Система отопления с естественной циркуляцией — водяные схемы

Особенности монтажа однотрубной системы

Системы подобного типа имеют некоторые особенности, в частности речь идет о следующем:

  • Отсутствуют подвижные элементы, в том числе и устройства для принудительной циркуляции рабочей среды, и контур замкнутого типа, в котором соли, минералы и различные взвеси присутствуют в определенном количестве. Эти факторы способствуют продлению срока службы системы. А использование труб из оцинкованной стали или современных полимерных материалов и биметаллических приборов отопления способствует увеличению эксплуатационного периода до 50 лет.
  • Радиус открытой системы отопления с естественной циркуляцией должен составлять 30 метров. Это объясняется довольно небольшим перепадом давления, характерного для подобных систем. Кроме того со стороны труб и радиаторов отопления теплоноситель также испытывает определенное сопротивление. Однако это не является запретом для использования большего радиуса системы, указанные значения являются условными.
  • Система с естественной циркуляцией теплоносителя характеризуется большой инерционностью. От запуска или растопки котла до достижения комфортной температуры в помещении проходит несколько часов. Это происходит из-за некоторых особенностей системы: вначале прогревается теплообменник, а затем вода, которая начинает довольно медленно циркулировать по системе.
  • Горизонтально расположенные участки трубопровода должны располагаться с определенным уклоном. Только в этом случае обеспечивается минимальное сопротивление свободно перемещающейся остывающей воде. Для отвода воздушных пробок в системе монтируют расширительный бачок, который может быть полностью герметичным, как в схеме закрытой системы отопления с естественной циркуляцией, или открытым.

На циркуляционный напор оказывают влияние следующие факторы:

  • Расстояние по высоте между котлом и нижним радиатором. Здесь работает принцип сообщающихся сосудов: вода быстрее переливается в котел, расположенный ниже по отношению к самому нижнему прибору отопления. Этот параметр остается неизменным на протяжении всего времени работы системы.
  • Разная плотность воды на выходе из котла и в обратной трубе, определяющаяся температурой воды. Благодаря этому фактору происходит саморегулирование: с понижение температуры воздуха в помещении остывают и радиаторы. Это приводит к увеличению плотности теплоносителя и более быстрому вытеснению нагретой воды.

В процессе монтажа системы отопления по однотрубной схеме важно учитывать следующие моменты:

  • Использование трубных изделий определенного диаметра.
  • Соблюдение уклона трубы отопления при естественной циркуляции по всему периметру системы.
  • Врезка радиаторов параллельно основному трубопроводу, не разрывая его. В этом случае не стоит беспокоиться об отсутствии циркуляции в приборах отопления, многолетние исследования доказали эффективность работы системы, собранной по однотрубной схеме.
  • Расширительный бачок и каждый отопительный прибор должен оснащаться устройством для спуска воздуха. Особенно это касается систем закрытого типа, которые изолированы от атмосферного воздуха. Однако существует еще одна особенность таких систем: при неполном стравливании воздуха с одного из радиаторов расширительный бак можно исключить из системы.
  • Установка на отопительные приборы дросселей и терморегуляторов помогает равномерно распределить тепло между радиаторами, расположенными в непосредственной близости к котлу и самыми дальними приборами отопления.

Данная система имеет и другие названия: термосифонная, гравитационная, самотечная.

В нее включены несколько составляющих:

  • Теплогенератор (котел, печь или камин с водяной рубашкой).
  • Замкнутый контур – трубы, радиаторы, заполненные жидким теплоносителем (вода, масло, антифриз).
  • Расширительный бак.
  • Запорная и регулирующая арматура.
  • Контрольно-измерительные приборы.

Нагретый теплоноситель от печи или котла движется по замкнутому контуру, нагревая радиаторы. А те, в свою очередь, передают энергию окружающему воздуху в помещении. Основная особенность данной системы как раз кроется в особом способе, который обеспечивает движение теплоносителя.

Жителям жилых домов заметно легче, поскольку в квартирах налажено центральное отопление. Владельцам же объектов частной недвижимости приходится налаживать водяное отопление с естественной циркуляцией для своего жилища самостоятельно. Но как работает рассматриваемая система? Об этом рассказано далее.

В этом случае подводящая и отводящая магистраль подключается к специальному коллектору. По сути, это распределительная гребенка, у которой каждый отвод оснащен дросселем. При этом к каждой батареи подводится две трубы.

Если судить с точки зрения регулирования температурного режима, то такая система отопления с естественной циркуляцией наиболее удобная. В то же время монтажные работы здесь более сложные, так как используется слишком большое количество труб. Поэтому чтобы не портить внешний вид помещения они убираются в пол или прячутся за фальшстенами. А это уже приводит к значительному увеличению стоимости работ.

Поскольку работа СО с ЕЦ основывается на естественных физических законах (нагретая среда создает восходящий поток), батареи должны располагаться выше уровня котла. Оптимальное месторасположение – подвал либо цокольный этаж. Если ни того ни другого нет, то в полу делается углубление соответствующих размеров для установки теплогенератора.

Причем это актуально не только в отношении частного дома, но и квартир с автономным отоплением. Срезается небольшой участок пола вместе со стяжкой, чтобы можно было поставить котел отопления с естественной циркуляцией непосредственно на плиту перекрытия.

Для лучшей естественной циркуляции теплоносителя необходим разгонный коллектор или вертикальный участок трубы, который берет свое начала от котла и поднимается до самого потолка. Впоследствии в помещениях делается спуск от основной магистрали к батареям отопления.

Минимальная высота разгонного коллектора должна составлять не менее 1 500 мм, при этом стоит учитывать, что между верхней магистралью и потолком должно оставаться свободное пространство для размещения расширительного бака. А как мы знаем, это обязательный элемент всей системы отопления. Если в доме низкие потолки, то бак как раз убирается на чердак, а это помещения необходимо утеплить. Можно сделать систему отопления закрытого типа с использованием мембранной расширительной емкости, которую можно ставить в любом удобном месте.

Стоит отметить, что закрытая система отопления с естественной циркуляцией обладает своими плюсами:

  • Тепловые потери в значительной степени снижаются через расширительный бак.
  • Закрытая система не требует регулярного развоздушивания.
  • Объем расширительной емкости также снижается, то же самое касается и тепловой инерции системы.

Как можно понять, присутствие второго этажа в доме заметно повышает эффективность разгонного коллектора.

По этой причине организовать в двухэтажном особняке естественную циркуляцию теплоносителя гораздо легче, чем в одноэтажном доме.

Самотечная система отопления частного дома состоит из таких элементов:

  • котел. Именно он осуществляет нагрев теплоносителя. Существует большое количество видов котлов, которые работают на различного типа топливе.
  • трубопровод. Он может быть как одинарным, так и двойным (для обратного тока).
  • отопительные элементы – радиаторы.
  • расширительный бак.

Он должен составлять минимум 0,005 м на метр погонный трубы и быть направленным в сторону нагревающего бака. То есть, если радиатор и котел расположены на одном этаже, то уровень входа трубы в радиатор должен быть несколько выше. Необходимость наличия уклона объясняется несколькими факторами:

  • по трубе, которая имеет уклон, холодная вода значительно быстрее движется к нагревательному баку.
  • наличие уклона крайне важно для того чтобы пузырьки воздуха, появившиеся в процессе нагревания теплоносителя, эффективнее поднимались в специальный расширительный бак, а оттуда – удалялись в атмосферу.

Необходимый уклон гравитационной системы отопления

Наличие расширительного бака в такой системе, как гравитационная система отопления из полипропилена, благотворно влияет на создание дополнительного давления в системе, что делает скорость передвижения теплоносителя несколько выше.

Помимо этого, на скорость перемещения теплоносителя влияет также и уровень расположения отопительных элементов (радиаторов) относительно нагревательного котла. Однако гравитационное давление, возникающее во время перемещения теплоносителя, в некоторой степени расходуется в момент, когда жидкость преодолевает сопротивление трубопровода.

Дополнительными препятствиями, на которые также расходуется значительное количество гравитационного давления, являются дополнительные радиаторы, разветвления, повороты, присутствующие в системе. Для более эффективного обогрева (и достижения максимальной скорости перемещения теплоносителя) следует проектировать отопление с естественной циркуляцией так, чтобы подобных препятствий было меньше. В случае если подобная «сложность» системы вызвана необходимостью, решением возникшей сложности является использование труб большего диаметра.

схема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Монтаж отопления

Системы водяного отопления

Водяное отопление – это способ отопления помещений с помощью жидкого теплоносителя (воды, или антифриза на водяной основе). Передача теплоты в помещения производится с помощью отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров труб и т.д.).

В отличие от парового отопления, вода находится в жидком состоянии, а значит — имеет более низкую температуру. Благодаря этому водяное отопление более безопасно. Радиаторы для водяного отопления имеют большие габариты, чем для парового. Кроме того, при передаче теплоты с помощью воды на большое расстояние температура сильно падает.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Как перенести розетку своими руками в другое место

В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды просты и относительно надёжны, но имеют невысокую эффективность (это зависит от правильного проектирования системы).

Недостатком водяного отопления также являются воздушные пробки, которые могут образовываться после спуска воды при ремонте отопления и после сильных похолоданий, когда температуру в котельных повышают и часть растворенного в ней воздуха выделяется из нее. Для борьбы с ними устанавливаются специальные спусковые клапаны. Перед началом отопительного сезона с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.

Системы отопления различают по многим признакам, например: — по способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной разводкой; — по конструкции стояков — однотрубные и двухтрубные;

— по ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные; — по гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым гидравлическим режимом; — по сообщению с атмосферой — открытые и закрытые.

В системе отопления с принудительной (насосной) циркуляцией используют те же схемы подключения, что и в системе отопления с естественной циркуляцией, но из-за отсутствия возможности соблюдения всех уклонов или слишком большой длины магистрали подключают циркуляционный насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию теплоносителя в замкнутой системе отопления (рис. 13-9-15).

Рис. 13. Схема открытой двухтрубной водяной системы отопления с верхней разводкой с принудительной циркуляцией: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — подающая магистраль; 4 — подающий стояк; 5 — радиатор; 6 — обратный стояк; 7 — обратная магистраль; 8 — циркуляционный насос; 9 — кран двойной регулировки; 10 — труба расширительная; 11 — расширительный бачок; 12 — труба переливная; 13 — воздухосборник

Рис. 14. Схема закрытой водяной системы отопления с принудительной циркуляцией:Насос подключают к обратной магистрали, что способствует более длительной эксплуатации системы отопления в целом.

В системе отопления, показанной на рис. 15, все радиаторы на каждом этаже соединены в общую линию. Ее достоинства — простота монтажа, меньший расход труб и отсутствие стояков у каждого радиатора, а недостаток — образование воздушных пробок из-за наличия параллельных трубопроводов (его устраняют установкой клапанов для спуска воздуха).

Рис. 15. Схема однотрубной системы отопления с горизонтальной проточной системой: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный бак; 4 — расширительная труба; 5 — циркуляционный насос

Применение циркуляционного насоса позволяет использовать магистрали большей протяженностью, что очень важно при отоплении многоэтажных домов. Единственный минус использования циркуляционного насоса — необходима бесперебойная подача электроэнергии.

Поддержание заданной температуры в помещении, отапливаемом системой водяного отопления, возможно несколькими способами: изменением температуры, расхода теплоносителя через радиатор, и тем и другим одновременно. Температура теплоносителя, поступающего на радиаторы, обычно регулируется централизовано в тепловом пункте.

Индивидуальная регулировка возможна как при двухтрубной, так и при однотрубной системе, в последнем случае перед краном или термостатом обязательно должен быть установлен байпас.

Схемы отопительных систем

Хотя и схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией достаточно эффективна, но у нее есть и минусы. В отличие от систем с принудительным движением воды, в которых основную работу выполняет дополнительное оборудование, схема отопления частного дома с естественной циркуляцией более простая и доступная. В ее основе лежит способность воды расширяться при нагревании.

Функционирует такая отопительная система по следующему принципу:

  • В котле нагревается определенное количество воды. Согласно законам физики более теплая вода поднимается вверх и самотеком движется по системе, отдавая тепло батареям и радиаторам.
  • В процессе подъема к верхнему уровню системы теплоноситель остывает и в таком состоянии вновь поступает в котел. Система отопления частного дома с естественной циркуляцией не исключает врезку специального устройства, которое способствует быстрому перемещению воды и более равномерному прогреву всех батарей и радиаторов. При аварийном отключении электричества система может работать в естественном режиме.

Как мы знаем еще со школьной скамьи, если среду подвергнуть нагреванию, ее объем увеличится согласно известным законам физики. Причем со стороны более холодного участка на нее начинает действовать сила Архимеда, заставляющая ее подниматься.

У данного явления тоже есть свое название – конвекция. Именно оно и выступает в качестве «силового агрегата» теплоносителя, где фигурирует понятие «естественная циркуляция». А так как конвекция тесно связана с гравитацией, то система еще зовется гравитационной.

Мощность конвекционного потока во многом зависит от разницы температур между теплоносителем, нагретым в котле или печи и на участке поступающей среди (обратка). Как можно понять, перекачивание рабочей среды производится без использования насоса. А это подразумевает, что система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией не нуждается в электроэнергии, то есть она энергонезависима. И раз нет электрического прибора, то экономия очевидна.

Иными словами при нагревании вода (обычно в качестве теплоносителя используется именно она) теряет свою плотность и поднимается по центральному стояку, толкаемая холодным потоком, который возвращается в котел. После этого горячая вода направляется к радиаторам через подающие трубопроводы. Отдавая тепло, она охлаждается и самотеком направляется обратно в теплогенератор (обратка) и цикл повторяется бесчисленное количество раз.

К тому же раз нет насоса, то и избыточного давления не будет возникать. Поэтому в качестве расширительного бака достаточно открытой емкости. Ее наличие обусловлено тем, чтобы в системе отопления поддерживалось постоянное давление.

Главная задача водяной отопительной системы – это заставить теплоноситель циркулировать по трубам. Чтобы дом прогревался, горячая вода из котла должна поступать в трубы и радиаторы. Система отопления с естественной циркуляцией работает по принципу гравитации. Жидкость перемещается по трубам гравитационным способом без использования насоса. Плотность и вес жидкости становится меньше при нагревании, а после остывания приходит в первичное состояние.

В таком устройстве давление фактически отсутствует. По расчетам, можно увидеть, что при напоре 10-метрового водяного столба приходится давление в 1 атмосферу. Получается, что в устройстве отопления одноэтажного дома давление составит от 0,5 до 0,7 атм., а в двухэтажном доме – не более 1 атм.

Как устроена система отопления с естественной циркуляцией

Как и любое устройство, водяное отопление с естественной циркуляцией имеет свои преимущества, но также и недостатки. Чем хороша система?

  1. Разновидности системы отопленияПростая установка и обслуживание, легкий запуск системы. Весь монтаж можно сделать самостоятельно.
  2. Не нужно покупать дорогое оснащение.
  3. Система работает стабильно. Теплоноситель дает наибольшую тепловую отдачу и сохраняет нужную температуру в помещении.
  4. Нет зависимости от электричества. Устройство продолжит работать, если электричество отключат.
  5. Если дом утеплен хорошо, то с такой системой можно хорошо сэкономить.
  6. Отсутствие насоса, который создает много шума.
  7. Если вовремя проводить техническое обслуживание, то отопительное устройство может проработать свыше 35 лет.

Минусы системы:

  • Устройство отопления частного домаНесмотря на то что отопительная система требует мало материалов, расходы станут намного больше при уменьшении местного сопротивления трубопровода. Потому что, придется устанавливать трубы большего размера.
  • Дом прогревается намного медленнее.
  • Если трубы проходят через не отапливаемые помещения, то эти участки следует утеплить. Иначе есть риск, что жидкость замерзнет.
  • Такая система отопления подходит только для частных домов с площадью не более 100 кв. м., так как она действует в радиусе до 30 метров. Это происходит из-за того, что система имеет маленький циркулярный напор.
  • Главное условие – чердак в доме. Именно туда устанавливают расширительный бак.

Монтаж отопления

Схема системы отопления зависит от нескольких критериев:

  • метода соединения батарей с подающими стояками. Бывают однотрубная и двухтрубная системы;
  • места прокладки линии, которая подаёт горячую воду. Выбирать необходимо между верхней и нижней разводкой;
  • схемы прокладывания линии: система тупиковая или попутное передвижение воды в трассах;
  • стояки могут располагаться горизонтально или вертикально.

В чём отличие принудительной и естественной циркуляции?

Принудительное передвижение теплоносителя подразумевает циркуляцию жидкости по магистрали благодаря рабочему усилию насоса. Естественная система не нуждается в использовании, какого-либо оборудования, тут теплоноситель движется за счёт разницы веса горячей и уже охлаждённой жидкости.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией может иметь только один вариант разводки – верхний. Обратного стояка в ней нет, потому охлаждённая в радиаторах жидкость возвращается в подающую линию. Движение теплоносителя обеспечивает разность температур воды в нижних и верхних батареях.

Для обеспечения одинаковой температуры в комнатах на разных этажах, поверхность приборов для нагрева на нижнем этаже должна быть немного больше, чем на верхних этажах. В нижние радиаторы поступает горячая и охлаждённая в верхних нагревательных приборах жидкость.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Лестницы на второй этаж на металлическом каркасе

В системе однотрубной может быть две версии движения жидкости: в первом случае часть идёт в батарею, другая часть – дальше по стояку к нижним радиаторам.

Во втором случае весь теплоноситель проходит через каждый прибор начиная с верхних. Особенность такой разводки заключается в том, что батареи на нижних этажах получают только охлаждённый теплоноситель.

И если в первом варианте регулировать температуру в комнатах можно при помощи кранов, то во втором их использовать нельзя, поскольку это приведёт к снижению подачи теплоносителя ко всем последующим батареям. К тому же полное перекрытие крана приведёт к остановке циркуляции жидкости в системе.

При установке однотрубной системы лучше выбрать разводку, которая даёт возможность регулировать подачу воды к каждой батарее. Это позволит настраивать температуру в отдельных комнатах и сделает систему отопления более гибкой, а, значит, и эффективной.

Поскольку однотрубная система может быть только верхней, её установка возможна только в сооружениях с чердаком. Как раз там должен располагаться подающий трубопровод. Основной недостаток состоит в том, что отопление, возможно, запустить сразу только по всему дому. Главные преимущества системы заключаются в простоте монтажа и меньшей стоимости.

Рис. 16. Некоторые схемы подключения отопительных приборов

Рис. 17. Разводка для радиаторов системы отопления

Рис. 18. Схема обвязки чугунного радиатора

Рис. 19. Схема установки чугунных радиаторов

Принцип работы самотечной системы отопления базируется на теплофизических свойствах воды. При нагреве жидкость приобретает меньшую плотность и соответственно – массу. Горячий теплоноситель, нагретый в котле, поднимается по вертикальному трубопроводу, часто называемому разгонным коллектором.

Освободившееся пространство естественным образом занимает более холодный теплоноситель, имеющий более высокую плотность и массу, сосредоточенный в нижней части системы. За счет образования разницы плотностей холодного и горячего теплоносителя возникает постоянный цикл движения воды в системе отопления.

Гравитационная составляющая циркуляции улучшается сооружением трубопроводов системы с нормативным уклоном, который составляет не менее 2 мм на 1 погонный метр длины. Уклон ориентирован в сторону движения теплоносителя.

Вода в процессе работы системы имеет малую скорость движения, на качество циркуляции отрицательно влияют любые гидравлические сопротивления. Схема работает без наличия насосного оборудования и потребления электрической энергии.

Факторы, определяющие скорость циркуляции

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.

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией

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.

Скорость движения теплоносителя по системе отопления зависит не только от напора, на это оказывают влияние следующие факторы:

  • Диаметральное сечение труб системы отопления. По тонкой трубе теплоноситель движется с большим сопротивлением, поэтому следует собирать систему из труб с завышенным диаметром.
  • Материал, из которого изготовлены трубы системы отопления. Гладкая внутренняя поверхность полипропиленовых труб оказывает меньшее сопротивление движению теплоносителя, чем внутренние стенки стальной трубы, особенно имеющие признаки коррозии или известковые отложения.
  • Количество поворотов и их радиус. Схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя должна характеризоваться меньшим количеством поворотов.
  • Наличие и количество запорной арматуры. Различные краны, шайбы и переходники служат препятствием на пути свободно двигающейся воды.

Разновидности контуров отопления

Система водяного отопления с естественной циркуляцией может быть выполнена по одной из нескольких схем:

  • однотрубная;
  • двухтрубная;
  • лучевая.

При этом общие параметры вроде длины контура, количества батарей и ряд прочих особой роли не играют. Тем не менее, конкретных схем может быть гораздо больше. Однако ниже мы рассмотрим только самые простые из них.

По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.

Однотрубная схема самотечной системы отопления

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.

Схема отопительной системы в доме

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

Варианты теплоносителя

В качестве теплоносителя можно использовать воду или антифриз. Так как антифриз имеет большую плотность и маленькую теплоотдачу, на его нагрев будет уходить много топлива. Поэтому для системы с естественной циркуляцией выгоднее использовать воду. К тому же при нагреве антифриз сильнее расширяется, поэтому выбрав такой теплоноситель мембранный бак должен быть большего объема.

Теплоноситель может циркулировать от котла к отопительному прибору двумя способами. Через нижний или верхний розлив.

  • Как управлять системой отопленияНижний розлив. Этот способ розлива используют только для однотрубных систем. Трубопровод прокладывают на уровне пола, при этом вертикальные трубы можно не устанавливать. Без циркулярного насоса нижний розлив является малоэффективным.
  • Верхний розлив. Используют как для однотрубной, так и для двухтрубной системы. Благодаря тому, что распределительную трубу устанавливают под потолком, горячий теплоноситель активно подается к каждому радиатору. Далее, остывая, вода уходит в обратную трубу, вмонтированную вдоль пола.

Как правило, в качестве теплоносителя принято использовать воду либо антифриз. Но поскольку последний обладает большей плотностью и низкой теплоотдачей, то на его нагрев будет уходить гораздо больше времени, следовательно, и топлива. В связи с этим в разы выгоднее использовать именно воду.

Помимо этого, при нагреве антифриза, он расширяется намного сильнее. В результате при выборе этого теплоносителя расширительный бак должен быть еще больше, чем с водой.

Схемы, используемые для разводки труб

Система отопления с естественной циркуляцией — водяные схемы

Эта схема устроена немного сложнее, но и имеет свои плюсы. Здесь горячий теплоноситель разносится по батареям по одному трубопроводу, а в остывшем состоянии возвращается к котлу по другой магистрали. В результате повышается эффективность теплопередачи от батарей, соединенных с одной горизонтальной ветвью. Как правило, подающая магистраль тянется вдоль потолка или располагается на чердаке. Что касается обратки, то она находится над полом.

Несмотря на очевидное преимущество одинарной магистрали (минимум материалов, следовательно, минимум затрат), двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома (или одноэтажного) все же будет оптимальным решением. Причем разделенная на две ветви с идентичным количеством радиаторов.

При этом каждая батарея получает теплоноситель с одинаковой температурой, что уже плюс, причем очень важный! Помимо этого, есть возможность для автоматического ее регулирования, поскольку приборы не зависят друг от друга. Исходя из упомянутого преимущества однотрубной схемы, вытекает недостаток двухтрубной системы – повышенный расход материалов. В особенности это касается двухэтажных домов.

Рис. 6. Схема двухтрубной водяной системы отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя

Отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывается снизу рядом с обратным (рис. 6) и вода по подающим стоякам движется снизу-вверх. Пройдя через отопительные приборы, вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратную магистраль и из нее в котел. Удаление воздуха из системы осуществляется через воздушные спускники (краны Маевского), устанавливаемые на всех отопительных приборах, или с помощью автоматических воздухоотводчиков, устанавливаемых на стояках или специальных воздушных линиях.

Рис. 7. Примеры схем двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией воды и нижней разводкой подающего трубопровода

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Схема подключения электросчетчика - пошаговая инструкция

Системы с нижней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя применяются крайне редко потому, что имеют большое количество конечных радиаторов, требующих установки воздушных спускников. А так как в этих системах имеются расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой и вовлекающие воздух в циркуляционное кольцо, то процедура стравливания воздуха из радиаторов становится почти еженедельной.

Рис. 8. Схема двухтрубной системы отопления нижней разводкой, отводящей воздушной линией и естественной циркуляцией

Рис. 9. Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой, отводящей воздушной линией и естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — воздушная линия; 3 – нижняя разводка; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратная магистраль; 7 — расширительный бак

Такие системы применяются еще реже, поскольку они напоминают системы с верхней разводкой и требует почти такого же количества труб. В общем, теряется преимущество их применения: трубные стояки пронизывают комнаты от пола до потолка, а весь смысл нижней разводки системы отопления в том и состоял, что при нем в комнатах (хотя бы на верхнем этаже) исчезали стояки.

Система отопления с естественной циркуляцией может собираться по разным схемам. Для самостоятельного монтажа лучше использовать самые простые варианты двухтрубной и однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией.

Схема отопления такого типа предполагает наличие следующих элементов в системе:

  • Отопительный котел, в котором происходит непосредственное нагревание теплоносителя.
  • Расширительный бак, который компенсирует изменения объема теплоносителя и служит своеобразным накопителем для вытесненного воздуха.
  • Приборы отопления, к которым относятся конвектора и радиаторы.

Монтаж двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией предполагает применение перечисленных выше условий:

  • Установка котла на более низком уровне относительно приборов отопления.
  • Соблюдение определенной степени уклона системы отопления с естественной циркуляцией для свободного течения теплоносителя. Чаще всего это значение составляет 5-7 градусов.
  • Основной трубопровод, к которому подключаются несколько радиаторов, монтируется из полимерной или металлопластиковой трубы диаметром не меньше 32 миллиметра. Для изготовления подводов к приборам отопления следует использовать трубы ДУ20. При этом следует знать, что ДУ  примерно равна внутреннему сечению трубы, а не внешнему. К примеру, полипропиленовая труба, внешний диаметр которой равен 32 мм, соответствует ДУ20.

При правильном подборе диаметра труб система отопления с естественной циркуляцией двухтрубного типа не нуждается в балансировке. При этом использование дросселей на отводах к приборам отопления даст положительный эффект.

Однако стоит учесть, что двухтрубная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией, установленная по всему периметру дома, требует достаточно больших финансовых вложений. Это объясняется высокой ценой на пропиленовые армированные трубы, а также долгим и трудоемким монтажом. Поэтому в большинстве случаев владельцы частных строений применяют однотрубную разводку.

Преимущества системы отопления с ЕЦ

Ключевыми достоинствами отопления дома с естественной циркуляцией являются:

  • Невысокая стоимость в силу отсутствия дорогостоящего циркуляционного насоса.
  • Отсутствие шума. Даже самые современные насосы производят тихий гул – днем его не слышно на фоне окружающего шума, но вот в ночное время гудение можно расслышать, что вызывает дискомфорт.
  • Неисправности насоса приводят к дополнительным расходам.
  • Количество поломок минимальное – здесь ломаться практически нечему, за исключением котла. Протечки возникают довольно редко и их можно легко устранить самостоятельно.

Но основное преимущество системы отопления с ЕЦ как раз заключается в ее энергонезависимости. В тех районах, где случаются постоянные перебои электроснабжением, это оптимальный вариант.

Явные минусы

Да, и такая, казалось бы, совершенная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией, работающая по всем законам физики, обладает рядом недостатков.

система отопления частного дома с естественной циркуляцией

К явным минусам можно отнести:

  • Малый радиус действия теплоносителя.
  • Невозможность регулировать температурный режим в каждом помещении по отдельности.
  • Вода циркулирует по контуру под небольшим давлением, что обуславливает заметное понижение температуры – чем дальше радиатор от котла, тем она ниже.
  • Длительный промежуток для выхода системы в полный режим работы.
  • Так как расширительный бак находится в холодном чердачном помещении (которое часто не отапливается), то есть вероятность замерзания теплоносителя.

Несмотря на все эти отрицательные стороны, отопление с ЕЦ по-прежнему остается актуальной. Возможно, это связано с тем, что для многих людей имеющиеся преимущества перевешивают все приведенные выше недостатки.

Однотрубная магистраль

Это самая простая схема, где используется одна труба для подачи воды в радиаторы. Однако в некоторых случаях можно обойтись и без них, так как тепло обеспечивается за счет площади самих трубопроводов.

Если схема все же подразумевает наличие радиаторов, то необходимо провести правильные расчеты количества батарей (секций). Оптимальное количество – не более 5. Ведь по мере того как вода проходит каждую точку, она остывает. Помимо этого, в системе отопления в частном доме с естественной циркуляцией следует использовать как можно меньше запорной арматуры. При этом саму длину контура не нужно сильно уменьшать.

Идеальный вариант в данном случае – диагональное расположение. Иными словами, теплоноситель будет поступать в радиаторы сверху, перенаправляясь к каждой точке. После последней батареи остывшая вода будет возвращена обратно в котел по отводящей трубе именуемой обраткой. При этом весь трубопровод один и тот же, в чем собственно и заключается вся суть однотрубной магистрали.

Особенности монтажа однотрубной системы

Рассчитать требуемую мощность котла для системы водяного отопления с естественной циркуляцией можно следующими способами:

  • По площади отапливаемого помещения. Санитарные Нормы и Правила рекомендуют использовать 1 кВт мощности котла для обогрева площади в 10 м2. В этом случае следует применять коэффициент, который в южных регионах равен 0,7-0,9, в северных районах – 1,5-2, а в средней части – 1,2-1,3. Применение этого способа позволяет не принимать во внимание высоту потолков в помещении, потери тепла через дверные и оконные проемы, а также расположение комнаты относительно внешних стен.
  • По объему воздуха в помещении. Этот способ позволяет получить более точные результаты расчетов. Исходным значением является 40 Вт мощности на 1 м3 объема воздуха в комнате, также применяются приведенные выше коэффициенты. На каждый оконный проем добавляется по 100 Вт, на дверной проем – по 200 Вт. Если комната расположена у внешней стены, то следует применить коэффициент 1,1-1,3. В этом случае следует учитывать материал и толщину стен. Для схемы отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией применяют коэффициент 1,5.

Если возникло желание или необходимость в организации системы отопления с ЕЦ, то следует принять к сведению ряд правил:

  • Горизонтальные ветви трубопроводов контура в обязательном порядке должны быть под уклоном в направлении движения теплоносителя. До 10 мм на протяженной магистрали и до 50 мм на коротких участках на каждый метр.
  • В ходе создания системы отопления с естественной циркуляцией своими руками, следует всеми возможными способами стараться понизить гидравлическое сопротивление контура. Этим правилом нужно руководствоваться при выборе батарей – чугунные радиаторы являются оптимальным выбором в силу небольшого просвета.
  • Полимерные трубы обладает самой минимальной степенью гидравлического сопротивления. К тому же они не зарастают накипью. Но металлопластиковые варианты лучше не использовать, так как за счет фитингов заметно уменьшается проходное сечение. Оптимальный выбор – полипропиленовые трубы, у них рабочая температура составляет 70°. Варианты из сшитого полиэтилена еще предпочтительнее – их температурный порог 95 °С.
  • Если в отопительном контуре есть разветвления, то после каждого из них диаметр трубы подбирается на размер меньше. Для обратки все наоборот – размер увеличивается.

Так как концепция системы отопления с естественной циркуляцией подразумевает отсутствие использования электроэнергии, то и котел тоже должен быть энергонезависим. И такие модели изготавливаются многими производителями.

закрытая система отопления с естественной циркуляцией схема

Среди зарубежных компаний можно отметить Bertta, Stropuva, Buderus. Но и российские компании могут предложить неплохие варианты – «Энергия», «Огонек», «Конорд».

Заключение

Как можно заметить, система отопления с ЕЦ теплоносителя имеет свои достоинства и недостатки. Кому-то такой вариант придется по душе, и они захотят внедрить именно ее. Другие же видят в ней только минусы. В любом случае, такая схема отопления с естественной циркуляцией устраивает многих домовладельцев.

При этом большинство из них для повышения эффективности системы отопления ставят на трубопроводе-обратке циркуляционный насос. Только располагается он на байпасе. Такая мера позволяет перевести контур на самотек, открыв специальный кран, когда отключают электроэнергию.

Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector