Водяна система опалення принцип роботи однотрубної та двотрубної опалювальної системи приватного будинку
У нашому кліматі без систем опалення не обійтись. Найпоширеніший вид опалення приміщення той, де як теплоносій використовується вода. Винятки становлять будинки, в яких узимку ніхто не проживає. Якщо в холодну пору року водяну систему опалення не експлуатувати, вона замерзне.
Водяна опалювальна система складається з елементів, кожен з яких виконує певну функцію:
- первинні нагрівальні та опалювальні прилади;
- трубопроводи;
- розширювальні судини-баки;
- циркуляційні та підживлювальні насоси;
- блоки безпеки;
- дренажно-спускні пристрої;
- повітровипускні елементи та підживлювальні прилади;
- запірна та регулююча арматура.
Пристрій системи водяного опалення є двопоточним або циркуляційним та оснащений двома трубопроводами. Один з них - теплоносій, що подає, по ньому надходить в нагрівальний прилад і віддає тепло. Другий — зворотний, теплоносій по ньому повертається до нагрівального приладу.
Як елементи системи водяного опалення використовуються сталеві чорні водогазопровідні труби діаметром до 50 мм, електрозварні та безшовні труби діаметромпонад 50 мм. Для опалювальних установок застосовуються труби, які можуть працювати при температурі теплоносія до 250 ° С та надлишковому тиску до 1,6 МПа.
Підбирати водогазопровідні металопластикові труби слід за розміром, що позначається у міліметрах. Для безшовних та сталевих електрозварних вказується товщина стінки виробу та зовнішній діаметр.
Монтаж труб системи водяного опалення приватного будинку
Монтаж газових труб системи водяного опалення будинку проводиться на різьбових з'єднаннях або за допомогою зварювання. До будівельних конструкцій вони кріпляться хомутами та сталевими скобами та розміщуються у місцях перетину стін та перекриттів у спеціальних гільзах. Трійники, муфти, хрестовини та інші сполучні частини газових труб виготовляються із чавуну чи сталі. Безшовні та електрозварні труби з'єднуються за допомогою зварювання із встановленням плоских фланців. З'єднання здійснюється з використанням ущільнювальних матеріалів. Для різьбових з'єднань застосовується стрічка та шнур ФУМ, покриті силіконовим або вазеліновим мастилом, а також довговолокнистий льон на білилах, свинцевому сурику або глете. Для фланцевих з'єднань використовуються паронітові прокладки, листова технічна гума, а також картон прокладки або азбесту.
Труби та фітинги можна прокласти у приміщенні двома способами: відкритим та прихованим. При відкритій прокладці труби використовуються як нагрівальні елементи та враховуються у розрахунках площі опалювальних приладів. Прихована прокладка проводиться у спеціальних каналах, борознах, шахтах. Труби заливаються обробним розчином чи закриваються фризовими накладками.
Вибір відповідної схеми розведення системи водяного опалення є важливим завданням при будівництві будинку.
Найчастіше використовуються такі схемирозведення:
- природна чи примусова (насосна) циркуляція теплоносія;
- двотрубна, однотрубна, променева або ленінградська схеми.
Природна та примусова циркуляція
Для невеликого будинку підійде система водяного опалення із природною циркуляцією. Основний принцип дії даної системи наступний: теплоносій (вода) рухається від опалювального котла до радіаторів і назад під дією гідростатичного натиску, який утворюється за рахунок різниці в густині охолодженого та нагрітого теплоносія.
Нагріта в казані вода стає легшою, завдяки чому піднімається по головному стояку вгору. Від нього по стояках, що розводять, вона потрапляє в опалювальні прилади. Під час руху по трубах поступово остигає і стає важчим. Потім охолоджена вода починає рух вниз по зворотним стоякам та загальної зворотної магістралі, теплоносій повертається в опалювальний котел, де відбувається витіснення нагрітої води.
Оскільки вода охолоджується постійно, процес природної циркуляції відбувається безперервно. У системі через різницю температур води утворюється так званий циркуляційний тиск. Гранично допустиме значення гарячої води у системі має перевищувати +95 °З, а охолодженої — +70 °З. Щоб не допустити надмірного охолодження води та зменшення тиску, головний стояк закривають теплоізоляцією. Ще один показник, який впливає на тиск, – це висота розташування нагрівального приладу над котлом. Чим вище розташовується прилад, тим більший циркуляційний тиск потрібний для нього. Оптимальна відстань між опалювальними приладами нижнього поверху та центром котла має становити 3 м.
Опалювальні системи з природною циркуляцією теплоносія бувають зверхнім та нижнім розведенням.
На жаль, система з природною циркуляцією недосконала:
- для обладнання потрібні труби великого діаметру, що призводить до підвищеної витрати матеріалів та високої вартості установки;
- потребує чималої витрати палива;
- знадобиться багато часу, щоб увімкнути таку систему;
- у неопалюваних приміщеннях система може замерзнути;
- прокладені труби великого діаметра виглядають неестетично.
Найчастіше застосовуються опалювальні системи із примусовою циркуляцією теплоносія. У цій системі безперебійний рух теплоносія забезпечується використанням циркуляційного насоса, що підключається до зворотної магістралі. Вода у схемі з примусовою циркуляцією рухається за рахунок різниці тисків між прямим та зворотним ходом. Такі опалювальні системи зручно використовувати у багатоповерхових котеджах. Для безперебійної роботи системи потрібна постійна електрика.
Переваги даної системи:
- велика тепловіддача;
- малі втрати теплоносія на випаровування;
- можливість використання труб невеликого діаметра;
- можливість регулювати температуру повітря в кімнатах, а також потужність роботи системи.
Двотрубна система водяного опалення приватного будинку
Двотрубна система водяного опалення для будинку з прокладкою розведення під стелею, а зворотного трубопроводу - під нагрівальними приладами. Вода надходить у трубу, що подає, з неї проходить крізь нагрівальний прилад і слід у відвідну трубу.
Для кращого циркуляційного тиску у водяній системі опалення цього виду рекомендується розташовувати котел нижче за рівень нагрівальних приладів — у підвалі. Якщотакий варіант неможливий, циркуляцію води збільшують за рахунок її охолодження в трубах, які розташовані вище за казан. Для цього опалювальні труби проводять у кімнатах відчинено. Ізоляції піддається лише головний стояк. Установка котла проводиться у господарському приміщенні неподалік входу та від житлових приміщень. Підвідний та відвідний трубопроводи для кращого проходження води повинні бути з ухилом.
У системі опалення використовують такий елемент, як розширювальний бак - посудина ємністю 40-50 л. Розширювальний бак встановлюють або на горищі, або в приміщенні, що опалюється. До нього підводять воду від водопроводу чи заливають вручну. Щоб вода не переливалася через край, бак врізають переливну трубу, яка відводить зайву рідину в каналізацію.
Схема горизонтальної системи водяного опалення: 1 - розширювальний бак; 2 - нагрівальні прилади; 3 - запірна арматура; 4 - обведення дверей; 5 - спуск води із системи; 6 - котел.
Для опалення будинку може використовуватись горизонтальна система водяного опалення. У цій схемі розширювальний бак розташований безпосередньо над котлом. Горизонтальну систему опалення ефективно застосовувати при заскленні приміщення по всьому периметру. Вода надходить із котла в опалювальний трубопровід. Рідина проходить по всіх приладах і йде назад у казан. Щоб збільшити циркуляційний тиск, нагрівальні прилади мають у своєму розпорядженні вище, при двотрубній системі опалення встановлюється запірна арматура.
Однотрубна система водяного опалення приватного будинку
Облаштування двоповерхового будинку двотрубною системою водяного опалення не має сенсу. На другому поверсі завжди тепліше, ніж на першому, бо там вищий циркуляційний тиск. Доцільніше використовувати однотрубнусистему водяного опалення, яка забезпечує однаковий циркуляційний тиск у нагрівальних приладах на першому та другому поверхах. Дана система вимагатиме меншої витрати труб та трудовитрат на їх монтаж. Однотрубна система функціонує наступним чином: теплоносій нагрівається до певної температури та послідовно обходить усі радіатори та прилади опалення, віддаючи кожному частину тепла. Побудувати цю схему найпростіше, і на неї піде менше матеріалів, ніж на облаштування двотрубної системи.
Але схема має й недоліки: тепловіддачу для кожного приладу опалення неможливо регулювати. Крім того, у міру віддалення від котла теплоносій буде остигати і, отже, віддаватиме менше тепла.
Променева та «ленінградська» схеми водяного опалення
Променева схема відрізняється від інших підведенням води до радіаторів. До кожного приладу опалення простягаються дві труби для прямого та зворотного струму води. Такі труби не мають з'єднань, але довжина їх набагато вища, ніж у двотрубній схемі. Променева система вимагає балансування перед початком експлуатації.
"Ленінградська" схема допомагає відрегулювати тепловіддачу для кожного радіатора і застосовується в однотрубній системі. Батарею обладнають запірною арматурою та шунтують байпасом (обхідною трубою меншого розміру). У цьому випадку теплоносій циркулюватиме за контуром, навіть якщо крани на батареях повністю закриті.