Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Содержание

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Поточное движение по трубам теплоносущей жидкости обусловлено тем, что при понижении и повышении её температуры она изменяет свою плотность и массу.

Изменение температуры теплоносителя происходит за счёт нагрева котла.

В трубах отопления находится более холодная жидкость, отдавшая радиаторам свое тепло, поэтому её плотность и масса больше. Под воздействием гравитационных сил в радиаторе холодный теплоноситель замещается горячим.

Иными словами, достигнув верхней точки, горячая вода (это может быть и антифриз) начинает равномерно распределяться по радиаторам, вытесняя из них холодную воду. Остывшая жидкость начинает опускаться в нижнюю часть батареи, после чего и вовсе уходит по трубам в котел (её вытесняет поступившая из котла горячая вода).

Как только горячий теплоноситель попадает в радиатор, начинает происходить процесс отдачи тепла. Стенки радиатора постепенно нагреваются, а затем передают тепло в само помещение.

Теплоноситель будет циркулировать в системе до тех пор, пока будет работать котел.

Подробный анализ самотечного отопления

В процессе анализа мы предлагаем рассмотреть однотрубную схему, которая в дальнейшем может вам помочь при построении вашей системы отопления.

Давайте договоримся, что в схеме в качестве теплоносителя будем рассматривать воду. Для круглогодичного применения в системах отопления рекомендуют использовать составы, которые не замерзают при температурах ниже нуля (антифризы и пр.)

Применяя антифризы, вы исключите возможность размораживания вашей системы.

Самотечные системы отопления своим названием говорят о своём принципе работы. В такой системе горячая вода перемещается без применения насоса. Происходит это за счёт разной температуры теплоносителя на входе и выходе из котла
.

Как уже писалось выше, такая система устарела и редко встречается в эксплуатации.

Объясняется это существенными недостатками:

  • большая стоимость;
  • невысокий КПД;
  • не экономична.

Но если посмотреть с другой стороны, то эта одна система, с помощью которой можно отапливать дачный домик или не большой частный дом без наличия электроэнергии. Таких домов практически нет, но всякое может быть.

Подбор котла, труб и рассмотрение схемы

Поэтому лучшим выбором в нашем случае будут железные трубы.

Как следствие сразу получаются недостатки:

  • маленький КПД;
  • дорогой и сложный монтаж системы;
  • размер труб не эстетичный;
  • цена труб высокая.

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Нужно также учесть то, что при входе в первый радиатор вода будет иметь самую высокую температуру. Следовательно, вначале нужно устанавливать меньшее количество секций радиаторов, чем в конце. Большой объём секций радиатора компенсирует низкую температуру воды (теплоносителя)
.

Расширительный бак – это важный элемент системы отопления. Нужно учитывать, что при нагревании вода, как и любой материал, имеет свойство расширяться. Для того чтобы не деформировать систему устанавливают расширительный бак. Инструкция поможет вам правильно подобрать его объём.

Расширительный бак устанавливается в самой верхней точке системы отопления.

Схема отопления частого дома с принудительной циркуляцией

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Двухтрубная схема с принудительной циркуляцией

Если рассматривать преимущества схемы, использующей принудительную циркуляцию, то основные недостатки самотёчной системы являются явными её преимуществами. Не стоит особого внимания уделять однотрубной системе, так как она, практически, ничем не отличается от самотёчной системы. Разве что наличием циркуляционного насоса, и закрытого расширительного бака, создающего давление, необходимое для обратного движения остывшего теплоносителя. Поэтому в большей степени нас интересует двухтрубный вариант схемы с принудительной циркуляцией. Она выгодна, как в экономическом аспекте, так и с позиции дизайна, так как в этом случае не надо создавать уклон трубы — их можно спрятать в стены, пол, и даже под потолком.

Это стало возможным благодаря тому, что радиаторы отопления подключаются параллельно, что позволяет регулировать температуру отдельно в каждом из них, вплоть до полного отключения. Это очень выгодно также с точки зрения экономии

Вот только пользоваться этим преимуществом надо осторожно. В частности, для устройства такой системы при работе на твёрдотопливных котлах, требуется серьёзный подход к установке систем автоматики, которые смогут уберечь систему от последствий перегревания

В случае с газовыми котлами – это беспроигрышный вариант.

Говоря о схеме с принудительной циркуляцией, было бы неправильно не затронуть сами циркуляционные насосы, обеспечивающие работу системы. Не стоит говорить о том, что покупать необходимо только насосы проверенного производителя. К слову сказать, в современных двухконтурных газовых котлах циркуляционные насосы являются составной частью конструкции. Что касается мощности, которую используют циркуляционные насосы, то можно отметить тот факт, что они являются очень экономичными. Так, стандартный циркуляционный насос потребляет мощность равную той, которая нужна для работы обычной комнатной лампочки.

Учитывая то, что в схеме принудительной циркуляцией не важно, чтобы котёл находился ниже радиаторов, более пристальное внимание должно уделяться установке самого насоса, обеспечивающего циркуляцию жидкости.
Очень важно выбрать место для его установки в систему. В большинстве случаев насос устанавливается на линии обратной подачи – непосредственно перед входом её в котёл отопления. Хотя этот вопрос не столь принципиален, и насос может устанавливаться в любом месте системы

Что касается долговечности устройства, то установка на обратной линии позволит продлить срок службы насоса

Хотя этот вопрос не столь принципиален, и насос может устанавливаться в любом месте системы. Что касается долговечности устройства, то установка на обратной линии позволит продлить срок службы насоса.

Схема отопления с естественной циркуляцией

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя сегодня не особенно популярны в виду их «морально старческого возраста», низкого КПД, громоздкости, дороговизны материалов и монтажа, невозможностью дифференцированного регулирования температуры в отдельных радиаторах и т. д.

Но они незаменимы в тех домах, где отсутствует электричество, так как такие системы, оборудованные твердотопливным котлом, могут работать автономно (с периодическим присутствием человека, естественно).

Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией (ее еще называют самотечной) заключается в создании разницы температур теплоносителя на выходе из котла и его входе. Благодаря разной плотности теплоносителя при разных температурах он движется по трубам самотеком, без использования циркуляционного насоса, то есть теплая вода поднимается вверх, а на ее место «приходит» из обратной трубы уже остывшая вода. По мере последовательного прохождения через радиаторы теплоноситель понижает свою температуру, отдавая тепло в окружающую среду, а после «полного круга» и возврата в теплообменник котла он вновь нагревается, и цикл повторяется.

Объем теплоносителя в таких системах достаточно большой и зависит от диаметра труб и длины системы. В среднем, объем воды в 3 раза будет больше в системе с естественной циркуляцией, чем в системе с принудительной. И это при равной площади обогреваемых помещений.

Большое количество теплоносителя в системе повышает ее инерционность. В этом есть и положительный момент, если котел «потухнет», тепло в системе будет сохраняться еще некоторое время. А в случае использования в системе отопления антифриза, Вы просто заплатите за дополнительные десятки литров этого вещества.

Последовательное прохождение теплоносителя через радиаторы отопления приводит к его охлаждению. Таким образом, те радиаторы, которые находятся в начале системы (от центрального стояка) будут нагреваться сильнее, чем те, которые находятся в конце отопительной магистрали (перед котлом). Регулировать степень нагрева радиаторов при таком их соединении практически невозможно.

Еще одной особенностью такой системы является ее «переборчивость» к материалу используемых труб. В обязательном порядке они должны быть металлическими — обычно стальными. Полимерные трубы просто не выдержат высокой температуры, которая может возникнуть в системе при перегреве теплоносителя в котле. Последствия такого «ограничения» в выборе материалов — низкий КПД всей системы в целом, дороговизна монтажа и сведение на «нет» эстетики современных отопительных приборов большим диаметром стальных труб и громоздкостью всей системы в целом.

Обязательным элементом такой системы отопления является , который в обязательном порядке должен находиться в верхней точке системы. Его объем должен составлять примерно 1/10 от объема теплоносителя в системе. Например, при объеме теплоносителя в системе 200 л, емкость бака должна составлять 15-20 л. Открытый тип бака предполагает, что система постоянно имеет контакт с атмосферным давлением. Это также является обязательным условием существования системы.

Самотечная имеет такие преимущества:

  • возможность автономного использования;
  • достаточно высокая тепловая инерционность.
  • большой объем теплоносителя (антифриза);
  • неэстетическая «громоздкость»;
  • невысокий КПД;
  • дорогостоящий (сложный для самостоятельного выполнения) монтаж;
  • достаточно высокая стоимость;
  • отсутствие возможности регулировки температуры.

Параллельный двухтрубный вариант системы отопления частного дома

В системе, схема которой изображена на рисунке, температура отдельных радиаторов уже не будет сильно зависеть от расположения, можно уже регулировать температуру отдельных радиаторов, но не всех! Также обязателен уклон горизонтальных труб (стояков) и их достаточно большой диаметр.

Переходим к следующей схеме системы отопления.

Преимущества отопления гравитационной схемы

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Схема возникновения циркуляционного напора.

Вместе с тем данная схема имеет преимущества, которые определяют их выбор в отдельных случаях:

  • относительная простота эксплуатации устройства;
  • независимость от снабжения электроэнергией;
  • отсутствие циркуляционных насосов, шума и вибрации;
  • сравнительная долговечность (действуют без капитального ремонта при правильной эксплуатации 35-40 лет и более);
  • увеличенная тепловая надежность ввиду действия количественного саморегулирования.

Следует остановиться на количественном саморегулировании. В гравитационной системе создают своеобразный механизм регулирования: при проведении качественного регулирования, то есть при контроле температуры, происходит самопроизвольно количественное регулирование — меняется расход воды. В действительности, если менять температуру греющей воды в зависимости от температуры наружного воздуха, из-за другого распределения плотности меняется естественное циркуляционное давление и, соответственно, объем циркулирующей жидкости.

Усиление или ослабление циркуляции жидкости в двухтрубной системе в циркуляционном кольце всех отопительных приборов изменяет теплопередачу в помещение, которая, изменяясь, во взаимодействии с теплопотерями помещения сама влияет на расход жидкости, изменяя циркуляционное давление и температуру обратной воды. В итоге сохраняется соответствие между теплопередачей прибора и теплопотерями помещения, то есть обеспечивается надежность тепловых характеристик каждого отдельного прибора и, соответственно, всей отопительной системы.

Схема разводящего трубопровода горячей и холодной воды.

Таким образом, естественное циркуляционное давление, вызывающее в насосной двухтрубной системе отопления тепловое вертикальное разрегулирование, поддерживает тепловую надежность двухтрубной гравитационной системы.

В однотрубной вертикальной системе есть количественное аналогичное саморегулирование, но в циркуляционных кольцах не конкретного прибора, а целых стояков с их соединенными последовательно приборами. Ослабление или усиление циркуляции жидкости происходит при этом более интенсивно, чем требует того график оптимального режима. В итоге в теплый период отопительного сезона можно наблюдать отклонение от нужной теплоподачи у некоторых приборов: при движении сверху вниз в стояке сильно уменьшенного объема жидкости нижние приборы не догревают помещения. Это явление с увеличением числа этажей здания усугубляется.

Таким образом, циркуляционное естественное давление, которое способствует тепловой надежности вертикальной насосной однотрубной системы отопления, вызывает тепловое вертикальное разрегулирование однотрубной гравитационной системы.

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Схема монтажа отопления в доме.

При естественной циркуляции жидкости преимущество необходимо отдавать двухтрубным системам отопления. Вертикальная однотрубная система дает возможность увеличивать циркуляционное естественное давление и скорость перемещения жидкости в сравнении с двухтрубной, а также расположить конкретные отопительные приборы ниже, чем теплообменник.

Схемы гравитационных систем похожи на схемы насосных систем отопления. Понимая зависимость циркуляционного естественного давления от расстояния по вертикали между центрами нагревания и охлаждения и закономерности перемещения воздушных скоплений в трубах по горизонтали, можно установить, необходимо ли применять верхнюю разводку в гравитационной схеме подающей магистрали. Расширительный бак при этом присоединяют непосредственно к основному стояку, делается уклон подающей магистрали в сторону движения жидкости, используется бак для удаления воздуха. В отопительных приборах получается самая рациональная схема движения жидкости для двухтрубной схемы — сверху вниз.

Особенности проектирования и монтажа

В основные узлы гравитационной системы входят:

  • отопительный котел, в котором нагревается вода или антифриз;
  • трубопровод (двойной или одинарный);
  • батареи отопления;
  • расширительный бак.

При проектировании, а также непосредственно при монтаже системы очень важно соблюсти одно обязательное условие: труба, по которой будет двигаться теплоноситель, должна быть под уклоном в сторону котла отопления. Уклон должен быть не менее 0,005 м

на один метр погонный трубы.

В общем, если котел и радиатор расположены на одном этаже, то вход в радиатор трубы должен быть немного выше.

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Схема гравитационной системы с уклоном труб

Наличие этого уклона объясняется следующими факторами:

  • по наклонной трубе холодный теплоноситель быстрее будет поступать в котел;
  • наличие уклона также необходимо для того, чтобы появившиеся в процессе нагрева теплоносителя пузырьки воздуха эффективнее поднимались в расширительный бак, из которого они испаряются в атмосферу.

Расширительный бак создает дополнительное давление, которое благотворно сказывается на скорости передвижения воды по трубам.

Скорость движения рабочей жидкости напрямую зависит от разницы таких величин, как масса, плотность и объем теплоносителя в холодном и горячем состоянии. На скорость перемещения потока также влияет и уровень расположения радиаторов относительно котла.

Гравитационное давление в системе отопления в некоторой степени расходуется на то, чтобы преодолеть сопротивление трубопровода. В качестве дополнительных препятствий выступают повороты и разветвления в системе, дополнительные радиаторы.

Поэтому для максимального обогрева помещения при проектировании гравитационной системы нужно следить за тем, чтобы подобных препятствий было как можно меньше.

Для чего нужна напорная петля в гравитационной системе отопления

Чтобы было понятно, можно привести простой пример с мячом. Возьмём резиновый мячик, утопим его рукой в ванне с водой на небольшую глубину, отпустим его. Мячик вылетит из воды, всплывёт, замеряем расстояние на сколько он вылетит. Проделаем опыт повторно, только мячик утопим как можно глубже и так же отпустим, опять замеряем, на сколько он выпрыгнет. Во втором случае мяч выпрыгнет выше. То же самое происходит и теплоносителем, когда речь идёт о системе отопления с гравитационной или естественной циркуляцией. Горячая вода легче, чем холодная, а значит, будет идти вверх. Котёл нагревает воду, и чем выше она поднимется по стояку от котла, да если ещё он прямой и диаметр его не занижен в сравнении с выходом из котла, тем больше вода сможет разогнаться внутри стояка, а стало быть создаст давление.

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Горячая вода устремиться вверх и будет за собой из обратки тянуть холодную воду в котёл, где она опять же нагреется. Таким образом, в системе отопления будет реализована естественная циркуляция.

Чем быстрее и лучше будет идти циркуляция, тем меньше в системе будет разница температур подачи и обратки. Скорость воды при хорошо работающей системе может достигать 1м/с.
От опуска варится розлив будущей системы отопления.

Какие трубы можно использовать?

Для монтажа системы можно использовать не только стальные трубы. Можно и полипропиленовые, медные, нержавейку и др. Главное, при использовании полимерных труб смотреть на температуру, на которую допустимо использовать данную трубу.
К розливу системы потом варятся стояки, которые и служат для подключения радиаторов.

Причём, розлив в гравитационной системе может быть по этажам и нижним, так всеми любимым. Но для этого должно выполняться условие: верх котла должен быть по горизонту ниже, чем низ радиаторов. То есть котёл должен стоять в подвале или, как уже говорилось, быть заглублён. Но ничто не мешает сделать смешанную разводку, первый этаж, с верхним розливом, а второй и более верхний с нижним.
Причём, нижний розлив второго или иного верхнего этажа может быть как однотрубным, так и двухтрубным.

Двухтрубная система отопления

Существует два варианта подключения радиаторов к системе отопления:

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Единственный плюс однотрубной системы – экономия на трубах. Но минус существенный – ближний к котлу радиатор самый горячий, а самый дальний – самый холодный. А ещё проблематично отключить какой-то радиатор – они все в одной цепи. Если это не критично, почему бы не использовать такой вариант? Вполне нормальная схема.

Двухтрубная схема более гибкая:

  • Все радиаторы почти в равных условиях. К каждому вода подаётся одной температуры;
  • Можно на каждом радиаторе устанавливать свою температуру за счет регулирования потока воды через него;
  • Можно безболезненно перекрывать подачу воды в любой радиатор, например, когда жарко или нужно промыть радиатор;
  • Более удобна для наращивания количества радиаторов.

Ради справедливости нужно сказать, что и в двухтрубном варианте последний радиатор несколько «обижен», ему меньше достаётся тепла. Причина в том, что на нём разница давлений между подачей и обраткой практически нулевая и поток воды минимальный.

Итак, какой же выбор я сделал?

На сегодня всё. В следующих статьях предложу вашему вниманию систему газового отопления, тёплый пол, инфракрасное отопление. Комментируйте, задавайте вопросы. Спасибо, до встречи!

Централизованная система отопления не всегда справляется с возложенными на неё задачами. Поэтому многие стремятся к энергетической независимости и беспокоятся об устройстве автономного отопления. Особенно востребовано это в частных домах, где часто централизованной системы отопления просто нет. Существуют различные схемы отопления частного дома, вот только выбрать нужно ту, которая подходит под конкретные условия вашего дома.

Упрощенный вариант системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

Ставится котёл, место для него определяется заранее. От котла выводится подающий стояк, причём по заранее определённому месту вверх, на сколько это возможно в здании. Как правило, на чердак или в какую-нибудь кладовку верхнего этажа загородного дома.

К стояку наверху устанавливается расширительный бак с переливной трубой, выведенной в подсобное помещение, где есть канализация. Если же расширительный бак предполагается закрытый, то тогда он устанавливается на обратке в котельной или ином помещении, в самой верхней точке устанавливается автовоздушник. Группа безопасности также устанавливается в котельной на 1 этаже. Котёл необходимо установить как можно ниже, в приямке или подвале. Газовый котел в подвале ставить запрещается. С верхней точки, там, где устанавливался открытый расширительный бак или автовоздушник, делается опуск. Получается напорная петля. Далее поговорим для чего нужна напорная петля.

Читать статью  Вертикальная и горизонтальная разводка системы отопления

Водяное отопление дома

В этом случае топлоноситель – вода или специальные жидкости, например, незамерзающие. Здесь источники тепла также самые разные в зависимости от топлива. Но если в воздушной системе теплый воздух приходит
в помещение, то в водяной воздух помещения нагревается приборами
, которые отдают ему накопленное водой тепло
.

Гравитационная система отопления плюсы и минусы

А накапливает вода тепла очень много. Есть такое понятие: «теплоёмкость», помните? Если своими словами,

Так вот этот показатель у воды очень неплохой. Посмотрите на таблицу справа.

Получается, шикарный теплоноситель мы получаем практически даром.

Да, водяная система несколько сложнее, но зато и более гибкая.

Представьте, нагретую воду по трубам можно подать куда угодно и там она отдаст накопленное тепло.

А трубы можно легко упрятать в стены, а можно и вообще не прятать, современные выглядят очень эстетично.

Как вода отдаёт тепло? Для этого создано несколько типов приборов:

Радиаторы – массивные, например чугунные, секции, собранные в батареи.

Внутри них протекает горячая вода. Тепловую энергию они отдают, в основном, за счёт инфракрасного излучения (радиации).

Они, как правило, стальные или алюминиевые, реже медные. Окружающий воздух, нагреваясь от конвектора, начинает естественное движение вверх. То есть создаётся поток (конвекция) воздуха, отводящего тепло от конвектора.

Современные алюминиевые приборы тоже относятся к конвекторам, хотя называют их радиаторами. Нужно отметить, что сейчас практически все тепловые приборы водяного отопления называют радиаторами, хотя строго говоря, это неправильно. Но не будем умничать.

Через них прокачивается воздух, который нужно нагреть. Используются часто в системах приточной вентиляции для нагрева поступающего снаружи холодного воздуха.

«Тёплые стены» — применялись в семидесятые годы в панельном домостроении. В бетонные панели вмуровывался змеевик из стальной трубы, в которую подавалась вода из системы отопления. Помню из детства тёплые стены панельных пятиэтажек.

Давайте немного подробнее разберём варианты систем отопления для малоэтажных домов.

Видео типы, виды радиаторных систем отопления

Самотечная система отопления – единственный выход, если нет электричества и газа. Такой вид отопления в наши дни практически не встречается, но бывают случаи, когда он приходится «ко двору».

От выбора схемы отопления в дальнейшем будет многое зависеть, поэтому к такому делу необходимо отнестись ответственно.

От того, какой вид отопления вы изберете может зависеть:

  • дизайн комнат;
  • равномерное распределение тепла;
  • удобство эксплуатации;
  • объёмы работ;
  • цена за материалы.

На просторах интернета при желании можно отыскать много фото чертежей и даже видео о разных системах отопления. Но в таких схемах трудно разобраться, и к тому же, её нужно будет подстраивать под себя.

Мы вам напомним, что существует две базовые схемы системы отопления:

с принудительной циркуляцией (с использованием насоса);

Эти два вида систем отопления успешно применяются как в двухтрубных системах, так и однотрубных. Поговорим подробно о последней.

Основные схемы для систем отопления домов

Система отопления частного дома

Притом, что системы отопления различаются по виду используемого источника энергии, они имеют всего лишь две основные схемы. Определиться с выбором схемы отопления помогут правильные замеры дома и прилегающей территории. Размер строения – главный показатель, определяющий выбор схемы. Рассмотрим эти схемы:

  • Схема, использующая самотёк теплоносителя;
  • Схема, работающая с принудительной циркуляцией теплоносителя.

В чём же принципиальные различия этих схем — постараемся разобраться. Сразу следует заметить, что обе схемы отопления могут иметь однотрубное и двухтрубное исполнение. Относительно самотёчных систем можно сказать, что они имеют целый ряд недостатков, а поэтому используются они, гораздо реже, чем системы отопления, имеющие принудительную циркуляцию. Вот эти недостатки:

  • Большая стоимость системы. Учитывая тот факт, что линия подачи находится далеко от линии возврата остывшей воды, и всё происходит под действием силы тяжести теплоносителя, необходимо устройство трубопровода, имеющего достаточную протяжённость.
  • Сложность монтажа, связанная с необходимостью строгого соблюдения величин угла уклона для обеспечения естественного тока теплоносителя в обоих направлениях.
  • Не эстетичный внешний вид системы, связанный с тем, что не всегда можно использовать современные материалы, так как температура воды в системе может достигать достаточно высоких температур, вплоть до температуры кипения.
  • Сложность регулирования температуры отдельных отопительных приборов.
  • Низкий КПД за счёт больших потерь, возникающих из-за большой протяжённости системы.
  • Большой объём используемого теплоносителя.

Среди преимуществ самотёчной схемы отопления можно отметить два факта. Во-первых, такая система может работать без электроснабжения, хотя редко сейчас найдёшь район, где всё ещё нет света. Во-вторых, система обладает высокой инерционностью, то есть, тепло распространяется равномерно и внешние факторы мало воздействуют на состояние теплоносителя.

Виды самотёчных схем отопления

Существует не один десяток схем самотёчной системы отопления. Знающий специалист, и даже начинающий, способны самостоятельно придумать новую схему, исходя из конкретных условий строения. В общем понимании это выглядит так: теплоноситель, нагреваясь в котле под действием высокой температуры, поднимается по стояку и попадает в радиаторы отопления. Там теплоноситель постепенно остывает и согласно законам физики направляется обратно в котёл

Здесь очень важно, чтобы линия подачи от котла к радиаторам не имела резких поворотов и значительных уклонов

Самотёчная однотрубная схема отопления

Рассмотренная схема отопления работает без перебоев, но отсутствует в ней главное – возможность регулирования температуры в отдельно взятом устройстве. Есть схемы, в которых эта проблема, хотя и на примитивном уровне, но решается. В некоторых случаях возможно отключение одного и более радиаторов отопления. Более современные схемы, если так можно сказать о самотёчных системах в принципе, предлагают не только возможность отключения отдельно взятых приборов, появляется возможность установки терморегуляторов.

Выше были рассмотрены типичные самотёчные схемы отопления в однотрубном исполнении. Что касается её двухтрубного варианта, то последний вариант и есть пример типичного двухтрубного исполнения. Такая схема, хотя и является ещё самотёчной, но возможность регулирования температуры в отдельных приборах повышает её авторитет. Однако главный выбор потребитель делает, всё-таки, в пользу схемы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Самотечное отопление плюсы гравитационной системы отопления

Естественное отопление дома не зависит от электричества и работает только благодаря энергии от сгорания твердого топлива. Принудительная система функционирует с помощью насоса, который находится в прямой зависимости от электропитания;
Самотечной системе отопления предписывают достаточно большой срок эксплуатации — около 45 лет;
Самотечная система равномерно прогревает все помещение, отличаясь тепловой стабильностью. Важнейшим положительным моментом является саморегуляция. Ведь если при принудительном отоплении из строя выйдет насос, то температура в помещениях двухэтажного дома снизится неизбежно;
Принудительные системы достаточно громкие из-за работы насоса. Самотечное отопление лишено этого недостатка;
Схему с естественной циркуляцией воды не только просто устанавливать, но и легко ремонтировать.

Но, естественно, у такого отопления есть и свои минусы, которые часто не дают использовать его в современных домах.

Для хорошего функционирования самотечная система требует небольшой длины труб. Если протяженность будет большая, потребуется высокое давление для обеспечения необходимого напора. В среднем длина должна составлять не менее 25, но и не более 35 метров. Поэтому, чем выше дом, тем меньше вероятность, что система с естественной циркуляцией подойдет;
Для того чтобы хорошо прогреть дом, потребуется много времени. Это объясняется большой массой элементов системы и теплоносителя, которые требуют хорошего прогрева. Сначала теплыми должны стать они, а уже потом и воздух в помещениях;
КПД самотечной системы намного ниже, чем у принудительной;
Чтобы система впоследствии работала грамотно, необходим точный расчет местоположения всех ее элементов. Особенно это касается котла и расширительного бака. Только если план системы сделан правильно, давление для потока воды будет оптимальным;
Так как скорость потока воды все равно не настолько высока, как в случае с принудительным отоплением, существует опасность замерзания.

Какую выбирать следует решать исключительно из ваших потребностей и предпочтений. Если двухэтажный дом большой, самотечное отопление не будет функционировать, ведь нужен длинный трубопровод. Также трубы большого диаметра потребуют больших денежных затрат. С другой стороны, принудительная система может поставить вас в зависимость от электричества, а себестоимость ее устройства со временем возрастет из-за потребления электроэнергии.

Этап проектирования и строительства, когда определяется схема отопления частного дома, довольно ответственный момент в процессе теплоутепления. Ведь неправильно спланированная система «грозит» Вашему дому отсутствием качественного тепла, «перенасыщением» дома элементами «интерьера» в виде лишних радиаторов отопления, отсутствием возможности оперативно управлять режимом работы системы… и при этом за Вами же потраченные деньги.

Разбирая огромное количество схем, которые представлены на страницах литературы и сайтов по теме утепления и отопления, можно немного «заблудиться». Поэтому мы остановимся на нескольких, наиболее часто используемых, схемах, изучив их преимущества и недостатки.

Как Вы уже, наверняка знаете, существует два типа схем:

  • схема системы отопления с ;
  • с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Так же существуют однотрубные и двухтрубные системы отопления, которые могут быть реализованы как в системах с естественной циркуляцией, так и в «принудительных».

Самотечное отопление частного дома — 5 условий надежной работы

В условиях холодного климата отопление играет важную роль в создании жизненного комфорта. А в зданиях с большой площадью печное отопление становится неэффективным. В таком случае лучше использовать системы с теплоносителем, нагреваемым в котле. Самый простой вариант – самотечное отопление частного дома, будет работать, только если будут соблюдены обязательные условия при проектировании и монтаже.

Принцип работы самотечной системы отопления частного дома

Любая система отопления, предполагающая использование теплоносителя, работает за счет его нагревания и последующего остывания. Так тепло, получаемое от сжигания топлива в котле, раздается по всему зданию. Теплоноситель, имеющий высокую температуру, поступает по трубам в радиаторы. Остывая в них, он возвращается в котел, чтобы снова нагреваться. А тепло, исходящее от поверхности радиаторов, обогревает помещения.

Существует две основных разновидности таких систем – с естественной циркуляцией теплоносителя, и с принудительной.

Система отопления с принудительной циркуляцией. установка насоса в самотечную систему отопления

Как следует из названия, самотечная система отопления (ее иногда называют гравитационной) отличается от принудительной отсутствием насоса, который необходим для побуждения к циркуляции.

Самотечная система отопления частного дома без уклона

Движение в системе с естественной циркуляцией осуществляется лишь за счет разницы в весе холодной и горячей воды. Основные преимущества очевидны:

  • самотечное отопление частного дома может быть совершенно автономным и независимым от наличия инженерных коммуникаций;
  • устройство естественной циркуляции отопления несложно выполнить своими руками;
  • правильное отопление с естественной циркуляцией эффективно, экономично и безопасно.

Как же работает самотечное отопление частного дома без насоса? Секрет в том, что вес воды (как и любой жидкости) понижается с повышением температуры. Жидкость увеличивается в объеме, а плотность уменьшается. При температуре, близкой к кипению, вода насыщается воздухом и становится легче.

Зависимость веса кубометра воды от температуры

Стоит обратить внимание, что если вес одного кубометра воды при температурой 90°С и 80°С различается на 6,5 килограмм, то при температуре 40°С и 30°С – всего на 3,5 кг. Это очень важное явление, которое нельзя не учитывать при выборе диаметра труб.

И как же это сделать? Один кубометр воды при температуре 90°С весит 965 килограмм, а при 80°С – 971 килограмм. Если же снизить температуру с 90°С до 70°С, то куб станет на 12 килограмм тяжелее. На этом явлении и основан принцип работы самотечной системы отопления. Из котла нагретый теплоноситель поступает в разгонный коллектор под давлением поступающей в котел холодной воды, имеющей больший вес (это происходит, так как система практически замкнутая).

Уже на выходе из коллектора, вода теряет несколько градусов, а после прохода через радиаторы она остывает еще сильнее. В результате в дальних от котла стояках вода давят вниз сильнее, так как она в них холоднее. Соответственно скорость движения ее может быть больше.

Поступая под действием гравитации в котел, холодная вода вытесняет горячую , имеющую меньший вес, обратно в систему отопления. Такое движение происходит циклично. В замкнутой системе отопления естественная циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока котел нагревает воду до нужной температуры.

Диаметр трубы для самотечного отопления

Первое и основное условие надежной работы гравитационного отопления – большой диаметр стояков (вертикальных магистральных труб) и лежаков (верхних и нижних горизонтальных подводящих труб). И по этому поводу часто можно услышать одно из главных заблуждений:

Миф 1-й: В самотечной системе отопления с тонкими трубами циркуляции не будет никогда.

Это не совсем так. Циркуляции можно добиться и при тонких трубах. Однако для комфортного отопления такая система будет непригодна.

Дело в том, что в тонкой трубе окажется воды меньше, чем в толстой. И это понятно – площадь сечения увеличивается в зависимости от диаметра в квадратичной пропорции. В трубе диаметром, например, 20 мм при высоте стояка 6 метров будет всего два литра воды. При разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес в них будет различаться на 11 грамм. Этого уже достаточно, чтобы привести в движение воду – тяжелая холодная начнет давить вниз. Но при большой длине труб трение воды об их стенки уравновесит силу тяжести и циркуляции не будет. Запустить ее можно двумя способами:

  • увеличить разницу температур между «подачей» и «обраткой»;
  • увеличить начальную температуру «подачи» – разница в весе при высоких температурах ощутимее (см. таблицу).

Первый способ обычно и применяют – включают в циркуляционную систему радиаторы отопления. Они быстрее остужают теплоноситель, забирая из него тепло и отдавая в помещение. Но это не может происходить бесконечно. Сравнявшись с комнатной температурой, вода перестанет остывать, а разница в весе еще не будет достаточной для естественной циркуляции. К тому же сами радиаторы тоже увеличивают сопротивление системы.

В результате приходится нагревать воду в котле до более высокой температуры. Циркуляция запустится, но тогда в доме станет жарко, ведь температура теплоносителя поднимется выше расчетной. Да и КПД такой системы резко упадет. Дело в том, что холодная вода «принимает» большее количество теплоты от сжигания топлива, нежели горячая. Поэтому при попытке нагреть горячий теплоноситель еще сильнее, большая часть тепла от сгорания топлива будет буквально вылетать в трубу котла, оставшись неиспользованной.

А теперь – расчет для трубы диаметром 50 мм. В шестиметровом стояке из такой трубы вместится почти 12 литров воды. А при разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес будет различаться уже на 72 грамма. Такая система будет циркулировать и при более низкой температуре. Это позволит осуществлять топку котла равномернее и эффективнее, поднимая температуру, только если это необходимо для обогрева помещения.

Диаметр труб для гравитационной системы отопления частного дома должен быть как можно больше, и уж точно не меньше выходного и входного патрубков котла. При этом нельзя забывать, что диаметр нижней разводки не может быть меньше, чем у верхней. В противном случае движение воды будет затруднено.

Угол наклона трубы отопления при естественной циркуляции

Миф 2-й: Если монтаж гравитационной системы отопления выполнен без уклона в сторону движения воды, то и циркуляции не будет.

И это утверждение тоже в корне неверно. Как уже объяснялось выше, циркуляция возникает не от того, что вода движется сверху вниз «самотеком», хоть иногда систему так и называют. Движение происходит из-за разницы веса воды в закольцованной схеме. Если ее разомкнуть, вода, конечно, двигаться по горизонтальным участкам не станет. А вот при соблюдении прочих условий, циркуляция будет, даже если горячей воде придется подниматься вверх по контруклону. И это совершенно естественно. Ведь поднимается же она от котла по совершенно вертикальному коллектору. Просто снизу ее подпирает холодная вода с большим весом. Таким образом, самотечная система отопления частного дома без уклона тоже будет работать.

Однако смысл в том, чтобы делать лежаки с уклоном в сторону движения теплоносителя, все же присутствует. Дело в том, что в водяной системе с естественной циркуляцией, как и с принудительной, всегда будет собираться воздух. Он будет выделяться из воды при нагревании или будет попадать в систему при пополнении теплоносителя.

Самотечная система отопления частного дома. Угол наклона трубы отопления при естественной циркуляции

В принудительной системе насос разгонит этот воздух и теплоноситель будет двигаться вместе с ним. А в гравитационной системе скорость движения низкая. Поэтому воздух, собравшись в какой-либо точке, образует пробку, которая будет препятствовать движению воды.

Самотечное отопление частного дома. Неправильный уклон самотечной системы отопления

Такую воздушную пробку можно удалить, установив в самом высоком месте системы кран для спуска воздуха. Однако если таких мест сбора воздуха будет несколько, обслуживание системы будет затруднено.

Неправильный уклон самотечной системы отопления

Если уклоны (не обязательно их делать большими) будут равномерными и не будет контруклонов, при заполнении системы весь воздух будет выдавливаться к спускному крану.

Заполнять трубы отопительной системы нужно, подключившись к ее нижней точке, и очень медленно. При большой скорости подачи воды в трубах обязательно останется воздух.

Расширительный бак для самотечной системы отопления частного дома

Миф 3-й: Расширительный бак для самотечной системы отопления должен быть обязательно открытого типа.

Расширительный бак в системе отопления необходим для выравнивания давления в ней. При нагревании объем жидкости увеличивается, а для правильной работы и надежной циркуляции потребуется удалять из труб ее излишки. Если этого не сделать, давление может разорвать трубы и радиаторы.

Самотечное отопление частного дома. Открытый расширительный бак для самотечной системы отопления

Для выравнивания давления и устанавливают расширительный бак. Вода выдавливается в него, а вместе с ней обычно выходит воздух. Поэтому расширительный бак рекомендуется устанавливать в самой высокой точке системы. Однако ничто не мешает установить такой бачок в любом месте системы.

Давление жидкости одинаково во всех точках и зависит только от высоты гидравлического столба. Поэтому в нижней точке системы оно будет наибольшим. Это потребует установки бака более надежной конструкции. К тому же, он должен быть герметичным, иначе теплоноситель выльется. В таких конструкциях применяют мембранный бак закрытого типа.

Самым простым в обслуживании является вариант, когда самотечное отопление частного дома оборудовано закрытым расширительным бачком установленным в верхней точке водяной системы, а в нижнюю трубу подключена система подпитки. Она представляет собой трубу, которая выходит вверх и заканчивается небольшим открытым бачком. Если снабдить трубу краном, то после заполнения системы и выхода на рабочую температуру, его можно закрыть. В результате получится закрытая система отопления с естественной циркуляцией. Если перед расширительным бачком установить кран для стравливания воздуха, такую систему легко будет обслуживать самостоятельно.

Правильная схема самотечного отопления в частном доме

Расположение радиаторов в системе естественной циркуляции и их подключение

Миф 4-й: Если нижние радиаторы расположены ниже средней линии котла, то циркуляции не будет и система без насоса работать не будет.

На самом деле для циркуляции неважно, на какой высоте будут установлены радиаторы. Иногда на нижнем этаже их просто невозможно расположить выше котла. Побуждением к циркуляции станет увеличивающийся вес остывающей воды в дальнем стояке. Он будет перевешивать вес разогретой воды в подающем коллекторе. Точно так же, остывая в каждом стояке и в радиаторах верхних этажей, теплоноситель под своим весом будет двигаться и через нижние приборы отопления. Поэтому утверждение о том, что циркуляции не будет, несостоятельно.

Однако подводные камни есть и здесь. Дело в том, что температура нижних радиаторов при расположении на уровне котла, будет невелика. Ведь скорость движения теплоносителя зависит от скорости его остывания. На одной высоте в системе он будет иметь примерно одинаковую температуру.

Читать статью  Предохранительный клапан в системе отопления: виды, назначение, схемы и монтаж

Неправильная установка радиаторов для самотечной системы отопления

То есть температура радиаторов, расположенных ниже котла, будет не выше, чем у «обратки». Потребуется увеличивать полезную площадь поверхности отопительных приборов, увеличивая число секций или самих радиаторов.

Читайте, как рассчитать количество секций радиаторов на комнату в доме или в квартире.

Разрабатывая схему отопления с естественной циркуляцией воды, рекомендуется располагать котел как можно ниже. Если есть подвальное или полуподвальное помещение, то это идеальное место для котельной. Ну а если все же не удается разместить котел в нижней точке дома, то рекомендуется расположить радиаторы как можно выше.

Правильная установка радиаторов для самотечной системы отопления

Утепление главного коллектора

Особую роль играет то, как функционирует разгонный коллектор в системе отопления естественной циркуляции. Это, как правило, труба большого диаметра, по которой и поднимается рабочий теплоноситель. Диаметр коллектора не должен быть менее выходного отверстия котла.

Очень часто плохая работа системы отопления с естественной циркуляцией связана с тем, что в главном коллекторе теплоноситель остывает. Так как он здесь имеет самую высокую температуру, то и потери значительны. Ведь чем горячее жидкость, тем быстрее температура стремится выровняться с окружающей средой.

Чтобы улучшить работу системы, иногда достаточно лишь утеплить коллектор. Возможно, в этом случае некоторые дальние радиаторы, которые не прогревались до необходимой температуры, станут отдавать тепло в помещения.

Котел для самотечного отопления и его подключение

Особое внимание следует уделить выбору котла для самотечного водяного отопления. По сути, любой отопительный агрегат, предназначенный для работы с принудительной циркуляцией, будет работать и в самотечной системе. Однако для надежной работы необходимо выполнение нескольких условий:

  • входной и выходной патрубки котла должны быть достаточно большого размера;
  • внутренние элементы котла должны быть достаточно объемными, так чтобы сопротивление движению жидкости было минимальным;
  • выходной патрубок должен быть направлен вверх, а не в сторону.

Читайте, как выбрать мощность котла для отопления частного дома.

Подключение котла к системе должно производиться трубами не меньшего диаметра, чем входной и выходной патрубки. Допускается незначительное уменьшение сечения на небольшом участке магистрали, однако протяженность такого участка должна быть невелика.

Правильная схема естественной циркуляции водяного отопления

Итак, самотечное отопление частного дома с естественной циркуляцией необходимо проектировать, соблюдая ряд условий:

  • секции котла и трубы магистрали (стояки и лежаки) должны быть как можно большего диаметра;
  • для того, чтобы система не завоздушивалась, лежаки не должны быть идеально горизонтальными, а небольшой уклон должен быть направлен от самой высокой точки в направлении движения теплоносителя;
  • схема самотечного отопления в частном доме должна быть оборудована расширительным баком, подключенным в самой верхней точке;
  • котел для самотечной системы отопления необходимо располагать как можно ниже по отношению к остальным элементам системы, что обеспечит лучший нагрев радиаторов, а соответственно и комнаты, в которой они расположены;
  • главный коллектор и все трубы самотечной системы, проходящие в неотапливаемых помещениях, должны быть хорошо утеплены.

А вот устанавливать теплоаккумулятор для отопления с гравитационной системой не рекомендуется — эффект он не даст, а дополнительное сопротивление для движения теплоносителя обеспечит.

Несоблюдение одного из вышеприведенных условий может значительно ухудшить работу системы. Если же пренебречь двумя или более, отопление может не работать вовсе. И наоборот, правильная самотечная система отопления, выполненная своими руками, обеспечит тепло при любых погодных условиях.

Что из себя представляет гравитационная система отопления

гравитационная система отопления

Гравитационная система отопления — означает обогрев помещения, квартиры или частного дома, с помощью воды, которая движется по трубам контура естественным образом, отсюда и название.

Система работает без вмешательства электрического оборудования и установки насоса. Она является отличным решением для использования на даче и в частных домах, где присутствует риск с перебоями в электроснабжении.

Особенности и принципы работы системы

Другими словами, систему называют самотечной или с естественной циркуляцией. При нагреве, вода имеет свойство «расширятся», в этом и кроется весь принцип, по которому происходит циркуляция воды по трубам с помощью создания разного давления по замкнутому контуру.

Простым языком, вода нагретая котлом, поступает к батареям, отдает своё тепло и возвращается, вытесняя вновь нагретую часть воды. Это происходит потому, что масса остывшей воды больше, а плотность выше. Такое явление, называется — конвекцией.

Процесс в гравитационной системе отопление будет повторяться бесконечное количество раз, пока работает котёл. Придавать воде движения, котлу помогает разгонный коллектор.

Он устанавливается вертикально над котлом, как можно выше, иногда на чердак дома, а сам котёл максимально низко по отношению к отопительным батареям. Скорость, которую он будет предавать воде, выталкивая её, напрямую зависит от высоты этого вертикального столба над котлом.

Вся система состоит из таких элементов:

  1. Котел;
  2. Расширительный бак;
  3. Трубы для циркуляции воды;
  4. Радиаторы (батареи);
  5. Гравитационный клапан (если потребуется).

На скорость циркулирующей воды в гравитационной системе отопления влияет ещё один фактор — гидравлическое сопротивление. Он зависит от следующих параметров:

  • от изгибов по контуру циркуляции воды и от их количества. Это напрямую влияет на сопротивление, которое будет встречаться на пути у воды;
  • от диаметра трубы;
  • от количества задвижек, кранов, клапанов и т.д.

Обратите внимание!

Для того, чтобы краны не мешали напору воды свободно двигаться по трубам, они должны быть в открытом состоянии и иметь просвет, который будет максимально близок к диаметру трубы.

Когда вода, постоянно будет находиться в процессе нагревания, определённая её часть будет исчезать под видом испарений. Для этого, в верхней части конструкции установлен расширительный бак. Его функции таковы:

  1. Вывод образовавшегося пара из системы;
  2. Компенсация потерянного объема воды;

Такая схема с использованием расширительного бака, называется — открытой. Она имеет свой недостаток — вода испаряется достаточно быстро. Во избежание подобных ситуаций, используют схему закрытого типа, для больших систем гравитационного отопления. Она отличается от открытой тем, что:

  • в ней нет расширительного бака открытого типа. Вместо него, в том же месте, устанавливается воздухоотводчик, он срабатывает автоматически;
  • схема защищает систему от ржавления труб и установленных на них элементов, за счет вывода кислорода из состава воды;
  • чтобы компенсировать давление остывшей воды, устанавливается расширительный бак с мембраной закрытого типа. Она эластична и играет компенсирующую роль в изменении гравитационного давления в замкнутом контуре.

Монтаж

После того, как выбор пал на систему гравитационного отопления, надо приступать к процессу проектировки. Ни в коем случае, не стоит браться за это самостоятельно. Только специалист-теплотехник сможет надлежащим образом оценить обстановку и составить проект правильно, с учетом всех тонкостей.

Он производит расчеты всех параметров системы и вычислит гидравлические показатели, которые скажутся на выборе диаметра будущего трубопровода, это лишь небольшая часть его работы. Если для клиента имеет значение внешний вид системы, приглашают дизайнера.

Какие трубы использовать?

Длина и диаметр труб, будет известен по окончанию проекта. Остается определиться с материалом. Для монтажа используют стальные трубы, медные, из нержавейки и полипропилена. У последнего, есть ряд преимуществ перед остальными.

Это легкий вес материала, еще он удобен в процессе установки, обладает высокой шумоизоляцией, антикоррозийным эффектом и устойчивостью к размораживанию.

Важно!

При установке труб из полипропилена, обращайте внимание на температуру, максимум которой, характерен для данной трубы. Важную роль сыграет армирующий слой, который поможет сохранить первоначальную форму труб и защитит от воздействия высоких температур.

Но, обратную часть трубы, входящую в котел, советуют ставить из стали. Своим материалом, она обеспечит снижение температуры воды и поспособствует уменьшению гидравлического сопротивления.

Виды гравитационной системы отопления

Существует два вида системы гравитационного отопления:

Двухтрубная система является более сложной и предполагает наличие двух контуров. Внутри одного контура, теплоноситель (вода), движется от котла к батареям, а по второму, вода возвращается обратно к котлу. Помните, что этот вид системы, требует более тщательной проектировки. Процесс монтажа, также будет не самым простым, рассмотрим его поэтапно:

  • установка стояка, он будет выполнять основную роль, он проходит от бака к котлу;
  • основной стояк с разводкой, соединяется на уровне 1/3 общей высоты комнаты от уровня пола;
  • труба перелива крепится к расширительному баку, по ней лишняя жидкость уходит в канализацию;
  • для того, чтобы вода уходила обратно в котел, в нижнюю часть батарей, врезаются трубы «обратки».

В одноконтурной системе, основополагающую роль играет желаемое количество радиаторов. От этого зависит объем расширительного бака. Обычно, он заполняется на три четверти от общего объёма.

Стоит постоянно следить за уровнем воды в баке, он не должен быть ниже уровня трубы, по которой идет распределение воды по радиаторам. Это грозит прекращением циркуляции теплоносителя.

Хоть однотрубная система и проста, так кажется только на первый взгляд. Не правильно сделанный проект, повлечет за собой уйму проблем и последствий, доверьте это дело профессионалам.

При проектировке естественной системы, главное внимание стоит уделять равномерному распределению давления по замкнутому контуру и правильной циркуляции теплоносителя.

Рекомендации для данной системы

Для усовершенствования существующей схемы, специалисты могут предложить следующие меры по увеличению КПД:

  1. Установка насоса. Он является циркуляционным и устанавливается на байпас. Его призвание в том, чтобы уменьшить инерционность системы. Если время нагрева будет превышено, насос поможет увеличить скорость хода воды по трубам, для получения требуемой температуры;
  2. Магистральный уклон — для достижения оптимального давления в системе гравитационного отопления.
  3. Снижение изгибов по всей длине трубопровода. Это способствует снижению риска для уменьшения скорости воды по магистрали.
  4. Установка обратного капкана. Он предотвратит возможность движения воды в обратном направлении.

Подогрев пола

Чтобы сделать пол теплым, потребуется коллекторная вырезка. Каждый контур, подключается через индивидуальный регулятор температуры. Это усложнит проект системы в целом, но создаст дополнительный комфорт.

В этом случае, установить подающий коллектор надо на чердаке, так как там, самая верхняя точка дома, если чердак не утеплён, обязательно сделайте это. Все эти меры предпринимаются перед монтажом всей системы.

Преимущества и недостатки гравитационной системы отопления

Подводя итог, перечислим основные плюсы, которыми обладает гравитационная система:

  1. Надежность (поскольку система сделана из высокопрочного метала и других надежных материалов, ремонтных работ придется ожидать очень долго, так как элементов, которые подвергаются быстрой порче нет);
  2. Отсутствие зависимости от энергоснабжения;
  3. Отсутствие шумов и вибраций;
  4. Простота эксплуатации.

Казалось бы, минусов и вовсе нет, но они есть, хоть и не значительные:

  1. На первый взгляд вся система довольно проста, но это не относится к финансовым вложениям на её приобретение. Сумма будет достаточно крупной;
  2. Некоторые схемы разводки, предполагают большую разницу температур между батареями;
  3. Если скорость циркуляции будет низкой, есть вероятность того, что расширительный бак и часть системы находящаяся на чердаке замерзнет, поэтому, ранее говорилось об его утеплении.
  4. При первом запуске системы, нагрев всех радиаторов находящихся по всему контуру, займет несколько часов.

Гравитационная система отопления, является очень успешным решением многих проблем, если присутствует фактор неуверенности, проконсультируйтесь у специалистов, подсчитайте расходы, взвесьте все за и против, и тогда, правильное решение не заставит себя долго ждать!

Что такое закрытая система отопления

Обеспечить тепло в доме, не подключенном к центральной теплосети, поможет обустройство автономной системы с теплогенератором, работающим на любом виде топлива. Сегодня популярностью пользуется закрытая система отопления, оснащенная циркуляционным насосом для принудительного движения теплоносителя.

Закрытая система отопления в частном доме

Особенности и преимущества

Отопительные системы различаются по конфигурации расширительного бака — специальное емкости, компенсирующей тепловое расширение теплоносителя. Открытый бак устанавливается в гравитационной системе — жидкость по трубам движется без установки циркуляционного насоса на отопление.

Перемещение теплоносителя происходит за счет естественной циркуляции среды, меняющей плотность при нагреве и под воздействием силы тяжести.

Особенность закрытой системы — использование расширительного бака закрытого типа, который представляет собой герметичную емкость, оснащенную эластичной мембраной внутри. За счет этого обеспечивается эффективная работа под давлением и исключается контакт жидкости с воздухом.

Внутреннее устройство расширительных баков закрытого типа

С принудительной циркуляцией

Система отопления закрытого типа в частном доме может иметь в составе циркуляционный насос, заставляющий теплоноситель активно перемещаться, максимально прогревая все приборы отопления или контур теплого пола.

Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией имеет ряд преимуществ:

  • нагрев жидкости, находящейся под давлением, происходит быстрее;
  • снижается риск завоздушивания трубопровода и радиаторов;
  • предотвращается испарение теплоносителя (что особенно важно при использовании антифриза), проникновения в жидкость кислорода, провоцирующего коррозию металлических элементов системы;
  • за счет монтажа мембранного бака внизу рядом с котлом, а не в верхней точке контура, как в открытых системах, упрощается монтаж и обслуживание;
  • движение жидкости под небольшим давлением упрощает расчет и монтаж трубопровода — в отличие от гравитационной системы, в данном варианте нет жестких требований к углу наклона труб и можно использовать трубы меньшего диаметра;
  • отсутствует необходимость использовать трубы большого диаметра и монтировать их открытым способом, чтобы иметь доступ к любому участку системы для ликвидации воздушных пробок.

Пример с индукционным котлом

Система отопления частного дома с циркуляционным насосом и мембранным расширительным баком обеспечивает более качественный обогрев помещений по сравнению с гравитационной.

Но при этом имеет один существенный недостаток — энергозависимость. Работа насоса требует электричества, поэтому данный вариант не подходит для построек в удаленной местности с недостаточно качественным электроснабжением или полным его отсутствием.

С естественной циркуляцией

гравитационная система отопления

Гравитационная система отопления энергонезависима, и в этом ее преимущество. Обычно это система отопления с твердотопливным котлом или печью, реже используются жидкотопливные агрегаты.

Отопление без насоса подходит для жилища относительно небольшой площади, при этом важно правильно рассчитать диаметр труб для каждой части системы и спроектировать схему их монтажа, соблюдая оптимальный угол наклона звеньев трубопровода. Необходимо снизить риск завоздушивания и обеспечить эффективное продвижение теплоносителя.

В закрытую систему отопления с естественной циркуляцией можно в любой момент добавить циркуляционный насос, повысив ее эффективность. Это оптимальный вариант для местности, где есть проблемы с электроснабжением.

В этом случае при временном отсутствии электричества дом не останется без тепла — система закрытого типа в частном доме будет работать как гравитационная.

Обратите внимание! Использование мембранного бака в самотечной системе негативно сказывается на ее функционировании, поскольку жидкости в замкнутой системе отопления требуется преодолевать сопротивление мембраны в герметичной емкости. Для гравитационных систем предпочтителен открытый бак, а в контур с мембранным расширительным баком обычно добавляют циркуляционный насос.

Схема

Схема закрытой системы отопления бывает однотрубной и двухтрубной. Выбор зависит от условий использования и требований к эффективности.

Однотрубная схема замкнутой отопительной системы подходит для построек небольших размеров. Допускается ее монтаж в двухэтажном доме, причем на каждый этаж должно приходиться не более 5 радиаторов.

Однотрубная схема (ленинградка) имеет существенный недостаток — радиаторы подключены последовательно, и чем дальше от котла расположен прибор отопления, тем ниже температура теплоносителя, который проходит через него. Замыкающими цепочку радиаторами должны служить приборы отопления с увеличенной площадью теплоотдачи по сравнению с первыми.

Схема двухтрубной системы обогрева

Двухтрубная схема закрытой системы отопления более эффективна, поскольку позволяет доставлять во все радиаторы теплоноситель одной температуры. Данный вариант подходит для домов большой площади, в том числе в несколько этажей.

Особенности монтажа

Твердотопливные агрегаты, двухконтурные и одноконтурные, склонны к образованию конденсата в топочной камере, что вызывает коррозию и повреждает металл. С целью избежать этого эффекта в схему обвязки добавляется смесительный узел, в состав которого входит трехходовой клапан и байпас.

Благодаря клапану теплоноситель циркулирует по малому контуру, пока не нагреется до требуемой температуры, после чего открывается доступ в котел для теплоносителя из отопительного контура. Твердотопливные котлы с обвязкой данного типа безопасны в эксплуатации и служат максимально длительный срок.

Обвязка трубами отопительного агрегата

Система отопления закрытого типа рассчитана на работу в автономном режиме и использование температурных датчиков для поддержания комфортного микроклимата. Это учитывается при выборе разновидности котла — рекомендуется использовать автоматизированный агрегат.

Газовые и электрические котлы снабжены автоматикой, если в систему отопления подключается твердотопливный котел, лучше выбрать агрегат длительного горения, пиролизный или пеллетный.

Группа безопасности

Подающий теплоноситель трубопровод на выходе из котла оснащается группой безопасности, которая отвечает за контроль работы теплогенератора.

В ее состав входит манометр (измеряет давление), автоматический воздухоотводчик (для стравливания газов), предохранительный клапан (сбрасывает излишки теплоносителя при повышенном давлении). Группу безопасности (ГБ) можно приобрести в готовом виде либо установить на коллектор соответствующие устройства, купленные по отдельности.

Внимание! Между группой безопасности и патрубком котла запрещается монтировать отсечную арматуру.

Расширительный бак

Отопление закрытого типа предусматривает установку устройства для компенсации увеличения объема нагревающегося теплоносителя. Мембранный расширительный бак — это герметичная емкость с эластичной внутренней перегородкой грушевидной или тарельчатой формы.

Нагретый теплоноситель, увеличившись в объеме, растягивает мембрану и заполняет часть резервуара. По мере остывания объем жидкости уменьшается, и мембрана стремится принять прежнюю форму, вытесняя теплоноситель из емкости. За счет этого в системе поддерживается определенный уровень давления.

Принцип работы мембранного расширительного бачка

Объем мембранного бака рассчитывается конкретно для каждой системы. Он должен составлять не менее 10% от общего объема теплоносителя в контуре (емкость котла, всех приборов отопления и труб), если речь идет о воде, либо от 15%, если в качестве теплоносителя выбран антифриз.

Циркуляционный насос

Циркуляция воды обеспечивается специальным насосом, при выборе которого учитывается тепловая мощность, отапливаемая площадь, протяженность трубопровода, схема автономной системы, диаметр труб и ряд других факторов.

Рекомендуется выбрать циркуляционный насос мокрого типа, где теплоноситель проходит через ротор — с таким устройством отопительная система значительно меньше шумит во время работы. Монтаж системы предусматривает установку насоса на обратном трубопроводе.

Правильно смонтированный циркуляционный насос

Если система рассчитана на эксплуатацию с естественной и принудительной циркуляцией в зависимости от наличия электроснабжения, требуется предусмотреть байпас, по которому теплоноситель будет проходить в обход насоса.

Заливка системы

Домашним мастерам, обустраивающим автономное отопление своими руками, важно заранее разобраться, как правильно заполнить систему отопления в частном доме, чтобы не допустить образования воздушных пробок.

Для первого запуска отопления в частном доме желательно пригласить специалиста, который проверит правильность схемы и качество монтажа элементов, проконтролирует работу котла. Но в дальнейшем, после профилактических работ, вновь потребуется заполнение системы отопления теплоносителем, поэтому необходимо знать, как это сделать без ошибок.

Насос для заполнения системы отопления

Обратите внимание! Заполнение системы отопления закрытого типа рекомендуется выполнять с помощником. Один человек будет заполнять водой или антифризом контур, а второй — отслеживать спуск воздуха из труб.

Заполнение водой

В верхней точке правильно смонтированной отопительной системы располагается автоматический воздухоотводчик. Перед тем, как заполнить водой контур, клапан требуется полностью открыть, чтобы через него выходил вытесняемый воздух.

Обратный трубопровод монтируется под уклоном и в нижней точке устанавливается сливной кран, который позволяет удалять теплоноситель из системы. Рядом, чуть ниже котельного агрегата, должен иметься патрубок с обратным клапаном, который служит для заполнения системы отопления.

К патрубку может быть подключена труба водопровода, в этом случае, чтобы заполнить систему отопления водой, достаточно повернуть вентиль. При отсутствии стационарной трубы патрубок соединяют с водопроводом при помощи гибкого шланга.

Заполнение водой закрытой системы отопления требует, чтобы вода подавалась под давлением, немного превышающим расчетное рабочее давление.

Проверка батареи после заполнения водой

Подача воды в систему завершается, когда все приборы отопления и трубы заполнились — из верхнего воздушного клапана начинает стекать теплоноситель. На завершающем этапе заливки закрывают верхний воздушный клапан и открывают краны Маевского на всех батареях поочередно, чтобы ликвидировать воздушные пузыри.

Читать статью  Инструкция по монтажу, обвязке и подключению к сети электрокотла

Закачка воды прекращается, когда устранен весь воздух из системы и манометр на группе безопасности показывает расчетное давление (1,5 атм или более, в зависимости от характеристик котла).

Если в закрытой системе отопления используется двухконтурный котел с модулем подпитки водой, порядок действий предусматривает подключение заливочного шланга к специальному крану для закачки теплоносителя, который входит в состав модуля.

Если речь идет о системе с газовым котлом и водяным контуром, важно знать, как запустить агрегат. С котла снимается лицевая крышка, чтобы обеспечить доступ к циркуляционному насосу подкачки. После заполнения системы своими руками и ее проверки на герметичность включают агрегат, установив рабочий режим.

С циркуляционного насоса подкачки, который начнет булькать, отверткой слегка отвинчивают крышку, чтобы вышел воздух и начала капать вода. Затем крышка завинчивается обратно и через 3-4 минуты операция повторяется два-три раза с небольшими интервалами.

Агрегат станет работать тише и включится розжиг горелки. Проверьте показания манометра и ненадолго откройте подпитывающий кран, чтобы создать давление, соответствующее расчетному.

Заполнение антифризом

Применение незамерзающей жидкости в качестве теплоносителя имеет свои особенности. Разберемся, как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом, учитывая, что его нельзя залить через расширительный бак или подать из водопровода.

Система заполняется следующим образом:

  • Вариант 1. Незамерзающая жидкость закачивается ручным опрессовочным насосом, который позволит обеспечить необходимое давление.
  • Вариант 2. Используется электрический насос, способный перекачивать жидкости с различной плотностью.
  • Вариант 3. Заливка выполняется через шланг, нижний конец которого подсоединен к патрубку обратного клапана, а верхний поднят выше верхней точки системы (на чердак, крышу, второй этаж). По завершении работ остатки теплоносителя из шланга сливают в подставленную емкость.

Давление в системе и подпитка

Стабильное рабочее давление — залог эффективной работы отопительной системы. Разберемся, почему падает давление в системе отопления. Это происходит из-за уменьшения объема теплоносителя, причиной которому служат неизбежные утечки в узлах и местах соединения, выброс жидкости из воздухоотводчиков в процессе ручного развоздушивания радиаторов и т.д.

От падения давления ниже требуемых значений убережет автоматический клапан подпитки, соединенный с водопроводом. В небольших системах монтируют механический клапан, но в этом случае потребителю требуется регулярно проверять показания манометра и добавлять необходимый объем теплоносителя вручную.

Заключение . Умение правильно выполнять заливку отопительной системы закрытого типа позволит правильно готовить ее к отопительному сезону и выполнять запуск после проведения ремонтных или профилактических работ.

Что такое закрытая система отопления

Система водяного отопления, в которой используется мембранный расширительный бак и теплоноситель никоим образом не контактирует с атмосферным воздухом, считается закрытой и работает под давлением.

Эта схема — наиболее распространенная на данный момент, поскольку обладает множеством преимуществ. В данной статье мы разберем, что такое закрытая система отопления частного дома, ее плюсы и минусы, а также особенности обслуживания.

Что представляет собой закрытая система отопления?

Важная особенность такой системы – отсутствие контакта с наружным воздухом и наличие небольшого избыточного давления. Как правило, схема работает при искусственном побуждении циркуляции теплоносителя с помощью насоса.

Это позволяет не беспокоиться о соблюдении больших уклонов магистралей, а также принимать меньшие диаметры труб и прокладывать их наиболее удобным способом.

Как правило, гравитационная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя делается с открытым расширительным баком, устанавливаемым в самой высокой точке. Закрытая же система традиционно снабжается циркуляционным насосом, что повышает эффективность ее работы и снижает материалоемкость.

Благодаря своим особенностям, системы закрытого типа обладают массой преимуществ:

  • теплоноситель, находящийся под давлением, нагревается быстрее;
  • вероятность завоздушивания сети трубопроводов и радиаторов очень низка;
  • теплоноситель не насыщается кислородом и не испаряется в атмосферу, что очень важно при заполнении системы антифризом;
  • установка расширительного бака в закрытой системе отопления производится на обратном трубопроводе возле котла, что очень удобно в плане обслуживания;
  • нет нужды использовать трубопроводы больших диаметров и прокладывать их на виду, в этом отношении закрытая система с принудительной циркуляцией – оптимальный выбор для частного дома.

Существенный недостаток лишь один — зависимость от надежности электроснабжения, закрытая система отопления без насоса, питающегося от электросети, работать не будет. К счастью, циркуляционные агрегаты для индивидуальных систем имеют небольшую потребляемую мощность, а потому на время отключения электричества смогут функционировать от блока бесперебойного питания достаточно долгое время.

Некоторые специалисты утверждают, что решить проблему отключения электроэнергии поможет закрытая система с естественной циркуляцией. Напомним, что в этом случае движение теплоносителя происходит за счет разницы плотности и массы горячей и охлажденной воды.

Первая, нагреваясь в котле, как более легкая вытесняется вверх идущим от радиаторов остывшим теплоносителем, имеющим большую массу.

Несмотря на то что давление в закрытой системе отопления (1.5—2 Бар) не препятствует гравитационному движению потоков горячей и холодной воды, эффективность ее работы весьма сомнительна.

Дело в том, что разница конвективных сил и так невелика, а тут еще нужно преодолевать сопротивление мембраны бака, растягивающейся при расширении воды. Чтобы не связываться с этими скользкими моментами, на закрытую систему лучше всегда ставить насос. Если есть необходимость смонтировать самотечную схему, то надо ее делать открытой.

Схема закрытой системы отопления

В частном домостроительстве традиционно применяется 2 вида схем:

Однотрубная, больше известная как «ленинградка», удовлетворительно работает в одно – и двухэтажных домах небольшой площади, когда на каждом этаже установлено не более 5 радиаторов.

Реализация схемы требует точного расчета диаметров труб и количества секций батарей, так как теплоноситель значительно остывает после прохождения каждого последующего радиатора. В соблюдении этих требований нуждается и однотрубная схема системы отопления закрытого типа с верхней разводкой, что изображена ниже на рисунке:

Примечание. Независимо от выбранного типа схемы закрытая система должна содержать в своем составе группу безопасности, иногда она идет в комплекте с котлом. Группа состоит из манометра для контроля давления, воздухоотводчика и предохранительного клапана для аварийного сброса воды. Узел устанавливается на подающем трубопроводе, выходящем из котла, причем без всякой запорной арматуры.

Двухтрубная схема закрытой системы проще в расчете и монтаже, славится популярностью благодаря хорошим рабочим показателям. Ведь теплоноситель ко всем радиаторам доставляется с одинаковой температурой, а при реализации попутной схемы еще и проходит одинаковое расстояние. Пример двухтрубной системы показан на рисунке:

Некоторые дополнения имеет закрытая система отопления с твердотопливным котлом. Во избежание образования конденсата в топке теплогенератора схема дополняется смесительным узлом с трехходовым клапаном и байпасной линией.

Клапан заставляет оборачиваться воду по байпасу до тех пор, пока она не нагреется до установленной температуры, и только потом запускает в котел теплоноситель из магистрали.

Как заполнить систему теплоносителем?

Когда штуцер подпитки присоединен к водопроводной сети посредством шарового крана, то осуществить заполнение системы отопления закрытого типа теплоносителем достаточно просто.

Для этого дела есть смысл привлечь помощника, особенно если дом имеет несколько этажей. Один человек управляет краном подпитки, а второй занимается выпуском воздуха из батарей. Кран открывается примерно на треть, чтобы напор не был сильным.

Человек, находящийся в котельной, следит за показаниями манометра, подпитка закрытой системы отопления закрывается, когда давление достигнет 2 Бар. Теперь помощник посредством кранов Маевского стравливает воздух из радиаторов, после чего давление падает. Цель – выйти на расчетное давление, удалив из трубопроводов весь воздух путем его постепенного вытеснения водопроводной водой.

Сложнее закачать теплоноситель в закрытую систему, когда подпитка из водопровода отсутствует либо нужно залить незамерзающую жидкость. Для этого понадобится специальный ручной или электрический насос и емкость для теплоносителя, из которой он будет перекачиваться в систему.

Предварительно надо открыть все воздушные краны на радиаторах, а потом заполнять трубы через сливной штуцер, подключив к нему насос с обратным клапаном.

По мере того как происходит закачка жидкости, надо закрывать краны Маевского, из которых потечет теплоноситель. Накачав систему до 1.5 Бар, надо выполнить удаление воздуха, после чего давление доводится до рабочего. В конце производится пробный запуск котла и корректировка давления, а при необходимости – стравливание воздуха.

Почему падает давление в закрытой системе отопления?

Причина, по которой падает давление, существует одна – отсутствие герметичности, то бишь, протечка. Вопрос в том, чтобы ее найти. Характерным признаком протечки служит лужица в определенном месте либо бурое пятно, когда вода успевает высохнуть. В процессе поиска следует осмотреть следующие узлы и элементы:

  • соединения труб и фитинги: бывает, что в последних возникают трещины;
  • автоматические воздухоотводчики: неисправный элемент с застрявшим поплавком будет пропускать воду;
  • запорно — регулирующая арматура, предохранительный клапан;
  • расширительный бак: трещина в мембране вызовет падение давления, появление воздуха в системе и частое отключение котла.

Для устранения протечки не обойтись без частичного или полного опорожнения трубопроводов. По окончании работ придется снова залить воду в систему, создать необходимое давление и проследить за манометром в течении нескольких дней.

Закрытая отопительная система обладает массой достоинств, отсюда ее популярность. Если монтаж и пуск в эксплуатацию произведен правильно, то она долгое время не требует вмешательства в свою работу.

Большинство возникающих неисправностей можно спокойно устранить своими руками, как и обслуживание системы. Желательно ежегодно проверять работоспособность таких элементов, как воздухоотводчики, клапаны и расширительный бак.

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

  • Простой монтаж и обслуживание.
  • Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
  • Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

  • Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
  • Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

  1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
  2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

  • Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
  • Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
  • Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
  • Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

  • Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
  • СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
  • Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

    Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

  1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
  2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

  • Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
  • Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
  • Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
  • Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
  • Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Источник https://vse-otoplenie.ru/gravitacionnaa-sistema-otoplenia

Источник http://glava-v-dome.ru/samotechnoe-otoplenie-chastnogo-doma/

Источник https://truby-moskva.ru/gravitatsionnaya-sistema-otopleniya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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