Система отопления частного дома: почему важен баланс
Для того чтобы расходовать на тепло столько энергии, сколько нужно для поддержания комфортной температуры в доме, нужно еще на стадии проектирования выполнить теплотехнический и гидравлический расчет системы отопления частного дома.
На этапе строительства важно, чтобы монтаж производился максимально качественно и соответствовал проекту, иначе возможны негативные последствия, влияющие на работу оборудования.
Каким же образом можно наладить баланс отопительной системы и оборудования?
Что такое балансировочный клапан: для чего он необходим
Без регулирующей и защитной арматуры невозможно реализовать современные схемы теплоснабжения, обеспечив экономичную и, главное, безопасную эксплуатацию приспособлений.
Перед сдачей заказчику система отопления обязательно проходит гидравлическую регулировку.
Данная настройка (по-другому балансировка или увязка) – это перераспределение теплоносителя по замкнутым участкам (контурам циркуляции) так, чтобы через каждый радиатор и контур протекал объем воды не меньше расчетного.
Шаг за шагом мастер настраивает радиаторы и стояки до тех пор, пока не добьется их согласованного взаимодействия в соответствии с проектной документацией.
Данную регулировку осуществляют с помощью балансировочных вентилей. Они предназначены для уравнивания гидравлического сопротивления на различных участках системы отопления.
Например, закручивая их, создают искусственное сопротивление путем уменьшения проходного сечения в местах с низким давлением.
Мембранные баки
В большинстве частных систем отопления сегодня предусмотрена искусственная циркуляция теплоносителя с использованием насосов. Система отопления такого типа – замкнутая, и если в ней не будет использована емкость, куда могут поступать излишки теплоносителя, даже незначительное увеличение температуры приведет к возрастанию давления.
Корпуса качественных деталей должны быть изготовлены как минимум из латуни, а лучше – бронзы. Такие изделия не подвержены коррозии, имеют высокие показатели прочности и пластичности, стойки к воздействиям давления и температуры. Краны и фитинги из силумина или цинка недопустимо использовать в отопительных системах.
Когда последнее превысит предельно допустимую величину для элементов гидравлической системы, они поломаются. Поэтому в «замкнутом» отоплении обязательно используют расширительные баки, компенсирующие увеличение объема воды вследствие ее температурного расширения.
В мембранном баке находится диафрагма, которая разделяет его на две части: первая содержит азот, во вторую поступают излишки теплоносителя.
Первоначально весь объем бака полностью занят азотом. При нагреве теплоносителя его объем увеличивается, что приводит к сжатию вещества. Давление азотной подушки увеличивается и выравнивается с давлением в системе отопления.
Когда температура теплоносителя и, соответственно, его объем уменьшаются, азотная подушка возвращает теплоноситель обратно в систему, не давая давлению в трубах снизиться ниже нужного уровня.
Азот в мембранных баках используют потому, что внутренняя поверхность емкости зачастую является зоной выпадения конденсата. И при наличии в газовой подушке кислорода неизбежно начнется интенсивная коррозия корпуса.
Самостоятельно подкачивая в газовую полость воздух, пользователь невольно сокращает срок службы мембранного бака. Поэтому для данной операции лучше вызвать специалистов.
При выборе места присоединения расширительного бака следует помнить о том, что установка расширительного бака недостаточного объема или некорректный монтаж могут стать причиной неправильной работы системы отопления и даже выхода ее из строя.
Мембрана бака должна быть выполнена из EPDM (вид синтетической резины, стойкой к высокой температуре). Использование мембраны из обычной резины значительно сокращает срок эксплуатации бака.
Циркуляционный насос для системы отопления
В замкнутых системах для принудительной циркуляции теплоносителя используют насосы. При выборе циркуляционного насоса важно обращать внимание на производительность и напор.
Отталкиваясь от исходной мощности котла, выбранного для небольшого коттеджа, можно вывести следующие принципы соответствия.
Для системы отопления с мощностью котла:
- до 30 кВт подойдет циркуляционный аппарат с производительностью 1-2 м3/ч и максимальным напором до 4 м;
- от 30 до 40 кВт – насос с производительностью 1,5-3 м3 и напором до 6 м;
- более 40 кВт – агрегат с производительностью 2,5-4 м3 и напором до 7 м.
Важнейшая характеристика насоса для отопления дома – показатель энергопотребления. Чем он меньше, тем лучше, так как данная система работает продолжительное время и за отопительный сезон набирается «кругленькая сумма».
Уместна аналогия со старыми лампами накаливания и современными энергоэффективными лампочками. Последние хоть и дороже, но производят столько же света, а потребляют в 10 раз меньше и служат гораздо дольше.
Современные циркуляционные насосы позволяют заметно экономить электроэнергию.
Настройки предохранительного клапана давления
Чтобы исключить превышение безопасного давления и защитить котлы, радиаторы и трубопроводы замкнутых контуров теплоснабжения, используют предохранительные клапаны давления (так называемая группа безопасности). При достижении настроечного давления они открываются и сбрасывают теплоноситель.
Поскольку котлы наиболее чувствительны к повышению давления, то порог срабатывания клапанов должен быть в пределах допустимого значения эксплуатации котельного оборудования.
Важно, чтобы при закрытии запорных кранов клапан мог нивелировать повышенное давление, которое может возникнуть внутри котла. Поэтому запрещается устанавливать запорную арматуру на трубопроводе между котлом и группой безопасности.
Схема отопления частного дома: комплексный подход
Отдельного обсуждения заслуживают гидравлические разделители. Их применение позволяет до минимума сократить время проектирования и монтажа системы теплоснабжения и избежать проектных и монтажных ошибок.
При этом стоимость готового модуля может быть даже ниже цены аналогичного по составу набора элементов, приобретаемых по отдельности.
Применение «стрелки» (разделителя) позволяет сбалансировать гидравлические параметры контуров источника и потребителей тепла. Кроме того, есть возможность создать условия для независимой работы каждого контура.
Данные блоки могут иметь различную комплектацию, но при этом сохранится их главная особенность и преимущество – все детали точно будут подходить друг к другу. От монтажника требуется только закрепить модули на несущей поверхности и подключить трубопроводы с помощью накидных гаек.
Упрощается и задача проектировщика, который получает возможность опираться в расчетах на тепловые и гидравлические характеристики укрупненных узлов, а не каждого компонента в отдельности.
Воздухоотводчики: для чего они нужны
Воздух и прочие газы могут присутствовать в потоке теплоносителя по разным причинам:
- попали в трубопроводы при первичном заполнении системы;
- появились в результате подсоса воздуха в процессе эксплуатации (следствие неправильного проектирования);
- образовались при частичном осушении или доливке теплоносителя.
Выделившийся из потока воздух устремляется в верхние точки участка системы. Именно поэтому воздушные пробки образуются в коллекторах (блоки, разделяющие поток теплоносителя на разные контуры), отопительных приборах и П-образных участках труб.
Наличие воздуха в системе отопления ведет к коррозии металлических элементов отопительных приборов, арматуры и оборудования, вызывает появление шумов и воздушных пробок.
Завоздушивание котлов и бойлеров может привести к разрыву их корпуса. Присутствие воздуха в приборах отопления снижает их фактическую теплоотдачу. Несмотря на высокую температуру в подающих трубопроводах, частично завоздушенные радиаторы и конвекторы остаются холодными.
Опасны воздушные пробки и для циркуляционных насосов.
Чтобы предотвратить завоздушивание, используют ручные и автоматические воздухоотводчики.
Первые (так называемые краны Маевского) в основном применяют для удаления газов из верхних точек радиаторов или полотенцесушителей.
Как можно понять из названия, отвод воздуха осуществляется вручную – время от времени придется самостоятельно проверять все места потенциального завоздушивания.
Более удобны в эксплуатации автоматические воздухоотводчики. Их принцип работы чем-то напоминает колесный ниппель (автомобильный, велосипедный). При нажатии на золотник воздух выходит, при отпускании клапан закрывается.
Только в данном случае удаление излишнего газа осуществляется не вручную, а автоматически за счет механического воздействия скобы, закрепленной на поплавке.
Воздухоотводчик, как предохранительный клапан или расширительный бак, – важный элемент безопасности системы, поэтому от его правильных выбора, монтажа и последующей эксплуатации зависит общая надежность системы отопления.
Фильтры системы отопления частного дома
Теплоноситель системы отопления почти всегда содержит твердые примеси – частицы ржавчины, накипи, окалины, песчинки. Эти частицы вызывают абразивный износ компонентов системы (затворов и уплотнений шаровых кранов, крыльчаток счетчиков и т. д.) и забивание каналов (таких как радиаторные термостатические клапаны).
Чтобы предотвратить возникновение проблем, используют фильтры, монтируемые на трубы с теплоносителем.
Различают сетчатые фильтры тонкой и грубой очистки. К первым от носят конструкции, способные задерживать частицы размером от 100 мк. Размер ячеек сетки вторых составляет обычно 300-500 мк.
Отопление в частном доме
Отопление в частном доме
Отопление в частном доме
Отопление в частном доме
Фильтры грубой очистки разделяют по ориентации колбы с фильтрующим элементом на прямые и косые. Последние обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, и они более востребованы.
Как роль термостатов в системе отопления?
Условием комфортного и экономичного пользования системой радиаторного отопления является оснащенность отопительных приборов регулирующей арматурой.
С ее помощью изменяется расход теплоносителя через радиатор или конвектор, что позволяет получить нужную температуру воздуха в помещении.
Регулирование потока теплоносителя может осуществляться:
- вручную радиаторным клапаном путем механического изменения потока теплоносителя. Использование простейших клапанов требует постоянного участия жильцов, которые сами контролируют и настраивают комфортный микроклимат в доме. А поскольку погода на улице иногда значительно меняется в течение суток, использование подобных устройств неудобно;
- в полуавтоматическом режиме механическим или электронным терморегулятором с термостатической головкой, которая сама меняет поток теплоносителя в радиаторе и поддерживает температуру воздуха в помещении в зависимости от заданных установок;
- автоматически комнатным терморегулятором или блоком общедомовой автоматики, который имеет термодатчик и объединяется с сервоприводом, регулирующим поток теплоносителя в одном радиаторе или в группе устройств. Работу подобной установки можно запрограммировать в зависимости от времени суток и дня недели и обеспечить дополнительную экономию.
Использование термостатических клапанов с термоголовками и автоматических устройств позволяет поддерживать температуру воздуха в помещениях на заданном уровне с точностью до 1 °С.
Автономно и экономно: отопление частного дома с помощью твердотопливного котла