От типа движения теплоносителя зависит общее построение комплекса водяного отопления. Ниже мы рассмотрим схемы с естественной и принудительной циркуляцией, оценим их функциональность, принцип устройства, достоинства и недостатки. А так же предложим свои услуги по устройству системы отопления в Клину под ключ!
Циркуляция теплоносителя в системе отопления
Циркуляция теплоносителя – важнейший технический показатель работы системы отопления. Теплоноситель является рабочей средой и переносит тепло от котла к отопительным приборам – в этом заключается основной алгоритм функционирования водяных комплексов обогрева помещений. Движение теплоносителя осуществляется двумя способами – естественным и принудительным. В материале этой статьи мы расскажем об этих режимах, приведем описание общего устройства соответствующих систем отопления, оценим достоинства и недостатки реализации каждого способа циркуляции.
Естественная циркуляция теплоносителя в системе отопления
Данный вид циркуляции теплоносителя основывается на теплофизических свойствах воды – при нагреве она приобретает меньшую плотность и массу. Жидкость с такими параметрами, находясь в каком-либо сосуде (в нашем случае это котел) начинает движение вверх – из котла. Противоположное явление при охлаждении – вода увеличивает свою плотность и массу – начинается движение вниз – в нашем случае из системы отопления в котел, попутно вытесняя оттуда стремящуюся вверх горячую воду.
Таким образом, алгоритм работы системы отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией теплоносителя состоит из следующих этапов:
1. Первичный нагрев воды в котле;
2. Движение воды вверх по разгонному коллектору;
3. Движение воды вниз из верхней точки разгонного коллектора;
4. Остывание (отдача теплоты) при прохождении через трубы и отопительные приборы;
5. Попадание в нижнюю часть системы и в конечном итоге – снова в котел.
Такой режим циркуляции воды носит постоянный характер – основным его условием является работа котла и отдача теплоты в помещение (нагрев воздуха). Но чтобы система функционировала и соблюдался указанный алгоритм – комплекс должен иметь особое устройство:
1. Котел располагается только в нижней точке схемы, присоединительные патрубки устройства имеют диаметр не менее 50 мм;
2. На выходном патрубке котла сооружается вертикальный разгонный коллектор диаметром не менее 50 мм и высотой около 2 метров;
3. К верхней точке коллектора присоединяется открытый расширительный бак – он служит для принятия излишка воды при ее температурном расширении, сброса воздуха, иногда – для пополнения системы водой;
4. Из верхней точки коллектора начинается розлив воды по системе – он производится по трубам, проложенным под уклоном не менее 20 (2 см на 1 метр длины), трубопроводы при этом должны иметь диаметр не менее 40 мм;
5. Отопительными приборами в схеме служат либо непосредственно сами стальные трубы, либо используются чугунные радиаторы – они имеют большое проходное сечение и могут работать в условиях значительного содержания воздуха в теплоносителе (мало подвержены коррозии).
Кроме того, при монтаже трубопроводов рекомендуется выполнение минимального количества поворотов, также не рекомендуется применение запорно-регулирующей арматуры – она увеличивает гидравлическое сопротивление движению воды. Монтаж открытых систем с естественной циркуляцией обычно выполняется из стальных труб – они стойко выдерживают высокие температуры, чаще всего появляющиеся в зоне котла.
Основным достоинством комплексов с гравитационной циркуляцией является энергонезависимость – оборудование может работать в полном отсутствии электрической энергии. Такая компоновка отопления раньше пользовалась довольно большой популярностью, вместо котлов часто использовались печи с водяным контуром, зачастую система с естественной циркуляцией сооружается и сейчас – особенно на дачах в зонах частого отключения или нестабильной подачи электроэнергии.
Но в работе схемы имеются и серьезные недостатки, для удобства оценки приведем их в виде списка:
1. Ограничение величины отапливаемой площади – не более 60 – 70 м2;
2. Практически полное отсутствие регулирования температуры;
3. Нерациональное потребление топлива;
4. Неравномерная температура – около котла высокая, на удаленных участках низкая;
5. Крупные габариты трубопроводов и отопительных приборов, оборудование занимает много свободного места, разрешена только открытая прокладка;
6. Практически невозможно реализовать качественное производство горячей воды для нужд водоснабжения;
7. Водяные теплые полы не интегрируются с открытой схемой отопления;
8. Работа комплекса направлена только на обеспечение отопления.
Принудительная циркуляция теплоносителя
Закрытая схема с принудительным движением теплоносителя является сейчас наиболее распространенной конфигурацией системы отопления. Принудительная циркуляция стоит в основе централизованных систем теплоснабжения, является основной моделью автономного обогрева помещений.
Принудительное движение теплоносителя в закрытой схеме реализуется с помощью циркуляционных насосов различной мощности. Жидкости придается определенная скорость, при движении она преодолевает гидравлическое сопротивление элементов комплекса – трубопроводов, отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров), котла, запорной арматуры и так далее. Ускоренное движение рабочей среды позволяет построить систему с определенным выбором построения, реализовать целый ряд функций – производство горячей воды, обеспечение теплом различных потребителей – водяных теплых полов, теплообменников различных систем и так далее.
Закрытая система является полностью герметичной, вода в ней находится под избыточным давлением. В автономных комплексах величина давления ограничивается 3.0 атм., в централизованных сетях варьируется от 5 до 10 атм. – здесь увеличенное давление необходимо для преодоления большого сопротивления, обусловленного крупными масштабами комплекса, и достижения удаленных участков.
Сама система с принудительной циркуляцией имеет более свободную компоновку по сравнению с открытой схемой. Трубопроводы внутренней разводки здесь имеют небольшой диаметр, могут быть ориентированы вертикально и горизонтально, для монтажа используются более широкий спектр трубопроводных систем – полимерных, стальных, медных.
В состав закрытой схемы входят дополнительные обязательные элементы – циркуляционный насос, расширительный бак закрытого типа (мембранный), предохранительная группа, устройства для освобождения оборудования от воздуха (воздухоотводчики). В централизованных сетях эти компоненты размещаются в ИТП (ЦТП), в автономной версии – в зоне обвязки котла.
Гидравлический режим – принудительное движение теплоносителя – позволяет реализовать в закрытых схемах подключение бойлера косвенного нагрева, контуров теплых полов, иных потребителей тепла с различными параметрами работы – это значительно расширяет функциональность системы и на порядок повышает уровень комфорта. Но следует отметить, что в центральных схемах отопления подключение какого-либо оборудования к сетям запрещено – это можно делать только в автономных комплексах.
Схемы с принудительной циркуляцией обладают целым рядом достоинств, главными из которых можно назвать следующие:
1. Не имеется ограничений по величине отапливаемой площади;
2. Работа системы отличается маневренностью, простотой управления, в том числе полностью автоматического;
3. Комплекс с принудительной циркуляцией обладает высоким КПД, позволяет более рационально использовать топливо, с помощью оперативного управления снижать его расход (особенно в автономном отоплении);
4. Имеется возможность реализации ряда дополнительных функций, кроме отопления – производства горячей воды, создание зон повышенного комфорта с помощью водяных теплых полов, обеспечение теплом приточной вентиляции, бассейнов и других потребителей;
5. Применяемое для монтажа оборудование и материалы отличаются широким спектром выбора;
6. В большинстве своем коммуникации закрытых схем довольно компактны и занимают мало места.
Недостатком схем с принудительным движением теплоносителя является полная зависимость от наличия электрической энергии. Но в современных условиях стабильность энергообеспечения имеет очень высокие показатели, в случае же автономного построения системы отопления рекомендуется применять бесперебойный источник питания – на определенное время он поддержит работоспособность оборудования (до восстановления подачи электроэнергии).
Наша организация занимается оборудование систем отопления под ключ в г. Клин и Клинском районе – Звоните!
