Системы отопления необходимы для любого современного дома, обеспечивая теплом и горячей водой повседневную жизнь. Немногие компоненты более важны для успешного обогрева помещения, чем нагревательный коллектор хорошего качества. Часто изготавливаемый из латуни и предназначенный для размещения на небольшой площади, коллектор является неотъемлемой частью системы центрального отопления, которая помогает передавать тепло.
Коллектор для отопления обычно состоит из ряда перевернутых «зубцов» или «кранов», эти металлические зубья служат связующим звеном между трубами, по которым горячая вода поступает в радиатор. Краны предназначены для сбора воды из системы, ее регулирования и подачи в радиатор. Избыточное давление сбрасывается до нужного уровня с помощью клапанов в коллекторе.
Основной корпус коллектора системы отопления обычно изготавливается из латуни, металла, ценящегося за его стойкость к потускнению и теплоудерживающие свойства. Теплостойкость латуни означает, что она может эффективно работать при температурах до 600 градусов по Цельсию, сохраняя тепло в вашем доме за небольшую часть стоимости других металлов.
Латунная гребенка является идеальным выбором для коллектора из-за ее прочной конструкции. Многие краны и другие компоненты данного устройства изготовлены из латуни, что обеспечивает прочное и надежное соединение, обеспечивающее бесперебойную работу системы отопления. Латунь не только устойчива к окислению и коррозии, но и устойчива к механическим ударам и колебаниям температуры.
Латунный коллектор также поставляется с серией клапанов, известных как «фитинги». Эти фитинги предназначены для регулирования потока воды в системе. Используя фитинги для открытия и закрытия различных клапанов, можно регулировать поток воды в трубах.
Гребенчатый коллектор не только регулирует расход воды, но и помогает регулировать температуру воды, поступающей в радиатор. Зубья предназначены для направления воды к нужному клапану на радиаторе, уменьшая потери тепла по пути. Это также помогает обеспечить равномерный нагрев радиатора, предотвращая появление горячих точек на стенах или других поверхностях.
Коллектор отопления частных домов является бесценным компонентом любой системы центрального отопления. Он помогает правильно регулировать поток воды и ее температуру, обеспечивая эффективный и действенный способ сохранить тепло в вашем доме. Прочная и жаростойкая латунная конструкция также обеспечивает бесперебойную работу вашей системы и долгие годы обеспечивает идеально нагретую воду.
Для обеспечения сбалансированности и устойчивости все элементы системы отопления должны соответствовать друг другу по пропускной способности, которая зависит от сечения труб. Основной принцип расчета коллектора: площадь поперечного сечения распределенного коллектора должна быть равна или больше общей площади поперечного сечения патрубка сферического выхода, а площадь поперечного сечения гребенка не меньше суммы площадей подводящих труб. Несоблюдение этого требования при проектировании коллектора приведет к недостаточной интенсивности подачи теплоносителя, что значительно снизит качество обогрева.
Конструктивные особенности
Устройство коллектора – это фактически две гребенки (подающая и обратная).
Что может входить в его конструкцию:
- Непосредственно гребенки;
- Расходомеры;
- Термоголовки;
- Терхходовые клапана;
- Гидрострелка;
- Воздухоотводчик;
- Краны;
- Запорные вентили;
- Оцинкованные кронштейны.
В зависимости от сложности узлов и количества цепей оборудование и устройства могут различаться. Основными узлами являются распределительные гребенки, вентили и краны системы отопления. Полезны также расходомеры, которые работают за счет визуальной регулировки расхода теплоносителя, особенно для систем с несколькими контурами.
Коллектор может быть сделан своими руками, для чего потребуются полипропиленовые детали (трубы, тройники и т.д.) и комплект запорной арматуры, а также любое другое оборудование на усмотрение домовладельца. Полипропиленовая труба требует сварки. Можно использовать самую простую расческу из нержавеющей стали с краном, с одной стороны. Однако следует понимать, что кажущаяся на первый взгляд простой конструкция может потребовать сложного ремонта или полной замены в короткие сроки, что повлечет за собой значительные затраты.
На заметку: на нагревательной гребенке экономить не стоит, так как это основа сборки, лучше выбрать универсальную гребенку и заглушить ненужные трубы и отводы, чем бесконечно ремонтировать коллектор своими руками.
Компоненты контура отопления
Современное отопление с помощью отопительных коллекторов предполагает создание крупных конструкций, которые состоят из следующих основных элементов:
- Источник тепловой энергии. Это первая отправная точка, откуда нагретый теплоноситель направляется к трубам и радиаторам отопления. Мощность отопительного агрегата необходимо рассчитать максимально точно, чтобы оборудование функционировало согласно своему назначению.
Процесс подбора котла и расчета его параметров – очень важный момент в создании отопительной конструкции. Заниженный показатель мощности не позволит схеме работать адекватно, а значит, в помещении будет недостаточно тепло. Завышение требуемых значений теплоотдачи приведет к перерасходу топлива, что потребует установки элементов управления и, следовательно, понесет дополнительные финансовые затраты;
- Циркуляционный насос. Замкнутый контур отопления с гребенками требует принудительной циркуляции теплоносителя. Для этого в системе отопления установили циркуляционные насосы, за счет которых создавалось необходимое давление для перемещения нагретой жидкости, обеспечивая оптимальную температуру и, соответственно, высокое качество работы.
- Коллектор для радиального отопления. Подобно котлу или насосу, он является неотъемлемой частью системы отопления. Он является коллектором радиаторного отопления, обеспечивающим «излучение» контура, так как выполняет распределительную функцию и обеспечивает подачу жидкого теплоносителя ко всем радиаторам.
Для таких систем также используются различные запорно-регулирующие или терморегулирующие элементы. Благодаря коллекторам в каждой ветке отопительной конструкции можно обеспечить необходимый расход теплоносителя. Установка термометров и автоматических воздухоотводчиков также бесплатно гарантирует качественную работу тепловой сети (читайте также: «Установка системы отопления дома по регламенту»).
- Выбор типов гребенки, как и их выбор на отечественном рынке, огромен, осуществляется по планируемому количеству отопительных контуров и радиаторов отопления. Также они дифференцируются по материалу изготовления, изготавливаются из стали, латуни или полимерных материалов.
- Шкаф. Этот тип отопительной конструкции требует сокрытия ее составных частей, таких как сделанные своими руками коллекторы отопления, трубы, шаровые краны, в специально оборудованных для этого ящиках или шкафах. Они либо крепятся снаружи, либо встраиваются в стену.
Формула расчета коллектора отопления
В форме формулы правило площади будет выглядеть так:
S0 = S1 + S2 + S3 + Sn, где
S0 – площадь поперечного сечения гребенки, а S1-Sn – площадь поперечного сечения исходящие ветки. Трубопровод, находящийся в отстойнике, не учитывается. Эту формулу можно привести к более понятному виду, вспомнив школьные уроки геометрии.
Формула расчета сечения S = π * r², но для простоты и удобства коллектор лучше рассчитывать по диаметру:
S = π * d 2 /4.
Согласно этой формуле исходное уравнение преобразуется в следующую структуру:
π * d0 2 /4 = π * d1 2 /4 + π * d2 2 /4 + π * d3 2 /4 + π * dn 2 /4,
где d0 – диаметр гребенки,
d1-dn – внутренние размеры выходного патрубка.
Расчет можно значительно упростить, уменьшив число Пи и представив все в виде квадратного корня:
d0=2 * √(d1²/4 + d2²/4 + d3²/4 + dn²/4).
Так выводится общая формула, применимая для расчета гидрозатворов любой сложности и конфигурации. Уравнение еще больше упрощается, если все отходящие отопительные ветви имеют одинаковый размер:
где N представляет собой количество ветвей, отходящих от гребенки.
В дополнение к расчету коллектора отопления также необходимо учитывать расстояние между ними. Поэтому расстояние между группами входных и выходных патрубков должно быть равно шести диаметрам, а расстояние патрубков отопительного контура друг от друга – трем измерениям.
Выбор правильного диаметра трубы
Для того чтобы собрать эффективный коллектор отопления для дома, недостаточно разобрать схему расчета диаметра коллектора отопления. Для того чтобы удержать систему в равновесии, также необходимо знать диаметр труб. Выбор трубы определяется ее внутренним диаметром, который определяет площадь сечения и пропускную способность, то есть количество воды, которое может пройти через систему отопления в единицу времени.
Считается, что для обеспечения комфортной температуры ответвления, отходящие от коллектора, должны отдавать 1 кВт тепла на 10 м 2 помещения. Обычно они обеспечивают запас в 20% на случай сильного обледенения, для которого требуется 1,2 кВт на 10 м. Учитывая, что оптимальная скорость теплоносителя составляет 0,4-0,7 м/с, а его температура составляет 80 градусов, на площадь 20 м2 потребуются трубы сечением примерно 10 мм. Расход воды на выходе из гидроколлектора 110 л/ч.
Все эти цифры рассчитываются по сложной формуле, которую проще заменить таблицей. Используя эту таблицу, вы можете легко сопоставить размер помещения с требуемым размером воздуховода и, таким образом, понять требуемую тепловую мощность системы.
Упрощенная схема расчета диаметра коллектора отопления выглядит следующим образом:
D = √354∙(0,86∙Q:Δt):V, где:
D – диаметр трубы в сантиметрах,
Q – мощность нагрева в киловаттах (1,2 кВт на 10 м2),
Δt – разница температур подачи между гребенкой (80 градусов) и обраткой (обычно 65-70 градусов),
V – скорость воды в м/с (оптимальный выбор 0,4-0,7 м/с).
Также стоит отметить мощность, необходимую для насосного агрегата, установленного в отстойнике. Он обеспечивает циркуляцию воды по системе отопления. Он основан на коэффициенте мощности, который, в свою очередь, зависит от расхода воды и диаметра трубы, измеряемой в м3/ч.
Процесс расчета коллекторных систем отопления?
Основные характеристики и расчет мощности теплового насоса
Общее обоснование установки отопления тепловым насосом в первую очередь оценивается по финансовым затратам.
Это включает в себя:
- цена покупки оборудования;
- затраты на установку, которые могут включать земляные работы;
- регулярные расходы на техническое обслуживание;
- ориентировочная стоимость устранения неполадок.
Как было сказано выше, выбор модели мощности осуществляется исходя из общей потребности в отоплении.
Примерный расчет для одноэтажного дома 10х10 метров (объем 300 м3) следующий:
- С учетом максимальной отрицательной температуры зимой (-20);
- Определить разницу между комнатой и окружающей средой (20 – -20 = 40);
- Теплопотери стены рассчитываются по справочным данным ее материала (для кирпича табличное значение 1, теплопотери – 1х300х40 – 12000 ккал/ч или 13,5 кВт).
Полученная цифра является показателем минимальной мощности теплового насоса, которой достаточно для обогрева дома. Для выбора лучшей модели характеристики должны быть увеличены не менее чем на 50%. Это делается потому, что зимой тепловые насосы должны работать в неоптимальных условиях, с почти нулевой низкой эффективностью при температуре окружающей среды. Итоговая цифра для рассматриваемого примера составляет около 20 кВт.
Второй частью расчета коллектора отопления является выбор емкости накопительного бака. Рекомендуется установить эту часть системы таким образом, чтобы тепловой насос мог выполнять ограниченное количество циклов в день. В документации на оборудование даны рекомендации по объемам регенераторов для конкретных показателей цикла. Средние цифры составляют 3 пуска на кВт для 30 литров и 5 пусков для 20 литров. Так что для дома в этом примере вам понадобится накопительный бак объемом не менее 400 литров для пяти циклов теплового насоса в сутки.
