Тупиковая система отопления — схема для частного дома

Тупиковая схема отопления: характеристика и особенности монтажа

Из-за многообразия отопительных и нагревательных приборов (печей, котлов, радиаторов или батарей) и групп безопасности разработано несколько схем отопления, которые успешно применяются в том или ином помещении для конкретных условий проживания. В их числе – и тупиковая схема отопления частного дома с двумя контурами. Тупиковая и попутная схема отопления

  1. Как работает тупиковая отопительная система
  2. Разные решения тупиковых отопительных систем
  3. Плюсы и минусы системы
  4. Советы монтажникам

Как работает тупиковая отопительная система

Тупиковая схема – это двухтрубное устройство отопления помещений, в котором, как видно из рисунка выше, горячий теплоноситель подается к каждому радиатору по одной трубе (подача), а выходит из радиаторов и поступает к котлу по другой трубе (обратка). Причем в этой схеме движение теплоносителя по подающей и обратной трубах происходит в противоположном направлении, тогда как в других (не однотрубных) схемах жидкость движется в одном направлении. Это – очень распространенный вариант подключения нагревательных приборов, и не только радиаторов – это могут быть чугунные или биметаллические батареи, или самодельные регистры.

Хотя и однотрубное отопление можно реализовать по тупиковой схеме, но это решение непопулярно в силу своей невысокой эффективности отдачи тепла и сложности исполнения. Реализация тупиковой однотрубной схемы показана ниже – если дом рассчитан на 2 или три этажа, то, кроме стандартной группы безопасности, придется делать разводку стояков, и на каждый радиатор устанавливать воздухоотводчик или кран Маевского. Это – схема дорогостоящая, поэтому ее нечасто принимают к исполнению. Однотрубная тупиковая схема

Косвенное преимущество тупиковой схемы еще и в том, что ее можно применять как для отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, так и для решения с гравитационным перемещением жидкости в трубах. Для энергонезависимого отопления частного дома система с естественной циркуляцией приобретает все большую популярность, поэтому не стоит забывать и о тупиковой схеме с верхней разводкой труб в этом случае.
” alt=””>

В любом случае, при одноконтурной или двухконтурной схеме, для тупикового варианта очевидно следующее: чем больше подключено радиаторов к трубе, тем медленнее будут прогреваться все последующие нагревательные приборы. Поэтому желательно разделить всю систему на несколько ответвлений таким образом, чтобы в каждой ветке было не больше, чем 5-6 радиаторов. Это решение актуально как для естественной, так и для принудительной схемы перемещения теплоносителя. Пример тупиковой схемы с естественной циркуляцией для дома в два этажа

На практике преимущество тупиковой схемы очевидно: это простые расчеты, несложный уровень монтажа, минимальное количество запорной арматуры и фитингов, дешевизна всего проекта. Если сравнивать с такими популярными решениями, как двухтрубная система с попутным движением жидкости и с лучевой схемой (с коллектором), то в плане соблюдения законов гидравлики они явно лучше тупиковой – быстрее движется теплоноситель, нет встречного движения, радиаторы прогреваются равномерно и с одинаковой скоростью. Но часто именно экономичность тупикового варианта побеждает, особенно для отопления дома с небольшой общей отапливаемой площадью.

Горизонтальная схема с тупиковой разводкой имеет разновидность, где применяется центральная магистраль. Такую схему можно реализовать как скрытый в пол или в стену трубопровод, что нравится всем без исключения домовладельцам, так как скрытый трубопровод не требует переделки дизайна, перепланировки или изменения интерьера помещений.
” alt=””>

При монтаже скрытого трубопровода, например, при заделке труб в бетонную стяжку пола или в штробы в стенах, трубы следует применять не стальные, а металлопластиковые без соединений или полимерные с соединением неподвижной гильзой или сваркой, чтобы не допустить возможности протечки. Единственная проблема при прокладке скрытого трубопровода – его правильный и красивый вывод из стены или из-под пола. Также следует избегать любых пересечений труб в скрытом варианте монтажа. Чтобы избежать пересечений, используют крестовину. При присоединении трубы к радиатору при помощи крестовины можно без выступа за плоскость монтажа обогнуть трубы центральной магистрали. Подключение дополнительных контуров в тупиковой системе: полотенцесушитель

Также реализация тупиковой системы с центральной магистралью открывает возможности по подключению к отоплению и других схем: системы «теплый пол» или полотенцесушителей. Подключаются такие узлы пир помощи специального смесительного модуля, к состав которого входит циркуляционный насос, смесительные краны и температурные датчики. Модуль смешения делает работу подключаемых модулей независимой от главной схемы отопления, причем любое количество новых подключаемых контуров не будет влиять на работу основного контура.
” alt=””>

Разные решения тупиковых отопительных систем

Существует два варианта тупиковой схемы отопления: вертикальная и горизонтальная. Горизонтальное решение с нижней разводкой – это классика, а вертикальная трубная разводка применяется для двух- или трех этажного дома. Если дом имеет два этажа, то при небольшом общем количестве радиаторов разводка отопления будет выглядеть как, как показано на рисунке ниже: Вертикальная разводка для тупиковой схемы

Читайте также:
Какие преимущества у электрического плинтусного конвектора

Обе ветки начинаются сразу от котла: одна запитывает первый этаж, вторая – верхние радиаторы, образуя вертикальный стояк с переходом на горизонтальную трубу подачи. Такая схема работает устойчиво, если радиаторов в каждой ветке будет не больше десяти, а при правильно рассчитанных и подобранных диаметрах труб и количестве секций в радиаторах балансировать теплоотдачу нет нужды – достаточно в каждой ветке (нижней и верхней) установить вентили автоматическими регуляторами давления для балансировки.

Если тупиковая система отопления будет применяться в трехэтажном доме, то нужно будет просто добавить еще одну ветку подачи и обратки – для третьего этажа. То есть, все ветки трубной разводки будут включены параллельно относительно котла. Но при большом количестве радиаторов отопления, или при существовании сложной архитектуры помещений рекомендуется реализовать тупиковую вертикальную систему отопления: Вертикальная и горизонтальная тупиковая схема

Реализуется такая отопительная схема просто: прокладываются два горизонтальных трубопровода отопления, и к ним в нужных точках подключаются вертикальные трубы стояков, которые поднимаются на верхние этажи. На схеме показано, что радиаторы стоят ровно друг над другом, но на практике между ними можно допускать небольшое смещение, если смотреть в разрезе относительно этажей. Если радиаторы друг относительно друга будут разведены по вертикали на большое расстояние, то придется к каждому из них прокладывать дополнительные трубы. В один стояк должно врезаться не более двух радиаторов, но, если их потребуется больше, то нужно будет делать балансировку каждой дополнительной горизонтальной ветки, идущей к радиатору.

Схема вертикального тупикового отопления, показанная на этом рисунке, работоспособна только для системы с принудительной циркуляцией, так как подача идет снизу. Для реализации такой же схемы, но с естественным передвижением теплоносителя, нужно будет переделывать подачу жидкости по верхней схеме разводки, что приемлемо не для каждого малоэтажного дома. Варианты схем отопления по тупиковой схеме

Плюсы и минусы системы

Достоинства:

  1. Легкая и удобная регулировка теплоотдачи каждого радиатора;
  2. Большая площадь отопления пир двухконтурной разводке;
  3. Оптимально комфортная температура в помещеинях при работе тупиковой системы.

Недостатки:

  1. Большой расход труб, фасонной и запорной арматуры, метизов;
  2. Трудоемкость монтажа для двухконтурной системы, а также завышенная по сравнению с однотрубной схемой стоимость монтажа.

Разветвленная тупиковая схема трубной разводки в бетонной стяжке

Советы монтажникам

  1. Любая схема системы отопления, в том числе и тупиковая, отталкивается при расчетах от внутренних диаметров труб. На чертежах внутренние и наружные диаметры обозначаются по-разному, и перепутать их невозможно: например, маркировка ДУ20 или DN20 делается для внутренних диаметров труб, а Ø 32 х 3 – для наружных диаметров. Причем второй показатель обозначает толщину стенки трубы;
  2. Если в одном доме реализуется несколько ветвей по тупиковой схеме, то для каждой ветви нужно установить свою группу запорно-регулировочной арматуры;
  3. Даже в схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя (а в схеме с естественной циркуляцией – обязательно) необходимо делать хотя бы минимальный уклон горизонтальных трубопроводов. Для гравитационной схемы уклон должен быть ≥ 5 мм/м, для насосной ≥ 2 мм/м;
  4. Термодатчики (термостаты), которые будут устанавливаться на отопление с естественной и с принудительной циркуляцией теплоносителя имеют разную конструкцию, поэтому важно выбрать правильный вариант;
  5. Трубы, идущие от предпоследнего радиатора до последнего, должны быть самого меньшего диаметра в схеме.

Смонтировать двухконтурную тупиковую схему отопления в одноэтажном доме – проще всего, так как это потребует наименьших финансовых и трудовых затрат в сравнении с реализацией других схем. В силу своей простоты такую систему может смонтировать даже непрофессионал, и для этого не понадобится использование специальных инструментов, приборов и оборудования. Для двух- или трехэтажных коттеджей расчеты и монтаж будут сложнее, так как понадобится учитывать действие законов гидравлики.

Системы с тупиковым движением теплоносителя

Двухтрубная схема остается наиболее популярной при монтаже систем отопления и применяется намного чаще, чем однотрубная. Она может быть реализована различными способами, а именно путем монтажа системы с попутным или тупиковым движением теплоносителя. Рассмотрим особенности тупиковой или встречной системы отопления.

Принцип работы

Тупиковая схема отопления является наиболее распространенной схемой. Ее принципиальным отличием от попутной системы является то, что движение теплоносителя по подающей и обратной магистрали осуществляется в разных направлениях.

Поток горячего теплоносителя движется по подающей магистрали от котла по направлению к радиаторной системе. Теплоноситель заходит в радиатор, отдает свое тепло и выводится в обратную магистраль, по которой движется сразу в обратном направлении — к котлу.

Чаще всего двухтрубная тупиковая система отопления работает при обогреве частного дома с использованием принудительной циркуляции теплоносителя с нижней разводкой. Такая схема дает возможность использовать трубы меньшего диаметра, значительно уменьшает инертность системы. Кроме того, она является применимой даже при значительной протяженности трубопроводов.

Читайте также:
Парокапельный нагреватель - устройство нагревателя своими руками

В то же время, тупиковая схема позволяет реализовать и самотечную систему с верхней разводкой. Такие системы выбирают, главным образом, за их энергонезависимость. В подключении к электросети нет необходимости, поскольку не используется циркуляционный насос.

Виды тупиковых систем отопления

В зависимости от организации разводки трубопровода различают два вида тупиковых систем отопления:

В первом случае трубопроводы подающей и обратной магистралей располагаются горизонтально. Для них применяются трубы одинаковых диаметров и монтажные компоненты общих типоразмеров. Это существенно упрощает ведение работ по монтажу системы отопления в частном доме.

Горизонтальная схема позволяет поддерживать почти одинаковую температуру во всех радиаторах. Однако ее недостатком является повышенная сложность балансировки отдельных радиаторов при значительной протяженности трубопроводов системы отопления.

Вертикальная система применяется в тех случаях, когда необходимо отапливать двухэтажный дом. В данном случае трубопроводная система разделяется на две ветви. Первая ветвь проводится по первому этажу здания. Вторая ветвь выводится на второй этаж через вертикальный стояк. Тупиковые системы отопления этого типа являются более сложными.

Для их стабильной и устойчивой работы требуется соблюдение ряда условий:

  • количество отопительных приборов на каждом из этажей не должно превышать 10 штук;
  • должен выполняться точный расчет диаметров трубопроводов;
  • на каждом из этажей должен предусматриваться монтаж балансировочных вентилей с автоматической регулировкой давления;
  • при монтаже вертикальной тупиковой системы исключается движение теплоносителя самотеком — обязательно должен использоваться циркуляционный насос.

При монтаже тупиковой системы любого типа ключевое значение имеет не только точный расчет и квалифицированное выполнение работ, но и правильный выбор радиаторов и комплектующих.

Радиаторы Ogint отличаются не только высокой тепловой эффективностью и надежностью, но и отличными гидравлическими характеристиками. Также наша компания предлагает и функциональные монтажные элементы. Это позволяет создавать эффективные и стабильно работающие тупиковые системы отопления горизонтального и вертикального типа.

Преимущества и недостатки по сравнению с системами попутного типа

Тупиковая система считается менее прогрессивной, по сравнению с системой с попутным движением теплоносителя. В то же время она пользуется большей популярностью благодаря своей простоте.

Система с попутным движением теплоносителя превосходит тупиковую в гидравлическом плане. В ней движение теплоносителя по подающей и обратной магистрали осуществляется в одном направлении. Поэтому в обеих магистралях вода преодолевает одинаковое расстояние. За счет этого обеспечивается оптимальная сбалансированность системы отопления. При условии использования в системе одинаковых по мощности и типоразмеру радиаторов расчет будет максимально простым, а сама система не требует для балансировки монтажа радиаторных клапанов, которые приходится использовать в тупиковой системе. Однако в попутных системах необходимо учитывать наличие так называемых «точек равного давления» в двух контурах. Если подключить радиатор к магистрали в такой точке, то вода в него не пойдет. В тупиковых системах такой проблемы не существует.

Еще один недостаток встречной схемы заключается в том, что последний радиатор в ней является тупиковым. В нем напор теплоносителя будет меньше, что сказывается на тепловой эффективности. Потери приходится компенсировать добавлением дополнительных секций либо же установкой на каждый радиатор регуляторов.

Главным плюсом системы отопления с тупиковым движением теплоносителя является ее простота. Параллельные участки трубопровода, а также фасонные части имеют один диаметр. Благодаря этому упрощается и удешевляется монтаж системы. Кроме того, для тупиковой системы характерна меньшая протяженность трубопроводов, что также дает ощутимую экономию при монтаже.

Учитывая существующие преимущества и недостатки, а также их соотношение, тупиковые системы заслужили широкую популярность. Особенно активно они применяются для отопления сравнительно небольших частных домов, где не требуется монтаж сложной разветвленной системы.

Как смонтировать двухтрубную тупиковую систему отопления

Отопление частных домов может выполняться с использованием одно и двухконтурных систем обогрева. Двухтрубная тупиковая система отопления применяется в тех случаях, когда появляется значительная разница в длине обратного и подающего трубопровода. При правильном планировании использования отопительного оборудования можно гарантировать великолепную эффективность такой схемы и ее топливную экономичность.

Описание схемы обогрева

Используемые сегодня тупиковые системы обогрева отличаются простотой конструкции, что позволяет выполнить их самостоятельно без обращения к специалистам. Горячий теплоноситель будет подаваться к радиаторам по одной трубе, возвращаясь по обратке, которая может иметь дополнительные ответвления для теплого пола или подогрева бассейна. Движение теплоносителя в обратной и подающей трубке происходит в противоположных направлениях.

Благодаря своей универсальности такая тупиковая система используется с биметаллическими и чугунными батареями, а в качестве теплоносителя может циркулировать в трубах вода и специальные незамерзающие жидкости. В последнем случае имеется возможность обустройства системы обогрева в тех домах, где зимой проживают не регулярно.

В этом видео вы узнаете, как сделать двухтрубную систему отопления:

Классические варианты тупиковой отопительной системы подразумевают использование двухтрубной прокладки контура. Возможно также однотрубное исполнение тупиковой схемы, однако в таком случае существенно снижается эффективность обогрева, а правильно смонтировать и расположить радиаторы становится затруднительно. Применение двухтрубной тупиковой схемы позволяет существенно упростить разводку стояков, избавляя от необходимости устанавливать на каждый радиатор воздухоотводчики и краны Маевского.

Такая схема отопления может применяться с принудительным и гравитационным движением теплоносителя в трубах. Для энергонезависимых систем отопления частных домов, которые подразумевают естественную циркуляцию, тупиковая схема станет едва ли не наилучшим выбором.

Преимущества двухконтурных систем

Основным преимуществом такого тупикового отопления является его универсальность, что позволяет с одинаковым успехом применять прокладку контура труб как в небольших одноэтажных домиках, так и полноценных двух-трехэтажных коттеджах. С каждым годом энергонезависимые системы тупикового обогрева пользуются все большей популярностью, а их применение позволяет существенно упростить монтаж отопительного оборудования в доме.

Читайте также:
Что такое опрессовка системы отопления и какие у нее методы

Данная система является универсальной

К преимуществам такой схемы прокладки труб и обустройства отопления в частном доме можно отнести следующее:

  1. Отличная эффективность.
  2. Простота прокладки контура.
  3. Универсальность использования.
  4. Возможность все монтажные работы выполнить самостоятельно.

При обустройстве такой системы обогрева и прокладке труб используется минимальное количество фитингов и запорной арматуры, что удешевляет весь проект прокладки инженерных коммуникаций.

К недостаткам можно отнести длительность прогрева батареи, в особенности если они подключены последовательно друг за другом. Решить данную проблему можно путем разделения всей системы на отдельные ответвления, когда каждая ветка включает не более пяти-шести радиаторов. Такое усовершенствование тупиковой системы будет актуально в больших загородных домах, где число радиаторов может превышать несколько десятков.

Реализация схемы с центральной магистралью и ответвлениями от неё позволяет подключать к отопительному оборудованию полотенцесушители, систему теплого пола и бассейны с подогревом. Такие узлы подключения выполняются с использованием специальной запорной арматуры, а также соответствующих температурных датчиков и циркуляционных насосов, которые обеспечивают правильное движение теплоносителя.

Не забываем прочесть о плюсах и минусах данной системы

Правильный выбор котла

Основным элементом любой автономной системы отопления станет водогрейный котел, который может работать от различного вида топлива. На сегодняшний день наибольшее распространение получили котлы следующего типа:

  1. Газовые.
  2. Электрические.
  3. Твердотопливные.

При наличии в частном доме подключения к центральной газовой магистрали большинство домовладельцев отдают предпочтение именно котлам на голубом топливе, что объясняется доступной его стоимостью. На отдаленных хуторах и в поселках, где отсутствует центральное газоснабжение, популярностью пользуются аппараты, работающие на твердом топливе. В последние годы такие установки были существенно улучшены, что позволило как повысить их КПД, так и продлить время работы котла от одной загрузки.

Современные газовые отопительные котлы оснащаются управляющей автоматикой, имеют многочисленные системы безопасности, а возможность ступенчатой регулировки мощности позволяет существенно снизить расход топлива, уменьшая затраты домовладельца на оплату коммунальных услуг. Газовые и электрические отопительные котлы выполняются в настенном и напольном вариантах, отличаются своими показателями мощности, возможностью подключения сразу нескольких контуров и отлично подходят для выполнения тупиковой схемы обогрева.

Отличным вариантом для дачи и небольшого частного дома станет электрический отопительный котел, использование которого не представляет особой сложности. Всё, что потребуется сделать, — это провести к котлу отдельный силовой кабель, тем самым исключив возможность перенапряжения штатной электропроводки и появления короткого замыкания в сети. Такие электрические котлы отличаются эффективностью, они потребляют минимум топлива, обеспечивают быстрый нагрев небольшого по своей площади помещения.

Решения для тупикового отопления

В зависимости от особенностей строения, где монтируется такая система отопления, она может выполняться горизонтальной и вертикальной. Каждая из таких схем исполнения имеет свои определенные преимущества и недостатки. Выбирать то или иное решение необходимо с учетом площади строения, его этажности, а также мощности отопительных котлов и циркуляционных насосов.

У горизонтальной системы имеются свои плюсы Горизонтальная (плечевая) схема тупиковой системы отопления имеет нижнюю разводку, что позволяет существенно упростить подключение радиаторов. Это, по сути, классический вариант, который пользуется наибольшей популярностью в одноэтажных частных домиках, где количество используемых радиаторов не превышает 10 штук.

К преимуществам горизонтального типа тупиковой системы относят:

  1. Простоту конструкции.
  2. Отличную эффективность.
  3. Легкость модернизации.
  4. Надежность и долговечность.

Вертикальная схема плечевой системы отопления применяется в двух и трехэтажных домах, когда необходимо обеспечить давление и высокую скорость движения теплоносителя в трубах. Реализация вертикальной разводки потребует использования специальных тройников и всевозможных фитингов, а правильно спланировать такую работу и выполнить грамотный монтаж под силу лишь профессионалам.

При выполнении вертикальной разводки первая ветка запитывает теплоносителем нижний этаж, а вторая отвечает за нагрев радиаторов на втором этаже дома. Выполняется вертикальный стояк, который имеет переходы на два горизонтальных контура для обогрева первого и второго этажа. Такая схема имеет ограничение на количество радиаторов в одной ветке, число которых не должно быть больше десяти. В противном случае эффективность обогрева существенно снижается, требуется устанавливать дополнительно автоматические регуляторы давления, необходимые для балансировки подачи нагретого теплоносителя.

Читайте также:
Греющий кабель для водопровода: как подключить своими руками, в том числе саморегулирующийся, инструкция по монтажу с фото

Рекомендации по монтажу

Планируя монтаж тупикового отопления, необходимо учитывать в расчетах внутренние диаметры труб. Правильно их подобрав и использовав качественные соединительные фитинги с арматурой, можно будет выполнить замкнутый контур с минимальным числом поворотов, что позволит сократить расход труб, соединительных элементов, обеспечивая максимально возможную скорость движения теплоносителя, а, следовательно, улучшается эффективность функционирования системы обогрева.

При наличии в одном доме сразу несколько веток тупиковой схемы отопления рекомендуется для каждого отдельного контура использовать свою группу запорной и регулировочной арматуры. Это позволит при необходимости оперативно отключать подачу тепла в верхние комнаты, когда домовладельцы проживают на нижних этажах.

В схеме исполнения с принудительным движением теплоносителя, когда используется один или несколько насосов, необходимо в обязательном порядке выполнять минимальный уклон у горизонтальных трубопроводов. Уклон для гравитационной схемы составляет около 5 миллиметров на метр трубопровода, а для принудительной — около 2 миллиметров на 1 метр проложенных труб.

Термодатчики, которые устанавливаются в системы отопления с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя, будут иметь разную конструкцию. Это необходимо учитывать при выборе используемых термостатов, что и позволит обеспечить правильность функционирования обогрева в доме.

Трубы, которые соединяют предпоследний и последней радиатор, должны иметь меньший диаметр, нежели весь замкнутый контур.

Следуя таким простейшим рекомендациям, можно самостоятельно спланировать качественную двухтрубную тупиковую систему обогрева и в последующем своими руками выполнить все работы, установить отопительный котёл, проложить трубы и смонтировать радиатор отопления.

Монтаж двухконтурной тупиковой системы отопления в одно или двухэтажном доме позволяет сократить трудовые и финансовые затраты, в сравнении с реализацией других схем обогрева дома. Такой вариант исполнения отопления отличается простотой, при использовании качественной запорно-регулирующей арматуры выполнить ее сможет даже обычный домовладелец, а для такой работы не потребуется использовать сложное оборудование и специальные инструменты.

Тупиковая система отопления. Какие есть варианты монтажа?

При проектировании и монтаже автономных отопительных систем в частных домовладениях используются различные разновидности одно- и двухтрубных систем. Несмотря на то, что каждый из вариантов имеет право на использование и применение в соответствии со сложившимися условиями и обстоятельствами, по своим эксплуатационным показателям последние более выгодны и популярны среди домовладельцев. В свою очередь, среди двухтрубных систем обогрева зданий, наиболее востребованной выступает тупиковая система отопления. В подготовленной нами статье мы расскажем, что собой представляет двухтрубная тупиковая система обогрева зданий, какие бывают варианты монтажных схем и осветим ряд других вопросов.

Почему тупиковая система?

Свое название «тупиковая» эта двухтрубная система обогрева помещений получила из-за направления движения рабочей среды до и после теплообменников в отоплении. Нагретый теплоноситель перемещается по подающей магистрали в одном направлении до ее попадания в радиатор. После нагрева батареи, вода поступает в обратку и движется в противоположном направлении до тех пор, пока не поступит в теплообменник нагревательной установки. То есть, подача и отвод рабочей среды от каждой батареи производится по различным магистралям. Подающая тепло к радиаторам труба имеет большую протяженность, нежели магистраль, отводящая остывший теплоноситель к теплогенератору.

Однотрубная система обогрева зданий так же может быть тупиковой, но такая система обогрева зданий встречается достаточно редко и является исключением, а не правилом при обустройстве автономных отопительных систем частных домовладений.

К особенностям двухтрубных тупиковых систем отопления следует отнести:

  1. Важность теплоэнергетического расчета системы обогрева. Если все составляющие отопительной системы рассчитаны верно, то в каждый радиатор будет поступать рабочая среда одинаковой температуры.
  2. Незначительное влияние изменения количества проходящего через батарею теплоносителя на теплоотдачу соседних теплообменников.
  3. Возможность установки на одном трубопроводе до 40 батарей, при условии, что диаметр подводящей магистрали и производительность нагнетателя способны обеспечить рассчитанный расход теплоносителя. Максимальное количество устанавливаемых на одной ветви теплообменников определено на основании реальных проектов систем отопления производственных помещений. Вполне естественно, что для частного дома этот показатель редко превышает десяток установленных батарей. Если собственнику здания необходимо выполнить разводку по постройке с двумя и более этажами, то отопительная система делится на несколько контуров.

Движение рабочей среды по трубопроводам отопительной системы может быть как конвекционным (естественным), так и принудительным.

Виды тупиковой системы

В зависимости от прокладки трубопроводов в двухтрубных тупиковых отопительных системах различаются два типа:

  1. Горизонтальная.
  2. Вертикальная или плечеваая.

Горизонтальная система

Эта разновидность разводки трубопроводов характеризуется горизонтальной ориентацией подающего нагретого и отводящего остывшего теплоносителя трубопровода. При горизонтальной двухтрубной тупиковой системе используются трубы единого сечения, что значительно упрощает монтаж системы отопления, экономит средства, снижает трудоемкость работ, а также «прощает» некоторые ошибки, допущенные при теплоэнергетическом расчете и обеспечивает подачу теплоносителя одной температуры в каждый из теплообменников.

Горизонтальная ориентация позволяет скрытно развести трубопроводы. К примеру, скрыть магистрали в цементной стяжке, что минимизирует «ущерб» наносимый системой отопления интерьеру комнаты. В случае скрытия трубопроводов в бетонной стяжке, лучше задействовать при обустройстве системы обогрева здания армированные полимерные трубы, которые соединены надвижными гильзами.

Читайте также:
Индукционная система отопления - преимущества и недостатки

Плюсом горизонтальной тупиковой разводки трубопроводов выступает возможность подключения к отопительной системе дополнительных контуров, к примеру, на обогрев пола или установку полотенцесушителя. Недостатком станет необходимость включения в систему обогрева здания насоса, для обеспечения циркуляции рабочей среды, и смесительного контура с температурным датчиком. Это необходимо для изоляции влияния второстепенного контура на систему.

Горизонтальная ориентация магистралей в автономных системах подогрева воздуха может быть установлена лишь в одноэтажных домах. Их использование постройках, в которых несколько этажей, невозможно из-за сложностей с обеспечением подачи рабочей среды единой температуры в каждый из теплообменников.

Вертикальная система

При вертикальной тупиковой разводке магистралей от теплогенератора отходят несколько трубопроводов, количество которых зависит от этажности здания. Первая магистраль используется для обогрева помещений на первом этаже, вторая, через вертикальные трубы выводит теплоноситель для отопления второго этажа и т.д. Отводящий остывший теплоноситель трубопровод размещается под потолком последнего этажа или на чердаке.

При монтаже двухтрубной системы отопления здания с вертикальной ориентацией трубопроводов обязательно включение в схему насоса, обеспечивающего искусственное движение рабочей среды, т.к. в таких системах обеспечить конвекционное движение рабочей среды невозможно. Кроме насоса в систему подогрева воздуха должны быть включена система автоматического контроля и регулировки давления. Для компенсации разности значений температуры в разных комнатах на теплообменниках должны быть установлены терморегуляторы, а сами трубы должны быть различного сечения.

При вертикальной разводке трубопроводов батареи последовательно подключаются к главному стояку, проходящему сквозь все здание. Поэтому этот тип двухтрубных отопительных систем нашел свое применение при обогреве многоэтажных домов.

Тупиковая или попутная схема?

Помимо тупиковой двухтрубной системы отопления, в индивидуальных домовладениях устанавливаются попутные системы обогрева (петля Тихельмана) и между ними есть принципиальное отличие. В попутной схеме течения рабочей среды трубопровод с остывшей водой начинается от первого радиатора, после чего, последовательно проходит через все теплообменники, а после последнего, рабочая среда возвращается к теплогенератору.

Попутная схема отопления

Создание такой системы отопления обусловлено необходимостью ее балансировки. Если в одном из циркуляционных контуров падение давления будет больше, нежели в других, то рабочая среда будет стремиться в кольцо с минимальным давлением. Это приводит к уменьшению эффективности системы подогрева воздуха в соответствующей комнате. Именно балансировка должна обеспечить минимальные показатели потери давления в каждой из веток.

В системах, в которых все радиаторы имеют одинаковое количество секций и единый типоразмер не требуется включение в систему подогрева воздуха дополнительной арматуры, так как такая система считается сбалансированной. Если в системе установлены разные батареи, то необходимо устанавливать дополнительную арматуру. Но и в таком случае, вопросы балансировки системы отопления при попутном направлении движения рабочей жидкости значительно проще решить, нежели в тупиковой схеме.

В большинстве случаев, попутное движение рабочей среды обеспечивается горизонтальной разводкой трубопроводов.

К сильным сторонам попутного движения рабочей среды в отопительной системе относят:

  1. Сбалансированность системы обогрева помещения, что позволяет отказаться от установки регулирующей арматуры. Это в общем упрощает ее обслуживание и повышает надежность отопительной системы.
  2. Единая длина циркуляционных контуров в каждой из батарей облегчает поддержание одинаковой температуры рабочей среды на всем протяжении кольца, что обеспечивает оптимальные показатели КПД системы обогрева.
  3. Работа теплогенератора и циркуляционного насоса в оптимальном режиме снижает расход энергоносителей и продлевает их срок службы, что позволяет экономить на эксплуатационных расходах.
  4. Облегчается гидравлический расчет системы с большой длиной магистралей.

Но у попутной системы движения рабочей среды есть и свои слабые стороны:

  1. Максимальная эффективность системы достигается лишь при ее комплектации теплообменниками с высокой теплоотдачей.
  2. Использование трубопроводов различного сечения усложняет монтаж и требует больших затрат при установке автономной системы отопления.
  3. Три магистрали, требуемые для обустройства систему отопления помещений способны нанести ущерб интерьеру комнаты.

Наиболее полно системы с попутным движением теплоносителя раскрываются при обустройстве системы отопления со значительным количеством теплообменников и протяженностью магистралей. Следовательно, использование такой схемы в системах отопления частных домовладений не является оптимальным выбором.

Тупиковая система отопления — одно- и двухтрубная

В частных домах устанавливаются разные виды отопительных систем: одно- и двухтрубные, с горизонтальной и вертикальной прокладкой подающей магистрали. Каждая из них имеет свои характерные черты и достоинства, но как показывает практика, чаще всего в индивидуальных постройках применяется тупиковая система отопления.

p, blockquote 1,0,0,0,0 –>

  • Что представляет собой тупиковая система отопления?
  • Разновидности
  • Достоинства и недостатки
  • Рекомендации по монтажу

В статье мы рассмотрим, что такое тупиковая система, какие виды ее существуют и отметим ключевые особенности.

p, blockquote 2,0,0,0,0 –>

Что представляет собой тупиковая система отопления?

Данный тип системы относится к разряду двухтрубных, т.к. однотрубная схема представляет собой замкнутый контур.

Читайте также:
Как избавиться от шума в трубах

p, blockquote 3,0,0,0,0 –>

Тупиковая схема движения теплоносителя

Для того, чтобы удостовериться в том, что система — тупиковая, надо проследить циркуляцию теплоносителя до и после радиаторов. В описываемом случае нагретая вода сначала перемещается по подающему трубопроводу в одном направлении, до того момента, пока не попадет в радиатор.

p, blockquote 4,0,1,0,0 –>

После того, как произойдет процесс теплоотдачи, она направляется в обратную магистраль и протекает уже в обратном направлении, навстречу подающему потоку, после этого она направляется обратно в котел.

p, blockquote 5,0,0,0,0 –>

Тупиковой может быть и однотрубная система, но это бывает крайне редко.

p, blockquote 6,0,0,0,0 –>

Мнение, что тупиковая схема отопления используется только при наличии принудительного побуждения посредством циркуляционного насоса — ошибочно. Зачастую в частных домах применяется именно такой способ циркуляции теплоносителя, поскольку тогда можно подбирать трубы меньшего диаметра.

p, blockquote 7,0,0,0,0 –>

Однако, в последние годы владельцы домов все чаще хотят сделать свое жилище энергонезависимым, именно поэтому отдают предпочтение тупиковой системе с верхней разводкой и естественным движением воды. Схема, получившая наибольшее распространение, представлена на рисунке.

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

Схема тупиковой системы отопления

Как видно на рисунке, система подразделяется на две замкнутые ветви с практически идентичным числом батарей (в каждой 5 и 6 штук). Всего приборов — 11, при самотеке их не следует помещать на одной ветке, иначе движение теплоносителя в самых дальних радиаторах будет очень слабым, соответственно и прогрев будет минимальным.

p, blockquote 9,1,0,0,0 –>

Даже при наличии насоса подобное разделение — будет только на пользу, поскольку чем меньшим количеством батарей нагружается тупиковая ветвь, тем лучше.

p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

Ключевыми достоинствами двухтрубной тупиковой отопительной системы над остальными видами является простой расчет и монтаж, а также невысокая стоимость проекта.

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

Разновидности

Выделяется два вида тупиковой системы:

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

  • горизонтальная;
  • вертикальная.

В вертикальных все отопительные агрегаты подсоединяются к стояку , который установлен вертикально. Как итог — неравномерная интенсивность движения жидкости, чем дальше от магистрали располагается радиатор, тем меньшее количество тепла он получает. Таким образом, поддерживать одинаковый температурный режим в разных помещениях не удастся.

p, blockquote 13,0,0,0,0 –>

Горизонтальная система является более практичной. Здесь каждый прибор подключается к двум магистралям — прямой и обратной. Тупиковая горизонтальная система имеет более простую конструкцию по сравнению с вертикальной.

p, blockquote 14,0,0,1,0 –>

Достоинства и недостатки

В качестве основных преимуществ тупиковых систем можно отметить следующее:

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

  • нет необходимости делать сложные расчеты;
  • простая установка;
  • небольшая цена.

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

  • если сравнивать такие системы с прямоточными, то эффективность первых в разы ниже;
  • высокая вероятность того, что в радиаторе появятся участки, где скорость циркуляции воды будет низкой, соответственно и теплоотдача прибора будет низкой.

Рекомендации по монтажу

Для того, чтобы избежать ошибок в процессе установки, следует соблюдать ряд правил и рекомендаций:

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

  1. Не стоит забывать, что схема тупиковой отопительной системы, как и любой другой, рассчитывается на внутренние диаметры труб. Когда на чертеже вы видите обозначения ДУ15 или DN15, оно свидетельствует о внутреннем размере трубы, а Ø26х3 отображает наружный диаметр и толщину стенки. Именно поэтому очень важно не ошибиться при закупке материалов.
  2. Если имеется несколько тупиковых ветвей, то на каждой из них устанавливается запорно-регулировочная арматура. Современные краны сейчас снабжены штуцером для слива воды, такие и следует подбирать, это поспособствует тому, что система будет опорожняться частично.
  3. Как в гравитационной, так и в насосной системе необходимо соблюдать уклоны магистралей. В первом случае — это 5 мм на 1 м, в другом 2-3 мм на 1 м.
  4. Радиаторные терморегуляторы для естественной и принудительной циркуляции теплоносителя — разные. Устройства, предназначенные под самотек, отличаются большей пропускной способностью. Если допустить оплошность и выбрать не то изделие, то природной циркуляции не будет.
  5. От предпоследнего нагревателя к тупиковому прокладывают трубы с меньшим диаметром, такие как на подводках.

p, blockquote 18,0,0,0,0 –> p, blockquote 19,0,0,0,1 –>

Подводя итог всего вышеописанного, стоит сказать, что несмотря на ряд нюансов, тупиковая система пользуется большой популярностью. Это обусловлено ее простотой и доступностью. В небольшом доме ее собрать может человек, не имеющий специальных знаний. А вот тупиковую систему отопления для двухэтажного дома лучше доверить профессионалам, т.к. здесь не обойтись без предварительных расчетов. Важна точность.

Тепловой насос своими руками: рабочие варианты изготовления из подручных средств

В котельных сжигается газ, уголь или мазут. В результате этого образуется тепло, которое при помощи теплоносителя по трубам подается в многоквартирные дома. В частном секторе для получения теплоснабжения также могут сжигать газ, уголь или дрова. В некоторых редких случаях для отопления может использоваться электроэнергия.

Читайте также:
Печи для отопления дома: Преимущества и недостатки печного отопления в частном доме

В настоящее время имеются эффективные разработки тепловых насосов (далее — ТН). Их можно использовать для отопления домов частного сектора, садовых домиков и гаражей.

Особенности тепловых насосов

Для получения тепловой энергии в ТН не используются энергоносители, и поэтому не наносится вред окружающей природе. Такая установка производит тепловой энергии больше, чем потребляет электроэнергии.

Принцип работы

В основе работы ТН лежит принцип переноса тепла от более холодного источника к более теплому. То есть более холодное он делает еще холоднее, а более теплое — еще теплее. Это значит здесь не заложена идея вечного двигателя, потому что в сумме количество тепла сохраняется неизменным, а электроэнергия тратится только на разделение и перенос тепла.

Для чего нужны

Тепловой насос можно применить как для отопления, так и для охлаждения, потому что при помощи его происходит разделение и перенос тепла. Значит ту часть установки, которая становится холоднее, можно использовать для понижения температуры, а другую часть — для повышения.

Виды насосов

Имеются различные виды тепловых насосов, но все они основаны на использовании принципа получения тепла или холода методом разделения тепловой энергии и ее переноса. Лишь один ТН Френетта отличается. Кавитационный способ получения тепловой энергии при помощи гидродинамического генератора является разновидностью теплового насоса.

Тепловая энергия, которая расходуется на отопление здания, является следствием преобразования энергии, осуществляемого при помощи теплового насоса. Причем получают тепло без сжигания топлива, а при помощи охлаждения наружной среды и выделения тепловой энергии внутри помещения, то есть в этом случае закон сохранения энергии соблюдается: сколько тепловой энергии забирается из внешней среды, столько же и выделяется внутри здания. Большинство таких устройств бытового назначения используют тепло солнца, которое накапливается поверхностью земли, водой или воздухом.

Поэтому по типу первого контура все конструкции можно разделить на воздушные, грунтовые и водяные.

По виду теплоносителя (В — вода, Г — грунт) в контурах насосы можно разделить на восемь типов:

  • В—В;
  • Г—В;
  • Г—воздух;
  • воздух—В;
  • воздух—воздух;
  • В—воздух;
  • хладагент—В;
  • хладагент—воздух.

Они могут использовать также тепло выпускаемого воздуха, подогревая приточный, то есть работать в режиме рекуперации.

Воздух-воздух

По принципу работы тепловой насос напоминает тот, что применяется в кондиционере в режиме обогрева, но имеет единственное отличие. ТН настроен на отопление, а кондиционер на снижение температуры в комнате.

Принцип действия установки В—В заключается в следующем: воздух даже при низких температурах имеет некоторое количество энергии. Только при абсолютном нуле тепловая энергия отсутствует. Большинство ТН способны получать тепло при температуре –15 °С. В настоящее время некоторые производители выпускают станции, сохраняющие отбор тепла при –30 °С. Забор тепла происходит при помощи испарения фреона, который циркулирует по внутреннему контуру. Для этой цели используется испаритель, в котором хладагент преобразовывается из жидкого состояния в газообразное. При этом поглощается тепло.

Следующим блоком, который расположен в системе теплоснабжения В—В, является компрессор, который фреон из газообразного состояния превращает в жидкое. При этом выделяется тепло. Эффективность установки В—В напрямую зависит от температуры окружающей среды. Чем она ниже, тем и производительность станции меньше.

Воздух-вода

ТН типа воздух-вода является наиболее универсальной моделью. Она весьма эффективна в теплое время года, но в холодное время года производительность существенно падает.
Простой монтаж является преимуществом системы. Подходящее оборудование монтируется в любом месте. Тепло, которое удаляется из помещения в виде газа либо дыма, может повторно использовать.

Водяной ТН берет тепло из грунтовых вод, которые прокачиваются через испаритель. Подобный насос отличается неплохой эффективностью и повышенной стабильностью: эффективность — это результат значительной теплоотдачи воды.

Разумеется, для использования установки такого типа, нужно чтобы грунтовые воды на территории имелись в достаточном количестве. Желательно, чтобы вода находилась не глубже 30 метров.

Вода-вода

При такой системе во внутреннем контуре циркулирует легко испаряющаяся жидкость, например, фреон. В качестве контура внутри помещения могут быть водяные трубы, регистры или батареи, заполненные водой.

В качестве внешнего контура может выступать любой водоем, с достаточно большим количеством воды. Это может быть река, озеро или пруд. В этом случае теплоноситель забирает тепло с внешнего контура и отдает его контуру внутреннему.

Геотермальный

В качестве источника тепла у ТН используется запасенная тепловая энергия земли. Такие насосы считаются самыми эффективными, потому что температура грунта остается постоянной в течение всего года.

Эти системы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Но для такого метода нужно довольно большая площадь под горизонтальные трубы, а для вертикальных систем необходимо выполнить значительные земляные работы.

Читайте также:
Учебное пособие по сварке труб отопления

Цены на разные виды тепловых насосов

Какой насос лучше сделать

Для того чтобы накопить опыт по изготовлению ТН, желательно собрать такой агрегат из старого кондиционера или из старого холодильника. В этом случае можно наглядно увидеть, как работает система. Еще одно немаловажное преимущество— это использование готовых деталей от холодильника или кондиционера. Собрать тепловой насос для отопления дома своими руками, используя тепловую энергию земли, будет следующим шагом в этом направлении.

Сборка простого насоса из кондиционера

Современные кондиционеры могут выполнять функцию ТН воздух—воздух. Но их производительность падает вместе с температурой наружного воздуха.

Доработав кондиционер, можно получить действительно работающую модель насоса. Для этого можно собрать самодельный ТН своими руками по рабочим вариантам чертежей из кондиционера, который отбирает энергию не у наружного воздуха, а от проточной воды. В этом случае от кондиционера используется только компрессор.

  1. К компрессору нужно сделать теплообменник. Медная трубка длиной 30 метров наматывается в форме змеевика на цилиндр. После чего эту конструкцию нужно поместить в стальную емкость, которая имеет патрубки для воды.
  2. Компрессор необходимо присоединить к нижнему вводу теплообменника, а к верхнему подключить регулирующий клапан.
  3. Заправить систему фреоном лучше всего поручить мастеру.
  4. Дальше следует всю конструкцию проверить и произвести пробный пуск ТН.
  5. После устранения недостатков система отключается от напряжения, все закрепляется, закрывается защитными кожухом и включается в работу.

Сборка насоса из старого холодильника

Тепловой насос изготовить из старого холодильника можно двумя способами.

В первом случае холодильник должен находиться внутри помещения, а снаружи требуется проложить 2 воздуховода и врезать в переднюю дверку. По верхнему воздух попадает в морозилку, происходит охлаждение воздуха, и по нижнему воздуховоду он покидает холодильник. Помещение греется от теплообменника, который расположен на задней стенке.

По второму способу своими руками сделать тепловой насос тоже довольно просто. Для этого понадобится старый холодильник, его надо только встроить снаружи отапливаемого помещения.

Такой обогреватель может работать при наружной температуре до минус 5 ºС.

Изготовление геотермальной установки

Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.

Расчет контура и теплообменников насоса

Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².

Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.

Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.

Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.

Необходимое оборудование и материалы

Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.

Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:

  • компрессор;
  • конденсатор;
  • контроллер;
  • полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
  • труба на земляной контур;
  • циркуляционные насосы;
  • водопроводный шланг или труба ПНД;
  • манометры, термометры;
  • трубка медная диаметром 10 миллиметров;
  • утеплитель для трубопроводов;
  • комплект уплотнений для герметизации.

Как собрать теплообменный блок

Теплообменный блок состоит из двух составных частей. Испаритель нужно собрать по принципу «труба в трубе». Внутренняя медная трубка заполняется фреоном или другой быстро закипающей жидкостью. По наружной циркулирует вода из скважины.

Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.

Обустройство грунтового контура

Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.

Можно использовать 2 метода:

1. При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.

2. Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.

Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.

Заправка и первый запуск

После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.

После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять. Циркуляционный насос grundfos вы найдете ответ по ссылке.

Читайте также:
Обзор вертикальных газгольдеров city gas и не только

Видео

В этом видео показано, как можно из кондиционера сделать тепловой насос.

Из данного видео вы узнаете все о ТН: принцип работы, типы, преимущества и недостатки, правила монтажа.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 22.11.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Как сделать тепловой насос своими руками

Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы. Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.

Устройство и принцип работы

Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.

Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.

Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:

  • компрессор;
  • теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
  • теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
  • расширительный (редукционный) клапан;
  • средства управления и автоматики;
  • магистрали из медных трубок.

В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:

Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.

Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:

  • питание компрессора;
  • вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
  • питание средств автоматики и контроля.

Получается, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.

Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:

Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:

Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Читайте также:
Парокапельный нагреватель - устройство нагревателя своими руками

Важно. Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.

Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.

Как собрать тепловой насос в домашних условиях?

Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.

Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.

Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:

Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.

Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.

По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.

Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Заключение

Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: