Ключевые элементы системы отопления коттеджа

Ключевые элементы системы отопления коттеджа

Нагретая вода, как мы знаем из школьного курса физики, стремится вверх и, остывая, опускается вниз. На этом принципе естественной циркуляции и основан принцип работы простейших систем отопления.

Котел и насос

Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя универсальна и повсеместно используется уже многие годы. К неоспоримым достоинствам такой системы можно отнести простоту конструкции, отсутствие необходимости каких-либо настроек и полная энергонезависимость, поэтому она может функционировать при полном отсутствии напряжения в сети.

Гравитационная система при всей своей простоте способна обеспечить отопление небольшого, даже двухэтажного дома площадью порядка 100 м2.

Всё, что нужно для успешной работы гравитационной системы, это котёл достаточной мощности, трубы большого диаметра и соблюдение необходимой величины уклонов для удаления воздуха. Обычно это однотрубная система, где все радиаторы расположены друг за другом параллельно подающей магистрали. Такое подключение отопительных приборов не позволяет регулировать подачу тепла каким-либо образом, кроме как через управление мощностью котла.

Наиболее распространена сегодня более продвинутая в этом плане двухтрубная система отопления, в которой каждый прибор подключен к подающей и обратной магистрали и предполагает возможность индивидуального регулирования величины подачи тепла на каждом отопительном приборе.

Подобную схему часто дополняют циркуляционным насосом, заставляющим нагретый теплоноситель циркулировать по трубам. Использование циркуляционных насосов позволяет уменьшить диаметр труб и проходных отверстий отопительных приборов.

Самое главное, что если раньше подающий трубопровод обязательно должен был располагаться выше уровня обратки (по ней вода возвращается в котёл), то теперь такого ограничения нет. Поэтому стало возможным располагать трубную разводку более компактно и использовать систему водяного тёплого пола.

Важно, что температура теплоносителя во всех точках системы отопления практически одинакова. То есть, при правильном монтаже даже в самой дальней комнате второго этажа радиатор будет нагрет так же, как и ближайший к котлу.

Циркуляционный насос

Если рассматривать конструкцию циркуляционного насоса, то она довольно проста. Насос состоит из корпуса, в котором вращается рабочее колесо, одетое прямо на вал электродвигателя. Циркуляционные насосы бывают двух типов: с мокрым или сухим ротором.

В насосах с мокрым ротором смазка подшипников и охлаждение электродвигателя осуществляется теплоносителем системы отопления. Что удобно, в таких устройствах возможно бесступенчатое переключение скорости. У насосов с мокрым ротором очень низкий уровень шума и невысокая стоимость. Немаловажно и то, что они практически не нуждаются в техническом обслуживании.

Как следует из названия, в насосах с сухим ротором элементы электродвигателя не соприкасаются с теплоносителем. Такие насосы имеют заметно больший, чем их аналоги с мокрым ротором КПД и применяются обычно в достаточно мощных установках.

Подбор насоса

Каждый циркуляционный насос имеет ряд параметров, которые и определяют его функциональные способности. Как тогда правильно подобрать насос для системы отопления?

В отличие от системы водоснабжения, система отопления представляет собой замкнутый контур. В этом случае количество теплоносителя на подаче равно количеству, приходящему по обратке, так что напор насоса расходуется только на преодоление сопротивления системы и не зависит от ее высоты.

Мощность насоса в данном случае параметр вторичный и фигурирует как справочная величина, дающая представление о количестве потребляемой прибором электроэнергии (некоторые модели насосов класса "A" потребляют всего 10 Вт). Мощность циркуляционных насосов, имеющих одинаковые характеристики, но принадлежащих к разным классам энергопотребления, может сильно отличаться. Более того, чем современнее насос, тем меньшую электрическую мощность он имеет при заданных характеристиках. Отправной точкой при подборе циркуляционного насоса системы отопления является потребность здания в тепле, рассчитанная для наиболее холодного времени года.

Выбор насоса осуществляют, учитывая необходимый объем теплоносителя, который будет перекачиваться с преодолением гидравлического сопротивления конкретной системы отопления.

Расход теплоносителя подсчитывают исходя из теплопотерь, которые в свою очередь зависят от многих факторов (теплопроводности материалов ограждающих конструкций, температуры окружающей среды, ориентации здания относительно сторон света и так далее). Ориентировочно его можно высчитать отталкиваясь от площади обогреваемого помещения.

После выяснения необходимого расхода теплоносителя определяют гидравлическое сопротивление отопительного контура. Гидравлическое сопротивление элементов системы (котла, трубопроводов, запорной арматуры) являются справочными величинами, их берут из соответствующих таблиц.

Рассчитав массовый расход теплоносителя и гидравлическое сопротивление системы, получают параметры так называемой рабочей точки. В каталогах производителей приводятся специальные графики, по которым, зная рабочую точку, можно легко подобрать подходящую модель насоса. Для получения максимального КПД устройства необходимо, чтобы рабочая точка находилась в средней части характеристики насоса.

Следует отметить, что если требуемыми характеристиками обладают два насоса, отличающихся по своей производительности (а значит и цене), нужно выбирать более экономичный. Ведь все расчеты проводятся с учётом максимальной загрузки отопительной системы, а подобный режим используется достаточно редко.

Газовый котел

Многие современные газовые котлы имеет встроенный циркуляционный насос, который обычно снабжён управляющей автоматикой, способной регулировать его параметры в достаточно широком диапазоне. Поэтому в простейшем случае после покупки такого котла домовладелец избавлен от необходимости выбора насоса.

Если показатели экономичности котла для домовладельца не на последнем месте, стоит обратить внимание на конденсационные котлы. Они имеют КПД, превышающий 100%. Конечно, не в абсолютных величинах, а согласно общепринятой методике расчёта. Всё потому, что при расчёте эффективности традиционных котлов не учитывают энергию отходящих в дымоход горячих газов, которая обычно просто теряется. Современные технологии позволяют возвращать это тепло, добиваясь существенной экономии (до 10-15%) затрат на отопление.

Таким образом, даже небольшой с виду настенный газовый котёл способен успешно поддерживать тепло в достаточно большом по площади коттедже. Другое дело, что именно эта способность котла редко служит критерием его выбора. Ведь система отопления это замкнутый контур, в котором мощность котла расходуется только на компенсацию ровно той части тепла, что была потеряна в процессе движения теплоносителя по дому.

Поэтому при покупке отопительного котла его мощность рассчитывается исходя из условия выдавать требуемое количество горячей воды для ГВС.

Двухтрубная система отопления позволяет производить настройку величины теплопотребления каждого отдельного отопительного прибора (радиатора).

Другим способом регулировать подачу тепла, а значит экономить энергию, является разделение отопительной системы дома на несколько независимых контуров с индивидуальной температурой каждого. Подобное решение может пригодиться, скажем, для раздельного обогрева северной и южной части здания или внутренних помещений и мансарды, где теплопотери всегда больше по объективным причинам.

Чтобы получить возможность иметь несколько контуров отопления, запитанных от одного источника (котла), но обладающих разными температурными характеристиками, применяют трёхходовые смесительные клапаны. Принцип работы таких приборов заключается в их способности подмешивать в подающую магистраль данного контура некоторое количество более холодной воды из обратки.

Что нам стоит дом построитьАзбука теплаВосток запад