Расширительный бак для закрытой системы отопления
Расширительный бак для предназначен для компенсации изменения объема теплоносителя в зависимости от температуры. В закрытых системах отопления это герметичная емкость, разделенная эластичной мембраной на две части. В верхней части находится воздух или инертный газ (в дорогих моделях). Пока температура теплоносителя невысока, бачок остается пустым, мембрана расправлена (на рисунке картинка справа).
Принцип работы мембранного расширительного бачка
При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишек поднимается в бачок, отодвигая мембрану и сжимая закачанный в верхнюю часть газ (на картинке слева). На манометре это отображается как повышение давления и может служить сигналом для уменьшения интенсивности горения. В некоторых моделях есть предохранительный клапан, который при достижении порогового значения давления сбрасывает излишек воздуха/газа.
По мере остывания теплоносителя, давление в верхней части бачка выдавливает теплоноситель из емкости в систему, показатели манометра приходят в норму. Вот и весь принцип работы расширительного бачка мембранного типа. Кстати, мембраны бывают двух видов — тарельчатые и грушевидной формы. Форма мембраны на принцип работы никак не влияет.
Виды мембран для расширительных бачков в системах закрытого типа
Расчет объема
Согласно общепринятым нормам объем расширительного бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя. Это значит, что вы должны посчитать, сколько воды поместится в трубах и радиаторах вашей системы (есть в технических данных радиаторов, а объем труб можно посчитать). 1/10 часть от этой цифры и будет объемом необходимого расширительного бака. Но эта цифра справедлива только если теплоноситель — вода. Если используется незамерзающая жидкость, размера бака увеличивается на 50% от рассчитанного объема.
Вот, пример расчета объема мембранного бака для закрытой системы отопления:
- объем системы отопления составляет 28 литров;
- размер расширительного бака для системы, заполненной водой 2,8 литра;
- размер мембранного бака для системы с незамерзающей жидкостью — 2,8 + 0,5*2,8 = 4,2 литра.
При покупке выбираете ближайший больший объем. Меньший не берите — лучше иметь небольшой запас.
На что обратить внимание при покупке
В магазинах есть бачки красного и синего цвета. Для отопления подходят бачки красного цвета. Синие конструктивно такие же, только они предназначены для холодной воды и высоких температур не переносят.
На что еще обратить внимание? Есть два вида бачков — со сменной мембраной (называются они еще фланцевыми) и с незаменяемой. Второй вариант дешевле, причем значительно, но если повредится мембрана, покупать придется все целиком
Во фланцевых моделях покупают только мембрану.
Место для установки расширительного бака мембранного типа
Обычно ставят расширительный бачок на обратном трубопроводе перед циркуляционным насосом (если смотреть по ходу движения теплоносителя). В трубопровод устанавливается тройник, к одной его части подсоединяется небольшой отрезок трубы, а к ней, через фитинги, подключается расширитель. Размещать его лучше на некотором расстоянии от насоса, чтобы не создавались перепады давления. Важный момент — участок обвязки мембранного бака должен быть прямолинейным.
Схема установки расширительного бака для отопления мембранного типа
После тройника ставят шаровый кран. Он необходим чтобы была возможность снять бачок без слива еплоносителя. Саму емкость удобнее соединять при помощи американки (накидной гайки). Это снова-таки облегчает монтаж/демонтаж.
Пустое устройство весит не так много, но заполненное водой имеет солидную массу. Потому необходимо предусмотреть способ закрепления на стене или дополнительные опоры.
Виды тупиковых систем
В зависимости от особенностей строения, тупиковую систему отопления можно монтировать горизонтальным или вертикальным способом.
Горизонтальная
Этот вид тупиковой системы предполагает горизонтальную расстановку радиаторов, объединенных подающей магистралью и обраткой в общую схему. Вся магистраль состоит из труб одинакового диаметра, поэтому разводка проста в монтаже и более экономична, особенно для домов небольшой площади, где она успешно работает с естественной циркуляцией теплоносителя. В домах, площадь которых 100 м2 и более применение горизонтальной разводки требует организации принудительного движения теплоносителя по системе. Тупиковое отопление горизонтального типа позволяет выполнять монтаж разводки в пол, что удачно скрывает ее с глаз. В этом случае лучше выбирать армированные полимерные трубы и соединять их надвижными гильзами.
Вертикальная
Тупиковое отопление вертикального типа включает в себя два или три горизонтальных контура, присоединенных к вертикальному стояку. Такую схему разводки применяют в двух или в трехэтажных домах, чтобы создать давление в трубопроводе и ускорить движение теплоносителя. Каждый ее контур отвечает за обогрев одного этажа дома. У такой схемы разводки есть ограничения по количеству радиаторов, составляющих одну ветку. Для эффективного обогрева помещений число приборов на этаже не должно превышать 10 штук. Для большего их количества потребуется установка автоматических регуляторов давления, чтобы сбалансировать подачу нагретого теплоносителя.
Устройство двухконтурного газового котла
Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.
Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:
Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.
- Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
- Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
- Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
- Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
- Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
- Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
- Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.
В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.
В некоторых моделях газовых двухконтурных котлов используются сдвоенные теплообменники. Но принцип работы остается практически тем же самым.
Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.
Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.
Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.
Энергонезависимое оборудование: «Премиум-12,5 B»
Одной из популярных моделей является «Премиум-12,5» от производителя «Лемакс». Она стоит от 21 000 рублей. Агрегат представляет собой устройство для отопления домов и дач, площадь которых не превышает 120 м2. Данное оборудование можно использовать и для горячего водоснабжения. Этот энергонезависимый напольный двухконтурный котел предназначен для устройства автономного отопления. Это указывает на то, что потребителю не будут страшные скачки напряжения, которые способны вывести оборудование из строя. Это относится и к продолжительному отключению электроэнергии.
Данное оборудование еще называется атмосферным, ведь имеет открытую камеру сгорания, которая предусматривает образование горючей смеси при заборе воздуха из помещения, тогда как удаление продуктов сгорания осуществляется за счет тяги, создаваемой вертикальным дымоходом. Этот газовый напольный двухконтурный энергонезависимый котел не имеет погодозависимой автоматики и встроенного модуля Wi-Fi.
Среди основных технических характеристик следует выделить минимальную полезную мощность, которая составляет 12,5 кВт. Коэффициент полезного действия равен 90 %. В данном устройстве нет расширительного бака. Если установку вы планируете осуществлять самостоятельно, то вам может понадобиться диаметр дымохода. Он составляет 130 мм. Конструкция предусматривает первичный теплообменник из литой стали, вторичного теплообменника у данного оборудования нет. Это относится и к циркуляционному насосу. Отапливаемый объем достигает 336 м3.
Отопление с естественной циркуляцией
Особенностью системы отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома является отсутствие насоса, создающего давление в трубах. Движение воды обеспечивается законами гидравлики и термодинамики, для чего трубы устанавливают под определенным углом друг к другу на заданной высоте. Хоть эта система и обладает несколько меньшей тепловой эффективностью, она является полностью автономной, то есть не зависит от электропитания и не расходует дополнительную энергию.
Отопление с естественной циркуляцией двухэтажного дома может выполняться как по однотрубной, так и по двухтрубной схеме. Достоинства и недостатки этих видов подробно рассмотрены ниже. Вот несколько особенностей, о которых нужно помнить при организации любого вида естественной циркуляции:
- потребуются трубы большого диаметра, в противном случае движение воды будет затруднено;
- недопустимо использование расширительных баков закрытого типа — это влечет создание избыточного давления и самотеком система уже работать не будет;
- в качестве места расположения расширительного бака выбирают наивысшую точку трубопровода, в то время как котел располагают внизу, чаще всего — несколько ниже обратной магистрали.
При монтаже системы с естественной циркуляцией в двухэтажном доме неизбежен значительный перерасход материалов и снижение теплоотдачи. Подобные сложности оправданы лишь в одном случае — когда слишком велик риск перебое с электроэнергией в холодное время года.
Однотрубные системы отопления
Под однотрубной системой отопления двухэтажного дома понимается комплекс радиаторов, использующих для приема горячего теплоносителя и сброса остывшего одну и ту же магистраль. Это позволяет существенно экономить на материалах, однако влечет ряд недостатков:
- требуется повышенная мощность котла;
- температура воды в магистралях последовательно снижается от радиатора к радиатору;
- каждый следующий радиатор должен иметь больше секций, чем предыдущий (что является следствием предыдущего пункта).
Таким образом, реализация однотрубных схем имеет смысл лишь в регионах с относительно мягким климатом для отопления небольших домов.
Отопление «Ленинградка»
Как несложно догадаться, эта схема отопления была разработана в Советском Союзе и повсеместно внедрялась в небольших зданиях северной столицы. Основой «ленинградки» является одна общая магистраль, идущая по периметру помещений ниже уровня установки радиаторов. Патрубки врезаются в нее сверху, а для перенаправления потока теплоносителя под каждым радиатором выполняют сужение трубы или устанавливают регулирующий вентиль.
Возможна как естественная, так и принудительная циркуляция. В первом случае рекомендуется устанавливать не более четырех радиаторов, во втором — не более шести. Подключение семи-восьми радиаторов возможно лишь после точных инженерных расчетов, при большем количестве потребителей тепла система считается неэффективной.
Альтернативные виды однотрубного отопления
Дальнейшей эволюцией «ленинградки» можно считать системы с разрывами магистрали и подрадиаторными перетяжками, которые играют роль «узких мест», перенаправляя поток жидкости. Это позволяет упростить основную магистраль, избавившись от сужений и вентилей, а также располагать радиаторы вдали от зоны прокладки основных труб. При достаточной мощности нагнетающего насоса в циклах принудительной циркуляции возможно некоторое увеличение отапливаемых площадей.
Как рассчитать диаметр труб
При устройстве тупиковой и коллекторной разводки в загородном доме площадью до 200 м² можно обойтись без скрупулезных расчетов. Сечение магистралей и подводок принимайте согласно рекомендациям:
- чтобы подать теплоноситель к радиаторам в здании 100 квадратов и менее, достаточно трубопровода Ду15 (наружный размер 20 мм);
- подводки к батареям делаются сечением Ду10 (внешний диаметр 15—16 мм);
- в двухэтажном доме 200 квадратов раздающий стояк делается диаметром Ду20—25;
- если количество радиаторов на этаже превышает 5 шт., делите систему на несколько ветвей, отходящих от стояка Ø32 мм.
Самотечная и кольцевая система разрабатывается согласно иженерным расчетам. Если вы хотите определить сечение труб самостоятельно, первым делом посчитайте нагрузку на отопление каждого помещения с учетом вентиляции, затем выясните требуемый расход теплоносителя по формуле:
- G – массовый расход нагретой воды на участке трубы, питающей радиаторы конкретной комнаты (или группы помещений), кг/ч;
- Q – количество теплоты, потребное для обогрева данной комнаты, Вт;
- Δt – расчетный перепад температур на подаче и в обратке, принимайте 20 °С.
Пример. Для прогрева второго этажа до температуры +21 °С необходимо 6000 Вт тепловой энергии. Стояк отопления, проходящий через перекрытие, должен приносить 0.86 х 6000 / 20 = 258 кг/ч горячей воды из котельной.
Зная часовое потребление теплоносителя, нетрудно рассчитать сечение подводящего трубопровода по формуле:
- S – площадь искомого сечения трубы, м²;
- V – расход горячей воды по объему, м³/ч;
- ʋ– скорость течения теплоносителя, м/с.
Продолжение примера. Посчитанный расход 258 кг/ч обеспечивается насосом, скорость воды берем 0.4 м/с. Площадь поперечного сечения подающего трубопровода равна 0.258 / (3600 х 0.4) = 0.00018 м². Пересчитываем сечение в диаметр по формуле площади круга, получаем 0.02 м – труба Ду20 (наружный – Ø25 мм).
Заметьте, мы пренебрегли разницей плотностей воды при различной температуре и подставили в формулу значение массового расхода. Погрешность невелика, при кустарном расчете вполне допускается.
Конденсационный и конвекционный тип
Конвекционный котел имеет теплообменник простой геометрической формы, нагрев теплоносителя осуществляется в один этап: горелка разогревает емкость с водой.
Кроме этого существуют котлы конденсационные: внутри емкости расположена замкнутая стальная спираль с небольшими отверстиями, через которые внутрь поступает пар. Пар отводится в коллектор, подсоединенный обратке, и конденсируется с отдачей тепла.
Конденсат стекает на поддон и оттуда выводится из системы. Эффективность такой модели выше, чем конвекционной, за счет вторичной отдачи тепла. У качественного конвекционного котла КПД достигает 95%, у конденсационного 98.
Еще одна особенность котлов этого типа – наличие механизма обогащения газа кислородом, за счет которого топливо прогорает с большей эффективностью.
Вторая функция этой горелки – минимизировать воздействие на теплообменник агрессивных компонентов пара, используемого для конденсации.
Рабочее ограничение конденсационных котлов – пониженные температуры на подаче и обратке. Такие модели с успехом применяются при устройстве теплых полов, работающих в низкотемпературном режиме (до 50 градусов). Для радиаторов, которые рассчитаны на более интенсивный нагрев, этот котел – не самый подходящий вариант.
Видео о двухконтурных газовых котлах.
Открытая разводка
Подразумевает под собой наличие расширительного бака, который негерметичен. Он имеет крышку, но она закрывает бачок неплотно, что позволяет находящейся в нём жидкости сообщаться с атмосферой.
Устанавливают его в самой высокой точке системы. Его располагают на чердаках или прямо под потолком здания. В первом случае необходимо поддерживать тепло на чердаке, иначе теплоноситель может замёрзнуть, а во втором – такая конструкция смотрится неопрятно. Установка в этой точке дома необходимо для того, чтобы вода не выливалась из него.
Бачок можно наполнять только водой. Другие жидкие теплоносители не подойдут. Система сообщается с атмосферой и часть воды регулярно испаряется. Владельцы таких систем отопления должны следить за уровнем воды в открытой разводке. При недостаточном количестве теплоносителя вся система отопления выйдет из строя.
Система наиболее проста в установке, не представляет особых угроз человеку и не требует дополнительных узлов.
Преимущества и недостатки оборудования
Обе разновидности газовых котлов отличаются простотой в управлении, эффективностью и долговечностью. А еще они обладают привлекательным внешним видом.
Конструкция каждого вида газового котла разработана с целью удовлетворить потребности различных категорий пользователей, что наглядно демонстрируют их достоинства и недостатки. А также они дают возможность разобраться в отличиях одноконтурного газового котла от его двухконтурного аналога, помогая потенциальному покупателю сделать правильный выбор.
Плюсы и минусы одноконтурных агрегатов
Такие изделия способны обеспечить стабильный обогрев помещений любой площади, этажности, удаленности от теплообменника.
А, кроме того, одноконтурные котлы:
- более надежны, чем их двухконтурные аналоги, конструкция которых более сложная, что и приводит к несколько большему количеству поломок;
- проще в обслуживании, что также вызвано конструктивными особенностями;
- дешевле.
Важным преимуществом является и то, что одноконтурные агрегаты могут стать базой для подключения другого оборудования. Что позволит расширить их функциональность и повысить комфортность проживания.
Всегда следует помнить о том, что при необходимости обеспечить в помещениях горячее водоснабжение вместе с одноконтурным котлом придется покупать накопительный бойлер. А это приведет к немалым дополнительным расходам. А еще комплект перечисленного оборудования займет немало места, что может быть критичным для небольших квартир
Подключение накопительных бойлеров позволит обеспечить помещения горячим водоснабжением. Причем вода в любой момент будет подаваться горячей, чего не всегда можно добиться от двухконтурных аналогов
У такой разновидности оборудования при отсутствии необходимости в горячем водоснабжении ярко выраженных недочетов нет. Но в противном случае сразу же сказывается отсутствие универсальности. Которая приводит к необходимости покупки дополнительного электронагревательного прибора.
В результате его совместная эксплуатация с одноконтурным котлом приводит к:
- большим затратам на покупку, монтаж, обслуживание;
- ограниченному объему воды для бытовых нужд – для совместного использования с одноконтурными агрегатами чаще всего покупаются бойлеры, поэтому может возникнуть вопрос о рациональном расходе воды, объем которой зависит от вместительности накопителя;
- большей нагрузке на проводку.
Последний недостаток актуальный в случаях, если в доме или квартире старая проводка или параллельно используется мощное электротехническое оборудование. Так, может понадобиться модернизация электропроводки и подбор кабеля большего сечения.
Следует знать и о том, что комплект из одноконтурного котла и бойлера занимает ощутимо больше места, чем один двухконтурный котел. И при ограниченном пространстве это может быть существенным недостатком.
Достоинства и недостатки двухконтурных котлов
Агрегаты, которые относятся к указанному виду с некоторыми ограничениями, но все же способны обеспечивать горячей водой сразу две системы (отопления, горячего водоснабжения). А также они занимают меньше места, чем их аналоги с бойлерами. В результате двухконтурные котлы более удобные при использовании.
Обе разновидности газовых котлов отличаются простотой в управлении, эффективностью и долговечностью. А еще они обладают привлекательным внешним видом
Кроме того, конкурентная борьба производителей привела к тому, что разница в стоимости обоих разновидностей агрегатов постепенно нивелируется.
Поэтому сегодня можно найти двухконтурный котел цена которого превышает аналогичный показатель одноконтурного изделия незначительно. Что в ряде случаев также можно считать преимуществом.
Если говорить о минусах двухконтурных котлов, то самым важным считается невозможность моментально обеспечить горячей водой одинаковой температуры все точки водопотребления в доме или квартире.
Так, в их теплообменниках нагревается такое количество воды, которое нужно прямо сейчас. То есть запас не создается. В результате температура воды может отличаться от ожидаемой или меняться по ходу ее использования. Так случается при изменении давления, напора, к примеру, после открытия/закрытия второго крана.
При использовании двухконтурного котла нередко температура воды отличается в двух разных точках водозабора — горячая вода может доставляться к нужной точке с опозданием, причем существенным. Что неудобно и приводит к дополнительным расходам
Что касается установки, то монтаж двухконтурных котлов — это более сложная процедура, особенно на стадии проектирования. Так как придется соблюсти многочисленные рекомендации производителя
Нижняя разводка
Тут проводящую теплоноситель трубу устанавливают прямо под подоконником, а обратную – около пола.
Давления в трубах не очень высокое, поэтому приходится использовать насосы. Не исключено завоздушивание. Чтобы избежать этого недостатка, следует установить краны Маевского на этаже. Если дом многоэтажный, то этот кран должен находиться на каждом из этажей.
Разводку можно прокладывать только до дверного проёма или установить две независимые друг от друга системы отопления в обе стороны от двери.
Расширительный бачок легко установить в любом месте. Если он закрытый, то его можно расположить в комнатах, а не на чердаке, что является удобным. Нижняя разводка не бросается в глаза
Это важно, если вы заботитесь о том, чтобы разводка приемлемо вписывалась в декор вашей комнате
