Опалення за допомогою печі або каміна в сучасних умовах стає неефективним через збільшення приміщень, коли пічного тепла стає недостатньо.
Тому більш поширеними стають повітряне, водяне або електричне системи опалення.
З цих систем найбільш простим, надійним і ефективним є водяне опалення.
Перевага водяного опалення полягає в тому, що з його допомогою можна обігрівати всі кімнати будинку одночасно, незалежно від їх розташування.
Принцип дії системи
- котел для нагрівання;
- радіатори;
- труби з водою;
- розширювальний бак.
Принцип дії системи полягає в тому, що нагріта в котлі вода по трубах надходить до радіаторів, які нагрівають приміщення.
Віддала своє тепло вода рухається до нагрівального котла і цикл повторюється.
Розширювальний бак призначений для компенсації надлишкового об'єму води, що виникає при її нагріванні.
Крім того, в цій системі можуть бути використані:
- насос;
- терморегулятор;
- запобіжні клапани.
Основні схеми
Наприклад, за принципом руху води система буває двох типів:
За схемою розводки труб система опалення буває:
гравітаційна система
Гаряча вода піднімається вгору, а холодна вода опускається вниз. Схема такої гравітаційної (самопливної) системи приведена на рис. 1.
Робота гравітаційної системи відбувається наступним чином.
Нагріта в котлі вода піднімається вгору і звідти по прямому трубопроводу подається в радіатори.
Захолола вода з радіаторів по трубах тече в котел.
Для нормальної роботи системи треба, щоб вода в ній рухалася з достатньою швидкістю.
Для цього слід дотримуватись таких вимог:
- різниця температур води в прямій і зворотній трубах повинна бути не менше 25 ° С;
Нахил трубопроводів забезпечує підвищення ефективності роботи системи. При наявності дуже довгих трубопроводів і їх малого перетину циркуляція води буде утруднена через наявність великої гідродинамічного опору.
Тому в такій системі рекомендується застосовувати труби діаметром:
- не менше 50 мм для труб від котла до бака;
- не менше 40 мм для прямого і зворотного трубопроводів;
- 20 мм для підключення радіатора.
Встановлюваний у верхній точці розширювальний бак, призначений для регулювання обсягу води в системі. У цьому баку є резервний запас води. Для нерозрахованих випадку перегріву води в баку є висновок для скидання з системи її зайвого обсягу.
При виконанні всіх цих вимог система є саморегулюючою. Коли в будинку холоднішає, то вода починає швидше рухатися по контуру, швидше відбувається теплообмін і віддається більше тепла. Коли в приміщенні стає занадто тепло, то вода рухається повільніше і її температура підвищується. При наявності в котлі автоматичної системи регулювання температури води відбувається зменшення подачі палива.
Перевагою гравітаційної системи є її незалежність від наявності електрики.
Недоліки такої системи:
- неможливість точного регулювання тепловіддачі за приладами;
- необхідність використання труб великого діаметру;
- відносно невисока ефективність;
- необхідність установки бака відкритого типу в найвищій точці.
циркуляційна система
Завдяки цьому можливий рівномірний нагрів радіаторів в різних частинах будинку.
У цій системі можливо точне регулювання температури кожного радіатора, використання труб малого діаметра.
В системі використовується розширювальний бак закритого типу, який можна встановити поруч з нагрівальним котлом.
Так як в цій системі може виникати тиск до двох атмосфер, то в ній використовується спеціальні пристрої запобігання - запірні і повітряні клапани.
Основним недоліком циркуляційної системи є наявність електромотора. Схема циркуляційної системи приведена на рис. 2.
однотрубна схема
При такому з'єднанні (рис. 3) елементів схеми однією трубою з'єднуються всі радіатори.
Для заповнення системи водою з водопроводу передбачені фільтр і кульовий кран, а для зливу води із системи - патрубок з краном.
В даній схемі використовується нижнє підключення радіаторів. Для більш рівномірного нагрівання радіаторів можна використовувати діагональне підключення. При цьому гаряча вода надходить у верхній отвір, а виводиться через нижній отвір радіатора.
- проста для монтажу;
- надійна при хорошому монтажі;
- не вимагає дорогого устаткування.
- нерівномірність нагрівання перших і останніх радіаторів;
- вимагає наявності електродвигуна.
двотрубна схема
У такій схемі використовуються дві труби. По одній трубі на радіатори подається гаряча вода, по інший холодна вода йде до нагрівального котла. Схема двотрубної системи приведена на рис. 4.
При такій схемі, як і для випадку однотрубної схеми, перший радіатор буде нагріватися сильніше, ніж останній.
Але різниця температур буде незначна.
Тим більше, що за допомогою додаткових кранів або автоматичних термоголовок можна вирівняти цю температуру.
Двотрубна система дозволяє здійснювати регулювання тепловіддачі кожного радіатора. Приклад такого регулювання показаний на рис. 5. На цій схемі видно, що між входом і виходом радіатора (2) є перемичка - байспас (1).
При перекритті надходження води в радіатор кранами для регулювання його тепловіддачі вода піде через байспас і циркуляція води не порушиться.
До недоліків системи відноситься те, що для її реалізації треба в 2 рази більше труб, ніж для однотрубної схеми.
Колекторна схема
Схема наведена на рис. 6. Така схема дозволяє регулювати тепловіддачу кожного радіатора окремо.
Недоліком такої системи є велика витрата труб і необхідність використання додаткового обладнання - колекторів.
Вибір потужності системи опалення
Перш ніж почати розробляти схему опалення будинку, необхідно оцінити кількість тепла, яке має виробляти система. Для цього треба розрахувати втрати тепла, які пов'язані з втратами в різних елементах будинку.
При цьому треба враховувати те, що ці втрати залежать від конструкційних матеріалів, з яких зроблений будинок, і перепаду внутрішньої і зовнішньої температур повітря.
Орієнтовні питомі втрати тепла при середній температурі в будинку +20 ºС і зовнішній температурі в 30 градусів морозу наведені в таблиці 1.
Залежно від втрат тепла, а також деяких інших параметрів будинку вибирається потужність основного елемента - нагрівального котла.
Його потужність зазвичай вибирається на 20% більше втрат тепла. Більший запас можливий тільки для електрокотлів.
Для котлів інших типів занадто великий запас по потужності призведе до невиправданих втрат палива і підвищеного зносу системи.
Можливі й більш швидкі, але менш точні оцінки необхідної для обігріву будинку потужності теплової системи:
- якщо будинок має гарну теплоізоляцію і склопластикові вікна, то для обігріву 1 м³ об'єму будинку досить 20 Вт потужності;
Монтаж системи опалення своїми руками
- створення плану опалення;
- установка нагрівального котла;
- монтаж труб і радіаторів;
- установка розширювального бака;
- установка насоса;
- установка вузла затоки-зливу води;
- установка фільтра і підключення системи до водопроводу;
- включення і регулювання системи.
- Класифікація. Найбільш надійним і ефективною системою опалення заміського будинку є водяне опалення.