Вариантов создать комфортные условия в доме зимой существует достаточное количество, один из них – система отопления с естественной циркуляцией. Этот вариант отличается доступностью организации, простотой монтажа, удобством в дальнейшем использовании. Не предусматривается установка насоса, который осуществляет циркуляцию теплоносителя, гидравлический напор создается самостоятельно. Эффективность подобного решения зависит от множества факторов. Поэтому самостоятельно монтировать систему не рекомендуется при недостаточном опыте.
Выбрать сантехнику и комплектующие Вы можете тут
Выполняем отопление в доме
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.
Основные требования и правила выполнения монтажа отопления без циркуляционного насоса
Схема обвязки системы
Любой рассматриваемый вариант будет иметь один существенный недостаток – отсутствие давление, по этой причине, если при монтаже будут допущены ошибки, это приведет к снижению эффективности конструкции. Важно учесть, что на функционирование повлияет отрицательно наличие большого количество поворотов, уклонов, изменения диаметра трубопровода, неправильно составленная схема. При организации потребуется обратить внимание на:
— вид, диаметр труб;
— выкладка уклонов;
— способ подачи, вид теплоносителя.
Рассмотрим все детально:
Диаметр труб. Потребуется к выбору в данном случае относиться ответственно, если расчет выполнить не верно, то эффективность отопления снизится. Учитываем:
- при проведении расчета к полученному значению добавить 20-25%;
- при выборе можно ориентироваться на таблицы;
- выбор относительно диаметра может изменяться в зависимости от материалов, используемых в производстве трубы, если используются стальные, то внутренний диаметр следует подбирать с показателем не менее 50 мм.
От того насколько правильно подобранны трубы будет зависеть циркуляция воды в системе отопления. Однако всегда нужно учитывать дополнительные моменты, при выполнении трубопровода могут использоваться следующие варианты труб:
https://youtube.com/watch?v=1CKePw8DNqM%3Frel%3D0
- Металлопластиковые. Внутренняя поверхность идеально гладкая, благодаря чему сводится к минимуму вероятность их засорения. Однако следует учесть, что такие трубы не долговечны, что является их существенным недостатком;
- Полипропиленовые. Этот вариант как нельзя лучше подходит для создания контуров. При грамотном монтаже можно рассчитывать на долговечность и надежность отопления в доме. В среднем эти трубы способны служить исправно 25-30 лет;
- Медные. Вариант хороший, но очень дорогой. Среди преимуществ можно выделить долговечность, надежность, повышенная устойчивость к образованию коррозии.
Какой вариант выбрать решать конечно вам, но при этом нужно понимать, что в зависимости от того какие трубы выбраны будет определяться внутренний диаметр, конечно чем он меньше, тем меньшее количество теплоносителя потребуется, за счет чего достигается экономичность отопления.
Следующий важный момент уклон трубопровода. По нормам необходимо на каждый погонный метр материала выполнять наклон в один сантиметр. Именно этот стандарт следует принимать во внимание, выполняя отопление в котором не предусматривается циркуляционный насос. Определить наклон между конечными точками позволит схема, которая обязательно должна составляться на этапе планирования работ.
Уклон трубопроводы относительно котла и радиаторов
2. Скорость циркуляции. Напор определяется индивидуально и существенно на скорость циркуляции влиять не сможет. Этот параметр зависит от иных факторов, а именно:
- Материал изготовления труб. Следует учесть, что стальные трубы создают определенное сопротивление при движении, нежели материал с аналогичным сечением, но выполненный из полипропилена;
- Диаметр трубопровода. Чем больше сечение трубы, тем меньшее сопротивление и наоборот. Поэтому при создании контуров, в которые не планируется устанавливать насос, диаметр намеренно завышают, используют ДУ32-ДУ40;
- Количество поворотов. Чем большее их количество, тем большее будет сопротивление, поэтому рекомендуется использовать минимум поворотов и соединений с изменением диаметров.
Справедливо отметить, что по ряду причин, например, большое количество сложных расчетов отопления с естественной циркуляцией осуществляется редко, преимущественно в объектах жилого направления с небольшой квадратурой.
3. Уклон устройства трубопровода. При проектировании следует учитывать строительные нормы. Где все особенности детально рассмотрены. В требованиях указано, что на движение жидкости по контуру будет влиять не только гидравлическое сопротивление, но и ряд иных факторов, например препятствия в виде поворотов, углов, изменения диаметра на стыках.
https://youtube.com/watch?v=yE1I8fJILIc%3Frel%3D0
Регламентируется уклон нормами СНиП, согласно правилам наклон следует выполнять 1 см на погонный метр. При условии соблюдения требования, гарантируется беспрепятственное движение по контуру теплоносителя. Если будет в расчете допущена ошибка, то это приведет к снижению эффективности ее работы (недостаточный прогрев, завоздушивание, снижение теплоэффективности).
4. Котел отопления. В качестве теплоносителя используется обычная вода. Однако нередко применяется и антифриз, однако учитываем, что он по сравнению с водой имеет меньшую теплоотдачу, большую плотность. В результате для достижения нагрева потребуется больше времени и соответственно энергоресурсов, что снижает экономичность. В пользу антифриза можно привести следующие преимущества:
— хорошая текучесть, благодаря чему улучшается циркуляция;
— при температуре в пределе -10- -15 градусов текучесть будет сохраняться.
Использование антифриза является оправданным, если в зимний период отопление не будет регулярно использоваться. Поэтому выбор следует осуществлять, ориентируясь, как планируется обогревать помещение, а именно регулярно или периодически.
Выполняем монтаж отопления с естественной циркуляцией
Перед покупкой твердотопливного котла нужно хорошо продумать схему всего отопления – оборудование отличается от привычной газовой системы. Обустройство требует учета всех особенностей и нюансов.
Особенности отопления твердотопливным котлом
Монтаж котла на твердом топливе производится в частных домах. Оборудование не требует отдельных разрешений – установка производится собственноручно. Владельцу дома нужно подготовить комнату для топки: отдаленное помещение с хорошей вентиляцией, построенное по всем правилам пожарной безопасности.
Интересно! Согласно СНиП 42-01-2002 котел на твердом топливе, если он мощнее 60 кВт, должен находиться в отдельном обустроенном помещении. При установке системы, вырабатывающей меньше тепла, допускается установка на кухне дома. Единственное – объем помещения не должна быть меньше 15 м3, высота от пола до потолка – 2.5 метра.
Постройка котельной комнаты требует дополнительных вложений, но даже владельцы маломощных котлов решаются ее обустраивать. Виной всему опасность утечки угарного газа и грязь, образующаяся при эксплуатации твердого топлива.
Важно! Если владелец планирует использовать отопительную установку, генерирующую до 150 кВт – допускается установка в любой отдельной комнате (этаж не важен) объемом от 15 м3. Если мощность превышает отметку, то СНиП требует наличие отдельной пристройки или помещения на уровне цоколя. Площадь аналогичная.
Также вводится ряд общих требований, забывать о которых не стоит. Котельная должна:
- Иметь окно с возможность проветривания: площадь остекления рассчитывается как 0,03м2/ 1м3 площади комнаты;
- Обладать системой отвода дыма;
- Иметь вентиляционные ходы, проведенный водопровод и канализацию.
Основные схемы отопления
Выбор чертежа отопления зависит от числа контуров самого оборудования для отопления, геометрии и площади котельной комнаты, наличия дополнительной техники.
Независимо от подобранной схемы подключения, контур обязательно должен быть правильно собран. Диапазон температуры воды на входе и выходе из системы не должен перескакивать за +20 градусов по Цельсия. Иначе наблюдаются неприятные эффекты: образование конденсата, нарастание ржавчины и др.
Открытая система с естественной циркуляцией
Самый безопасный чертеж подключения – даже при резком скачке температуры или давления авария не ожидается.
Отличия от других схем:
- В контуре смонтирован открытый расширительный бачок (остается в наиболее высокой точке трубопровода);
- Нет циркуляционного насоса – вода движется по трубам при помощи природной гравитации (необходимы трубы с увеличенным сечением, прокладка их под небольшим наклоном, чтобы жидкость стекала своим ходом).
- Для функционирования не нужен насос – это обеспечивает независимость от электричества. В условиях дачной среды проблемы с сетью достаточно частые: перебои при обрыве линии, резкие скачки.
- Элементы для обвязки будут стоит дешевле (открытый бак стоит недорого, насос не требуется).
- Установка сложнее с технической стороны – нужен небольшой уклон труб, обвязочные элементы находятся на возвышенности.
- Невозможно обеспечить герметичность – кислород попадает в систему, из-за чего трубы и соединения покрываются ржавчиной.
- Жидкость постепенно испаряется – ее приходится доливать вручную.
- По причине негерметичности происходит завоздушивание контура.
- Даже при достаточном диаметре провода естественная циркуляция медленнее насосной. Придется оснастить систему кранами контроля на всех приборах, максимально исключить запорную арматуру, но и тогда равномерного прогрева труб достичь не удастся.
Совет! Рекомендуется добавлять в бачок минеральное масло – слой в несколько сантиметра. Это поможет ограничить приток кислорода и снизить испарение жидкости из носителя.
Закрытая система с естественной циркуляцией
Насоса в этой системе аналогично нет, но отличается бак – он закрытого типа (мембрана). Система отопления в частном доме по схеме нагрева от твердотопливного котла аналогичная, как и в случае с открытым контуром (нужны трубы с увеличенным сечением, монтированным под углом), но некоторые слабости удалось исправить благодаря емкости:
- Бак не пропускает кислород в системе – отсутствует завоздушивание, медленнее нарастает ржавчина на стенках внутри оборудования;
- Не приходится постоянно доливать жидкость для нагрева.
При установке такой разводки придется учесть:
- Вместительность бачка должна быть не меньше 10% процентов объема теплоносителя;
- На трубе подачи обязательно монтируется предохранительный клапан – когда давление переходит за критическую норму (свыше 3 атмосфер), он сбрасывает излишки носителя;
- В верхней точке системы монтируется воздухоотвод.
Системы с принудительным движением теплоносителя
Такая схема отопления частного дома с твердотопливным котлом предусматривает только закрытый тип.
Преимущества наличия насоса для циркуляции жидкости:
- Теплоноситель двигается с большей скоростью – комнаты прогреваются равномерно;
- Не нужны широкие трубы;
- Трубопровод проще монтировать: не понадобится уклон, высота дисклокации закрытого бака не так важна.
В контуре наблюдается более высокое давление, потому приходится соблюдать больше мер безопасности.
Установка такой схемы предусматривает функцию перехода на естественную циркуляцию, если оборудование прогона будет неисправно или нет подачи электричества: насос подрубается параллельно – на байпасе с отключающими вентилями.
Обычно насос врезается в трубы на участке обратной подачи возле котла – там пониженная температура относительно других ступеней. Это помогает сэкономить ресурсы и обеспечить большую безопасность. При монтаже на подающую трубу, если вода начнет закипать, пары воспрепятствуют циркуляции, что приведет к аварии.
Со стороны обратной магистрали перед оборудованием находится фильтр.
В больших домах с обильно разветвляющимся трубопроводом не хватает одного насоса. Тогда их монтируют два или больше – отдельный для каждого контура. Лучший вариант разводки при таких обстоятельствах – лучевая или контурная.
Тогда теплоноситель подается от котла каждый по отдельной трубе. Тепло расходится равномерно, вода не остывает, перетекая последовательно по системе.
Подключение твердотопливного котла к системе
Независимо от схемы установки твердотопливных котлов, работы производятся по следующему алгоритму:
- Убрать упаковку с оборудования.
- Если в котельной комнате не хватает места, то сборка выполняется на улице. Крепятся все дверцы и ящик зольника, потом дополнительные элементы – по отдельности. Вентилятор и автоматику монтировать не нужно – сначала устанавливается сам котел.
- Перенести оборудование в комнату и поставить на фундамент так, чтобы выходной патрубок был на одной плоскости с дымоходом. В домашних условиях установка требует помощника – вес котла не меньше 50 килограммов.
- Зафиксировать котел по уровню, без перекосов.
- Подключить дымоход, установить вентилятор, блок управления и группу безопасности.
- Начать подключение к отопительному трубопроводу.
Советы и рекомендации по подключению
Между источником тепла и группой безопасности недопустимо наличие запорной арматуры. Это значит, что не только на главной трубе подачи, но и на патрубке, который соединяет ее с остальными, не должно быть ничего.
Другая особенность – закрытые системы с принудительной и естественной циркуляцией требуют монтажа механического регулятора тяги. Это элементарное приспособление, вкручиваемое в верхний патрубок отвода. Цепочкой он соединяется с дверцой поддува. Это устройство контролирует процесс горения. Без него есть риск закипания системы, если жильцы дома на время забудут о котле – огонь не регулируется.
Последнее – циркуляционный насос устанавливается на обратку котла, а не на линию подачи. Об этом сказано много раз в руководствах, но все равно встречаются пользователи, ставящие ЦН на выходе.
Твердотопливные котлы – надежный и дешевый способ обустроить отопление в доме. Они неприхотливы в уходе и просты в обращении.
https://youtube.com/watch?v=dAK3PgxOr-c%3Ffeature%3Doembed
( 4 оценки, среднее 4.25 из 5 )
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.
Отопление с естественной циркуляцией
Вариантов обустройства системы организации отопления, несмотря на ее простоту, существует минимум четыре. Однако выбрать можно не любой способ, он определяется индивидуально исходя из требуемой производительности, а также характеристик объекта.
Определить наиболее выгодный вариант устройства поможет опытный мастер, который проведет не только требуемые гидравлические расчеты, но и правильно рассчитает мощность котла, а также подберет трубы необходимого сечения. Поэтому на решении вопроса экономить не следует, правильным будет доверить все расчеты и работы профессионалам. Рассмотрим возможные варианты, позволяющие выполнить отопление с естественной циркуляцией:
Схема с естественной циркуляцией
- В момент нагрева теплоносителя происходит его расширение, образуется движение по контуру.
- Жидкость под воздействием сил давления направляется в бак. Его конструкция предусматривает наличие специальной мембраны, которая заполнена воздухом (чаще – азотом). Вторая часть бака пустая, сюда поступает жидкость.
- При нагреве образуется давление, достаточное для сжатия азота, при остывании процесс происходит обратный.
Стоит отметить, система отопления с естественной циркуляцией имеет недостатки, где основным является зависимость к объему установленного бака. Чем больше площадь, которую требуется отапливать, тем большего объема потребуется устанавливать емкость, что справедливости ради стоит отметить, неудобно.
Есть недостатки, связанно с тем, что не исключается вероятность попадания воздуха в контур, в результате снижается эффективность обогрева. Исправить ситуацию удается при условии наличия крана Маевского, который специалисты советуют монтировать на радиатор отопления с естественной циркуляцией.
Коротко о главном
Если рассматривается естественная циркуляция в системе отопления частного дома, то потребуется ответственно подойти к решению ее реализации. Эффективно она способна работать только на объектах площадью до 120 м2. В иной ситуации целесообразно использовать циркуляционный насос. Главным преимуществом решения можно выделить энергонезависимость, однако исходя из практики, экономия на электричестве становится не оправданной, поскольку при самоциркуляции увеличиваются тепловые потери. Но все же свои преимущества здесь имеются.
А как движется теплоноситель в системе отопления вашего дома принудительно или естественно?
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.
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.
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.
Суть отопления с естественным типом циркуляции
Схема имеет определенные недостатки, однако даже, несмотря на их наличие, продолжает оставаться популярной благодаря:
- отсутствию необходимости использовать дополнительное оборудование;
- простоте установки и дальнейшего обслуживания;
- энергетическая независимость, благодаря чему даже при прекращении подачи электричества, система продолжит функционировать в прежнем режиме.
Выбор в пользу естественной системы отопления назвать оправданным можно, если она монтируется в доме небольшой площади. По системе теплоноситель движется за счет природных законов (обычная физика). При нагреве жидкость уменьшается в весе, плотности, со снижением температуры параметры восстанавливаются до первоначальных показателей.
Что касается давления, то оно в системе будет практически полностью отсутствовать. Хотя в технологических расчетах используется 1 атм. на 10 метров напора. Поэтому если рассматривается двухэтажное здание, то давление едва будет превышать показатель в 1,1 атмосфер, в одноэтажном строении будет находиться в пределах 0,4-0,6 атм.
Отопление без циркуляционного насоса
Учитывая такой параметр, как способность жидкости, нагреваясь, увеличиваться в объеме, не обойтись без установки бака, размер которого определяется индивидуально. Установка выполняется в верхней позиции, независимо от того монтируется естественная система отопления или принудительная. Задача емкости обеспечивать компенсацию при увеличении объема теплоносителя при нагреве.
Двухтрубная система
Конструктивно отличается сложностью, поскольку требуется выполнение монтажа одновременно 2-х контуров. По одному происходит движение нагретого теплоносителя от нагревателя к радиаторам, второй является обратным, по нему остывший теплоноситель движется обратно в котел, где будет осуществляться его повторный нагрев. Организация требует использования большего количества труб, отметим, что важно правильно рассчитать диаметр материала.
Выполнить подобную систему без наличия опыта проблемно, поэтому доверять реализацию процесса следует специалистам. Монтаж условно разделяется на следующие этапы:
2. При отоплении с естественной циркуляцией возникает необходимость монтировать трубу на 3-ть высоты от базового основания пола, от которой дальше будет идти разводка к батареям отопления.
3. Дополнительно потребуется врезать трубу перелива в бак, через которую при возникновении необходимости будет выводиться излишек теплоносителя.
4. Обратную трубу, по которой возвращается в котел теплоноситель, подсоединяют в радиатор в нижней его части. Их прокладка осуществляется параллельно подающему трубопроводу.
Если предусматривается естественная циркуляция воды в системе отопления, то потребуется учесть одну особенность. А именно труба стояка обязательно должна утепляться, в противном случае будут существенно увеличены потери тепла
Также желательно утеплить непосредственно емкость бака. Если это не сделать, то существует риск, что теплоноситель в верхней точке емкости попросту начнет замерзать, конечно, подобное происходит редко, но все же рисковать не следует.
Обязательно еще на стадии проектирования потребуется произвести расчеты, которые укажут необходимую высоту для расположения не только бака, но и котла, радиаторов. Если все правильно рассчитать, то во время функционирования будет достигаться нужное рабочее давление, благодаря чему отопление водой с естественной циркуляцией достигнет высокой эффективности и сможет функционировать экономично.
Система без циркуляционного насоса
Важно! Ниже всего в подобной системе должен располагаться отопительный агрегат.
Отличным решением станет установка оборудования на цокольном этаже при его отсутствии отопительный агрегат можно опустить в подвальное помещение. Если подобные возможности отсутствуют, тогда потребуется выполнить в помещении углубление. Если правильно все рассчитать, то системы будет вполне достаточно для качественного обогрева дома площадью до 100 м2.
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.
Схема системы отопления с принудительной циркуляцией
Как следует из названия, самотечная система отопления (ее иногда называют гравитационной) отличается от принудительной отсутствием насоса, который необходим для побуждения к циркуляции.
Схема отопления с естественной циркуляцией
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 , 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.
Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией
Этот вариант считается простым способом организации отопления. Отопительный контур необходимо монтировать на высоте, однако возвратный контур располагается ближе к поверхности пола.
Преимущество заключается в минимальном количестве труб, кроме этого выполнить работы можно самостоятельно имея минимальное количество опыта. Радиаторы и котел могут устанавливаться на одном уровне, что также облегчает процесс монтажа.
Надежность и эффективность функционирования системы будет обеспечиваться при наличии бака. Потребуется правильно подобрать емкость относительно объема, что определяется размерами, количеством используемых радиаторов. Главное учесть, что расширительный бак нельзя наполнить на ¾ его объема. Если произойдет слив теплоносителя, то обязательно нужно пополнить объем иначе существует риск, заполнения контуров воздухом, в результате чего образуются воздушные пробки.
Однотрубная система частного дома
Если объема теплоносителя будет недостаточно для достижения уровня разветвления, его подача к радиаторам будет приостановлена. Для восстановления объема рекомендуется подвести отдельную трубу, которая подсоединяется к водопроводу. Ее использование позволит восполнять объем теплоносителя. Кроме этого необходимо предусмотреть установку крана для слива жидкости из системы, его монтаж осуществляется в нижней точке.
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.
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
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.
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.
Преимущества однотрубной системы
В организации отопления частных домовладений этот вариант получил наибольшую популярность. Это объясняется в первую очередь финансовой доступностью, что достигается за счет снижения количества расходного материала, а также относительной простотой выполнения запланированных работ. Чаще всего владельцы не привлекают специалистов, поскольку монтаж не составляет проблем реализовать самостоятельно. Однако система имеет и иные положительные моменты, например:
- гидравлическая устойчивость исключается вероятность изменения теплоотдачи радиаторов в случае выключения отдельных контуров, при наращивании или замене батарей;
- устройство удается выполнить с использованием минимального количества труб, главное, правильно их подобрать относительно диаметра;
https://youtube.com/watch?v=JOtLN4yTieA%3Frel%3D0
3. за счет небольшого объема теплоносителя система прогревается быстрее, требуется меньше затрат топлива, благодаря чему повышается экономичность;
4. трубопровод не портит общего оформления интерьера, однако при желании трубы не составит сложностей скрыть, например, под декоративным коробом;
5. если дополнительно установить запорную арматуру позволяющую настраивать работу отдельных радиаторов, в этом случае экономичность
6. отопления повысится еще больше;
надежность, простота конструкции, отсутствие сложностей в использовании, обслуживании.
Если расчет системы отопления с естественной циркуляцией организован правильно, а также при монтаже предусмотреть установку специальных приборов управления, то это позволит перевести функционирование в полностью автоматичный режим, благодаря чему повысится удобство использования, а также надежность функционирования.
Как подобрать расширительный бак по объему
Эффективность использования будет зависеть от того насколько правильно подобран резервуар относительно объема. При расчетах нужно учесть, что при нагревании вода увеличивается от своего объема примерно на 3%, а антифриз до 5%.
Подбирать емкость рекомендуется с небольшим запасом. Если допустить ошибки, то при тепловом расширении произойдет переполнение емкости и теплоноситель начнет сбрасываться через установленную в емкости трубку.
Чтобы в результате теплового расширения теплоносителя не произошла аварийная ситуация следует покупать расширительный бак чтобы его объем равнялся 10% общего объема теплоносителя в контуре. Отметим, что данное правило действительно, только если емкость не превышает 150 литров.
При большем объеме расчет осуществляется по иной схеме, а именно полный объем умножается коэффициент предполагаемого расширения при определенных значениях температуры. К значению, которое будет получено, нужно прибавить объем жидкости, которая будет находиться постоянно в баке при нормальном функционировании отопления.
https://youtube.com/watch?v=EVXCuvu2w0Y%3Frel%3D0
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 «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.
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.
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.
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.
