Система водяного отопления: устройство и принцип работы

Читайте в этой публикации:
Система водяного отопления: основные узлы
Два способа циркуляции теплоносителя
Контрольное и регулировочное оборудование

Согласитесь, гораздо проще взять готовую схему и собрать отопление согласно ей. Так поступают многие умельцы, но когда работа выполнена, начинаются проблемы – работать нормально собранная таким способом система не может по определению. Это сложная система, сборка которой сопряжена с массой нюансов, которые нужно знать и, главное, понимать, что их соблюдение невозможно без осознания основного принципа ее работы. Именно о нем и пойдет разговор в данной статье, в которой вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с вопросом, как работает система водяного отопления?

Система водяного отопления: основные узлы

Для начала, чтобы лучше понимать принцип работы системы водяного отопления, необходимо ознакомиться с минимумом оборудования и материалов, без которых нормального функционирования отопления не получится. Всего таких частей можно выделить четыре.

1. Водяной котел для отопления дома. Говорят, что это сердце системы отопления – именно котел отвечает за нагрев теплоносителя (в данном случае воды). Работает котел довольно просто, даже если конструкция кажется сложной – вся суть сводится к сжиганию топлива и использованию энергии, получаемой при сжигании топлива, для нагрева воды. Для этой цели практически все котлы без исключения оборудуются камерой сгорания, в которой помещается теплообменник – радиатор, через который протекает теплоноситель. Получив свою порцию энергии и нагревшись до высокой температуры, теплоноситель отправляется в «кругосветное путешествие» по системе трубопроводов.
   

   Трубы для водяного отопления фото

2. Трубы, а вернее система трубопроводов для водяного отопления дома. Правильнее будет сказать, что это кольцевой трубопровод, так как именно кольцевой цикл движения теплоносителя заложен в принцип работы отопительной системы. То есть нагретая вода по подающему трубопроводу движется от котла, проходит через батареи и возвращается назад в котел для получения очередной порции энергии. Спросите, как она движется по трубам, за счет чего происходит ток теплоносителя в системе отопления? Это отдельная тема для разговора, и об этом мы поговорим ниже.
3. Батареи водяного отопления. Это тоже теплообменник, благодаря которому горячая вода отдает свою тепловую энергию воздуху в помещении – правильнее его будет назвать посредником в этом деле, так как горячая вода нагревает сначала батарею (теплообменник), которая, в свою очередь, отдает тепло воздуху. Естественно, вода в системе при этом остывает именно по этой причине, после того как она проходит через батарею, ее направляют обратно к котлу на подогрев.
   

   Батареи водяного отопления фото

4. Расширительный бак. Весьма полезный элемент отопительной системы – он необходим для того, чтобы гасить температурные колебания теплоносителя. При нагревании вода увеличивается в объеме, и этот чрезмерный объем поступает в расширительный бак. Наоборот происходит, когда вода остывает – она уменьшается в объеме и эта нехватка восполняется из расширительного бака. На сегодняшний день существуют бачки двух типов – открытые и закрытые. Последние являются мембранными баками, и их работа обеспечивается сжатым воздухом. Такая конструкция позволяет уменьшить объем бака до минимума, что позволило монтировать его в корпусе котла.
   

   Как сделать водяное отопление в частном доме фото

Все эти элементы будут полностью бесполезными, если в системе не будет циркуляции. Да, чтобы система работала хорошо, ее придется обеспечить, и о том, как это сделать, мы поговорим дальше.

Два способа циркуляции теплоносителя

Существует два способа заставить теплоноситель в отоплении двигаться по кругу, тем самым наладив эффективную передачу тепла от котла к воздуху в помещениях дома.

1. Естественная циркуляция. Это сложный способ, который изобилует массой нюансов – в его работу положены естественные законы природы, которые заставляют нагретую воду подниматься вверх. Для этой цели создается главный стояк – труба большого размера, по которой теплоноситель поднимается до максимально возможной высоты в доме, после чего благополучно стекает к батареям по трубопроводам, размещенным под наклоном. Точно таким же способом остывший теплоноситель возвращается назад к котлу – сами понимаете, обратный трубопровод должен иметь уклон в обратную сторону. При такой циркуляции котел должен быть самой нижней точкой системы отопления, что накладывает некоторые ограничения. Настенные нагреватели в таких системах не используются – здесь применяются только напольные котлы, которые размещаются либо в приямке, либо же в цокольном этаже дома. Также очень важным моментом в работе такой системы являются трубопроводы, а вернее их диаметры – чем ближе к котлу, тем толще должны быть трубы.
2. Принудительная циркуляция. Вариант очень простой, и все, что здесь нужно, чтобы обеспечить ток теплоносителя по трубам, это циркуляционный насос. Устанавливая его в систему отопления, можно даже не заботиться об уклонах труб – даже если он будет не в ту сторону, насос все равно продавит систему, и циркуляция пойдет. Правда может начать скапливаться воздух, но он легко выводится посредством автоматического воздушного сбросника, установленного в месте вероятного образования воздушной пробки.
   

   Водяной насос для отопления дома фото

Принудительная циркуляция, конечно, удобная и практичная штука, которая позволяет очень быстро выводить систему отопления в рабочий режим, но стоит пропасть электроэнергии, и отопление станет. Какой выход? Как ни странно, их два. Можно укомплектовать отопление бесперебойником, что хорошо при кратковременных отключениях электричества, а можно собрать систему с естественной циркуляцией теплоносителя и дополнить ее насосом. Таким образом вы получите отопление, которое будет работать даже при отсутствии электроэнергии – естественно, при условии, что котел будет энергонезависимым. То есть простой агрегат, в котором нет электроники.

Контрольное и регулировочное оборудование

Наладив циркуляцию теплоносителя и обеспечив нормальную работу отопления, остается дело за малым – сделать эту систему регулируемой и контролируемой. Обойтись без всего этого можно, но нежелательно. Контроль позволяет следить и поддерживать работоспособность отопления на нужном уровне, а регулировки дают возможность отлаживать систему так, чтобы достигать ее оптимальных показателей работы. К такому типу оборудования можно отнести следующие приборы.

1. Контрольное оборудование. Как минимум в трубопроводы нужно врезать две вещи – термометр и манометр. Причем измеритель температуры лучше врезать и на подающем трубопроводе, и на обратном – вычисляя разницу температур, можно осуществлять правильную регулировку системы. Манометр необходим для контроля давления в закрытых системах отопления – так что если у вас открытый контур (расширительный бак негерметичный), то в манометре необходимости нет.
   

   Системы водяного отопления в частном доме фото

2. Регулировочное оборудование. Регулировать потоки воды можно только одним способом – изменять сечение трубопровода (их внутренний диаметр), что можно делать только с помощью кранов. Большая и разветвленная отопительная система может иметь очень много кранов, но большинство из них устанавливаются с ремонтной целью – то есть для того, чтобы можно было снять тот или иной узел или прибор, и при этом не сливать и не отключать полностью систему отопления. Для регулировки работы используются краны, установленные непосредственно на приборах отопления. Регулирующие краны (он только один, второй является отсекающим) могут быть двух типов: ручными и автоматическими – последняя запорная арматура является ничем иным, как электронным клапаном, который управляется специальным контроллером. Такое оборудование применяется в современных энергозависимых системах отопления и в его задачи входит контроль климата в каждом отдельно взятом помещении.

В принципе, в более сложных системах отопления может встречаться и другое оборудование. К примеру, в частных домах достаточно часто используется бойлер косвенного нагрева горячей воды – это все тот же теплообменник, в котором отопление нагревает горячую воду. Имеются и другие приборы, но именно описанные выше являются тем минимум, который обеспечивает эффективную работу этой климатической системы.

В заключение темы, система водяного отопления, нужно сказать несколько слов о таком важном моменте, как расчет системы. Это отдельная тема, о которой необходимо говорить подробно. Ее мы раскроем в другой статье, а здесь скажу только одно – неправильный расчет отопления в первую очередь чреват дискомфортом в доме и повышенным потреблением энергетических ресурсов. В общем, этому моменту также нужно уделить внимание, и важен он не меньше, чем принцип работы системы.

Автор статьи Александр Куликов