Современные системы теплофикации жилых зданий имеют множество вариантов проектных решений, которые, в числе прочих, касаются также и вопросов доставки теплоносителя в отапливаемые помещения. Одним из вариантов таких решений является однотрубная система отопления.
Общие сведения и назначение
Однотрубная система отопления была разработана в СССР в 50х-60х годах ХХ века, как наиболее экономичная по трудозатратам и материалам. Необходимость подобной разработки обосновывалась массовым строительством жилых домов (т.н.
«хрущевок») в максимально быстро и дешево. Данная разработка предназначалась для отопления вновь возводимых жилых помещений эконом-класса.
В дальнейшем подобные системы на основе типовых проектов применялись также при строительстве панельных многоэтажных домов.
Однотрубной данная система названа потому, что трубопроводы, подводящие теплоноситель к отопительным приборам и трубопроводы, отводящие теплоноситель от прибора, врезаны в одну магистральную трубу.
Преимущества и недостатки
Преимуществами данной системы считают:
- низкая себестоимость вследствие использования меньшего количества материалов;
- быстрый монтаж из-за минимального количества соединений, монтажных проемов, количества трубопроводов;
- простота и наглядность эксплуатации;
- более эстетичный, чем, например, у двухтрубной системы, внешний вид.
Недостатками же являются:
- невозможность регулировать проток теплоносителя через отопительный прибор независимо от последующих приборов;
- необходимость наличия циркуляционного насоса вследствие высокого гидравлического сопротивления, или устройства системы с естественной циркуляцией;
- повышенная изнашиваемость элементов отопления вследствие наличия избыточного давления, создаваемого циркуляционным насосом;
- необходимость компенсировать снижение температуры теплоносителя в каждом следующем приборе за счет увеличения его поверхности нагрева.
Типы однотрубных систем отопления
По типам однотрубные системы отопления разделяются на:
- горизонтальные (применяются, в основном, для отопления одноэтажных зданий);
Горизонтальная однотрубная система отопления.
- вертикальные (применяются для теплоснабжения многоэтажных строений);
Схема закрытой однотрубной системы отопления многоквартирного дома.
- открытые, расширительный бак сообщается с атмосферой;
Однотрубный циркуляционный контур с расширителем открытого типа.
- закрытые — расширительный бак. как правило, мембранного типа, изолирован от атмосферы;
Расширительный бак в системе отопления.
- с естественной циркуляцией;
- с искусственной циркуляцией (создается циркуляционным насосом);
Схема однотрубная система отопления с искуственной циркуляцией.
- по типу теплоносителя (в однотрубной системе отопления частного дома, как правило, теплоносителем является водопроводная вода, поэтому антифриз, масло и другие виды возможных теплоносителей не рассматриваются);
- по типу присоединения отопительных приборов (проточная, с регулируемым и нерегулируемым байпасом).
Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией.
В одной системе, как правило, используется несколько вышеназванных типов, например: вертикальная открытая однотрубная водяная система отопления с естественной циркуляцией и нерегулируемым байпасом.
Расчет и монтаж
Схемы отопления, в том числе и однотрубные, нуждаются в тщательном гидравлическом расчете для обеспечения их бесперебойной и равномерной работы. Гидравлический и тепловой расчеты можно провести самостоятельно, найдя нужные методики в интернете, или обратиться в фирмы, где проводятся данные работы.
Но при самостоятельном проведении расчета необходимо учитывать следующие факторы:
Более подробно о гидравлическом расчете однотрубной системы отопления Вы можете узнать, посмотрев следующее видео:
Системы однотрубного отопления, не смотря на устаревшие технологии, успешно применяются и в наше время для отопления малоэтажных частных зданий и сооружений.
Тепловой насос для отопления дома: как выбрать
Однотрубная система отопления
Наибольшее распространение однотрубные системы отопления получили в 20 веке, когда они широко применялись в самых различных строениях, начиная от жилых многоквартирных домов и административных зданий и заканчивая частными домами. Однако однотрубная схема достаточно часто применяются и в настоящее время.
Вертикальная однотрубная схема водяного отопления частного дома.
Конструкция и принцип работы
Однотрубка представляет собой один подающий трубопровод, к которому последовательно подсоединены несколько радиаторов.
Двигаясь по трубопроводу, теплоноситель заходит в первый радиатор, отдает ему тепло и уже несколько охлажденным продолжает движение по подающему трубопроводу, заходя в каждый последующий радиатор.
Теплоноситель поступает во второй радиатор с меньшей температурой, чем в первый, таким образом, первому радиатору достается наибольшее количество тепла, а последнему наименьшее.
Неравномерный нагрев радиаторов является одним из основных недостатков однотрубной системы отопления.
Для решения этой проблемы в многоквартирных домах используется специальная перемычка (такого же диаметра как у подающей магистрали, либо на размер меньше), через которую, минуя радиатор, постоянно циркулирует нагретый теплоноситель.
Несмотря на использование перемычки, однотрубная система, в отличии от двухтрубной, является более холодной. В двухтрубной системе присутствует как подающая, так и обратная магистраль, к которым одновременно подключается каждый радиатор.
В двухтрубной схеме теплоноситель, по подающей магистрали, заходит в радиатор, где происходит теплопередача. После этого, теплоноситель выходит из радиатора уже по обратной магистрали, а не по подающей, как в однотрубной схеме. Таким образом, в двухтрубной системе каждый радиатор, вне зависимости от его удаленности, нагревается практически одинаково.
Примечание! Наиболее подходящим условием применения однотрубной системы отопления в частном доме является небольшая отапливаемая площадь, т.е. количество используемых радиаторов.
Если для отопления дома необходимо только 5 радиаторов, то однотрубка будет одним из лучших вариантов.
Если же в системе планируется 6-10 радиаторов, то ее применение проведет к удорожанию проекта (необходимость установки многосекционных радиаторов и увеличенного подающего трубопровода).
Горизонтальная однотрубная схема отопления частного дома своими руками, диагональное подключение.
Почему необходимо увеличивать размеры каждого последующего радиатора?
Даже при правильно смонтированной однотрубной системе отопления, ее последние радиаторы будут нагреваться слабее, чем первые.
Это происходит потому, что каждый последующий (по ходу движения теплоносителя) радиатор будет забирать около 10°C.
Поэтому, для увеличения теплоотдачи последних отопительных приборов рекомендуется использовать многосекционные радиаторы, которые обладают более высокой теплоотдачей. Такое решение, безусловно, увеличивает себестоимость всей системы.
К примеру, однотрубная система отопления смонтирована так, что подающий трубопровод и подводки к радиаторам имеют одинаковый диаметр.
В результате более высокого углового сопротивления, в радиатор войдет менее половины теплоносителя, около 45%, остальная часть продолжит движение по подающему трубопроводу.
Если в первый радиатор поступил теплоноситель с температурой 60°C, то на выходе из радиатора будет уже 50°C.
Далее 60°C-ый теплоноситель в подающей магистрали смешивается с 50°C-ым выходящим из радиатора, в результате этого получается теплоноситель с температурой около 55°C. Таким образом, с каждым последующим радиатором, температура теплоносителя будет уменьшаться примерно на 4,5-5°C (около 7%). Соответственно каждый последующий радиатор необходимо увеличивать на 7% по отношению к предыдущему.
Схема однотрубки с нижним подключением.
Увеличение подающей магистрали
Однако, чтобы так значительно не увеличивать количество секций каждого последующего радиатора, рекомендуется увеличить диаметр подающего трубопровода (на 1 или 2 размера больше, чем у подводки к радиаторам).
Недостатки однотрубной системы отопления
Неравномерный нагрев радиаторов. Даже используя многосекционные радиаторы будет сложно добиться одинаковой теплоотдачи всех радиаторов.
- Более высокая стоимость. В сравнении с двухтрубной схемой, однотрубка является более дорогостоящей, т.к. необходимо приобретать каждый следующий по направлению движения теплоносителя радиатор с увеличенным количеством секций. Помимо этого, для подающей магистрали необходима более «толстая», чем в двухтрубке, труба.
- Не экономична. Многосекционные радиаторы и «толстая» труба подающей магистрали увеличивают количество теплоносителя в системе. Соответственно для его нагрева потребуется использовать больше топлива.
- Сложность монтажа. В сравнении с двухтрубной системой, монтаж и расчет однотрубной системы является более сложным процессом (см. вышеописанные причины).
Однотрубная, одноконтурная система отопления, схема разводки
Однотрубная система отопления в домах частного плана пользуется в последнее время все большей популярностью. Отчасти это имеет место, потому что в частных домах такая система является фактически единственным вариантом для организации отопительной системы.
Главными достоинствами однотрубной системы отопления являются ее несложное устройство, простота установки, надежность, эффективность, а также приемлемая цена. Еще одним плюсом является то, что коммуникации можно спрятать под напольным покрытием.
Однотрубная и двухтрубная система отопления имеют свои преимущества и недостатки, рассмотрим, чем отличается однотрубная система.
Однотрубная система отопления
Устройство однотрубной отопительной системы
В первую очередь, они не всегда соответствуют всем требованиям технического характера, а во-вторых, обогрев помещения проходит не на самом высоком уровне. Биметаллические радиаторы выглядят более эстетично и лучше обогревают помещение.
Расширительный бак является еще одним важным компонентом такой схемы, как одноконтурная система отопления. Такой элемент необходим для стабилизации давления, а также следит за степенью его расширения.
Расширительный бак необходим для того чтобы во время нагревания теплоносителя лишняя влага вытеснялась в него, и, таким образом, исключалась проблема слишком большого нагрева теплоносителя. Теплоносителем может служить не только антифриз, но также и обычная вода, которая течет из крана.
Читайте также: Установка сифона на кухне: как собрать сифон для мойки и раковины
Технические характеристики однотрубного отопления
Однотрубная схема отопления домов является магистралью, к которой подключены радиаторы в последовательном порядке. Теплоноситель проходит по всем нагревательным компонентам. Теплообменный цикл заканчивается тогда, когда теплоноситель доходит до последнего радиатора.
Принципиальная схема однотрубного отопления
Этот нюанс является самым большим недостатком подобной отопительной системы, однако ему есть альтернативное решение.
Чтобы этот нюанс не имел негативных последствий, нужно в помещении устанавливать как можно больше батарей или устанавливать на них специальные краны.
Такой метод позволит сбалансировать всю систему, то есть, будет осуществлена правильная регулировка однотрубной системы отопления.
Схема устройства однотрубной отопительной системы
Варианты отопительной системы могут различаться в зависимости от того, какой является площадь здания. Если здание имеет площадь не более чем 100-150 кв.
м, то будет достаточной установка такой системы, где циркуляция теплоносителя имеет место естественным образом.
Однотрубное отопление будет сбалансированным благодаря тому, что на разных участках теплоноситель будет иметь разную плотность.
В случае, когда площадь дома несколько больше, то эффективней будет работать схема с циркуляцией принудительного характера. Такую циркуляцию можно организовать посредством мощного водяного насоса.
Однотрубная система отопления с циркуляционным насосом
Однотрубная система отопления не предполагает обратных стояков. Монтаж однотрубной системы отопления должен предусматривать расположение трубопровода в верхней части дома. Монтаж такой системы не представляет ничего сложного, а также для ее организации не нужно большое количество труб.
Однотрубная система отопления популярна тем, что она характеризуется эстетичностью.
Существует несколько основных вариантов организации однотрубной отопительной системы, которые вы можете посмотреть на фото.
Первый вариант связан с использованием системы стояков проточного характера. Второй вариант предполагает применение завершающих участков на батарее. Главное отличие состоит в том, что во втором случае перед радиатором ставятся еще и байпасы.
Способы подключения радиаторов в однотрубной системе отопления
Если схема стояков проточная, то нет стояка подачи. Здесь радиаторы соединяются сверху вниз. И вода в них идет тоже с верхних в нижние. По логике вещей – в нижних радиаторах вода будет более холодной температуры.
Поэтому на верхних этажах можно поставить меньше радиаторов, чем на нижних. Такой проект однотрубной системы отопления должен учитывать еще один нюанс – на радиаторы не ставят клапаны и краны. Если перекрыть кран на радиатора отдача тепла понизится и обогревание дома уменьшится.
Кроме этого, регулирование температуры в разных помещениях невозможно.
Второй вариант такой системы, как однотрубное отопление из полипропилена, предусматривает замыкающиеся участки на радиаторах – байпасы. Здесь вода равномерно попадает из стояка в верхние и нижние радиаторы. Сама вода будет остывать медленнее, поэтому на разных этажах температура будет почти одинаковой. Так, данная система – это несколько усовершенствованный вариант.
Радиатор отопления с байпасом
Чтобы вмонтировать байпасы, используются трубы меньшего диаметра, чем для подсоединения к радиаторам. Если же трубы будут одинакового диаметра, то циркуляция воды в трубах будет нарушена.
Чтобы сбалансировать систему с одинаковыми трубами, применяют специальные краны. Обычно их ставится 2 – на трубе, подающей носитель тепла, и на байпасе.
Так, будет производиться регулирование потока воды в радиатор.
Монтаж отопления с однотрубной системой
Важный этап монтажа – это гидравлический расчет однотрубной системы отопления. В процессе расчета определяются диаметры труб на разных участках.
Также производится расчет горизонтальной однотрубной системы отопления и вертикальной с учетом всех потерь давления на участках системы. Делается увязка параллельных приборных и других веток системы.
Также осуществляется расчет однотрубной системы отопления потерь давления и расход носителя тепла.
Чтобы установить однотрубные системы водяного отопления, стоит начать с установки котла. Он должен размещаться на глубине, но не в подвале. Обычно делается углубление в полу.
После котла при установке такой системы, как однотрубное отопление с нижней разводкой или верхней, делается дымоход. Соединяется с котлом дымоход гофрометаллической трубой. Обязательно следует правильно выбрать диаметр.
Теперь основная труба подсоединяется к котлу для магистрали, диаметр ее равен порядка 25 миллиметра.
Обязательно следует помнить, что горизонтальная однотрубная система отопления или вертикальная подразумевает монтаж к котлу только металлических труб, так как другие материалы не способны будут выдержать высокую температуру нагревания. По этой причине и переходники здесь нецелесообразны.
Мембранный бак нужно ставить на высоте около 3-х метров. То есть, это – самая высокая точка в такой схеме, как вертикальная однотрубная система отопления или горизонтальная.
Расширительный бачок должен находится в самой высокой точке системы отопления
Теперь делается установка труб и радиаторов. На этом же этапе ставятся и клапаны Маевского, а также краны. Радиаторы обычно ставят под окнами. Но между подоконником и батареей обязательно должно быть еще пространство. Трубы лучше делать без изгибов, так как вода может циркулировать не так легко.
Конечно же, при монтаже такой схемы, как однотрубная нижняя разводка системы отопления или нижняя, нужно смонтировать узел, который будет служить для наполнения водой системы, а также через него можно будет слить воду.
Видео по установке однотрубной системы отопления можно посмотреть ниже. После того, как система готова – обязательно проверьте котел на исправность, лучше всего – в присутствии специалиста. Несмотря на некоторые недостатки однотрубной системы отопления, она широко применима в настоящее время.
Расчет однотрубной системы отопления с примерами
Наверное, нет смысла подвергать сомнению утверждение, что автономный обогрев собственного жилища имеет ряд преимуществ перед централизованными системами отопления.
Единственным недостатком можно считать достаточно большие первоначальные вложения, львиную долю которых составляет проведение гидравлического расчета однотрубной системы отопления.
В этой публикации будет рассказано, как самостоятельно рассчитать однотрубную отопительную систему (СО) для небольшого помещения или частного дома.
Сбор данных и подготовительные расчеты
Прежде всего ответим, для чего нужен гидравлический расчет?
Для того чтобы сделать расчет системы отопления (в этом повествовании будет говориться исключительно об однотрубной схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя), необходимо получить следующие данные:
- Необходимую мощность теплогенератора.
- Мощность и количество радиаторов для каждого отапливаемого помещения.
- Диаметр и протяженность отопительного контура.
Имея на руках искомые данные можно переходить к подбору циркуляционного насоса, расчетам количества теплоносителя, емкости расширительного бака и настройки группы безопасности. Теперь обо всем по порядку.
к оглавлению ↑
Расчет тепловой производительности котельной установки
Итак, вы решили создавать однотрубную систему отопления частного дома своими руками. Первое, что нужно сделать, чтобы узнать искомую величину мощности теплогенератора – это произвести расчет теплопотерь каждого отапливаемого помещения. Как известно, основные потери тепла исходят от:
- Наружных стен.
- Потолка.
- Пола.
- Окон.
На примере рассмотрим теплопотери угловой комнаты, с размерами 6 х 3 метра, двумя окнами 1,5 х 1,2 м, и высотой потолков 2,5 м.
Применяем формулу расчета теплопотерь (Q) = k; для наружных стен k = 62; для окон k = 135; для пола k = 35; для потолка k = 27. Подставляем необходимые значения.
Читайте также: Рейтинг сплит-систем с поддержкой wi-fi: топ-12 моделей + на что смотреть при покупке
Теперь суммируем все теплопотери для выявления необходимого количества тепла, которого необходимо для конкретного помещения = 2,774 кВт;
Те же действия необходимы для каждого отдельного помещения. Суммируя теплопотери можно сделать вывод о необходимой производительности котельной установки. Есть методика менее точная, но достаточно надежная и быстрая: необходимо использовать удельную мощность котлоагрегата рекомендованную в зависимости от региона.
Тепловую производительность котельной установки можно высчитать, используя Wк = Wуд х S/10; где:- Wк = мощность котлоагрегата;
- Wуд = рекомендованная удельная мощность, представленная на рис.;
- S/10 = площадь обогреваемого помещения на 10 м3.
- Теперь, когда, есть данные о мощности котлоагрегата, необходимого для обогрева дома, можно приступать к чертежам контура отопительной системы, прикидывать место размещения радиаторов отопления.
к оглавлению ↑
Расчет количества и мощности батарей
Как в однотрубном подключение радиаторов отопления, так и в двухтрубных схемах, эффективность отопления конкретного помещения зависит не только от количества секций радиаторов, их конструкции, материала, из которого они изготовлены, площади поверхности и способа подсоединения к магистральному трубопроводу, но и от материала стен и способа утепления, теплопотерь в окнах и пр.
Воспользуемся рекомендованными данными, которые можно найти в специализированной литературе. 1 м3 в кирпичном доме требует приблизительно 0.034 кВт тепла для поддержания комфортной температуры; в доме из СИП – панелей – 0,041 кВт; в кирпичном доме с утепленными: перекрытием, чердаком, несущими стенами, фундаментом – 0,02 кВт.
Для примера, рассмотрим подбор батарей для комнаты 18 м2 с высотой потолков 2,5 м. в кирпичном доме. (0,034 кВт).
Теперь нужно воспользоваться таблицей, с характеристиками батарей.
Итог: для обогрева помещения 45 м3 нам необходим алюминиевый радиатор, состоящий из 9 секций. Аналогичные расчеты проведите для каждой комнаты в доме.
к оглавлению ↑
Вычисления диаметра трубы для отопительного контура
Данная процедура является обязательной при расчете любой системы отопления. В однотрубных схемах – это еще и достаточно сложно сделать, так как теплоноситель все больше остывает в каждом последующем радиаторе.
Для поддержания определенной температуры нужно на каждом последующем участке контура увеличивать скорость движения теплоносителя.
Сделать это можно, уменьшая диаметр трубы, согласно необходимой тепловой мощности для каждого радиатора.
Сделать вычисления можно по формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м, Получим среднее значение потери давления вследствие трения на 1 метр расчетного кольца СО. Далее, используя формулу, рассчитываем диаметр трубопровода для конкретного участка контура.
∆t° —разница температур теплоносителя между входом и выходом из котлоагрегата, °С Q —количество тепла, необходимое на обогрев конкретного помещения
V — скорость теплоносителя, м/с
Особенности однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией
Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией — кольцевой контур, в который заливается жидкий теплоноситель. Перемещение носителя осуществляется при помощи насосной группы, что избавляет от монтажа труб с уклоном.
Однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией
Общие требования к насосной группе
Особенностью однотрубной систем отопления считается объединение провода подачи и вывода. Она заполняется антифризом или водопроводной водой. Для воды необходимо изготовить специальный подвод. Чтобы обеспечить удаление теплоносителя, делают выводной кран с вентилем. На бачок, через который проводят заполнение, рекомендуется установить фильтр.
Технические особенности основных узлов
Жидкость при нагреве в котловом змеевике в дальнейшем поступает в трубопровод, в нем она отдает свою накопленную энергию проходя через радиаторы.
Остывший теплоноситель поступает через нагнетающий насос в обратную магистраль, а затем обратно в котел.
Чтобы предотвратить аварийные ситуации рекомендуется устанавливать расширительные бачки, их монтируют выше уровня прохождения первичного контура с нагретым носителем.
В системе контура отопления необходимо применять блок защиты, в конструкцию которого входят:
- отвод воздуха;
- специальный клапан предохранения;
- датчики измерения температуры и давления.
При увеличении давления система защиты предотвратит возникновение неисправности и выровняет значения основных характеристик жидкости. Благодаря термометру можно устанавливать необходимую температуру. Для упрощения установки блок защиты изготавливается как единый механизм.
Гидравлический насос производит подталкивание остывшей жидкости обратно к змеевику в котле. При этом в насосной группе применяют трубы меньшего диаметра, чем в естественном контуре. Насос позволяет преодолевать возникающее сопротивление.
Подбор диаметра труб
Внутренний диаметр труб не подбирается, а рассчитывается с учетом мощности системы, сопротивления на различных участках контура отопления. При расчете рекомендуется обратить внимание на такие моменты:
- внутренний диаметр стояковой части выполняют больше магистральной части;
- к радиаторам необходимо подводить трубопровод меньшего размера, чем магистральные;
- при изготовлении байпаса рекомендуют использовать самый маленький диаметр в контуре.
- при расчете рекомендуется учитывать материал, из которого выполняют систему отопления.
Для чего нужна принудительная циркуляция
В естественных системах, чтобы носитель равномерно распределял тепло в батареях отопления, трубы монтируют с уклоном. В одноэтажных частных домах такие условия соблюдать легко. При установке труб по большому периметру и на несколько этажей в системе могут возникать воздушные пробки. Кроме того, жидкость остывает и крайние радиаторы не получают энергии.
При воздушной пробке теплоноситель прекращает движение, что приведет к перегреву и преждевременному выходу из строя некоторых приборов нагревательного котла. Для устранения таких проблем и неисправностей необходимо применять циркуляционный насос. С его помощью можно сократить потери тепла и ускорить перемещение жидкости в системе.
Насос для принудительной циркуляции
Преимущества и недостатки однотрубных систем отопления
К достоинствам относят:
- низкую цену контура;
- легкий монтаж системы;
- стойкость к гидравлическим режимам;
- ускоренный нагрев контура отопления;
В систему возможно устанавливать регулирующую и запорную арматуру, а также защитные механизмы, повышающие номинальную мощность отопительного котла.
Единственным недостатком считается неравномерный нагрев частей системы, в зависимости от удаления от котла.
Отличие однотрубной и двухтрубной систем отопления
При монтаже отопления ориентируются на два способа установки контура:
- одноконтурный;
- двухконтурный.
Отличием этих способов считают специфику подключения теплообменника к магистральному проводу. Одноконтурные представляют собой кольцевую замкнутую систему. В трубопровод устанавливают радиаторы, а магистраль протягивается от котла и замыкается на нем.
Двухконтурный метод представляет собой две линии, устанавливаемые параллельно. По верхнему уровню теплоноситель перемещается до радиаторов и обогревает помещение. По нижнему отработанная жидкость возвращается в котел для дальнейшего нагрева. При помощи такого способа удается обеспечить равномерный нагрев батарей в помещении. Затраты энергии на обогрев одного элемента снижаются.
При выборе системы отопления следует учитывать размеры помещения и необходимую температуру в нем.
Разводка однотрубной системы отопления
При установке магистрали для помещений с двумя и более этажами выделяют два метода разводки однотрубной системы:
- горизонтальная;
- вертикальная.
Разводка труб отопления
Горизонтальная разводка
В данном случае магистраль поднимается от котла до верхнего этажа, от нее отходят горизонтальные ответвления, которые нагревают последовательно подключенные радиаторы. После батарей трубы объединяются в один обратный стояк до нагревательного котла. Для регулировки температуры на каждом этаже устанавливают специальные краны.
Вертикальная разводка
При таком способе монтажа системы нагретый носитель поднимается по стояку до высокого уровня помещения, а затем оттуда по вертикальному проводу опускается к группам радиаторов. После отдачи им энергии жидкость поступает в общий обратный контур обратно в нагревательный агрегат. Минусом такого метода считается неравномерность прогрева батарей на разных этажах.
Особенности монтажа
Установка оборудования при соблюдении особенностей схемы однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, не является сложным. Первоначально монтируют нагревательный агрегат, их делят на несколько видов:
- на газовом топливе;
- на дизельном топливе;
- с применением твердого топлива;
- комбинированные.
Котлы подключаются к системе дымоотвода, а также к магистрали отопления. При этом в нагревательном аппарате производят два вывода. По верхнему носитель поступает в систему, а по нижнему возвращается остывшая жидкость.
Все элементы конструкции соединяются при помощи полипропиленовых, металлических или полиэтиленовых труб высокого давления.
В магистраль подключается насос принудительной циркуляции, запорная аппаратура, краны Маевского, а также блок защиты. Трубы соединяют разными способами в зависимости от материала, из которого они изготовлены.
2. Основные элементы системы отопления с принудительной циркуляцией
Расчет отопления: как рассчитать систему отопления, учет тепловых потерь, расчет гидравлики и количества радиаторов
Первый этап расчета заключается в расчете тепловых потерь комнаты. Потолок, пол, количество окон, материал из которых изготовлены стены, наличие межкомнатной или входной двери — все это источники теплопотерь.
Рассмотрим на примере угловой комнаты объемом 24,3 куб. м.:
- площадь комнаты — 18 кв. м. (6 м х 3 м)
- 1 этаж
- потолок высотой 2,75 м,
- наружные стены — 2 шт. из бруса (толщина18 см), обшитые изнутри гипроком и оклеенные обоями,
- окно — 2 шт., 1,6 м х 1,1 м каждое
- пол — деревянный утепленный, снизу — подпол.
Читайте также: Ванная комната в деревянном доме: правила обустройства и отделки
Расчеты площадей поверхностей:
- наружных стен за минусом окон: S1 = (6+3) х 2,7 — 2×1,1×1,6 = 20,78 кв. м.
- окон: S2 = 2×1,1×1,6=3,52 кв. м.
- пола: S3 = 6×3=18 кв. м.
- потолка: S4 = 6×3= 18 кв. м.
Теперь, имея все расчеты теплоотдающих площадей, оценим теплопотери каждой:
Итого: суммарные теплопотери комнаты в самые холодные дни равны 2,81 кВт. Это число записывается со знаком минус и теперь известно сколько тепла необходимо подать в комнату для комфортной температуры в ней.
Расчет гидравлики
Переходим к наиболее сложному и важному гидравлическому расчету — гарантии эффективной и надежной работы ОС.
Единицами расчета гидравлической системы являются:
- диаметр трубопровода на участках отопительной системы;
- величины давлений сети в разных точках;
- потери давления теплоносителя;
- гидравлическая увязка всех точек системы.
Перед расчетом нужно предварительно выбрать конфигурацию системы, тип трубопровода и регулирующей/запорной арматуры. Затем определиться с видом приборов отопления и их расположением в доме. Составить чертеж индивидуальной системы отопления с указанием номеров, длины расчетных участков и тепловых нагрузок. В заключении выявить основное кольцо циркуляции, включающее поочередные отрезки трубопровода, направленные к стояку (при однотрубной системе) или к самому уделенному прибору отопления (при двухтрубной системе) и обратно к источнику тепла.
При любом режиме эксплуатации СО необходимо обеспечить бесшумность работы. В случае отсутствия неподвижных опор и компенсаторов на магистралях и стояках возникает механический шум из-за температурного удлинения. Использование медных или стальных труб способствует распространению шума по всей системе отопления.
Из-за значительной турбулизации потока, который возникает при увеличенном движении теплоносителя в трубопроводе и усиленном дросселировании потока воды регулирующим клапаном, возникает гидравлический шум.
Поэтому, учитывая возможность возникновения шума, необходимо на всех этапах гидравлического расчета и конструирования — подбор насосов и теплообменников, балансовых и регулирующих клапанов, анализ температурных удлинений трубопровода — выбирать соответствующие для заданных исходных условий оптимальное оборудование и арматуру.
Изготовить отопление в частном доме возможно и самостоятельно. Возможные варианты представлены в данной статье: https://teplo.guru/sistemy/varianty-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html
Гидравлический расчет включает имеющиеся перепады давления на вводе отопительной системы:
При пуске отопительной системы балансовые клапаны настраиваются на схемные параметры настройки.
На схеме отопления обозначается расчетная тепловая нагрузка каждого из отопительных приборов, которая равна тепловой расчетной нагрузке помещения, Q4. В случае наличия более одного прибора необходимо разделить величину нагрузки между ними.
Далее необходимо определить основное циркуляционное кольцо. В однотрубной системе количество колец равно числу стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления.
Клапаны баланса предусматривают для каждого кольца циркуляции, поэтому количество клапанов в однотрубной системе равно числу вертикальных стояков, а в двухтрубной — количеству приборов отопления.
В двухтрубной СО балансовые вентили располагают на обратной подводке прибора отопления.
Санитарные нормы и правила, касающиеся отопления в частном доме, представлены здесь: https://teplo.guru/normy/snipy-po-otopleniyu.html
Расчет циркуляционного кольца включает:
- систему с попутным движением воды. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления более нагруженного стояка;
- систему с тупиковым движением теплоносителя. В однотрубных системах кольцо располагается в самом нагруженном и удаленном стояке, в двухтрубных — в нижнем приборе отопления нагруженного удаленного стояка;
- горизонтальную систему, где кольцо располагается в более нагруженной ветви 1-го этажа.
Необходимо из двух направлений расчета гидравлики основного кольца циркуляции выбрать одно.
При первом направлении расчета, диаметр трубопровода и потери давления в кольце циркуляции определяются по задаваемой скорости движения воды на каждом участке основного кольца с последующим подбором насоса циркуляции. Напор насоса Pн, Па определяется в зависимости от вида отопительной системы:
- для вертикальных бифилярных и однотрубных систем: Рн = Pс. о. — Ре
- для горизонтальных бифилярных и однотрубных, двухтрубных систем:Рн = Pс. о. — 0,4Ре
где:
- Pс.о — потери давления в основном кольце циркуляции, Па;
- Ре — естественное циркуляционное давление, которое возникает вследствие понижения температуры теплоносителя в трубах кольца и приборах отопления, Па.
В горизонтальных трубах скорость теплоносителя принимают от 0,25 м/с, для возможности удаления воздуха из них. Оптимальная расчетная движения теплоносителя в трубах из стали до 0,5 м/с, полимерных и медных — до 0,7 м/с.
После расчета основного кольца циркуляции производят расчет остальных колец путем определения известного давления в них и подбора диаметров по примерной величине удельных потерь Rср.
Применяется направление в системах с местным теплогенератором, в СО при зависимом (при недостаточном давлении на вводе тепловой системы) или независимом присоединении к тепловым СО.
Второе направление расчета заключается в подборе диаметра трубы на расчетных участках и определении потерь давления в кольце циркуляции. Рассчитывается по изначально заданной величине циркуляционного давления.
Диаметры участков трубопровода подбирают по примерной величине удельных потерь давления Rср.
Этот принцип применяется в расчетах отопительных систем с зависимым присоединением к тепловым сетям, с естественной циркуляцией.
Для исходного параметра расчета нужно определить величину имеющегося циркуляционного перепада давления PP, где PP в системе с естественной циркуляцией равно Pe, а в насосных системах — от вида отопительной системы:
Проекты систем отопления, реализуемых в своих домах, представлены в данном материале: https://teplo.guru/sistemy/proekty-otopleniya-chastnyh-domov.html
Расчет трубопроводов СО
Следующей задачей расчета гидравлики является определение диаметра трубопровода. Расчет производится с учетом циркуляционного давления, установленном для данной СО, и тепловой нагрузки. Следует отметить, что в двухтрубных СО с водяным теплоносителем главное циркуляционное кольцо располагается в нижнем приборе отопления, более нагруженного и удаленного от центра стояка.
По формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м определяем среднее значение на 1 метр трубы удельной потери давления от трения Rср, Па/м, где:
- β — коэффициент, учитывающий часть потери давления на местные сопротивления от общей суммы расчётного циркуляционного давления (для СО с искусственной циркуляцией β=0,65);
- рр — имеющееся давление в принятой СО, Па;
- ∑L — сумма всей длины расчётного кольца циркуляции, м.
Расчет количества радиаторов при водяном отоплении
Формула расчета
В создании уютной атмосферы в доме при водяной системе отопления необходимым элементом являются радиаторы. При расчете учитываются общий объем дома, конструкция здания, материал стен, вид батарей и другие факторы.
Например: один кубометр кирпичного дома с качественными стеклопакетами потребует 0,034 кВт; из панели — 0,041 кВт; возведенные согласно всех современных требований — 0,020 кВт.
Расчет производим следующим образом:
Например: комната 6x4x2,5 м панельного дома (тепловой поток дома 0,041 кВт), объем комнаты V = 6x4x2,5 = 60 куб. м. оптимальный объем теплоэнергии Q = 60×0, 041 = 2,46 кВт3, количество секций N = 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 секций.
Характеристики радиаторов
Тип радиатора
Правильно проведя расчет и монтаж из высококачественных комплектующих, вы обеспечите ваш дом надежной, эффективной и долговечной индивидуальной системой отопления.
Видео осуществления гидравлического расчета
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления — Система отопления
» Трубы для отопления
Затруднительно помыслить существование человека в России без отопления коттеджа. Всем россиянам известно, что топливо для отопления постоянно увеличивается в цене. Любой человек может разобраться: как улучшить систему дачи. В любом регионе России необходимо зимой отапливать дом. На данном веб сайте собрано большое количество обогревательных систем квартиры, использующих абсолютно уникальные способы извлечения тепловой энергии. Указанные системы обогрева можно монтировать комбинационно или самостоятельно.
Экономичность теплового комфорта в доме обеспечивают расчет гидравлики, её качественный монтаж и правильная эксплуатация. Главные компоненты отопительной системы — источник тепла (котёл), тепловая магистраль (трубы) и приборы теплоотдачи (радиаторы). Для эффективного теплоснабжения необходимо сохранить первоначальные параметры системы при любых нагрузках независимо от времени года.
Перед началом гидравлических расчётов выполняют:
Расчёты проводились в программе Excel. Готовый результат можно посмотреть в конце инструкции.
В этой статье:
Что такое гидравлический расчёт
Это третий этап в процессе создания тепловой сети. Он представляет собой систему вычислений, позволяющих определить:
- диаметр и пропускную способность труб;
- местные потери давления на участках;
- требования гидравлической увязки;
- общесистемные потери давления;
- оптимальный расход воды.
Согласно полученным данным осуществляют подбор насосов .
Для сезонного жилья, при отсутствии в нём электричества, подойдёт система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (ссылка на обзор ).
Основная цель гидравлического расчёта — обеспечить совпадение расчётных расходов по элементам цепи с фактическими (эксплуатационными) расходами.
Количество теплоносителя, поступающего в радиаторы, должно создать тепловой баланс внутри дома с учётом наружных температур и тех, что заданы пользователем для каждого помещения согласно его функциональному назначению (подвал +5, спальня +18 и т.д.).
Комплексные задачи — минимизация расходов :
- зависимость энергозатрат от гидравлического сопротивления системы;
- стабильность и надёжность;
- бесшумность.
Замена централизованного режима теплоснабжения индивидуальным упрощает методику вычислений
Для автономного режима применимы 4 метода гидравлического расчёта системы отопления:
Два первых метода используются при неизменном перепаде температуры в сети.
Два последних помогут распределить горячую воду по кольцам системы, если перепад температуры в сети перестанет соответствовать перепаду в стояках/ответвлениях.
Расчет гидравлики системы отопления
Источник: http://teplius.ru/sistemy/raschet/gidravliki.html
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Подобные документы
Гидравлический расчет отопительной системы здания. Устройство двухтрубной гравитационной системы водяного отопления с верхней разводкой, ее схема с указанием длин участков трубопроводов и размещения отопительных приборов. Расчет основных параметров.
контрольная работа [93,8 K], добавлен 20.06.2012
Монтаж стационарной отопительной установки. Гидравлический расчет системы водяного отопления. Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления. Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора типа ВТИ. Расчет естественной вентиляции.
