Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система отопления с естественной циркуляцией: правила устройства разбор типовых схем

Система отопления с естественной циркуляцией: правила устройства + разбор типовых схем

Как ни прочили в восьмидесятых годах инженеры и строители, система отопления с естественной циркуляцией живёт и здравствует в двадцать первом веке, да ещё и наши дома обогревает. Насосное оборудование существенно увеличивает стоимость котла и создаёт зависимость от электросети, поэтому от него многие отказываются. Гравитационная система – самая дешёвая и самая простая по своей конструкции. У неё, конечно, есть свои недостатки, главным из которых является ограничение по площади здания. Из-за небольшой инерционности она подходит для домов площадью до ста квадратных метров.

Виды гравитационных систем

Самотечные системы монтируются в квартирах с автономным отоплением и небольших домах. Они не требуют использования электроэнергии или применения дорогого оборудования.

Самотечная отопительная система может быть однотрубная или двухтрубная.

  • котла;
  • контура (расширительного бака, труб, соединительных элементов, вентилей);
  • теплоносителя (воды или антифриза);
  • отопительных приборов (конвекторов, радиаторов, теплых полов).

Основное преимущество естественной циркуляции — независимость от остальных коммуникаций. Если в доме установлен котел на дровах, отопление получается полностью независимым даже от поставок электроэнергии (нет насоса), что совсем немаловажно в некоторых регионах. Но подобные схемы пригодны только для небольших площадей, так как общая длина контура не может быть больше, чем 30 м.

Когда котел работает на полную мощность, вода получается очень горячая, с невысокой плотностью. В отопительных приборах температура теплоносителя снижается, плотность повышается. Таким образом, скорость потока зависит от температуры воды на выходе из котла и скорости ее остывания в радиаторах. Если в помещении очень холодно, вода остывает быстро, поток ускоряется. При повышении температуры воздуха вода остывает медленнее, скорость потока снижается.

Можно смонтировать как однотрубную, так и двухтрубную самотечную отопительную систему, но только с вертикальной разводкой.

Виды самотечных систем

Планируя смонтировать отопление частного дома с естественной циркуляцией своими руками схемы подбирают в соответствии с планируемой производительностью системы и особенностями здания.

Отопительные контуры с самотечным движением теплоносителя делятся на типы по разным параметрам:

  • по характеристике расширительного бака (открытые и закрытые);
  • по принципу подключения радиаторов отопления (однотрубные и двухтрубные).

Чтобы определить оптимальный вариант, необходимо произвести гидравлические расчеты с учетом расположения и диаметра труб, принять во внимание характеристики котельного агрегата и тепловые потребности помещений. Расчет лучше доверить профессионалам, так как даже небольшие неточности негативно повлияют на эффективность обогрева дома.

Значимые факторы

Но что влияет на скорость воды в системе отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома? Как правило, это обусловлено следующими факторами:

  • Величина циркуляционного напора – чем он больше, тем лучше.
  • Диаметр трубопроводов – малое сечение будет создавать большее сопротивление водяному потоку, нежели больший диаметр. В связи с этим размеры под разводку обычно составляют от 32 до 40 мм.
  • Материал изготовления трубопроводов – современные полипропиленовые решения отличаются меньшим сопротивлением, если сравнивать их с металлическими трубами.
  • Повороты контура – в идеале, когда трубопровод прямой.
  • Количество арматуры, переходников, подпорных шайб – тут существуют свои ограничения, поскольку каждый вентиль понижает степень напора.
Читать еще:  Монтаж водяного теплого пола своими руками: пошаговая инструкция

Чтобы создать оптимальный напор в системе отопления с ЕЦ, котел необходимо помещать максимально ниже системы контура. Как правило, это подвальное помещение. По понятным причинам расширительный бак устанавливается как можно выше и в большинстве случаев располагается на чердаке.

При этом стоит учесть, что система отопления дома с естественной циркуляцией обладает инертным характером, а значит, протекает довольно медленно. Продолжительность от растопки котла до полной стабилизации температурного режима занимает несколько часов.

Какие нужны диаметры труб

При расчете системы особое внимание уделяется местоположению нагревательного элемента, емкости и радиаторов. Диаметр труб также очень важен, должно существовать давление, которое позволит эффективно функционировать всей отопительной системе.

Критерии выбора диаметра труб для отопления с естественно циркуляцией:

  1. Можно ли использовать для горячей воды.
  2. Сложно ли монтировать.
  3. Сроки использования.
  4. Гарантии от производителя.

При монтаже естественного кругооборота воды используются трубы с большим сечением. Для обогрева объекта общей площадью 220 кв. метра, сечение трубы при входе обратки в теплообменник равняется приблизительно двум дюймам.

Обусловлено это тем, что скорость жидкости уменьшается, что может вызвать такие вопросы:

  1. Уменьшение теплоотдачи за определенную единицу времени.
  2. Возникновению «пробок» воздуха.

Потому важно, при монтаже контура, чтобы в него не попадал воздух, в противном случае будут возникать пробки.

Внутренние стенки труб могут значительно снижать движение жидкости. Также наличие большого количества сужений, запорных блоков может значительно тормозить продвижение воды. Все это факторы влияют, когда речь заходит о выборе труб. Металлопластиковые трубы применяют не очень часто, потому что фиксируются они с использованием фитингов, а они имеют небольшой диаметр.

Схема циркуляции. Видео

О том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.

Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:

  • излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
  • сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
  • отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
  • постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.

Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме

Циркуляционный напор

Чтобы теплообмен, организованный при помощи теплоносителя, был наиболее действен, нужно верно выполнить расчет системы отопления с естественной циркуляцией.

Наряду с этим принципиально важно учесть следующие показатели:

  • отличие высот между сливным теплообменника отверстием и расположением котла самого нижнего радиатора отопления – чем больше это значение, тем лучше будет циркулировать жидкость;
  • температура, до которой разогревается вода в камере газового, электрического либо твердотопливного котла – чем больше отличие, тем действеннее будет работать система;
  • угол установки наклона и высота радиаторов трубопроводов – чем данный показатель выше, тем более действенно остывший теплоноситель будет преодолевать внутреннее сопротивление при обратном токе к котлу.
Читать еще:  Как подключить выключатель к лампе. Пошаговая инструкция.

Обратите внимание! Отопительный котел должен быть расположен ниже радиаторов отопления, в противном случае холодная вода не сможет достигнуть теплообменника. По данной причине личное отопление естественной циркуляцией не употребляется в городских квартирах, поскольку в них отсутствует место для монтажа нагревателя.

При конструировании любой отопительной системы нужно кроме этого верно вычислить мощность центрального элемента – котла – который нагревает теплоноситель, подаваемый в радиаторы отопления.

Для этого используется следующая формула:

W = Wуд * S / 10, где:

  • W – искомая мощность оборудования, кВт;
  • Wуд – коэффициент поправки на географический район (от 0,7 до 1,5 в зависимости от климатической территории);
  • S – площадь отапливаемых помещений, кв.м.

Виды систем отопления

Обогревательная схема может включать 1 или несколько контуров разной длины, с разными радиаторами. Однако любой вариант, является модификацией только двух моделей – однотрубной или двухтрубной.

Однотрубные

Устройство максимально простое. Одна и та же труба по очереди подводит теплоноситель к каждому радиатору и возвращается в котел. Самый дешевый вариант и самый беспроблемный – обогрев только трубами, без радиаторов. Если же батареи включены в схему, труб и запорной арматуры должно быть минимум.

Вода, последовательно двигаясь к последнему радиатору, все больше остывает. Эту особенность учитывают при расчете числа секций.

Различают 2 схемы однотрубного варианта:

  • С верхним подключением – вода попадает в батарею сверху через верхний патрубок, выходит через нижний. КПД системы максимально для водяного отопления.
  • С нижним подключением – теплоноситель поступает в радиатор снизу и выходит тоже через нижний патрубок. Путь прохождения воды увеличивается, поэтому теплоотдача системы заметно ниже. Здесь нельзя ставить радиаторы с большим числом секций. Однако несмотря на меньшую эффективность, такую схему предпочитает монтировать в квартирах, так как она более эстетична.

Классический вариант можно модернизировать, установив байпас – ответвления с трехходовым краном и ответвлениями с кранами. С их помощью можно регулировать подачу воды к разному радиатору и отключать при надобности.

Двухтрубные системы

Вариант с обратной трубой носит название двухтрубный. Горячая вода подается к радиатору под одной трубе, а остывшая, от каждого обогревательного прибора отводится по обратной трубе. Система куда эффективнее: каждый радиатор получает практически одинаковое количество тепла. Степень нагрева можно регулировать на каждой батарее, при необходимости исключить ее из обогревательного контура. Большой плюс – более простой расчет параметров трубопровода и батарей.

Выполняют как верхнее, так и нижнее подключение:

  • В первом случае трубы расположены выше радиаторов.
  • Во втором подающая труба размещается ниже батареи. Такой вариант эстетичнее, однако перепад давления получается слишком низкий, поэтому используется схема очень редко.

При расчетах учитывают направление отвода воды. Если оно совпадает с направлением горячей жидкости, попутная схема, длина циклов равная. При этом радиаторы нагреваются одинаково. Если используется тупиковая, холодная и горячая вода двигаются в разных направлениях, быстрее нагреваются те батареи, у которых цикл круговорота оказывается меньше.

Схема двухтрубной системы

Здесь тепло переносится к радиаторам по одной трубе, а остывшая вода возвращается по другой. Это позволяет обеспечить эффективную работу большего количества батарей, подключенных к одной горизонтальной ветви. В одноэтажном доме подающий коллектор размещают на чердаке или под потолком, обратный – над полом. Разгон тут не требуется, труба и так поднята на достаточную высоту, что и показано на изображении:

Читать еще:  Системы газового отопления частных домов

Как видно по схеме, оптимальное решение для хорошей естественной циркуляции – это двухтрубная система отопления, разделенная на 2 ветви с одинаковым количеством радиаторов на каждой. В противном случае из-за уклонов на большой длине монтаж трубопроводов будет затруднен. Что касается двухэтажного дома, то здесь опять же уместна вертикальная разводка, но с разделением на магистрали подачи и обратки. Как это правильно сделать, отражено на схеме:

При двухтрубной системе все батареи получают теплоноситель с одинаковой температурой, это важный плюс. Также становится проще осуществлять автоматическое регулирование, так как приборы не зависят друг от друга. Недостаток состоит в большем расходе материалов для вариантов горизонтальной разводки, например, в двухэтажном здании:

Для справки. Большинство домовладельцев для улучшения работы системы все же устанавливают на обратном коллекторе циркуляционный насос. Но ставят его на байпасе, чтобы в случае отключения электричества всегда можно было перейти на самотек, открыв соответствующий кран.

Как работает система отопления с естественной циркуляцией?

Принцип действия самотечной системы отопления основан на явлении теплового расширения воды, когда при нагреве меняются ее физические свойства (плотность), и на разнице давлений между подающим и обратным трубопроводом. Нагретая вода легкая, т.к. обладает меньшей плотностью, холодная вода, напротив более тяжелая, т.к. обладает более высокой плотностью. Такая разница плотности создает естественную циркуляцию воды (холодная вода давит вниз и выдавливает горячую наверх).

Гравитационная система отопления работает следующим образом:

  • Теплоноситель нагревается в котле (в это время он расширяется и становится легче), в результате чего самостоятельно (без циркуляционного насоса) поднимается вверх по основному стояку, при этом более холодная, тяжелая вода остается в нижней части котла. Над основным стояком находится расширительный бак открытого типа, в котором скапливается «избыточный» теплоноситель;
  • Далее, нагретый теплоноситель двигается по подающему трубопроводу (который прокладывается под потолком или на чердаке) и поступает в радиатор через верхний вход;
  • Отдавая тепло радиатору теплоноситель становится холоднее и тяжелее, в результате чего опускается в нижнюю часть радиатора, после этого поступает в обратный трубопровод и возвращается в котел;
  • В котле цикл повторяется, охлажденный теплоноситель нагревается до требуемой температуры, расширяется, становиться легче и под давлением холодной воды поднимается наверх.
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×