В то время как большое внимание уделяется эффективным котлам и инновационным радиаторам, конструкция системы трубопроводов часто является тем, что создает или разрушает гидравлическую систему отопления. Хорошая система трубопроводов может быть разницей между шумной, неудобной, энергозатратной системой и системой, которая обеспечивает комфорт во всех комнатах дома.
Чтобы спроектировать эффективную систему, необходимо согласовать источник тепла с «излучателями тепла» — то есть радиаторами и конвекторами. Некоторые типы теплоизлучателей лучше всего подходят для относительно высокотемпературных источников тепла. Например, знакомые плинтусные конвекторы с ребристыми трубами, используемые во многих жилых и легких коммерческих зданиях, хорошо работают при температуре воды выше 150°F, но не в низкотемпературных системах, таких как геотермальные тепловые насосы (см. Компоненты»).
После того, как вы выбрали котел и несколько нагревательных приборов, вам нужна система трубопроводов, разработанная для получения максимальной отдачи от этого отопительного оборудования, как с точки зрения комфорта, так и с точки зрения эффективности. В этой статье взвешиваются плюсы и минусы четырех методов трубопроводов, которые подходят для использования с оборудованием, часто используемым в жилых и небольших коммерческих зданиях.
Серийная схема
В последовательной схеме простейшая система водяных трубопроводов, радиаторы и котел находятся на одном общем контуре. Радиаторы ближе к концу контура часто больше, чтобы компенсировать более низкую температуру воды.
В простейшей водяной распределительной системе все источники тепла соединены в общий контур или «контур» с источником тепла. При таком расположении температура воды постепенно снижается по мере движения от одного источника тепла к другому. Это снижение температуры необходимо учитывать при выборе и размере тепловых излучателей.
Распространенной ошибкой является определение размеров радиаторов исходя из средней температуры воды в системе. При последовательном контуре вы должны выбирать радиаторы тепла в зависимости от температуры воды в их конкретных местах в трубопроводном контуре. Если вы этого не сделаете, вы услышите жалобы на перегретые помещения в начале контура трубопровода (ближайшие к источнику тепла) и неприятно прохладные помещения в конце.
Основным преимуществом последовательных цепей является простота и дешевизна монтажа. Однако, поскольку вода проходит через все нагреватели, когда работает циркуляционный насос, вы не можете использовать клапан для регулирования тепловой мощности данного нагревателя. Если бы вы это сделали, вы бы ограничили поток через всю систему. Другими словами, недостатком последовательных цепей является невозможность независимого управления отдельными источниками тепла для обеспечения комфорта.
Как правило, последовательные схемы лучше всего подходят для высокотемпературных источников тепла, таких как плинтус с ребристыми трубами, в небольших зданиях, которые контролируются как единая зона. Их не следует использовать с источниками тепла, имеющими высокие характеристики перепада давления, такими как теплые полы и некоторые конвекторы с фанкойлами.
Однотрубные системы
Однотрубная система изолирует котел от основного контура трубы, когда котел не работает. Тройники и клапаны с термостатическим управлением отводят воду из основного контура, направляют ее через радиаторы, а затем возвращают в основную линию.
«Однотрубная система» или «система Monoflo», как ее иногда называют, представляет собой распределительную систему, в которой используются специальные тройники для отвода части горячей воды по ответвлению трубопровода. Если на ответвлении трубопровода установить ручной или автоматический регулирующий клапан, можно полностью контролировать расход воды через данный отопительный прибор. Это позволяет контролировать скорость отдачи тепла от каждого теплогенератора, не влияя на всю систему. Таким образом, однотрубные системы предлагают возможность зонального управления для каждой комнаты — функция, недоступная для последовательных цепей. В большинстве случаев обширное зонирование может быть выполнено с меньшими затратами с помощью однотрубной системы, чем с любым другим типом распределительной системы.
Поскольку выход тепла от каждого излучателя тепла можно регулировать независимо, однотрубные системы также позволяют увеличить размеры отдельных нагревателей. Эта функция может быть хорошо применена в ванной комнате, где большой нагреватель может быть установлен для быстрого нагрева комнаты перед душем или ванной, а затем снова установлен для поддержания нормальной комфортной температуры. Если бы вы сделали это с последовательной схемой, вы бы постоянно перегревали комнату.
Плинтус с ребристыми трубами, панельные радиаторы и конвекторы с фанкойлами можно комбинировать и сочетать по желанию, все они подключены как отдельные ответвления от основного распределительного контура. Каждый блок по-прежнему должен быть рассчитан в соответствии с температурой воды, поступающей из основного контура. Этот главный контур обычно следует по периметру здания и проходит под радиаторами отопления, расположенными на наружных стенах. Такая компоновка экономит деньги, сводя к минимуму количество труб, используемых между основным контуром и нагревателями.
Наилучший способ управления однотрубными системами – обеспечить постоянную циркуляцию нагретой воды по основному контуру в отопительный сезон. Термостаты открываются и закрываются по мере необходимости, чтобы удовлетворить потребности в отоплении отдельных комнат. Поскольку используется постоянная циркуляция, лучше всего подключить котел к системе, как показано выше. Циркуляционный насос котла работает только при топке котла. В остальное время поток воды в основном контуре обходит котел, что снижает внецикловые тепловые потери.
Многозональные и многоконтурные системы
Многозональная система использует отдельный главный контур для каждой зоны, обеспечивая подачу воды в каждую зону примерно одинаковой температуры. Предпочтительным методом является использование небольшого циркуляционного насоса и обратного клапана на каждом контуре.
Другой метод зонирования гидравлической системы использует отдельный контур трубопровода для каждой зонированной зоны. Есть два способа настроить это; использование отдельного циркуляционного насоса для каждой зоны или одного циркуляционного насоса большего размера и нескольких зональных электрических клапанов. Я предпочитаю первый метод по следующим причинам:
• Насосы малой зоны потребляют меньше электроэнергии и работают только тогда, когда связанная с ними зона требует тепла. Для сравнения, один более крупный циркуляционный насос в системе с зональным клапаном должен работать всякий раз, когда одной или нескольким зонам требуется тепло.
• Когда один большой циркуляционный насос работает только с одной активной зоной, скорость потока может быть достаточно высокой, чтобы создавать раздражающие шумы потока в трубах.
• При выходе из строя циркуляционного насоса обогрев прерывается только в одной зоне. Остальные зоны работают как обычно. Отказ циркуляционного насоса в системе с зональным клапаном предотвратит подачу тепла во всю систему.
Важно отметить, что в каждой зоне мультициркуляторной системы должен быть установлен подпружиненный обратный клапан. Если обратных клапанов нет, и только одна зона требует тепла, теплая вода будет течь в обратном направлении по контурам, которые должны быть отключены. Это ограничит тепловую мощность активного контура. Это также может вызвать нежелательное поступление тепла в отопительные приборы в теплую погоду, когда котел работает только на нагрев воды для бытовых нужд.
Многозональные системы с отдельными контурами имеют еще одно преимущество: в каждую зону поступает вода примерно одинаковой температуры. Это может позволить уменьшить размеры тепловых излучателей по сравнению с последовательной схемой. Если тепловые излучатели подходящего размера, вы также можете эксплуатировать систему при несколько более низкой температуре, тем самым повышая ее общую эффективность.
Двухтрубные системы
Двухтрубная система подает воду к каждому радиатору по всей системе практически одинаковой температуры. Все радиаторы подключены между общей подающей и общей обратной магистралью. Двухтрубные системы чаще встречаются в коммерческих зданиях и хорошо подходят для конденсационных котлов.
Наиболее распространенный тип гидравлической системы распределения в коммерческих зданиях известен как двухтрубная или параллельная система. В этой конструкции, которую можно использовать и в бытовых системах, каждый отопительный прибор располагается в отдельной ответвленной цепи, которая подключается к общей подающей магистрали и общей обратной магистрали. Каждая ответвленная цепь работает «параллельно» с другими, что позволяет каждому нагревателю получать воду примерно одинаковой температуры. Теоретически это позволяет использовать меньшие по размеру теплоизлучатели в каждой комнате.
Выше показан предпочтительный способ подключения ответвлений к сети. Эта конструкция, называемая «системой обратного возврата», приводит к сбалансированным потокам через ответвления.
На этой диаграмме показаны типичные рабочие диапазоны различных водяных источников тепла, теплогенераторов и систем трубопроводов, хотя в нестандартных обстоятельствах иногда могут потребоваться конструкции за пределами этих диапазонов.
Так как каждый нагреватель получает воду примерно одинаковой температуры, перепад температур между подачей и обраткой котла будет меньше, чем в последовательной системе трубопроводов. Типичная параллельная система, например, может иметь перепад температуры всего около 10°F между подачей и обраткой котла. Напротив, типичная последовательная система может иметь падение температуры на 20°F и более. Меньший перепад температуры в двухтрубной системе помогает поддерживать температуру воды, возвращающейся в котел, выше точки росы уходящих газов, что предотвращает конденсацию дымовых газов.
Двухтрубные системы лучше всего подходят для использования с низкотемпературными источниками тепла, такими как тепловые насосы или конденсационные котлы. Системы теплого пола можно считать двухтрубными, поскольку каждый контур пола подключается параллельно с другими контурами на коллекторных станциях. Двухтрубные системы также позволяют легко зонировать за счет использования клапанов для регулирования потока через любой заданный источник тепла.
Об авторе
Джон Сигенталер, PE, управляет Appropriate Designs, фирмой по проектированию систем зданий в Holland Patent, NY. Он является автором материалов курса для ASSE 19210, Профессиональный квалификационный стандарт специалиста по установке систем отопления и охлаждения Hydronics,,а так же автор «Современное водяное отопление жилых и легких коммерческих зданий» и «Отопление с помощью возобновляемых источников энергии» (оба опубликованы Cengage)
Лучшие напольные котлы для отопления дома
Наш дом всегда ассоциируется с уютом и теплом. Особенно, если речь идет о холодном сезоне. Поэтому очень важно подобрать отопительное оборудование, соответствующее особенностям вашего конкретного дома. Попробуем разобраться, какие напольные газовые котлы для отопления дома станут буквально залогом теплой атмосферы. Изучим виды, функциональные характеристики и принципы работы газовых котлов.
Преимущества газового отопительного оборудования
Газовое отопительное оборудование сегодня широко используется в частных домах и загородных коттеджах. Элементарность, удобство и безопасность эксплуатации – главные критерии популярности отопительных газовых установок. У них есть несколько преимуществ:
- простота использования (оборудование после установки не нуждается в регулярном обслуживании);
- экономичность использования (газовое топливо – самый доступный ресурс);
- автоматическое регулирование работы оборудования;
- высокая производительность;
- внушительный срок службы;
- самостоятельный выбор оптимального режима;
- разнообразный ассортимент моделей и производителей газовых котлов (обзоры устройств от популярных производителей можно найти на соответствующих сайтах).
Современные газовые котлы изготавливаются из жаропрочных материалов (сталь, чугун), чем и объясняется их долговечность. Наличие автоматического режима (схема автоматики есть в паспорте устройства) делает котлы для отопления дома безопасными в эксплуатации и простыми в управлении.
Напольные газовые котлы для отопления дома. Виды газового оборудования
Для функционирования бытовых газовых котлов используется газ (сжиженный или природный), отдающий тепло при сгорании теплообменнику устройства. Проходя через него, вода нагревается и распределяется по системе отопления. По расположению котлы делятся на настенные и напольные. Для установки напольных газовых котлов отопления дома отводится специальное место на этаже или отдельное помещение.
Для того чтобы определиться, какой напольный котел лучше для вашего дома, необходимо иметь представление о типах оборудования и специфике его эксплуатации. Вы можете ознакомиться со схемой напольного газового котла.
Напольные газовые котлы делятся на виды по следующим признакам:
- материал теплообменника (чугун, сталь);
- тип горелки;
- способ удаления продуктов горения (атмосферный, принудительный);
- количество контуров (одноконтурные, двухконтурные);
- мощность;
- схема перемещения теплоносителя.
При выборе газового котла отопления необходимо учитывать две величины: теплопотери здания и необходимое количество горячей воды
Срок службы газового котла зависит от материала теплообменника. Чугунная версия отличается устойчивостью к коррозии и выгоранию. Такое устройство может прослужить более 50 лет, но оно достаточно хрупкое. Стальной вариант прочен и устойчив к деформации, но боится коррозии и подвержен быстрому выгоранию (до 15 лет).
Связанная статья:
Выбор мощности котла для отопления дома
Основным показателем при выборе напольного газового котла для отопления частного дома является мощность устройства. Этот показатель предусматривает площадь помещения, которое необходимо обогреть. Сегодня производители выпускают котлы разной мощности, способные обеспечить теплом как небольшие частные дома, так и комплексы из нескольких зданий.
По мощности напольные газовые котлы делятся на одноступенчатые, двухступенчатые и модуляционные (с плавным регулированием). Двухступенчатый котел оснащен двумя режимами мощности. Схема установки модуляции разработана таким образом, чтобы можно было регулировать мощность, плавно изменяя ее. Для частных домов с небольшой площадью (или с временным проживанием) такие котлы получили положительные отзывы. Какой напольный газовый котел лучше для отопления частных домов в вашем районе, проконсультируйтесь у специалиста.
Полезный совет! Чтобы не сомневаться в выбранной мощности котла, расчет должен производить исключительно теплотехник из компании, специализирующейся в этой области.
Пользователю будет достаточно иметь представление о том, что 1 кВт мощности хватит для обеспечения теплом 10 квадратов помещения (высотой до трех метров). Это значение справедливо для хорошо изолированного дома. Если вашего дома нет, то стоит выбрать более мощный котел. Выбор мощности также зависит от того, предполагается ли участие оборудования в обеспечении ГВС. Если это подразумевается, то показатель мощности увеличивается с 20% до 50%. Владельцам бассейнов с функцией обогрева стоит ориентироваться на выбор двухконтурного котла повышенной мощности под эту нагрузку. Номинальные мощности котла указаны для номинального давления. Если напор будет слабым, то, соответственно, мощность агрегата уменьшится.
Владельцам бассейнов с функцией подогрева под эту нагрузку лучше выбрать двухконтурный котел повышенной мощности.
Одноконтурные и двухконтурные модели
При выборе напольного газового котла для отопления частного дома необходимо будет определиться с типом и устройством оборудования. Предлагается два варианта: одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурные газовые котлы для отопления частного дома рассчитаны только на обогрев системы отопления. Их конструкция такова, что они не могут обеспечить горячую воду. Поэтому необходимо будет дополнительно приобрести устройство для нагрева воды или приобрести модели со встроенным бойлером.
Что касается двухконтурных газовых котлов для отопления частного дома, то они могут работать на нагрев системы отопления и воды для бытовых нужд.
Устройство газового напольного двухконтурного котла для отопления дома:
- газовая плита;
- теплообменник;
- расширительный бак;
- циркуляционный насос.
Двухконтурный котел работает так, что при необходимости нагреть воду система отопления отключается и оборудование работает на подачу горячей воды. Так как использование горячей воды непостоянно, температура в системе отопления существенно не меняется. На схеме устройства видно, что для правильной работы оборудования необходимо подключить котел к системе отопления и подать его на смесители горячего водоснабжения.
Полезный совет! При установке двухконтурного напольного котла в частном доме необходимо учитывать длину трубы от устройства до крана горячей воды. Максимальная длина не должна превышать семи метров .
Напольный газовый котел большой и тяжелый. Под него следует устроить место на полу в доме (устроить/армировать стяжку) или разместить в отдельном помещении, а также предусмотреть отдельный вытяжной канал для вывода продуктов сгорания отработавшего топлива.
Если в вашем доме нет централизованного горячего водоснабжения, то лучше выбрать экономичные газовые двухконтурные напольные котлы, что следует из отзывов.
Принципы работы газового котла и виды камер сгорания
По функциональному принципу газовые отопительные приборы делятся на конвекционные и конденсационные модели. Конвекционный котел отличается тем, что вместе с продуктами сгорания удаляется и пар, образующийся при сгорании газа. В конденсационных моделях пар и продукты сгорания направляются через теплообменник, в котором пар конденсируется и производит дополнительное тепло. Какой из этих котлов лучше, сказать точно нельзя, так как конвекционные котлы не имеют риска коррозии из-за образования конденсата. Для их изготовления можно использовать менее дорогой материал и цена их значительно ниже (о чем свидетельствуют отзывы). Кроме того, продукты горения удаляются естественной тягой.
Конденсационные котлы имеют высокий КПД за счет использования дополнительного тепла, но, наряду с этим, системы отопления должны быть оснащены негабаритными и дорогими радиаторами отопления. Сориентироваться, какой вариант лучше, помогут отзывы пользователей.
Камеры сгорания в газовых котлах могут быть закрытыми или открытыми. Оба типа камер используются в конвекционном оборудовании. В конденсационном – только закрытая камера сгорания.
В открытых камерах за счет естественной тяги воздух для горения забирается из помещения, где установлен котел, и удаляется через дымоход. В этих приборах используются атмосферные горелки. Устройства с открытой камерой необходимо устанавливать только в отдельном помещении и оборудовать вертикальным дымоходом. Судя по отзывам, стоимость таких котлов довольно низкая.
Полезный совет! При выборе котла с атмосферной горелкой учитывайте тот факт, что они работают практически бесшумно и долго, но при этом сжигают кислород в помещении.
Напольные двухконтурные газовые котлы с закрытой камерой сгорания можно устанавливать непосредственно в отапливаемом помещении. В нем используется принудительная тяга – электрический вентилятор вытягивает продукты жизнедеятельности из камеры сгорания. Дымоход имеет две трубы (одна внутри другой): наружная труба для забора воздуха, внутренняя труба для вытяжки. Производительность таких котлов очень высока, но работают такие агрегаты только при наличии электричества. Отзывы пользователей о таком оборудовании положительные.
Схемы отопления частного дома с газовым котлом
Системы отопления в доме разрабатываются с учетом того, какая предполагается циркуляция теплоносителя – естественная или принудительная.
Естественный – осуществляется на основе разницы плотности воды при разных температурах. Такая схема используется, когда имеется возможность расположения котла на уровне ниже радиаторов и соблюдается соответствующий уклон для циркуляции для прямой и обратной разводки системы.
Схемы разводки отопления бывают однотрубными и двухтрубными. При однотрубной схеме разводки ТЭНы имеют разную температуру: в нижние радиаторы поступает уже частично остывшая вода. А если в доме больше одного этажа, то и температура радиаторов каждого этажа будет разной. Избежать этого поможет дополнительное увеличение секций или установка перемычки. При однотрубной системе разводки расходуется небольшое количество материала. Такая планировка обычно используется для небольших домов.
Двухтрубная разводка требует большого расхода материалов, но нагреваются ТЭНы одинаково. Двухтрубная система разводки позволяет регулировать температуру воды в разных помещениях с помощью запорной арматуры.
Для систем отопления с искусственной циркуляцией характерно использование насоса, а значит, его функционирование зависит от электроснабжения. Радиаторы в такой системе также прогреваются неравномерно и возможно образование воздушных пробок. Системы искусственной циркуляции просты и легки в установке.
Напольные газовые котлы – самое экономичное оборудование для отопления дома. Чтобы система отопления соответствовала характеристикам вашего дома, необходимо произвести точный расчет и на его основе подобрать оптимальный вариант системы. Обязательным условием является то, что расчет производит специалист.
