Отопление на вода „Направи си сам“: всичко за системите за отопление на вода

Ако една селска къща се използва активно не само през летния сезон, но и през студения сезон, създаването на висококачествена отоплителна система в нея е спешна необходимост.

В топлопроводите могат да се използват различни охладители: въздух, загрят до 60°C, водна пара при 130°C и вода с температура 95°C. Най-често се използва водно отопление.

Едно от основните предимства на тази охлаждаща течност е възможността за инсталиране на различни системи за отопление на водата в зависимост от конструктивните характеристики на къщата, личните предпочитания и други фактори.

В статията описахме подробна класификация на схемите за топлоснабдяване с вода, очертахме характеристиките на всяка опция и също така предоставихме препоръки за избор на основните компоненти на системата. Представената информация ще ви помогне да проектирате отоплението на частен дом.

Класификация на системите за отопление на водата

В зависимост от местоположението на мястото, където се генерира топлина, системите за отопление на вода се разделят на централизирани и локални. По централизиран начин топлината се доставя, например, на жилищни сгради, всякакви институции, предприятия и други обекти.

В този случай топлината се генерира в когенерационни централи (комбинирани топлоелектрически централи) или котелни и след това се доставя на потребителите чрез тръбопроводи.

Местните (автономни) системи осигуряват топлина, например, на частни домове. Произвежда се директно в самите топлоснабдителни съоръжения. За тази цел се използват пещи или специални агрегати, работещи с електричество, природен газ, течни или твърди горими материали.

В зависимост от метода, чрез който се осигурява движението на водните маси, отоплението може да бъде с принудително (изпомпване) или естествено (гравитационно) движение на охлаждащата течност. Системите с принудителна циркулация могат да бъдат с пръстеновидни вериги и с първично-вторични пръстеновидни вериги.

Различните системи за отопление на водата се различават една от друга по вида на окабеляването и метода на свързване на устройствата. Те са обединени от вида на охлаждащата течност, която пренася топлината към нагревателните устройства (+)

В съответствие с посоката на движение на водата в захранващите и връщащите линии, подаването на топлина може да бъде със свързано или задънено движение на охлаждащата течност. В първия случай водата се движи в мрежата в една посока, а във втория - в различни посоки.

Въз основа на посоката на движение на охлаждащата течност системите се разделят на задънени и противоточни. При първия потокът от нагрята вода е насочен в посока, обратна на посоката на охладената вода. При преминаващи схеми движението на нагрятата и охладената охлаждаща течност става в една посока (+)

Отоплителните тръби могат да бъдат свързани към отоплителни уреди в различни модели. Ако нагревателните устройства са свързани последователно, такава верига се нарича еднотръбна, ако е паралелна - двутръбна.

Съществува и бифиларна схема, при която всички първи половини на устройствата първо са свързани последователно, а след това, за да се осигури обратно изтичане на вода, се свързват вторите им половини.

Местоположението на тръбите, свързващи отоплителните уреди, дава името на окабеляването: има хоризонтални и вертикални разновидности. Според метода на сглобяване се разграничават колекторни, тройни и смесени тръбопроводи.

Схемите на отоплителни системи с горно и долно окабеляване се различават по местоположението на захранващата линия. В първия случай захранващата тръба се полага над устройствата, които получават от нея нагрята охлаждаща течност; във втория случай тръбата се полага под радиаторите (+)

В тези жилищни сгради, където няма мазета, но има таван, се използват отоплителни системи с надземно окабеляване. В тях захранващата линия е разположена над отоплителните уреди.

За сгради с технически сутерен и плосък покрив се използва отопление с долно окабеляване, при което водоснабдителните и дренажните линии са разположени под отоплителните уреди.

Има и окабеляване с "обърната" циркулация на охлаждащата течност. В този случай обратната линия за подаване на топлина се намира под устройствата.

Според метода на свързване на захранващия тръбопровод към нагревателни устройства, системите с надземно окабеляване се разделят на схеми с двупосочно, еднопосочно и обърнато движение на охлаждащата течност

Изисквания за експлоатация на отоплителната система

С цялото разнообразие от системи за отопление на водата има редица общи изисквания за тяхната работа.

Те трябва да:

• равномерно затопляне на целия въздух в стаите;
• да могат да се ремонтират;
• не създават трудности по време на работа;
• да бъдат свързани с вентилационни системи;
• да бъдат регулирани.

Принципът на работа на самата отоплителна система също е общ: водата се нагрява, след което циркулира през тръбопровода и освобождава получената топлина, затопляйки помещенията.

Охлаждащата течност през зимата може да бъде незамръзваща течност - антифриз. Така че съдържащият се в състава му етиленгликол не причинява корозия на тръбопроводите

Изчисления на мощността на оборудването

Вътрешната температура зависи от следните фактори:

• температура на въздуха извън сградата;
• дебелина на стената на къщата и качеството на отделните му елементи;
• топлинен капацитет на материалите, от които е построена къщата.

Когато изчислявате нуждите от отопление на вашия дом, трябва да вземете предвид всички фактори, включително топлинните загуби през прозорци и врати, стени и подове с тавани. Трябва да се прилагат специални стандарти, изисквани в процеса на изчисление, като се вземат предвид климатичните условия на района, в който се намира жилищният имот и степента на съществуваща топлоизолация.

Общият смисъл на изчислението е да се изчислят общите топлинни загуби, съответстващи на минималната температура на въздуха във вашия регион, за да закупите оборудване, което може повече от да компенсира тези загуби

Най-голямата загуба на топлина възниква през външните стени на къщата. Тъй като температурната разлика между вътрешната и външната страна на сградата се увеличава, загубата на топлина също се увеличава.

Ако вземем предвид материала, от който са изградени външните стени и дебелината на тези стени, то при външна температура на въздуха от – 30°C топлинните загуби ще бъдат различни и ще възлизат на:

• тухла с вътрешна мазилка - 89 W/m² (2,5 тухли), 104 W/m² (2 тухли);
• нарязани с вътрешна обшивка (250 mm) - 70 W/m²;
• от дървен материал с вътрешна облицовка - 89 W/m² (180 mm), 101 W/m² (100 mm);
• рамка с керамзит отвътре (200 mm) – 71 W/m²;
• пенобетон с вътрешна мазилка (200 mm) – 105 W/m².

Загубата на топлина обаче възниква не само през външните стени, но и през други ограждащи конструкции.

При същите – 30°С ще са за:

• дървени тавански подове - 35 W/m²;
• дървени сутеренни подове – 26 W/m²;
• двукрили дървени врати без изолация – 234 W/m²;
• дограма с двойна дървена рамка – 135 W/m².

За да изчислите общата топлинна загуба на сграда, трябва да изчислите площта на всички ограждащи конструкции в квадратни метри, да умножите по стандартната топлинна загуба по тип конструкция, като вземете предвид материалите, от които са направени, и да обобщите резултатите.

Изчислението трябва да се направи въз основа на минималната сезонна температура за определен район. Топлинните загуби през стените се изчисляват отделно, т.к е необходимо да се вземе предвид площта на остъкляването и вратите.

Загубите през подовете без люкове в тавана или под земята се изчисляват за цялата площ като за единични структурни елементи.

Отоплителният котел се избира, като се вземе предвид фактът, че неговата мощност трябва да е достатъчна, за да компенсира топлинните загуби с 20-30 процента резерв.

Процедурата за изчисляване на топлинната мощност на оборудването, което ще се използва за инсталиране на отоплителната система, е дадено във видеоклипа в края на статията.

На нашия уебсайт има блок от статии, посветени на изчисляването на отоплението на водата, препоръчваме ви да прочетете:

1. Хидравлично изчисляване на отоплителна система с помощта на конкретен пример
2. Изчисляване на отоплението на водата: формули, правила, примери за изпълнение
3. Топлинно изчисляване на отоплителна система: как правилно да се изчисли натоварването на системата

Системи за отопление на водата

Въпреки всички външни различия и различни схеми на свързване, основният принцип на работа на системите за отопление на водата е един и същ. Охлаждащата течност, загрята в котела, се транспортира през тръбопровод към отоплителните уреди.

Докато водата се охлажда, тя предава топлина на околната среда и след това се връща на мястото, където ще се нагрее. Този цикъл се повтаря отново и отново.

Естествена и принудителна циркулация

В частни домове се използват следните видове отоплителни системи:

• с естествена циркулация;
• с принудителна циркулация.

Естествена циркулация. Неговата ефективност се основава на разликата в плътността между топло и студено. Горните позиции на такава система са заети от топла вода, а долните позиции от студена вода. Когато топлата вода се охлади, тя се движи надолу, а когато се затопли, се движи нагоре.

Вторият фактор, който осигурява естествената циркулация на водните маси, е наклонът, при който са монтирани тръбите.

Така се изобразяват графично източниците на циркулационно налягане. Първо, появата му се дължи на различни температури на водата, и второ, наклоненото положение на тръбите (+)

Предимство схеми с естествена циркулация е пълната му независимост от захранването.

Има много повече недостатъци:

• малък диапазонi, не повече от 30 m в хоризонтален размер;
• продължителност на загряване — дълъг период на достигане на работни температури във всички точки на системата при стартиране след дълго прекъсване;
• риск от спиране на работа поради образуването на лед в отворения разширителен съд.

Диаметърът на тръбопровода трябва да е достатъчно голям поради ниското циркулационно налягане във веригата. Този фактор също влияе върху избора на батерии, тъй като модерните радиатори имат твърде тясно напречно сечение, което създава допълнително съпротивление, което противодейства на циркулацията чрез гравитация.

За да се стимулира допълнително движението на охлаждащата течност, тръбопроводът е изграден с наклон, така че да има средно 3 mm на 1 линеен метър. Правилното монтиране на тръби под прав ъгъл не е лесна задача, но без да се реши системата ще функционира много по-бавно и по-ефективно.

Поради факта, че охлаждащата течност последователно се движи през устройствата до тези, които са най-близо до захранващата линия на батерията, тя достига до по-висока температура (+)

Охлаждащата течност тече към далечните радиатори на гравитационни системи, когато вече е значително охладена. За поддържане на температурата на отопление трябва да се използват чугунени радиатори. За да се балансира температурната разлика, най-отдалечените батерии трябва да имат повече секции от тези, които са най-близо до котела.

Принудителна циркулация осигурява помпата. Веригата може да включва една или няколко помпи. Използването на няколко помпи е за предпочитане: аварийното изключване на една от тях няма да повреди цялата отоплителна система.

Охлаждащата течност се движи циклично по затворена верига, която включва разширителен резервоар, който елиминира изпарението на водата.

Отличителна черта на водна отоплителна система с принудителна циркулация на охлаждащата течност е наличието във веригата на помпа, която насърчава движението на водата

Предимства системи с принудителна циркулация:

• за отоплителна инсталация ще ви трябват повече тръби, но с по-малък диаметър;
• можете да използвате различни видове радиатори и топлинни тръби с малки диаметри;
• температурата на отоплителните уреди се регулира по-лесно;
• обхватът на действие е значително разширен поради изкуствено стимулиране на движението на охлаждащата течност;
• възможността за използване на отоплителни агрегати с повишени характеристики на охлаждащата течност.

Недостатъкът на принудителните системи е тяхната зависимост от енергоснабдяването. За да се избегнат инциденти с пълно бездействие на отоплението, се препоръчва да се запасите с дизелов или бензинов генератор.

В допълнение, недостатъците включват:

• необходимостта от точно изчисление диаметър на тръбопровода, т.к твърде тесните канали ще увеличат рязко хидравличното съпротивление и при циркулация през прекалено широки тръби охлаждащата течност ще „шуми“;
• значителна цена на строителството поради почти двойната дължина на тръбопровода, включването на един или два циркулационни помпи, ако е необходимо, бустерна помпа;
• задължително използване на скъпи регулатори поток на охлаждащата течност, нейната температура и налягане в системата.

Правилният избор на типа циркулация зависи от индивидуалните характеристики и местоположението на сградата, в която ще се монтира водното отопление. Въпреки това, напоследък те започнаха да прибягват до схеми с естествено движение все по-рядко, като ги използват главно в сгради за временно пребиваване.

Най-често частните къщи са оборудвани със системи с изкуствено принудително движение на охлаждащата течност поради значително по-големи възможности.

Комбинирани циркулационни системи

Комбинираната система може да работи както в естествен, така и в принудителен режим. Това означава, че при инсталирането му е необходимо, както при използване на естествена циркулация, да се предвиди наклон на тръбата от 3-5 mm на линеен метър, както и инсталиране на помпа, както при принудителна циркулация.

Обикновено такава отоплителна схема включва котел на твърдо гориво.

Схемата включва: 1- електрически котел, 2- котел на твърдо гориво, 3- помпа. Това е схема на комбинирана отоплителна система, в която в допълнение към помпата има наклонена тръбопроводна система, а електрическият котел е дублиран с такъв на твърдо гориво, така че системата да работи без електричество (+)

Смисълът на използването на комбинирана система е, че тя ще продължи да работи дори в случай на прекъсване на захранването. Но внезапното спиране на отоплението през зимата заплашва не само намаляване на температурата в помещението.

Елементите на отоплителната система може просто да се повредят, защото водата, разширяваща се при замръзване, ще наруши тяхната херметичност.

Методи за инсталиране на водни отоплителни системи

Нека разгледаме две основни инсталационни схеми за отоплителни системи.

Еднотръбна отоплителна система

Дизайнът на тръбопровода в еднотръбна версия се характеризира с директна последователност на подаване на охлаждаща течност към радиаторите. Охлаждащата течност запълва и загрява първата батерия, след това следващата и т.н.

Две тръби са свързани от една тръба към всеки радиатор: първата е необходима за подаване на охлаждаща течност, а втората е за източване на частично охладена вода.

Еднотръбна отоплителна система се характеризира с последователно свързване на всички радиатори, при което охлаждащата течност, преминала през първото отоплително устройство, влиза в следващото.

Особеността на тази схема е сравнително ниското нагряване на последната батерия в сравнение с първата, тъй като водата „достига“ до нея, като вече е отдала част от топлината си.

Още един недостатък опция за еднотръбно отопление Смята се, че е невъзможно да се спре подаването на охлаждаща течност към един конкретен радиатор в случай на повреда. Ще трябва да изключите цялата система.

Двутръбна система и нейните разновидности

В двутръбна отоплителна схема, както вече става ясно от името, участват не една, а две тръби. В този случай всяка от батериите е свързана с една тръба към главната линия, през която се подава охлаждащата течност, и с втората към връщащата тръба. Оказва се, че са предвидени отделни тръби за гореща и охладена охлаждаща течност.

Тази система включва две тръби: едната носи топла вода, влизаща в радиаторите през тръби, а втората носи охлаждаща течност (+) от батериите.

Благодарение на този дизайн на отоплението водата във всички радиатори има почти еднаква температура. Работата на такава система е по-лесна за контрол, настройка и автоматизиране.

Двутръбната система от своя страна е разделена на два вида:

• с горното уплътнение на захранващата тръба, т.е. с горно окабеляване;
• с долното уплътнение на захранващия тръбопровод, т.е. с долно окабеляване.

Системите с надземно окабеляване се изграждат предимно в многоетажни сгради с таванско пространство. Схемите с долно трасе са приоритет в частното ниско строителство, тъй като те позволяват да се скрие максимално полагането на тръбопровода и да се премахне или намали броят на щрангове.

Двутръбна отоплителна система за частна къща често се прави според колекторна верига, въпреки че последната може да бъде и еднотръбна. Радиалното разположение на тръбопроводните секции позволява значително намаляване на разходите за отопление на охлаждащата течност (+)

Сравнителни характеристики на еднотръбни и двутръбна отоплителна система е даден във видео материала, който се намира в долната част на нашата статия.

Отворени и затворени отоплителни системи

В допълнение към видовете системи за отопление на вода, които вече обсъдихме, има разделение на отворени и затворени структури.

Отворена отоплителна система се състои от котел (използва се всеки тип, с изключение на електрически), тръбопроводи, отоплителни радиатори и разширителен резервоар, в който се влива излишната вода, тъй като се разширява по време на процеса на отопление.

Резервоарът не е уплътнен, водата от системата може да се изпари, така че нивото му трябва да се следи и при необходимост да се долива.

За да може отворена отоплителна система с надземно окабеляване и естествена циркулация на охлаждащата течност да работи по-ефективно през зимата, се препоръчва да се изолира захранващият щранг. Тази мярка ще предотврати охлаждането на охлаждащата течност и в резултат на това забавя нейното движение (+)

Напомпайте отворена отоплителна система не се прилага. Отоплителният котел е разположен в най-ниската му точка, а разширителният съд - в най-високата.

Затвореният дизайн е херметичен. Той включва всички същите елементи като отворения. Но тъй като движението на охлаждащата течност в него е принудително, задължителният списък от елементи се допълва от циркулационна помпа.

Разширителният резервоар, който е част от затворена конструкция, се състои от две валцовани части, разделени от диафрагма. Когато в системата се появи излишък от разширена течност, тя навлиза в една от камерите на резервоара, избутвайки диафрагмата във втората камера, пълна с азот или въздух.

Тъй като охлаждащата течност се разширява, налягането в системата се увеличава и частта от резервоара, пълна с вода, има тенденция да измести и компресира газовата смес. Когато границата на налягането в резервоара е превишена, се активира предпазен клапан, освобождавайки излишната охлаждаща течност.

Затворената отоплителна система се характеризира с принудително движение на охлаждащата течност и наличието на затворен разширителен резервоар с мембрана; тази система е по-сложна от отворената

Всяка отоплителна система има своите предимства и недостатъци. Те се различават по редица характеристики и са подходящи за различни обекти. Ако трябва да отоплявате малка частна къща или вила, използвайте прост и надежден отворен дизайн.

По-труден за инсталиране и работа затворена отоплителна система по-често се използва в масивни вили и многоетажни сгради.

Елементи на отоплителна система

Тъй като ще инсталираме водно отопление в къщата със собствените си ръце, трябва да имаме представа за компонентите на предложения дизайн.

Определяне на правилния котел

Котелът е сърцето на отоплителната система.Много е важно да го изберете правилно, тъй като надеждността на топлоснабдяването до голяма степен зависи от това.

Отоплителните котли могат да се използват както поотделно, така и по двойки, например, в допълнение към електрически котел, котел на твърдо гориво може да бъде включен във веригата в случай на прекъсване на захранването

В зависимост от горивото, използвано в котела, се разграничават следните видове тези устройства:

• Газ. Този котел е най-популярен сред потребителите. Монтира се лесно и работи без излишен шум. Газът е сравнително евтин и произвежда много топлина при изгаряне. Но за да го използвате, трябва да получите разрешение, да поръчате инсталирането на захранваща линия и да организирате изпускателна вентилация в котелното помещение.
• Електрически. Тези котли са най-безопасните. Мястото им за монтаж не изисква допълнително оборудване. При работата им не се образуват открит пламък или горивни продукти, които биха могли да причинят отравяне. Но ефективността на това устройство е сравнително ниска, електричеството е скъпо, а енергоемкият котел изисква надеждна електрическа мрежа.
• Течно гориво. За разлика от газовите котли, тези котли са оборудвани със специален тип горелка. Това оборудване изисква специално котелно помещение. Течното гориво бързо замърсява котела.
• Твърдо гориво. Тези устройства изгарят въглищни брикети и други видове твърдо гориво. Ако сте готови да подготвите дърва за огрев или въглища за целия студен сезон, тогава можете да използвате тази опция.

Комбинираните котли се считат за най-надеждни, в които могат да се използват различни видове гориво. Има само един недостатък на такова оборудване - такива котли са скъпи.

Какво представляват радиаторите за отопление?

За да не бъдете разочаровани от резултатите от извършената работа, трябва да вземете отговорен подход към избора на радиатори. В този случай трябва да се съсредоточите не толкова върху естетическите качества, колкото върху техническите характеристики на батериите. И техническите свойства до голяма степен зависят от материала, използван за направата на тези продукти.

Модерните чугунени радиатори могат да изглеждат много привлекателни, особено ако интериорът на стаята като цяло е проектиран в същия стил.

Радиаторите са:

• Стомана. Тези евтини продукти са твърде податливи на корозия. Ако водата се източи от системата през лятото, когато не се използва отопление, експлоатационният живот на стоманените радиатори може да бъде значително намален.
• Алуминий. Тези атрактивно изглеждащи радиатори се нагряват доста бързо. Само значителни спадове на налягането имат отрицателен ефект върху тях. В частните домове тази опасност не ги заплашва.
• Биметални. Такива батерии са устойчиви на корозия от алуминий и високо разсейване на топлината от стомана.
• Излято желязо. Тези продукти са скъпи, но ще издържат много дълго време. Те отнемат много време, за да се нагреят, но също така им отнема много време, за да се охладят. Значителното тегло на продуктите от чугун не е пречка по време на тяхната работа, но може да забави процеса на инсталиране.

Има нови модели радиатори, върху чиято вътрешна повърхност е нанесено защитно покритие. Тези батерии са малко по-скъпи, но парите, похарчени за тях, си заслужават.

Как да не сбъркате с тръбите

Инсталирането на отоплителна система ще изисква много тръби.

Кое да предпочетете:

• Метал. Срокът на експлоатация на такива тръби не е много дълъг. С течение на времето металните продукти могат да ръждясват. Те се монтират с помощта на резбови връзки.
• Полимер. Това е евтин, но доста надежден материал, който е устойчив на корозия. Дори и непрофесионалист може да монтира тези тръби. Тръбопроводът, изработен от полимерни тръби, ще продължи много дълго време.
• Метал-пластмаса. Тези тръби съдържат алуминий и пластмаса. Тръбопроводът от тях се сглобява с резбови или пресови връзки. Като страничен продукт от високия коефициент на топлинно разширение на тези тръби, те могат да се спукат, ако температурата на водата се промени внезапно.

Ако собствениците на жилища нямат бюджетни ограничения, има смисъл да се инсталират отоплителни системи с помощта на медни тръби.Това е много скъп материал, но разходите си заслужават. Такива тръби са надеждни и издръжливи.

Те понасят добре повишаване на температурата и налягането. За монтажа им се използва запояване - високотемпературна спойка, съдържаща сребро.

Всичко, което ви казахме по-горе, се отнася до водоснабдяването на радиатора. Но водата може да се използва и като охлаждаща течност в други отоплителни системи.

Когато инсталирате система за отопление на водата, може да се нуждаете от доста тръби, така че трябва да изчислите възможността за закупуване на скъпи продукти и да се съсредоточите върху реалните си възможности

Прочетете повече за характеристиките и избора на тръби за отопление в тази статия.

Водна система "Топъл под"

„Топъл под“ може или успешно да допълни радиаторното водно отопление, или да стане единственият източник на отопление за помещения, ако говорим за нискоетажна сграда. Огромно предимство на „Топла къща“ е, че тази система осигурява условия, които напълно отговарят на санитарните и хигиенните стандарти на помещенията.

Въздухът се нагрява неравномерно по височината на помещението: в горната част на помещенията е по-студено, а в долната част е по-топло.

Топлите подове са прекрасно изобретение, което ви позволява да затоплите стая във височина в пълно съответствие с необходимите за нея санитарни и хигиенни стандарти (+)

Температурата на системата е само 55°C, което отговаря на проектните стандарти. Внедряване монтаж на топъл под извършва се по цялата площ на всяка стая. Това е доста сложна работа, която може да се извърши ефективно само на етапа на изграждане на къща. Работата със системата също създава редица трудности.

Система за отопление на перваза

Ако инсталирането на „Топла къща“ е трудно и радиаторите развалят интериора на стаята, можете да използвате отоплителна система на перваза.

При този тип отопление тръбите се монтират зад дъската, т.е. малко над нивото на пода. В този случай стаята, както в случая с „топъл под“, се затопля в правилната последователност.

Благодарение на отоплението с первази, няма нужда да си блъскате мозъка как да монтирате тръбопроводи, колектори и радиатори във вътрешността на селска къща, така че да не се набиват на очи (+)

В същото време подът се отоплява, което създава благоприятни условия по всяко време на годината. Отоплението под перваза става все по-популярно и постепенно става модерно.

Изводи и полезно видео по темата

Сравнение на двутръбни и еднотръбни отоплителни системи:

Къщата, в която планирате да живеете през цялата година, се нуждае от отопление през студения сезон. За да направите вашите условия на живот комфортни, трябва да изберете система за отопление на водата, която е най-подходяща за вашите индивидуални условия.

Надяваме се, че информацията, съдържаща се в тази статия, ще ви помогне да направите правилния избор. В крайна сметка висококачественото отопление не е само комфорт и уют. Това също е предпоставка за поддържане на вашето здраве.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно системите за отопление на водата? Можете да оставяте коментари за публикацията и да участвате в дискусии. Формата за контакт се намира в долния блок.