса в случае, если температура воды падает ниже 70F. Это экономная мера; если произойдет сбой пламени, вода не будет циркулировать, если она не будет достаточно теплой, чтобы принести какую-то пользу.
Если котел используется для подачи горячей воды для бытовых нужд через змеевик мгновенного действия или накопительный бак, для этой цели всегда будет доступна горячая вода. Следует иметь в виду, что котел должен быть рассчитан на тепловую нагрузку плюс возможную потребность в горячей воде для бытовых нужд.
Высокотемпературные системы горячего водоснабжения высокого давления. В некоторых коммерческих и промышленных строительных комплексах установлены системы водяного отопления, в которых температура воды поддерживается значительно выше 212F. Это становится возможным благодаря тому, что система подвергается воздействию давления, значительно превышающего давление насыщения 9.0009 воды при расчетной температуре.
Такие высокотемпературные системы горячего водоснабжения представляют определенную опасность.
Самое главное – это опасность протечки, потому что тогда вода превратится в пар.