Главные принципы работы отопления дома. На чем все основано?

Принцип устройства водяной системы отопления

Вступление

Климат России не позволяет эксплуатировать любые здания без систем отопления. Теплоносителем (веществом для переноса тепла по помещению) могут служить вода, антифриз или воздух. Отопление, где теплоносителем выступает вода, называют водяным отоплением. Водяное отопление это самый распространенный вид отопления. Связано это с доступностью воды (водозабор к дому нужно делать в любом случае), а также с удобной эксплуатацией, безопасностью и надежностью водяного отопления.

Хотя стоит отметить, что водяное отопление больше подходит для домов постоянного проживания. В зимний период система водяного отопления требует постоянной эксплуатации или дополнительных систем, не позволяющих системе водяного отопления, заморозится.

Устройство водяного отопления

Отопление это процесс нагрева воздуха в помещении, который компенсирует потери тепла в доме из-за понижения температуры на улице.

Отопление дома происходит за счет передвижения теплоносителя по помещению. В случае водяного отопления теплоноситель, нагретая вода, движется по трубопроводу, поступает в радиаторы отопления, которые нагреваясь, отдают тепло в помещения.

Общая схема системы отопления такова. В генераторе тепла вода нагревается. Под собственным давлением или под воздействием циркуляционных насосов вода движется по замкнутому контуру теплопровода. При своей циркуляции вода охлаждается, передавая тепло помещению, и возвращается обратно в генератор тепла. Этот процесс повторяется пока система водяного отопления включена и все ее составные части работают исправно.

Генераторы тепла в системе водяного отопления

В генераторе тепла вода нагревается перед поступлением в систему отопления. Для нагрева воды используются различные генераторы тепла: отопительные котлы (газовые, твердотопливные, жидкотопливные, комбинированные), дровяные печи или солнечные батареи.

Циркуляция воды в системе отопления

Теплоноситель (вода) непрерывно двигается (циркулирует) по системе отдавая тепло (нагревая) радиаторы отопления и набирая тепло (нагреваясь) в генераторах тепла. Движение воды по системе отопления может быть естественное или искусственное. Соответственно системы отопления называют естественные или искусственные системы водяного отопления.

Открытые системы отопления с естественной циркуляцией воды

При естественной циркуляции вода движется на счет изменения давления в системе происходящим при расширении воды в результате нагрева и за счет естественного стекания воды. В такой системе отопления кроме котла отопления и радиаторов отопления обязательно присутствует открытый атмосферно – расширительный бак. Расширительный бак устанавливается на стороне выхода горячей воды из генератора тепла. Магистраль горячего теплоносителя делается по уклон, для естественного стекания воды. Способ разводки труб отопления такой системы – однотрубный.

Пример, схематичный, системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды

1. Отопительный котел;

2. Бак расширительный;

3. Сигнальная труба;

4. Трубопроводный “стояк” горячего теплоносителя;

5. Горячая магистраль;

7. Радиатор отопления;

8. Магистраль обратного (охлажденного) теплоносителя;

9. Слив теплоносителя;

10. Водопровод для подпитки;

11. Вентиль водопроводный радиаторный;

12. Магистраль горячего водоснабжения (ГВС);

13. Магистраль дополнительного (малого контура) тепла.

Закрытые системы отопления с искусственной циркуляцией

В закрытых системах отопления движение воды происходит за счет работы циркуляционных насосов. Такая система не контактирует с открытым воздухом. Но в любой водяной системе, а тем более в системе, где происходит нагревание, и охлаждение жидкости присутствует разность давлений. Для регулирования давления в системе на стороне обратного (охлажденного) теплоносителя устанавливается расширительный бак (Экспансомат-схема ниже).

Пример, схематичный, закрытой системы водяного отопления с искусственной циркуляцией

1. Котел отопительный;

2. Расширительный бак (Экспансомат);

4. Горячий “стояк” теплоносителя;

5. Магистраль горячей воды- теплоносителя;

7. Радиатор отопления;

8. Магистраль обратного (остывшего) теплоносителя;

9. Слив теплоносителя;

10. Водопровод подпитки;

11. Вентиль водопроводный радиаторный;

12. Магистраль горячего водоснабжения (ГВС);

13. Магистраль малого теплового контура;

14. Клапан предохранительный;

15. Насос циркуляционный;

16. Автоматический клапан для стравливания (выпуска) воздуха из системы.

Одноконтурные и многоконтурные системы водяного отопления

В домах могут быть сделаны не одна, а несколько независимых контуров отопления. Например, отдельно для радиаторов дома, отдельно для теплого пола, отдельно для бойлера. Или отдельно для двух половин дома. Такие системы водяного отопления более сложны в монтаже, но более эффективны для качественного отопления дома.

Однотрубные и двухтрубные системы водяного отопления

Также различаются однотрубная и двухтрубная системы водяного отоплении. В однотрубной системе радиаторы подключены к системе отопления последовательно, в двух трубной параллельно.

На это об основных принципах водяного отопления все! Тепло вашему дому.

Несколько визуальных сконструированных рисунка систем водяного отопления:

Закрытая,двухконтурная закрытая система водяного отопления с бойлером ГВС с Экспансоматом

Закрытая, двухконтурная закрытая система водяного отопления

Закрытая одноконтурная система отопления

Открытая система водяного отопления с искусственной циркуляцией и расширительным баком

Открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией и расширительным баком

Водяное отопление

Водяное отопление считается самой верной и простой системой, используемой для отопления дома. Все очень просто: вода нагревается при помощи котла, после того идет по трубам к батареям в помещениях, отдает тепло и возвращается в котел. Циркуляционный процесс воды поддерживается с помощью такого устройства, как циркуляционный насос.

Система водяного отопления

Система водяного отопления являет собой замкнутую цепь, состоящую из котла, выполняющего функцию генератора тепла, трубопроводной системы и батарей. По этой системе в постоянном режиме циркулирует вода или антифриз. Топливом для того чтобы разогреть воду может быть уголь, дрова, керосин или природный газ, электроснабжение, преобразователи и т.д.

Кроме вышеназванных компонентов, которые включает водяная система отопления, сюда еще входят устройства, предназначенные для регулирования системы – расширительный бак для отведения излишков воды или такой жидкости, как антифриз, которые появляются в случае нагрева, терморегуляторы, насос циркуляции, манометр, запорный, автоматический отводчик воздуха, клапаны для предохранения.

Для водяного отопления могут быть использованы разнообразные трубы:

  • Стальные, нержавеющие и стальные оцинкованные. При установке таких труб их сваривают. Стальные трубы – подвержены коррозии. Оцинкованные стальные и нержавеющие – не обладают таким недостатком, а при их установке лучше применять резьбовые соединения.

  • Медные. Такие трубы являются надежными, они выносят очень высокие температурные режимы, высокое давление. Соединяются медные трубы высокотемпературной пайкой серебросодержащим припоем. Они могут быть хорошо скрыты в стенах вашего дома. Заметим, что медные трубы – самые дорогостоящие, используются они, в основном, в строительстве эксклюзивных объектов.

  • Полимерные (металлопластик, полиэтилен, полипропилен, армированные алюминием трубы). Такие трубы достаточно удобны при установке. Металлопластиковые – прочны и стойки к процессу коррозии, они не позволяют откладываться осадку на поверхности внутри. Монтируются они при помощи прессовых или резьбовых соединений без сварки. Но у таких труб большой коэффициент расширения тепла. Поэтому, если долго была только горячая вода, после чего пошла холодная, то такие трубы могут дать течь. Поэтому при временном прекращении работы котла в зимнее время и размораживании систем отопления наступит повреждение.

Выбор материала труб, которые будут использовать определенные водяные системы отопления, должен непременно быть согласован с проектировщиками с учетом таких факторов, как вероятность альтернативного или аварийного отопления здания, предпочтения и финансовые возможности. Специалистами было доказано, что наиболее надежными являются медные трубы, поэтому для построения долговечной системы водяного отопления необходимо использовать именно такие.

Этапы установки водяной отопительной системы

Систему водяного отопления необходимо планировать на основе места размещения основного ее элемента – котла. Сам котел ставится еще до планирования разводки труб. Если котел громоздкий – то для него делается бетонный постамент высотой в 4-5 см. Подставка также может быть сделана из листа железа с асбестом сверху. Сразу после того, как постамент готов, котел соединяется с дымоходом, а все соединения замазываются глиной (но не цементом!).

Помните, что в помещении, где будет размещен котел, должна быть хорошая вентиляция – или естественная, или принудительная. Отверстие вентиляции можно оборудовать жалюзями для того чтобы они помогали регулированию потока воздуха.

Обвязка котла делается только при помощи металлических труб.

Только после того, как вы выдержали расстояние, указанное в руководстве, можно вести трубопровод уже металлопластиковыми трубами, но введения в котел должны быть только металлическими трубами. Трубы, вводящие воду в котел, должны иметь такой же диаметр, как и выводящие. Нельзя пользоваться переходниками!

Виды систем водяного отопления

Классификация систем водяного отопления подразумевает их деление на одноконтурные и двухконтурные. Первый тип служит только для того чтобы отапливать помещения. Двухконтурная система делается не только для отопления помещений, но и для нагревания воды.

Практика показывает, что часто применяется установка двух одноконтурных систем: одна из них отапливает помещения, а вторая – нагревает воду. При этом, если на улице лето, то можно пользоваться только одной системой, при этом помните, что для нагревания воды для бытовых нужд тратится 25% мощности котла.

Схемы систем водяного отопления подразумевают использование трех вариантов разводки труб: однотрубная, двухтрубная, коллекторная.

Однотрубная разводка – проста: здесь нагретая вода от котла идет последовательно от одной батареи к другой. Поэтому последняя батарея в цепи будет холоднее, чем первая. Обычно такая система широко распространена в многоквартирных домах. Такая система достаточно сложна в управлении, ведь без специальных приемов здесь просто не перекрыть доступ носителя тепла в один из радиаторов, так как перекроется доступ и ко всем остальным.

Двухтрубная разводка предполагает такой принцип работы водяного отопления, при котором температурный режим в помещении регулируется проще. К каждому отопительному прибору в данном случае подводится две трубки – с горячей и холодной водой. Так, трубы также способны разводиться и звездообразно – к батарее подводится труба с горячей водой, а уходит с холодной. При этом температура каждой батареи одинаковая.

Читайте также:  Одноконутрное отопление частного дома. Как сделать своими руками

Также существует и коллекторная или лучевая разводка. В данном случае от коллектора к каждому прибору отопления подводится две трубки – прямая и обратная. Коллектор представляет собой устройство, собирающее воду. Благодаря универсальности коллекторных систем принцип работы системы водяного отопления может быть со скрытой проводкой труб. Такая схема позволяет производить регулирование системы и монтаж специальных электрических моторов, которые поддерживают заданный температурный режим в помещениях.

Преимущество, которое приносит такая схема водяного отопления, — это то, что здесь можно очень легко регулировать температуру в каждой комнате, устанавливать ее относительно просто, а поврежденные участки труб можно заменять, не нарушая всю систему.

Достоинства и недостатки водяного отопления

Среди преимуществ, которые предоставляет система водяного отопления, можно назвать следующие:

  • Экономичность в расходах материалов.
  • Достаточно высокий уровень теплоемкости. Ведь показатель теплоемкости воды превышает тот же показатель воздуха, нагретого до такой же температуры, в 4 тысячи раз.
  • Комфортная температура.

Как и в любой системе отопления, стоит выделить несколько недостатков:

  • Трудоемкость установки и эксплуатации в сравнении с другими системами.
  • Необходимость постоянного контроля над работой генератора тепла.
  • В случае долговременного отбытия – необходимость удаления воды. Ведь если воду с труб не спустить, то в случае низких температур она замерзнет, вследствие чего трубопровод лопнет. Кроме того, трубопровод с воздухом довольно быстро подвергается процессам коррозии.

Установка водяного отопления возможна только во время строительства или капитального ремонта.

Водяное отопление

Все о водяном отоплении в доме. Устройство, составные части и принцип работы

Наиболее часто встречающимся в быту видом отопления является водяное. Уже в термине заложена информация о принципе переноса тепла от его источника к радиаторам отопления (теплообменникам).

Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с использованием водяного отопления в доме:

Принцип работы водяного отопления

Такой вид отопления применяется в многоквартирных жилых домах, где подвод тепловой энергии осуществляется с помощью подогретой воды централизованно от теплоцентралей или котельных по стальным трубам. Водяное отопление также распространено и в частных домах. Также, популярным становится использование электрических систем отопления.

Здесь применяются системы индивидуального отопления. В качестве теплового агрегата используются котлы, работающие на различных видах топлива или на использовании для нагрева электроэнергии. В топливных котлах в качестве энергоносителя применяется чаще всего природный газ или твёрдое топливо (уголь, дрова).

Системы индивидуального отопления имеют ряд преимуществ перед централизованным. Главное из них – это его полная автономность. Пользователь такой системы отопления может включать его при похолоданиях, выбирая необходимый режим работы. Система индивидуального водяного отопления представляет собой замкнутую систему и включает следующие компоненты:

  • котёл (источник тепловой энергии);
  • система отвода продуктов горения (при необходимости);
  • система трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель (вода);
  • циркуляционный водяной насос;
  • радиаторы отопления;
  • расширительный бачок;
  • терморегулятор;
  • технологические клапаны.

Тепловой агрегат – котёл – является ключевым элементом системы водяного отопления. Он осуществляет преобразование химической или электрической энергии в тепловую. В отличии от воздушного отопления, в нём происходит нагрев воды до необходимой температуры с последующей её подачей на радиаторы отопления. Последние имеют большую площадь рассеивания, что позволяет с помощью конвекционного нагрева воздуха отдать тепловую энергию отапливаемому помещению.

При монтаже системы отопления котёл по мощности подбирается, исходя из площади отапливаемого помещения. Это можно в первом приближении сделать по простой формуле: площадь в квадратных метрах умножают на 1,2 кВт и делят на 10. Полученная номинальная мощность котла в киловаттах применима для климатической зоны центрального региона России.

В современных системах водяного отопления используется принудительная циркуляция теплоносителя с помощью электрического водяного насоса. При такой схеме обеспечивается равномерный прогрев всей системы и температура даже на самых удалённых батареях высокая. Использование циркуляционных насосов позволяет также отказаться от применения для трубопроводов системы отопления стальных труб большого диаметра.

Преимущества использования полипропиленовых труб

В настоящее время для монтажа систем отопления широко применяются армированные пластиковые трубы. Они по сравнению со стальными имеют ряд преимуществ:

  • не боятся коррозии, имеют продолжительный срок службы (25-50 лет);
  • внутри труб не образуется накипь, не формируются сложные отложения;
  • бесшумное передвижение потока жидкости по тубам;
  • монолитный способ соединения труб между собой.

Монолитное соединение полипропиленовых труб обеспечивается с помощью пайки (сварки). Для этого используется специальное сварочное приспособление (по-другому, паяльник). Технология сварки довольно проста и может быть освоена быстро любым человеком. Сама пайка занимает по времени не больше минуты. Монолитно соединённые трубы можно укладывать под штукатуркой или прятать под любые другие виды отделки, а также заглублять в пол.

Применение для монтажа системы отопления полипропиленовых труб более выгодно, чем металлопластиковых, как технически, так и экономически. Во-первых, они сами по себе имеют цену почти в два раза ниже. Во-вторых, при монтаже трубопроводов из металлопластиковых труб применяются дорогостоящие соединительные элементы (фитинги).

Кроме того, при монолитном способе нет резьбовых соединений, которые со временем могут дать течь (например, резиновые уплотнительные прокладки потеряют упругость). Монолитно соединённые полипропиленовые трубы имеют большую механическую прочность, а значит, более надёжные. Наконец, такие трубы допускают также замораживание (они эластичны). После размораживания воды полипропиленовые трубы не теряют своих свойств.

Для монтажа систем водяного отопления можно применять только армированные полипропиленовые трубы (фольгой или стекловолокном). Они выдерживают температуру до + 95°С. Могут продолжительно работать при температуре теплоносителя до +75°С.

Виды водяного отопления по типу разводки

В зависимости от вида разводки различают одно- и двухтрубные системы водяного отопления. В свою очередь однотрубные системы могут быть с верхней или с нижней разводкой.

Однотрубные системы

В системах отопления с верхней разводкой прямая подача воды от котла проходит через трубу, проложенную в верхней части помещения, а возвращается в котёл через нижнюю трубу. Между верхней и нижней трубами проходят стояки, в которых расположены батареи.

Такая система подачи тепла имеет преимущества в том, что может работать без применения циркуляционных насосов, что температура в различных по удалённости от котла батареях мало отличается. К недостаткам можно отнести сложность регулировки тока воды и наличие стояков и лежаков, которые ухудшают дизайн интерьера.

В системах отопления с нижней разводкой трубопровод проходит по кругу через весь дом, возвращаясь через лежак в котёл. При таком варианте трубопровод может последовательно соединяться с батареями. Такая схема использует минимальную длину труб, исключаются стояки. Недостатком является неравномерный прогрев батарей в зависимости от удалённости от котла и невозможность регулировок их температур.

Двухтрубные системы

Для двухтрубной коллекторной (веерной) разводки труб характерно подключение каждого отдельно взятого радиатора к шкафу с коллекторами, в котором находятся трубопроводы подачи теплоносителя от котла и обратки. Такую схему подключения наиболее часто применяют в больших зданиях и коттеджах. При такой разводке можно отключать некоторые радиаторы или регулировать ток теплоносителя (а значит и температуру) с помощью крана.

Так как подвод пары труб к каждой батарее отдельный, можно их прятать, например, в полу. При этом не нарушается общий дизайн интерьера. Такая схема разводки позволяет автоматизировать подачу тепла в целом и может применяться в системе управления «умный дом». Веерная система подключения требует несколько большего количества труб при монтаже.

Может также применяться и последовательная двухтрубная система разводки. Она наиболее распространена в многоквартирных домах с нижней разводкой. Её можно также использовать и при проектировании и монтаже систем водяного отопления в загородных домах большой площади (порядка 1500 кв.м). при такой схеме подача тепла осуществляется от труб, проложенных под потолком цокольного этажа, непосредственно к радиаторам отопления.

В помещениях нет никаких труб, шкафов коллекторов, расход труб минимален. Кроме того, температура по радиаторам распределяется довольно равномерно, можно регулировать каждую батарею в отдельности, вплоть до её отключения.

Гибридом этих двух систем является комбинированная. Она применяется, когда в случае лучевой разводки на каждый контур коллектора подключают сразу несколько радиаторов. Они, как правило, находятся недалеко друг от друга. Комбинированная разводка может применяться в загородных домах большой площади. Она имеет все преимущества веерной и последовательной схем подключения к отопительному котлу.

Подбор мощности радиаторов отопления и правила их установки

Отопительные приборы необходимо устанавливать только вертикально и точно под окнами. При этом центры окна и батареи должны совпадать. По высоте радиаторы во всех комнатах необходимо устанавливать на одном уровне (примерно 6-10 см от пола). Можно оценочно рассчитать необходимое количество секций батареи для отопления комнаты.

Для этого нужно знать величину теплоотдачи одной секции батареи. Если эту величину разделить на 100, получим площадь, которую может обогреть эта секция. Зная общую площадь комнаты, можно легко вычислить количество необходимых в батарее секций. Для комнат с балконом это количество можно увеличить на три единицы.

Паровое отопление в частном доме

Существует много способов обогреть свое жилище. Можно использовать русскую печь и камин, солнечные коллекторы, пар и нагретую воду. Но те, кто решил жить в частном доме постоянно, часто выбирают водяную или паровую системы отопления. И этому есть разумное объяснение.

Читайте также:  Почему падает давление в системе отопления и как это исправить

При отоплении помещений с помощью воды и пара происходит более сильный и равномерный прогрев воздуха, а также стен и пола. Кроме того, на столь широком распространении этих видов систем отопления сказываются особенности нашего сурового климата, а также доступные (например, по сравнению со странами-членами Евросоюза) рядовому гражданину цены на газ и электричество — основные ресурсы, используемые для нагрева воды.

Принцип работы системы парового отопления

Паровое отопление известно и успешно используется уже более 100 лет.

Что же оно из себя представляет?

Паровое отопление — это система обогрева паром, который образуется при закипании воды в котле, а затем поступает через трубы в радиаторы, установленные по всему периметру помещений.

Необходимые узлы системы парового отопления:

  • котел — нагревает и накапливает воду;
  • выпускной клапан;
  • радиаторы;
  • трубы;
  • насос;
  • топка.

Бывают открытые и закрытые системы отопления. В первом случае, вернуться в котел конденсату помогает насос. При закрытой системе отопления возникший конденсат самостоятельно попадает обратно в нагревательный котел под воздействием силы гравитации и по причине небольшого технологического наклона труб.

Различают системы с высоким (от 170 до 600 кг/м2), с низким давлением пара (от 100 до 170 кг/м2), а также вакуум-паровые (до 1 кг/м2). Такое разделение не случайно. Оно зависит от многих технических характеристик системы, например, от общей протяженности труб от котла до самого удаленного от него радиатора.

Кроме того, применяются следующие виды разводок труб:

  • Однотрубная— когда и пар, и возвратный конденсат проходят туда и обратно по одной трубе. Но по этой причине возникает один недостаток — посторонние звуки в системе.
  • Двухтрубная— по одной трубе пар проходит по системе, а по другой образующийся конденсат, возвращается в котел. Обе трубы замкнуты в едином цикле.

Собственники частных домов чаще выбирают именно двухтрубную систему. Почему? Дело в том, что данный вид разводки позволяет регулировать температуру в системе при помощи вентиля. При однотрубной это возможно только при снижении мощности или производительности котла, что влечет за собой риск недогревов в зимний период.

Виды топлива, необходимого для работы системы парового отопления:

  • Твердое (дрова, уголь),
  • Жидкое (мазут, солярка),
  • Газ (природный).

В настоящее время существуют следующие типы паровых котлов:

  1. Газотрубные (отличаются невысокой мощностью, но увеличение её может привести к взрыву).
  2. Водотрубные (более современные и безопасные).

Второй тип котлов все более часто встречается в частных домах. Такие устройства подразделяются на следующие виды:

  • Вертикальные — характерны наличием двух и более барабанов, располагающихся на разных уровнях.
  • Горизонтальные — здесь к барабану еще присоединяются водосточные каналы, называемые коллекторами.

Составляющие стандартного нагревательного котла:

Что нужно знать при выборе и установке?

Тем, кто строит собственный дом и намерен установить паровую систему отопления (или произвести замену существующей), важно знать о запрете использования пластиковых труб. Дело в том, что из-за очень высоких температур воды и пара (свыше 100 градусов по шкале Цельсия) все составляющие системы подвергаются огромным нагрузкам, которые по силам выдержать только металлическим трубам.

Поскольку это сложная система, то всегда необходимо помнить и о её надежности. Домовладельцам необходимо приобретать только материалы и оборудование заводов-изготовителей (не «подпольного» производства), а монтаж системы должны производить опытные профильные специалисты. При выборе котла следует учитывать его мощность, которая напрямую зависит от количества комнат в доме, высоты потолков в них и зимние температуры в регионе. Но тут надо не переусердствовать, чтобы не платить больше денег за электричество или газ, которые использует котел для нагрева воды. Не менее важно уточнить количество пара, производимое котлом (исчисляется в килограммах). Это влияет на скорость обогрева помещений.

Таким образом, если у Вас большой дом где-то под Якутском, то выбирайте более производительный и мощный котел.

Подробнее о принципе работы и видах парового котла можно прочитать здесь: https://teplo.guru/kotly/parovye.html

Нормативные требования к помещениям, где будет установлена паровая система отопления:

  • Огнестойкость стен — от 75 мин. (кирпич или облицовка керамикой).
  • Огнестойкость двери — от 30 мин.
  • Наличие двери и окон на улицу.
  • Расстояние от стен до котла — более 1 метра.
  • Высота от пола до потолка — 2,20 м.
  • Наличие вентиляции (исправной).

Преимущества и недостатки парового отопления

  • прогрев помещения в кратчайшие сроки;
  • озможность обогрева дома в несколько этажей (из-за своей легкости пар имеет возможность самостоятельно подниматься на любую высоту, остыв, он превращается в более тяжелый конденсат, и спускается обратно в котел, что исключает затраты на установку дополнительного оборудования, например, насосов);
  • экономия топлива (по сравнению с другими системами отопления) по причине высокой теплоотдачи;
  • более дешевые материалы.

К недостаткам можно отнести:

  • слишком высокая температура отопительных приборов;
  • короткий срок службы оборудования и труб (из-за очень высоких температур приходится своевременно делать замены).

Если проанализировать все «за» и «против» по данной системе, то становятся понятно, что в массе случаев ее использование вполне оправдано. В первую очередь, это экономичность (более дешевые материалы и экономия на топливе), во-вторую производительность по причине более высокой скорости и объема обогрева.

Таким образом, преимущества данной системы не только делают незначительными все её недостатки, но и заметно выделяют паровое отопление из ряда других систем обогрева помещений в частных домовладениях.

Не рекомендуется устанавливать паровую систему отопления лишь тем людям, кто испытывает страх к подобному оборудованию в виду рисков взрыва, и у кого в доме маленькие дети— по причине возможных ожогов из-за высоких температур отопительных приборов (но даже в этом случае есть выход — установка систем защиты в пределах досягаемости детей).

Основным конкурентом паровой является водяная система отопления. Но последняя отличается наибольшими затратами на материалы.

Главные принципы работы отопления дома. На чем все основано?

Главная страница » Статьи » Главные принципы работы отопления дома. На чем все основано?

Главные принципы работы отопления дома. На чем все основано?

Мы живем с Вами в век активного строительства частного жилья. Строя свой дом, важно разбираться в куче аспектов, чтобы избежать каких-либо недопониманий с прорабами и строителями. Немаловажно так же знать принцип работы отопления дома, от которого по сути зависит весь Ваш комфорт в холодные времена года.

Содержание:

Прошли уже давно времена контрамарок и печек. Сегодня в домах ставят куда более современные системы отопления, которые работают не только на угле, но и на других энергоресурсах.

Итак, на чем же основывается принцип работы отопления дома? Давайте разберемся по порядку.

Весь принцип работы отопления начинается по сути с котла. Котел служит для нагрева теплоносителя. Чаще всего теплоносителем выступает вода, реже специальные незамерзающие растворы.

Котлы сегодня бывают разных типов и работают на разном горючем, таких как уголь, дизель, газ, электричество.

Котлы сегодня устанавливают в специальных помещениях, так называемых котельных. Котельная не ограничивается одним котлом. В ней сконцентрированы все отопительные узлы: распределительный коллектор, гидрострелка, насосы, бойлеры косвенного нагрева

В этой статье мы не будем концентрироваться на принципе работы котельной. Об этом Вы можете почитать отдельно по этой ссылке.

Итак, котел нагревает нам теплоноситель. Далее наш теплоноситель начинает передвигаться по трубам к источнику «отдачи тепла». Сегодня под этими источниками чаще пподразумевают либо радиаторы, либо теплые полы.

Теплоноситель передвигается либо естественным путем (такая система называется системой с естественной циркуляцией), либо принудительным путем.

В случае естественной циркуляции система отопления не зависит от электричества и работает строго по законам физики. Такую систему проще всего сделать на основе радиаторного отопления.

Недостатки систем с естественной циркуляцией:

  • невозможно автоматически регулировать температуру;
  • больший расход энергоносителей за счет увеличенных диаметров труб
  • невозможность использования бойлера косвенного нагрева
  • далеко не всегда можно спрятать трубы в стене;

В случае принудительной циркуляции система отопления зависит напрямую от электричества, так как для работы системы необходимо наличие насосов. К таким системам относятся теплые полы, двухтрубная радиаторная система и другие.

Преимущества систем с принудительной циркуляцией:

  • Более экономичная по сравнению с системой естественной циркуляции;
  • Трубы можно прятать в стены;
  • Возможна автоматическая покомнатная регулировка температуры

С принципом движения теплоносителя разобрались. Далее принцип работы системы отопления заключается в движении нашего теплоносителя по трубам и поступление его в источник отдачи тепла. Таким источником выступает сам радиатор. В случае теплого пола – это трубы, которые греют стяжку.

Нагрев дома от источника тепла происходит по принципу конвекции или по принципу излучения. Теплый пол, например, работает по принципу излучения. По такому же принципу работает солнце. Оно нагревает землю и земля отдает тепло.

Медно-алюминиевый радиатор наоборот работает на 90% по принципу конвекции. Он нагревает потоки воздуха, проходящие сквозь него.

В системах отопления есть такое понятие, как подача и обратка. Подача – это то, куда поступает горячий теплоноситель. Обратка – это то, куда поступает (возвращается) остывший теплоноситель.

Чтобы добиться эффективной работы системы отопления, теплоноситель постоянно циркулирует в системе отопления. Горячая вода поступает в источник отдачи тепла, затем возвращается обратно в котел, где вновь подогревается. И так по замкнутому кругу.

Читайте также:  4 Проверенные схемы подключения водяного теплого пола

Во время нагрева происходит расширение теплоносителя. Для компенсации этого явления в систему монтируют расширительный бак. Бак вместе с котлом монтируют в котельной.

Вот мы с Вами и рассмотрели основной принцип работы отопления дома. Хотите больше разобраться в системах отопления? Воспользуйтесь нашей бесплатной видеоинформацией.


Предисловие В системе отопления дома с естественной циркуляцией нагретый теплоноситель движется под воздействием силы гравитации, возникающей вследствие…


Самое популярное и экономичное отопление для частных домов – газовый котел с водяным контуром. Газ стоит дешево, обслуживание не требует серьезных…


В настоящее время выделяют 2 основных способа подключения батарей, конвекторов и т.п. оборудования к котлу – последовательный и параллельный….

Системы водяного отопления – принцип работы

Среди жизнеобеспечивающих инженерных систем современных жилых и производственных зданий системы водяного отопления занимают особое положение. Они отличаются по конструктивным особенностям их исполнения, архитектурно-строительным требованиям размещения и эксплуатации, технологическим признакам. Кроме этого, они должны отвечать и определенным санитарно-гигиеническим требованиям. Все вместе они формируют конкретные, специфические требования к устройству, эксплуатации и содержанию отопительных систем и устройств.

Системы водяного отопления – классификация

Системы водяного отопления современных зданий классифицируют по следующим признакам.

1. По институциональным признакам:

  • по назначению: для гражданских объектов (жилых и общественных зданий); производственных (промышленных, сельскохозяйственных); специального назначения (транспортных средств, военных и др. объектов);
  • по формам собственности: государственная, коллективная, частная;
  • по способу обслуживания: коммунальное обслуживание, самообслуживание, смешанное обслуживание.

2. По технологическим требованиям:

  • соответствие требованиям термодинамики;
  • нормам надежности и безопасности устройства и функционирования.

3. По требованиям архитектурно-строительных норм, правил и
стандартов:

  • по методам тепловых и гидравлических расчетов;
  • по конструктивным признакам: по способу циркуляции теплоносителя (естественная и принудительная циркуляция); по месту размещения разводки (верхняя и нижняя разводящая магистраль); по способу подводки разводки к отопительным стоякам (с тупиковым или с попутным движением воды, коллекторные); по конструктивным особенностям стояков и схеме монтажа к ним отопительных приборов (однотрубные и двухтрубные системы, вертикальные, горизонтальные); по типу используемых трубопроводов (металлические, неметаллические); по виду теплоносителей (вода, антифризы);
  • по мощности и типу теплогенераторов и источников теплоты, способу присоединения: местные теплогенераторы на углеродном топливе и электричестве (котлы квартирные, домовые, крышные, блочные) мощностью до 3,0 МВт; централизованные источники теплоты (подающие ее в системы отопления от АЭС, ТЭЦ, КЭС, РТС, КТС через тепловые сети и местные или центральные тепловые пункты) мощностью свыше 3,0 МВт; теплогенераторы на нетрадиционных (возобновляемых) источниках теплоты; по гидравлической связи с централизованным источником теплоты (непосредственное присоединение, гидравлически изолированное); по способу присоединения систем отопления в тепловом пункте (4 варианта основных схем);
  • по способу автоматизации и учета потребленной теплоты
  • по определенным санитарно-гигиеническим требованиям.

Основные элементы и технологические особенности водяных систем отопления

Главной принципиальной технологической особенностью водяных систем отопления, в отличие от однопоточных (однотрубных) систем водопровода, газоснабжения и водоотведения, является то, что в соответствии с законами термодинамики системы водяного отопления могут быть циркуляционными, двухпоточными, двухтрубными.

К основным элементам системы отопления относятся: теплогенератор (котел отопления), теплоноситель (вода или антифриз), подающие и обратные магистрали трубопроводов, циркуляционный насос (если система с принудительной циркуляцией теплоносителя), группа безопасности, расширительный бак и отопительные приборы (радиаторы).

Системы отопления – принцип работы

Принцип работы системы отопления сводится к тому, что нагретый в теплогенераторе (отопительном котле) теплоноситель насосом подается к отопительным приборам здания по подающим трубопроводам с температурой t1 ºС. В топительных приборах происходит отдача теплоты и охлаждение теплоносителя, и соответственно понижение его температурного потенциала (теплосодержание). Охлажденный до температуры t2, °C, он поступает в обратные трубопроводы, по которым снова возвращается в исходное положение – в теплогенератор для последующего нагрева.

Таким образом, в системах отопления постоянно совершаются тепловые циклы – круговорот теплоносителя в количестве G, кг/ч, и выполняется полезная работа системы по отоплению помещения на температурном перепаде t1 – t2, °C, теплотой в количестве Q, Дж/ч.

Как известно, каждый теплоноситель обладает своей теплоемкостью с, Дж/(кг -°С). Вода имеет теплоемкость с = 4,19 кДж/(кг -°С), это означает, что для нагрева 1 кг воды на 1 °С необходимо затратить 4,19 кДж теплоты . Зная величины G, t1, t2, с, можно определить количество теплоты Qnp, отданное теплоносителем в приборах отопления обогреваемых помещение за один час или за какой-то период времени z, ч, по формулам:

Qпр = G -с (t1 – t2), Дж/ч (1)
Qпр = G -с (t1 -t2) -z, Дж. (2)

При этом, для поддержания постоянной температуры воздуха внутри помещения tпомп = Const, это количество теплоты Qпр должно соответствовать потерям теплоты помещением (зданием) – Qпом, равной сумме тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции помещения (наружные стены, двери и окна, полы и потолки), называемые трансмиссионными – Qтрансм, и расходам теплоты на подогрев поступающего наружного вентиляционного воздуха – Qвент, а в производственных зданиях, кроме этого, и на нагрев технологических материалов и изделий – Qтехн, ввозимых с улицы.

Должен соблюдаться тепловой баланс:

В последние годы стали учитывать также и внутренние теплопоступления – тепловыделения: от находящихся в помещениях людей, от бытовых электрических и варочных приборов, от технологических аппаратов, от готовой продукции и изделий, от солнечной радиации и др. Эти тепловыделения Qтвн, Дж/ч, уменьшают потребность помещения (здания) в теплоте, которую оно должно получить от системы отопления. Тепловой баланс помещения с учетом внутренних тепловыделений будет выглядеть следующим образом:

Qпом =Qпр = Qтрансм + Qвент + Отехн – Qтвн, Дж/ч (4)

Для эффективного заполнения системы водяного отопления теплоносителем (обычно водой) и удерживания циркуляционного кольца в заполненном состоянии, а также для опорожнения системы необходимо наличие еще трех обязательных элементов – подпиточного устройства (насоса), устройства спуска и расширительного бака.

С помощью устройства подпитки вся система, включающая источник теплоснабжения, циркуляционный насос, подающие и обратные магистрали трубопроводов (подача и обратка), все расположенные в помещении приборы отопления, а также расширительный бак, медленно (через обратную линию) заполняются теплоносителем (водой). В процессе заполнения или подпитке системы теплоноситель вытесняет воздух из внутренних полостей трубопроводов и отопительных приборов вверх, в расширительный бак или в специальные, так называемые воздушники. В некоторых П-образных системах отопления воздушники (краны Маевского) устанавливают в верхних заглушках отопительных приборов.

Если воздух из системы не удалось полностью удалить, то образуются воздушные пробки, которые разрывают поток теплоносителя в трубопроводах и приборах отопления и препятствующие циркуляции его в системе. Нередко встречаются случаи аварийного выхода из строя систем из-за нарушения режима циркуляции (перегрева теплоносителя из-за воздушных пробок). Для эффективного воздухоудаления подающие магистрали трубопроводов устанавливают с небольшим уклоном (i = 0,010) в направлении от главного стояка в сторону приборов отопления, а трубопроводы выполняющие обратную подачу – с тем же уклоном от приборов отопления в сторону источника отопления (теплогенератора) к спускному крану.

При нагреве теплоносителя из него в виде пузырьков выделяются растворенные в холодной воде газы – кислород, азот и углекислый газ, которые таким же образом (через расширительный бак или воздушники) удаляются из системы при эксплуатации ее.

Прокладка разводящих трубопроводов с уклоном позволяет также быстро удалять теплоноситель в случаях опорожнения их для ремонтных целей, предотвращает «зависание» теплоносителя в трубах.

Расширительный бак объемом V (м3) монтируется в самой верхней точке системы (как правило это чердачное помещение), и обязательно утепляется. Он является своеобразным буфером системы отопления, и своим объемом позволяет компенсировать изменение объема циркулирующего теплоносителя – увеличения при нагреве и уменьшения при охлаждении, а также возмещать небольшую потерю его за счет испарения и возможных утечек через неплотности системы. Оборудованный сигнальной и переливной трубами открытый расширительный бак позволяет персоналу периодически контролировать заполненность системы теплоносителем (водой), наполнять и пополнять ее подпиточным устройством при необходимости.

В небольших домовых и коттеджных системах отопления такие наполнения и подпитку ведут из питьевого водопровода, открывая кран на линии подпитки. При отсутствии водопровода ее осуществляют либо с помощью электрического, либо ручного насоса, присоединяемого к промежуточной, периодически пополняемой водой при закачке емкости. В системах водяного отопления крупных многоэтажных зданий для этих целей устанавливают специальные подпиточные насосы и подпитку ведут специально подготовленной умягченной и деаэрированной водой для предотвращения коррозии и зарастания металлических трубопроводов.

В самой нижней точке системы отопления на обратной магистрали трубопровода (обратке) устанавливается спускной кран, при помощи которого осуществляют спуск теплоносителя (воды) из системы, в случаях проведения ремонтных работ или отключения на длительный срок во избежание замораживания в зимний период. Чтобы избежать «зависания» теплоносителя в трубопроводных магистралях и отопительных приборах при спуске следует открывать воздушники установленные в верхних точках системы.

Циркуляционный насос системы отопления устанавливается, как правило, на трубопроводе выполняющем обратную подачу (обратка) перед источником отопления (теплогенератором). В крупных разветвленных системах отопления зданий обычно устанавливают несколько (2-3) циркуляционных насоса (один резервный).

Все упомянутые обязательные элементы систем водяного отопления – теплогенератор, циркуляционный насос, отопительные приборы, расширительный бак, воздушники и подпиточное устройство, приборы КИПиА соединяются между собой трубопроводами в определенной последовательности и порядке, образуя сложную гидравлическую циркуляционную систему – систему замкнутых сообщающихся между собой сосудов и колец, заполненных теплоносителем.

  • Отопление частного дома
  • Расширительный бак
  • Циркуляционный насос

Ссылка на основную публикацию