С древнейших времен отопление жилищ служит средством для создания уютной и комфортной среды проживания человека.
В наше время средства отопления представлены большим многообразием устройств, как-то печи, камины, водогрейные, отопительные котлы, исходя из вида используемого топлива – работающие на твердом, жидком, газообразном топливе, по используемому теплоносителю наиболее широкое распространение получили воздушные и водяные системы отопления. Однако, с точки зрения, количества тепла, содержащегося в единице объема, преимущество воды как теплоносителя, неоспоримо.
Так при температуре воды 80°С и температуре воздуха 70°С их объемная теплоемкость составляет 975 и 0,25 ккал/куб.м соответственно. Таким образом, теплоемкость воды выше воздуха практически в 4000 раз, исходя из этого понятно, что необходимый для отопления объем воды в тысячи раз будет меньше объема воздуха. Исходя с вышеизложенного, рассмотрим более подробно принцы действия и устройство водяных систем отопления.
Сразу заметим, что, как и в любом деле, в создании систем отопления, необходимо обратить самое серьезное внимания на предварительные этапы строительства системы, а именно ее проектирование. Поэтому дальнейшее изложение данного материала мы построим на чередовании некоторых теоретических аспектов работы водяной системы отопления и их практической привязки.
Как гласит известная пословица: «готовь сани летом, а телегу зимой»! Эта же справедливая пословица относится и к системе отопления. Чем раньше владелец дома задумается о том, какую систему он планирует реализовать в своем жилище, тем меньше головной боли и денежных средств ему понадобится.
Немаловажно заранее позаботиться и определиться не только с необходимым отопительным оборудованием, таким как: котел, трубы, насосы, радиаторы, фитинги, запорно-регулирующую арматура и другими комплектующими, но и постараться «забронировать» бригаду монтажников. Так как в «высокий сезон», найти бригаду монтажников бывает затруднительно. А брать на работу мастеров широкого профиля «на все руки» еще опасней. А грамотно спроектированная и смонтированная система отопления это залог ее долговечной работы. Доверяете монтаж системы отопления только узкоспециализированным специалистам!
Ниже разберем отличия и основные преимущества, и недостатки двух основных систем отопления, а именно: с естественной и принудительной циркуляцией.
Если раньше системы отопления с принудительной циркуляцией считались ненадежными по причине того, что для работы системы требуется электричество и в случае перебоев в подаче электричества или его долговременного отсутствия система отопления переставала функционировать, а при длительном простое в холодное время года система отопления попросту могла разморозиться. Но теперь эта проблема решена, путем установки бензинового генератора, который стал доступен широкому кругу потребителей. За небольшую плату в доме всегда будет электричество, а так же тепло и уют. Кроме того, резервный источник электричества очень удобен и делает Ваш загородный дом еще более надежным строением – «мой дом – моя крепость».
Принцип работы системы с принудительной циркуляцией или еще ее называют закрытой системой отопления, следующий: устанавливается циркуляционный насос, который принудительно перекачивает нагретый теплоноситель от отопительного котла по радиаторам и трубам.
Циркуляционный насос может быть установлен отдельным элементом или интегрирован непосредственно в отопительный котел. Что в свою очередь ускоряет процесс достижения комфортной температуры в помещении. Например, зимой в хороший солнечный день система отопления работает на минимуме, т.е. радиаторы почти холодные, а вечером, когда температура на улице стремительно снижается, то достаточно просто увеличить мощность работы котла и примерно через 5-7 минут все радиаторы начнут излучать тепло, а через 25-35 минут в доме будет достигнута заданная температура. Кроме того, в системе с принудительной циркуляцией возможна регулировка температуры в каждой комнате в отдельности благодаря установке термостатического крана и регулирующей термостатической головке.
В закрытой системе нет открытого испарения теплоносителя (воды или антифриза), тепловые расширения компенсируются в специальном закрытом расширительном баке. Некоторые владельцы при открытой системе отопления заливают в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость типа антифриз, а его испарения вредны для здоровья, особенно если расширительный бак устанавливается рядом с жилой комнатой. Закрытая система этого недостатка лишена.
В закрытой системе отопления существенно уменьшены диаметры труб и, как правило, современные радиаторы отопления имеют небольшую емкость, что позволяет значительно сократить объем теплоносителя и добиться более экономичной работы отопительного котла, и продлить срок его службы. Для выпуска воздуха в радиаторах устанавливаются специальные краны Маевского, которые и освобождают систему от воздуха. Кроме того, современные, отопительные котлы имеют встроенную автоматику, и владелец дома может просто запрограммировать нужную ему температуру в доме, которая и будет поддерживаться. Например выставить разную температуру для дневного времени и ночного. На рисунке 1 представлена одна из схем по разводке и устройству системы отопления с принудительной циркуляцией. В той или иной ситуации система меняется и имеет множество решений.

Рис. 1. Система отопления с принудительной циркуляцией

1 - отопительный котел; 2 - циркуляционный насос; 3 - расширительный бак; 4 - отводящая магистраль; 5 - подводящая магистраль; 6 - коллектор; 7 - подводящая труба; 8 - отводящая труба; 9 - радиатор отопления. виды присоединения: 1а - перекрестное присоединение; 2а - боковое присоединение; 3а - нижнее присоединение. Другие варианты подключения радиаторов к системе отопления можно перейдя по ссылке способы присоединения радиаторов Purmo

Теперь вкратце рассмотрим работу системы с естественной циркуляцией. Что заставляет теплоноситель естественным образом течь по трубам, отдавая накопленное тепло и тем самым, согревая наши дома? Не вдаваясь слишком глубоко в теорию, скажем, что таких причин две.
Первая из них – разница в плотностях холодной и горячей воды, вторая во взаимном расположении отопительного котла и батарей отопления.
В наиболее простом варианте система отопления с естественной циркуляцией будет выглядеть примерно так - от отопительного котла вверх уходит главный подающий стояк, по которому горячая вода поступает к верхнему распределительному коллектору, откуда по стоякам поступает к приборам отопления, проходя через которые она охлаждается, т.е. отдает свое тепло окружающему воздуху и, собираясь внизу в обратную трубу, поступает в котел, после чего процесс естественной циркуляции повторяется снова и снова.
Вверху подающего стояка устанавливается расширительный бак, служащий для удаления воздуха из системы и приема дополнительного объема воды, образующегося при ее нагревании и как следствие расширении. Полное описание работы системы с естественной циркуляцией. На рисунке 2 представлена одна из схема разводки труб и постоения системы отопления с естественной циркуляцией.