Зворотний клапан у системі опалення

Навіщо потрібна примусова циркуляція

Природна циркуляція теплоносія відбувається за фізичними законами: нагріта вода або антифриз піднімаються у верхню точку системи і поступово остигаючи, опускається вниз, повертаючись у котел. Для успішної циркуляції необхідно суворо витримувати кут нахилу прямої та зворотної труби. За невеликої протяжності системи в одноповерховому будинку зробити це нескладно, і перепад висоти буде невеликий.

Для будинків великої площі та багатоповерхових будинків. така система найчастіше непридатна — у ній можливе утворення повітряних пробок, порушення циркуляції і, як наслідок, перегрів теплоносія в котлі. Ця ситуація небезпечна і може спричинити пошкодження елементів системи.

Тому в зворотну трубу безпосередньо перед введенням в теплообмінник котла встановлюють циркуляційний насос, який створює в системі потрібний тиск і швидкість циркуляції води. При цьому нагрітий теплоносій вчасно відводиться в опалювальні прилади, котел працює в штатному режимі, а мікроклімат в будинку залишається стабільним.

Схема: елементи системи опалення

• система стійко працює в будинках будь-якої довжини та поверховості;
• можна використовувати труби меншого діаметра, ніж при природній циркуляції, що заощаджує витрати на їх придбання;
• допускається розташовувати труби без ухилу та прокладати їх приховано у підлозі;
• до примусової системи опалення можна підключити теплі водяні підлоги;
• стабільний температурний режим продовжує термін служби фітингів, труб та радіаторів;
• Існує можливість регулювати нагрівання для кожного приміщення.

Недоліки системи із примусовою циркуляцією:

• потрібен розрахунок та встановлення насоса, підключення його до електромережі, що робить систему енергозалежною;
• насос під час роботи видає шум.

Недоліки успішно вирішуються правильним розміщенням обладнання: насос ставлять в окремому приміщенні котельні поруч із опалювальним котлом і встановлюють резервне джерело електроживлення — акумуляторну батарею або генератор.

Принцип роботи самопливної системи опалення

Принцип роботи опалення виглядає просто: вода пересувається трубопроводом, що рухається гідростатичним натиском, що з’явився внаслідок різної маси нагрітої і охолола води. Ще таку конструкцію називають самопливною або гравітаційною. Циркуляція — це переміщення охолонула в батареях і потяжілої рідини під гнітом власної маси вниз до нагрівального елементу, і витіснення легкої води, що нагрілася в трубу, що подає. Система функціонує, коли котел з природною циркуляцією розташовується нижче за радіатори.

У контурах відкритого типу він безпосередньо повідомляється із зовнішнім середовищем, і зайве повітря йде в атмосферу. Об’єм води, що збільшився від нагріву, ліквідований, постійний тиск нормалізовано.

Природна циркуляція можлива і в закритій системі опалення, якщо вона оснащена розширювальним баком з мембраною. Іноді конструкції відкритого типу переобладнують у закриті. Закриті контури стабільніші у роботі, теплоносій у яких не випаровується, але вони незалежні від електрики. Що впливає на циркуляційний тиск

Циркуляція води в котлі залежить від різниці в щільності гарячої та холодної рідини та від величини перепаду висоти між бойлером і низько розташованим радіатором. Ці параметри прораховуються ще до початку монтажу контуру опалення. Природна циркуляція з’являється, т.к. температура звороту в системі опалення низька. Теплоносій встигає охолонути, рухаючись через радіатори, стає важчим і своєю масою виштовхує з котла розігріту рідину, змушуючи її просуватися трубами.

Труби для систем із природною циркуляцією

При підборі діаметра труб відіграють роль не тільки розміри системи та кількість радіаторів, а й матеріал, з якого вони виготовлені, точніше, гладкість стін. Для гравітаційних систем це дуже важливий параметр. Найгірша справа у звичайних металевих труб: внутрішня поверхня шорстка, а після використання вона стає ще більш нерівною через процеси корозії і накопичення відкладень на стінках. Тому такі труби беруть найбільший діаметр.

Сталеві труби через кілька років можуть виглядати так

Переважно з цієї точки зору металопластикові та армовані поліпропіленові. Але в металопластикових використовуються фітинги, що значно звужують просвіт, що для самопливних систем може стати критичним. Тому кращими виглядають армовані поліпропіленові. Але вони мають обмеження за температурою теплоносія: робоча температура 70 о С, пікова – 95 про С. У виробів із особливого пластику PPS робоча температура 95 про С, пікова – до 110 про С. Отже залежно від котла та системи в цілому можна використовувати ці труби з умовою, що це якісні фірмові вироби, а не підробка.

Металоопластик та поліпропілен також може використовуватись для монтажу систем опалення.

Але якщо передбачається встановлення твердопаливного казана. то жодного поліпропілену таких теплових навантажень не витримає. У цьому випадку або все-таки використовувати сталеві, або оцинковку і нержавіючу сталь на різьбових з’єднаннях (зварювання при монтажі нержавіючої сталі не використовувати, так як шви дуже швидко протікають)

Підійде і мідь (про мідні труби написано тут), але вона також має свої особливості і з нею потрібно поводитися обережно: не з усіма теплоносіями вона буде нормально поводитися, а вже з алюмінієвими радіаторами її в одній системі краще не використовувати (вони швидко руйнуються )

Особливість систем із природною циркуляцією – їх неможливо розрахувати через утворення турбулентних потоків, які не піддаються розрахункам. Проектують їх ґрунтуючись на досвіді та усереднених, досвідченим шляхом виведених, нормах та правилах. В основному діють правила:

• підняти якомога вище точку розгону;
• не завузити труби подачі;
• поставити достатню кількість секцій радіаторів.

Проектування опалення із примусовою циркуляцією

Першочерговим завданням при самостійному монтажі водяного опалення з циркуляційним насосом є складання коректної схеми. Для цього потрібний план будинку, на якому наноситься розташування труб, радіаторів, запірної арматури та груп безпеки.

Розрахунок системи

На етапі складання схем необхідно правильно розрахувати параметри насоса для примусової системи опалення приватного будинку. Для цього можна скористатися спеціальними програмами або зробити обчислення самостійно. Існує ряд простих формул, які допоможуть зробити розрахунок:

Де Рн – номінальна потужність насоса, кВт, р – густина теплоносія, для води цей показник дорівнює 0,998 г/см³, Q – рівень витрати теплоносія, л, Н – необхідний напір, м.

Для обчислення показника напору у примусовій системі опалення будинку необхідно знати загальний опір трубопроводу та теплопостачання загалом. На жаль, зробити це самостійно практично неможливо. Для цього слід користуватися особливими програмними комплексами.

Обчисливши опір трубопроводу в системі водяного опалення з циркуляцією, можна розрахувати необхідний показник напору за такою формулою:

Де Н — обчислюється натиск, м, R — опір трубопроводу, L — довжина найбільшої прямої ділянки магістралі, м, ZF — коефіцієнт, який зазвичай дорівнює 2,2.

За результатами підбирається оптимальна модель циркуляційного насоса.

Якщо розрахункові показники потужності насоса у системи опалення з примусовою циркуляцією, що встановлюється самостійно, є великими, – рекомендується придбати спарені моделі.

Монтаж опалення з циркуляцією

Приклад прихованого монтажу колекторного опалення

На основі розрахункових даних підбираються труби потрібного діаметра, а до них запірна арматура. Однак, на схемі не показаний спосіб монтажу магістралі. Трубопроводи можуть бути встановлені прихованим або відкритим способом. Перший рекомендується застосовувати лише при повній впевненості у надійності всієї системи опалення приватного котеджу із примусовою циркуляцією.

Потрібно пам’ятати, що від якості компонентів системи залежатиме її працездатність та експлуатаційні показники. Особливо це стосується матеріалу виготовлення труб та запірної арматури. Крім цього для двотрубної схеми системи опалення з примусовою циркуляцією рекомендується прислухатися до порад професіоналів:

• Встановлення аварійного джерела подачі електроенергії для циркуляційного насоса у разі вимкнення електроживлення;
• При використанні антифризів як теплоносій слід перевірити його сумісність з матеріалами виготовлення труб, радіаторів та котла;
• За схемою опалення будинку з примусовою циркуляцією, котел на твердому паливі повинен розташовуватись у найнижчій точці системи;
• Крім потужності насоса необхідно зробити розрахунок розширювального бака.
• Технологія встановлення опалення циркуляційного типу нічим не відрізняється від стандартної

Важливо зважати на особливості контурного будинку – матеріал виготовлення стін, його теплові втрати. Останнє безпосередньо впливає на потужність усієї системи