что такое отопительный контур
Что такое контур отопления?
Очень часто при разговоре с сантехником можно услышать фразу «контур отопления». Неопытных людей эта фраза ставит в тупик, ибо они не знают что это такое. А по факту с контуром отопления Вы сталкиваетесь практически каждый день. Давайте разберем, что же это такое.
Что из себя представляет?
Чаще всего отопление состоит из труб подачи и обратки. В трубы подачи подается разогретый теплоноситель от котла. Далее теплоноситель движется по трубке подачи в сторону регистров (радиаторов), где отдает часть тепла. Пройдя по всем регистрам трубка возвращается обратно в котел уже с остывшим теплоносителем. Соединение трубки остывшего теплоносителя с котлом называется обраткой (буквально «вернулось обратно»). Такая комбинация (котел->подача->обратка->котел) образует замкнутый контур отопления. Это в самой простой реализации.
Контур отопления в теплом поле
Теплый пол так же состоит из контуров. Каждый контур по нормам не должен превышать 90 метров. Для теплого пола устанавливается специальный распределительный коллектор, состоящий из подающей и обратной части. На распределительном коллекторе должно быть не больше 11 контуров отопления.
Контуры отопления в радиаторах отопления и в других системах
В радиаторах так же может быть несколько контуров. Обычно количество контуров равно количеству этажей.
Так же контуры могут подключать к распределительному коллектору. Это по сути сердце отопительной системы. Устанавливается для того, чтобы грамотно распределить тепло по всему дому от одного или нескольких котлов.
Контуры так же бывают: котлов, бойлеров, баков аккумуляторов и тд. В общем все то, что имеет подачу и обратку в купе с котлом или же распределительным коллекторов образует контур отопления.
Двухконтурная система отопления для частного дома, схемы
Отправим материал на почту
Двухконтурная система отопления в частном доме подразумевает прокладку двойного ряда трубопровода. Первый используется для подачи разогретого теплоносителя от котла и носит название «подача». Второй – отводит остывшую жидкость (воду, антифриз), возвращает её в отопительный элемент для очередного подогрева. Эта ветвь называется «обратка».
Двухконтурная система отопления
Данный способ раскладки – самый популярный способ эффективного отопления частного дома. Он намного эффективнее, в сравнении с одноконтурным, так как теплоноситель распределяется более рационально, что обеспечивает лучшую отдачу тепловой энергии.
В отопительных системах двухконтурного типа присутствуют 2 соединённые с радиатором трубы, которые выполняют иное назначение. Одна переносит разогретый до заданной температуры теплоноситель, вторая – выводит остывшую жидкость и передаёт её в котёл для последующего нагревания. Это обеспечивает то, что в батарею, установленную следующей (в ветви), остывшая вода уже не попадает. В большинстве случаев теплоноситель циркулирует в одном направлении. Также существуют отопительные системы, в которых передача теплоносителя происходит навстречу друг другу. Но встречаются они не так часто, как односторонние.
Важно! Монтаж двухконтурной системы отопления считается трудоёмким и требует большего расхода труб, в сравнении с одноконтурной. Однако эти затраты отражаются лучшей эффективностью и практичностью в последующей эксплуатации.
Двухтрубная система отопления коттеджа даёт возможность поддержания комфортной температуры в конкретных комнатах по отдельности. Кроме того, она может быть автоматизирована таким образом, что будет отключаться при достижении заданного значения температуры. После остывания – запускается снова, снижает расход энергоносителя. Также это оптимизирует микроклимат внутри помещения, постоянно поддерживается определённый режим (отсутствуют резкие перепады: жарко или холодно).
Полезно! Отличительной чертой двухтрубных систем отопления является присутствие отдельной магистрали для подачи теплоносителя в каждую батарею. В таких схемах каждый радиатор снабжён двумя патрубками: подводящим и отводящим.
Разновидности разводки
Как уже упоминалось, существует множество различных способов раскладки. Каждая из них имеет определённые свойства и отличия. Поэтому рассмотрим их более подробно.
Открытая
Здесь подразумевается соединение трубопровода с открытым расширительным баком. Закрывающая его крышка не герметична и способна пропускать воздух из помещения. Размещается он в самой высокой точке, на чердаке или под потолком котельной.
Такая схема является самой простой, но и требующей постоянного внимания. Жидкость испаряется и регулярно приходится контролировать уровень и доливать новую. Недостаточное количество жидкости приводит к тому, что в трубопровод затягивается воздух, который становится причиной возникновения воздушной пробки и неправильной работы отопления.
Важно! Открытая двухконтурная система отопления, схема которой приведена чуть ниже, является самой простой и наименее затратной по количеству составляющих.
Закрытая
Здесь система построена по аналогичному принципу: с расширительным баком. Однако это уже не обычная ёмкость с крышкой, а специальный резервуар, внутри которого имеется упругая перегородка, мембрана. В одной половине находится вода, в другой – сжатый воздух с определённым давлением.
Принцип работы мембранного расширительного бака заключается в следующем. При возрастании давления воды (это происходит при её нагревании и соответствующем расширении, что отражается на давлении) происходит расширение водяного отсека, который наполняется большим объёмом воды. Одновременно с этим происходит пропорциональное сжатие «воздушной» камеры.
В результате снижения объёма, начинается возрастание давления воздуха до момента, пока не уравновесится давление воды. Когда разряжение системы снижается, начинается сокращение мембраны и уменьшение отсека, заполненного водой, в результате которого начинается «выталкивание» теплоносителя обратно в трубопровод, тем самым компенсирую снижение давления.
Такое устройство расширительного резервуара обеспечивает постоянную отдачу воды до момента, пока давление воды и воздуха не достигнут одинакового значения. Кроме того, мембранный расширительный бак снижает вероятность внезапного скачка давления (гидроудара).
Полезно! Гидроударом в системе отопления называют внезапное изменение скорости циркуляции теплоносителя, которое происходит при резком перекрытии трубопровода. Возросшее разрежение негативно сказывается на целостности труб или запорной арматуры.
Нижняя и верхняя
Отличие между этими схемами заключается в расположении труб относительно друг друга. Для двухконтурной системы отопления с верхней разводкой подразумевается монтаж трубы, подающей воду на максимальной высоте (над окнами, под потолком). «Обратка», трубы, возвращающие воду в котёл, размещаются как можно ниже (вдоль пола).
Расширительный бак для таких систем обязателен. Устанавливаться может как закрытый, так и открытый (не герметичный) резервуар. Преимущество такой схемы двухконтурной системы отопления заключается в большой скорости циркуляции теплоносителя, недостаток – в том, что практически половина тепла уходит вверх (так как «подача» находится очень высоко).
При проектировании двухконтурной системы отопления с нижней разводкой «подачу» монтируют непосредственно над «обраткой» (в крайнем случае – на уровне «под подоконником»). Здесь не наблюдается высоких давлений внутри трубопровода, поэтому допускается вариант образования «воздушных пробок». Проблема решается установкой кранов Маевского на каждом из этажей.
Монтаж расширительного бака возможен в любом месте: на чердаке или в котельной. Преимущество такого метода заключается в том, что нижняя разводка не так «бросается в глаза», что важно при соблюдении соответствующего интерьера помещения. Минус схемы в том, что она не сможет качественно работать без дополнительного циркуляционного насоса (встроенного в котёл или установленного отдельно).
Горизонтальная и вертикальная
Горизонтальные двухконтурные схемы отопления – наиболее популярный вариант раскладки для одноэтажных загородных коттеджей. Преимущество такого способа отражается целым спектром положительных качеств:
Полезно! Двухконтурная горизонтальная система отопления может быть закрытой или открытой. В её схеме может присутствовать обычный или мембранный расширительный бачок.
Вертикальная разводка применяется в коттеджах с двумя, тремя и более, этажами. Принцип её работы заключается том, что с помощью мощного циркуляционного насоса, теплоносящая жидкость подаётся на верхний этаж, откуда самостоятельно стекает вниз. Тем самым он попадает во все стояки и радиаторы, обеспечивая оптимальную температуру помещения. Расширительный бак размещается как можно выше. Например, это может быть чердак или мансардное помещение.
Важно! В сравнении с горизонтальной схемой, вертикальная разводка более эффективна, так как здесь нагнетается большее разряжение, что положительно сказывается на скорости циркуляции воды и быстром прогреве помещений.
Тупиковая
Двухтрубные тупиковые (плечевые) схемы – наиболее популярные варианты раскладки труб отопления для загородных домов. Она представляет собой следующее:
Наиболее популярной такая методика является в совокупности с нижней горизонтальной разводкой, где обе трубы проходят через батареи в открытую.
При необходимости деления теплоносителя на 2 и более частей большого строения, осуществляется деление на несколько отдельных ветвей, которые соединяются с одним стояком. Отличительной чертой такой схемы является то, что протяжённость каждого трубопроводов и их тепловые нагрузки могут быть разными. Конкретные параметры перечисленных условий определяются индивидуально и зависят от конструктивных особенностей дома.
Уравновешивание тепловой нагрузки ветвей, отличающихся протяжённостью и количеством радиаторов, происходит балансировкой – ограничение потока теплоносителя. В этой роли выступает регулировочная запорная арматура (краны, вентили). Монтируются они на выходном патрубке батареи или (в некоторых случаях), на всём плече.
Кольцо Тихельмана
Устройство такой двухконтурной системы отопления происходит по принципу аналогичному тупиковой схеме. Разница между ними проявляется лишь в нескольких признаках:
В таких системах подразумевается горизонтальная нижняя раскладка, которая «прячется» под напольным покрытием, в редких случаях – оставляется открытой и монтируется на стене. Третьим вариантом расположения кольца является вытягивание на потолочном перекрытии, которое в дальнейшем скрывается натяжным или подвесным потолком. Трубные ответвления опускаются к радиаторам.
Главная особенность кольцевых «попуток» заключается в идеальном гидравлическом равновесии. Важным является тот факт, что расстояние «до» и «от» радиатора одинаково. Такая конструкция контура способна поддерживать практически идеальный показатель гидравлического равновесия. Кроме того, в направлении к радиаторам и обратно, вода проходит одинаковое расстояние.
Лучевая схема
Не менее популярный способ разводки двухконтурной системы отопления коттеджа. Здесь подразумевается соединение трубопровода через специальные распределительные коллекторы. Их соединение с радиаторами происходит по кратчайшему пути (встраивается в пол или потолок).
Коллектор устанавливается в котельной. Его функция заключается в получении и возвращении теплоносителя в котёл по двум магистралям: «подаче» и «обратке». Регулировка температуры происходит за счёт регулировочной арматуры. Кроме того, при установке на клапан термоголовок RTL или сервоприводов, становится возможной автоматическая регулировка параметров прогрева помещения.
Встречная и попутная циркуляция воды
Принцип действия здесь объясняется самим наименованием систем. В попутной жидкость циркулирует в одном направлении. Особенностью встречных считается её циркуляция холодной жидкости в противоположном тому, которое она получает в сравнении с направлением движения от отопительного оборудования.
Варианты подключения к двухконтурному котлу
Двухконтурными котлами называют оборудование, способное работать с двумя ветками: системой отопления и системой горячего водоснабжения дома. Популярность таких раскладок объясняется их универсальностью и комфортом.
Схемы отопления с двухконтурным котлом разрабатываются по принципу, аналогичному вышеописанным примерам. Основное отличие здесь заключается в наличии ещё одной, дополнительной ветви, получившей название контура горячего водоснабжения. Простыми словами это трубопровод между нагревателем и краном (смесителем).
Полезно! Отличительной чертой раскладки с двухконтурным котлом считается то, что тепловая энергия в них расходуется для подогрева воды в отопительной системе и обеспечении горячим водоснабжением.
Практика подтверждает, что при последующей эксплуатации таких раскладок наблюдается такая статистика:
В больших по площади и качественно утеплённых домах режим работы двухконтурных котлов не имеет значения. Стены обеспечивают высокую инерционность, что отражается на продолжительном сохранении заданного значения температуры.
В небольших домах с плохой теплоизоляцией, важна инерционность котла. В этом случае необходимо добиться того, чтобы теплоноситель в трубах и радиаторах не остывал как можно дольше. Вопрос решается установкой элементов с большим сечением (внутренним объёмом).
Важно! Если ожидается увеличенное потребление горячей воды (ГВС), двухконтурный котёл лучше заменить обычным.
Заключение
В сравнении с одноконтурной, двухконтурная система отопления более прогрессивна и надёжна. Её основным недостатком являются большие затраты, связанные с приобретением материалов и их монтаже. Однако всё это положительно отражается в последующей эксплуатации и КПД работы. Кроме того, необходимо заметить, что подбор, расчёт и монтаж отопительной системы коттеджа – дело сложное и консультация профессионала здесь лишней не будет.
Основы гидравлики систем отопления
Отопительный контур без смешения (прямой)
Если в отопительном контуре начальная температура теплоносителя прямо зависит от температуры подачи отопительного оборудования, то такой контур носит название отопительного контура без смесителя или «Прямой контур». Циркуляцию теплоносителя в отопительном контуре обеспечивает встроенный в отопительный котел циркуляционный насос или отдельный насос устанавливаемый на отопительный контур.
Прямой контур системы отопления
Отопительный контур со смесителем
Для изменения температуры теплоносителя в отопительном контуре относительно температуры теплоносителя в остальной системе отопления необходим отопительный контур со смесителем. Задачей смесителя является уменьшение температуры подачи с целью достижения постоянного тока тепла в отопительном контуре как при полной, так и при частичной нагрузке.
Преимуществом контура со смесителем является : различие температуры систем между потребителем и производителем тепла, возможность создания нескольких отопительных контуров с различными профилями температур.
Контур отопления со смешением
Типовые схемы разводки систем отопления
Выбор подходящего вида схемы отопления и горячего водоснабжения − одна из важнейших задач при создании системы отопления частного дома. Наиболее часто в домах используются схемы отопления с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя, которые, так же, делятся на однотрубную, двухтрубную или лучевую схему разводки труб.
Схема с естественной циркуляцией
При такой системе движение теплоносителя происходит за счет физического эффекта изменения плотности воды. Нагретая в котле вода имеет меньшую плотность и вытесняется из котла обратным током жидкости. Вытесненная горячая жидкость поднимается вверх по стояку и течет по горизонтальным магистралям, которые уложены с уклоном в 3-5º. Уклон магистралей обеспечивают движение жидкости самотеком. Схема отопления с естественной циркуляцией сложна для реализации и при этом она пригодна лиш для отопления лишь небольших домов − общая длина контура не может превышать 30 метров. В настоящее время данная схема построения систем отопления практически не применяется.
Схема с естественной циркуляцией
Схема отопления с принудительной циркуляцией.
В системе с принудительной циркуляцией движение воды происходит за счет разности давлений между подающей и обратной линией создаваемой циркуляционным насосом. Схема с принудительной циркуляцией теплоносителя не имеет ограничений по применению. Однако, ее работоспособность зависит от насоса и подачи электропитания к нему.
Однотрубная последовательная схема
Схема аналогична схеме с естественной циркуляцией за исключением того, что движение теплоносителя не зависит от уклона трубы и происходит под действием насоса. Основным недостатком такой системы является невозможность регулировки температуры каждого радиатора в отдельности. Возникает проблема перегрева первого радиатора и недостаточная температура последнего. Схема применима только в случае замены старого котла, установленного на систему с естественной циркуляцией и не целесообразности изменения всей системы труб и радиаторов.
последовательное соединение радиаторов
Однотрубная схема
В однотрубной системе нагретый теплоноситель обходит последовательно все приборы отопления, отдавая в каждом часть своей тепловой энергии. Эта схема является самой простой и дешевой для построения. На ее строительство уйдет наименьшее количество материалов и узлов. Но ее устройство определяет и ее недостатки: невозможность раздельного регулирования теплоотдачи для каждого обогревателя, понижение количества отдаваемого тепла по мере удаления от котла.
Однотрубная система отопления
Двухтрубная схема
В двухтрубной схеме обогрева к каждой из батарей подходит две трубы − верхняя подающая, и нижняя- обратного тока. При этом для каждой батареи теплоотдачу можно регулировать отдельно, управляя расходом жидкости через нее. За несомненные достоинства такой системы приходится «платить» двойным комплектом проложенных по дому труб.
Бвухтрубная система разводки
Лучевая схема
Лучевая схема отопления характерна тем, что через коллектор, к каждому радиатору протягивается своя пара труб для подающей и обратной линии. Эти трубы сходятся потом на гребенках непосредственно у нагревательного прибора. Возможная протяженность труб в такой системе значительно выше, чем даже в двухтрубной системе. Зато на трубах нет соединений. Для того, чтобы тепло распределялось по всем батареям равномерно, лучевую систему перед началом эксплуатации балансируют. Балансировка заключается в подстройке расхода жидкости по каждой петле. В настоящее время данная схема получила широкое распространение виду простоты создания и возможности регулировки.
Лучевая схема разводки отопления
ВИДЫ ТОПЛИВА
Для современного дома доступно достаточно много разновидностей систем отопления по используемому виду топлива.
Исторически самыми древними являются системы отопления на твердом топливе. Легкодоступные уголь или дрова обладают высокой удельной теплотой сгорания и удобны для хранения, а их сгорание в топке еще и услаждает зрение игрой огня. Но недостатком таких систем является их неспособность к автономной работе в течение долгого времени. Дрова или уголь надо подбрасывать в топку руками. Именно поэтому они в основном используются как дополнительный источник тепла в доме.
Системы отопления на жидком топливе − солярке или топочном мазуте, избавлены от недостатков твердого топлива. Топливо может подаваться в котел автоматически. Система на таком топливе будет автономной и не потребует вмешательства человека в свою работу. Автономность такой системы ограничена только запасом топлива. Поэтому для больших домов, где расход топлива будет велик, использование такой системы может привести к существенным начальным расходам на установку топливного бака большой емкости.
От расходов по организации хранилища топлива избавлены системы отопления на газе − магистральный газ поступает в дом извне и запасать его нет необходимости. К тому же газ еще и дешевле жидкого топлива. Есть также и газовые системы отопления, которые не подключены к газовой магистрали, а хранят необходимый запас газа в сжиженном виде в газгольдерах (газовых цистернах). Такие системы в нашей стране − скорее экзотика, чем обычное явление. Для безопасного использования системы отопления на газе требуют более тщательного монтажа, применения дополнительного оборудования и повышенных мер безопасности.
Самой простой, безопасной и удобной для монтажа является система электрического отопления. Удобство и простота такой системы компенсируются дороговизной ее использования для отопления. Такая система также полностью зависима от внешнего источника электроэнергии: запасти электричество нельзя, а мощности независимого генератора вряд ли хватит для обогрева дома. Поэтому электрическое отопление чаще всего используется для помещений и зданий, где не надо поддерживать комнатную температуру круглый год и 24 часа в сутки.
Существуют также комбинированные системы отопления, которые используют одновременно несколько видов топлива. Как правило, один вид топлива обеспечивает постоянный обогрев, а второй доступен ограниченное количество времени в сутки или в определенных климатических условиях. Примером второго вида топлива может быть как упомянутое ранее твердое топливо, так и такие экзотические источники тепловой энергии, как солнечные теплоустановки, ветряки, геотермальные нагреватели, а также тепловые воздушные насосы.
ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ
Системы отопления могут использовать разные среды для переноса тепла от нагревателя к месту, где эта среда отдаст тепло в обогреваемом помещении. Такая среда носит название теплоносителя. Самыми распространенными сейчас являются системы с жидким теплоносителем (водяное отопление). В качестве средства в них применяется вода или антифриз — смесь воды и этиленгликоля, которая имеет низкую температуру замерзания. Эти системы универсальны по типу применяемого топлива и могут решать задачу обогрева практически любого дома, поскольку имеют множество схем подключения, разнообразных по свойствам и стоимости монтажа.
Также распространены электрические системы, где теплоносителем является электрический ток. Они просты в монтаже и эксплуатации и достаточно универсальны, но в качестве источника тепла используют только электроэнергию. Отсюда − высокие эксплуатационные расходы.
Реже в частных домах встречаются системы с переносом тепла воздухом. В таких системах тепло поступает в помещение с нагретым воздухом, который попадает туда через систему воздуховодов. Такие системы эффективны для больших зданий и требуют прокладки воздуховодов с большим сечением. Поэтому чаще всего такие системы обогревают промышленные, офисные и административные здания.
Ну и, в качестве устаревших и практически не применяющихся систем можно упомянуть системы, где теплоносителем служит твердый материал. Самый наглядный пример − кирпичная или металлическая печь.
ОДНОКОНТУРНЫЕ И МНОГОКОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ
Контур — это замкнутый или незамкнутый маршрут, по которому движется теплоноситель, передавая энергию от нагревателя к потребителю тепловой энергии.
Одноконтурная система отопления имеет всего один контур, и к нему подключены все батареи, радиаторы, конвекторы и все прочие приборы, которые отдают тепло в окружающую среду. В многоконтурной системе отопления таких контуров может быть два, три, или больше. При этом один контур может использоваться для отопления, а остальные − для других нужд, например для нагрева воды в системе водоснабжения или нагрева теплого пола с жидким теплоносителем, подачи тепла в оранжерею или зимний сад, и тому подобное.
В многоконтурной системе отопления таких контуров может быть два, три, или больше. При этом один контур может использоваться для отопления, а остальные − для других нужд, например для нагрева воды в системе водоснабжения или нагрева теплого пола с жидким теплоносителем, подачи тепла в оранжерею или зимний сад, и тому подобное.