Основные характеристики и принцип работы
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.
Виды систем отопления домов
Отопление с естественной циркуляцией имеет несколько разновидностей. Оно может быть:
- двухтрубным с верхней разводкой;
- двухтрубным с нижней разводкой;
- однотрубным с верхней разводкой.
В системах с естественным перетеканием теплоносителя в малоэтажных строениях величина циркуляционного давления сравнительно небольшая.
Поэтому в них не стоит допускать очень больших скоростей перетекания воды по трубам. Для таких систем рекомендуется устанавливать трубы большого диаметра.
При значительной длине трубопровода внутреннее сопротивление в нем возрастает, а из-за увеличения диаметра, оно уменьшается. Довольно часто можно наблюдать, что диаметр трубы на дальнем стояке от котла существенно больше, чем самый ближний.
Рассчитывая диаметры и расстояния до труб, можно уравнивать параметры сопротивления, а также количество воды, перемещаемой по системе.
Двухтрубные системы отопления
В двухтрубных системах отопления все нагревательные приборы, которые размещены с отопительным котлом на одном уровне или же ниже его, не будут нагреваться вообще.
Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией. Нажмите для увеличения.
Практика показывает, что для этих систем наименьшее расстояние между центров нагревательных элементов, располагающихся на первых этажах и центром отопительного котла должно быть не меньшим, чем 3 метра.
Для такой двухтрубной системы монтажа котельная должна размещаться в подвальном помещении.
Однотрубное отопление с естественной циркуляцией воды
Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. Нажмите для увеличения.
Ведь гидростатический напор, который заставляет перетекать воду по системе, может образовываться из-за охлаждения воды в трубах, подводящих подогретую воду в батареи радиаторов или же отводящих охлажденную воду от самих батарей прямо к отопительному котлу.
Такое остывание трубопроводов приносит двойную пользу:
- Во-первых — оно прекрасно способствует созданию повышенного гидростатического напора.
- Во-вторых — создает дополнительный обогрев помещений.
Из-за этого эффекта в однотрубных схемах трубопровод прокладывается открыто и его ничем не изолируют. А самый главный трубопровод — стояк для подачи горячей воды – старательно теплоизолируется.
Остывание воды в этом стояке может привести к снижению температуры, увеличению плотности самого теплоносителя, что приведет к падению гидростатического напора во всей системе. Именно так и происходит саморегулирование системы.
Естественное отопление дома, благодаря одновременному изменению количества воды и ее температуры, будет обеспечивать необходимую теплоотдачу во всех приборах отопления, что будет способствовать поддержке ровного микроклимата, обеспечивающего комфортную температуру.
Лучевая отопительная система оптимальное решение
Схема лучевой системы отопления.
Тот, кто владеет собственным домом, естественно, хочет своими руками организовать оптимальную систему хорошего отопления. Он должен твердо знать: идеальной системы отопления еще не придумали, оттого надо выбирать то, что является наиболее практичным и получившим позитивные одобрения. Системе отопления, прозванной лучевой, можно отдать свое предпочтение. Ее романтично-геометрическое название вполне объяснимо: ко всякому радиатору проникает свой луч в качестве трубопровода.
Если владельцу принадлежит уютный, не очень массивный дом, состоящий из двух этажей, то схема построения системы отопления с помощью коллекторов предполагает присутствие на всяком этаже своего коллектора. Их объединяют параллельным способом, потом ставят котел, затем расширительный бак. Данная система отопления иногда называется двухтрубной. И это правильно. Пара трубопроводов пролегает через все помещения, которые надо обогреть. Одна линия труб создается для прямого перемещения жидкости — теплоносителя, другая отвечает за дорогу обратно.
Главные минусы
У данного типа отопления есть и существенные минусы:
- Существует большой перепад температур между точками.
- Все трубы открыты в комнатах, что выглядит неэстетично.
- Контур должен время от времени пополняться в течение времени работы.
- Трубы сечением до 50 мм стоят недешево (обычно в целях экономии ставят ПВХ или сталь). Используются радиаторы, у которых коэффициент сопротивления имеет минимальное значение (чугун, биметалл, сплавы алюминия).
- Невозможность покомнатного регулирования температуры, что сильно влияет на затраты на отопление.
- Небалансируемая система. Невозможно сделать так, чтобы все радиаторы грели примерно одинаково
Теплоснабжения за счет естественного оборота теплоносителя может, подойди для объектов, которые имеют 65 кв. метров, при этом длина труб не должна превышать 32 метров
Важно также учитывать: сколько этажей имеет объект, от этого зависит схема устройства разгонного блока. В регионах, где бывают суровые зимы, такая схема отопления объекта не подходит, будет отсутствовать необходимое рабочее давление в контуре
Читайте так же:
Первый запуск.
- Заполнить систему и определить давление теплоносителя по манометру. Если на котле манометр отсутствует, то для закрытой системы манометр устанавливается отдельно. Давление в холодной системе должно быть не более 1,2 Бар.
- Проверить все узлы на герметичность. В случае протечек, система не будет нормально работать, давление будет падать, появиться шум в котле и трубах.
- Котел должен быть правильно подсоединен к дымоходу.
- Подсоединение газа — для определения утечек и для собственного спокойствия можно еще раз проверить геремтичность, обмазав узлы вне котла мыльной пеной.
- Включать котел следует на низкую мощность. Только когда обратка и отопительные приборы нагреются, мощность можно прибавить.
- При первом запуске и прибавлении мощности, следует следить за манометром. При максимальной мощности давление в системе не должно превышать 3 Бар, иначе сработает байпас (автоматически произойдет сброс воды через специальный клапан). Если давление увеличивается, то следует проверить давление мембранного расширительного бака.
При низком давлении в мембранном баке, давление системы отопления растет и периодически срабатывает байпас. В таких случаях, рекомендуется через нипель наполнить бак воздухом. Для этого подойдет обычный электронасос с манометром для накачки автомобильных шин. Накачивать мембранный бак следует до отметки 2.4 – 2.5 Бар.
Радиаторы отопления ЕЦ
Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические, но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.
Системы с естественной циркуляцией (кликните по картинке для увеличения масштаба)
Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.
Схемы подключения радиаторов
На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подключения радиаторов. Первое – нерегулируемое последовательное подключение. При таком способе будут проявляться все недостатки «ленинградки»: разная теплоотдача радиаторов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше дело обстоит, если поставить обычную перемычку из трубы. При такой схеме возможность регулирования также отсутствует, но при завоздушивании радиатора система функционирует, так как теплоноситель проходит через байпас (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы получаем возможность при перекрытом потоке снять/отключить радиатор без останова системы.
Особенности подключения радиаторов в однотрубных системах
Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).
Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.
Как появляется циркуляционный напор?
Графическая схема возникновения циркуляционного напора. Нажмите для увеличения.
- разной плотности охлажденной и горячей воды;
- разности отметок средины котла и средины нижнего отопительного прибора – чем выше эта разница высот, тем лучше будет перетекать теплоноситель по системе.
Отопление с естественной циркуляцией характеризуется скачкообразным изменением температуры в радиаторах и котле. Она изменяется вдоль центральной оси этих приборов.
В верхней части котла или радиатора находится горячая вода, а в нижней части – более холодная.
Нагретая вода имеет плотность и вес несколько меньший, чем холодная.
Такая вода, под действием гравитационных сил, вынуждена перемещаться из верхних сосудов в нижние.
Поскольку отопление дома имеет замкнутый контур по все обогревательной системе, то вода в нем не выплескивается, а стремится «успокоиться» и занять определенный уровень, но это ей не удается осуществить, поскольку в котле теплоноситель постоянно подогревается в верхней половине контура, при этом несколько уменьшая его вес относительно охлажденной воды.
Из-за того, что высокий столб утяжеленной воды после прохождения радиаторов все время выталкивает более низкий столб охлажденной воды впереди котла и подталкивает воду, возникает естественное циркулирование.
Другими словами — чем выше размещены центры радиаторов от центра котла отопления, тем большим будет циркуляционный напор.
Высота установки батарей отопления является одним из основных показателей напора воды. Уклон подающего трубопровода в сторону радиаторов, а также обратки в сторону котла будет лишь еще более способствовать этому процессу, одновременно помогая воде преодолевать в трубах местное сопротивление.
Для квартирного отопления, если котел будет установлен непосредственно в помещении на одном уровне с радиаторами, для создания большего циркуляционного напора отопительный агрегат следует устанавливать в «яму» – прямо на плиту перекрытия, предварительно выпилив вокруг него пол. Такую «яму» следует оборудовать асбестовыми плитами и железом.
