Системы отопления с естественной циркуляцией

Системы водяного отопления частного дома может быть реализовано с естественной или принудительной циркуляцией. От выбранного режима движения теплоносителя по трубам и радиаторам в значительной мере зависят характеристики и особенности эксплуатации системы. Традиционным вариантом, который используется уже в течение многих десятилетий, является система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Такие системы применяются еще с тех пор, когда единственным доступным вариантом котельного оборудования для частного дома был простой твердотопливный котел. Достаточно широко самотечные системы распространены и сегодня.

В каталоге ТМ Ogint представлены эффективные радиаторы, комплектующие и дополнительные устройства для создания систем с естественной циркуляцией. Предлагаемая продукция позволит обеспечить максимально эффективную и надежную работу отопления.

Состав системы

Отопительная система с естественной циркуляцией (или система гравитационного типа) состоит из следующих основных компонентов:

• котел. Возможно применение любых типов котлов за исключением электрических;
• трубопровод;
• радиаторы. В качестве отопительных приборов могут использоваться все виды радиаторов Ogint, которые обеспечат максимальную теплоотдачу и эффективную работу системы;
• расширительный бак открытого типа.

Принцип действия

Принцип работы основан на разнице термодинамических характеристик нагретого и остывшего теплоносителя. Движение теплоносителя обеспечивается за счет его нагрева котлом.

При нагреве теплоноситель расширяется. Таким образом, горячая вода на выходе из котла имеет низкую плотность, а значит и меньший вес. При прохождении через систему радиаторов вода отдает свое тепло и охлаждается. Плотность холодной воды выше, а значит и выше ее вес. В результате создается разница давления в подающей и обратной магистралях, достаточная для циркуляции теплоносителя.

Более тяжелая вода из обратки вытесняет нагретую котлом воду. В свою очередь, горячий теплоноситель, обладающий меньшей плотностью, легко поднимается вверх по центральному стояку. Подающий трубопровод располагается в верхней части помещения. Вода распределяется по радиаторам, остывает и направляется в обратную магистраль. Так обеспечивается цикл движения теплоносителя.

Очень важно соблюсти уклон при монтаже трубопроводов. Это необходимо для нормальной гравитационной циркуляции теплоносителя. Наклон труб должен иметь величину не менее 0,005 м на погонный метр. Наклон подающего трубопровода должен иметь направления от котла, а обратного трубопровода — к котлу.

Чтобы теплоноситель эффективно циркулировал в системе, его расширение должно быть довольно значительным. Поэтому обязательным является использование расширительного бака достаточно большого объема, в который поднимаются излишки разогретого теплоносителя.

Бак размещается, как правило, на неотапливаемом чердаке и не закрывается крышкой. В связи с этим самотечную систему также называют открытой. Размещение бака вверху дает создает дополнительное давление, что улучшает движение теплоносителя.

Для монтажа трубопроводов могут использоваться различные схемы разводки. В том числе может применяться однотрубная система «ленинградка» и традиционная двухтрубная система. Отопление работает лучше при использовании двухтрубной схемы. Что касается выбора батарей, то оптимальным решением будут чугунные радиаторы Ogint за счет небольшого гидравлического сопротивления. Также можно использовать биметаллические радиаторы Ogint.

Преимущества и недостатки систем с естественной циркуляцией

По сравнению с закрытой системой с принудительной циркуляцией, самотечная система является более простой и надежной. Для нее характерны следующие преимущества:

• простота в эксплуатации, обслуживании и ремонте;
• бесшумная работа;
• повышенная надежность. В системе отсутствует циркуляционный насос, который может изнашиваться и выходить из строя;
• движение теплоносителя за счет разницы температур обеспечивает способность к саморегуляции системы, что дает равномерный прогрев помещений;
• энергонезависимость. В отличие от закрытых систем, а также от таких альтернативных решений, как теплые полы или электрические конвекторы, самотечная система может работать без электроснабжения.

Однако имеют такие системы и ряд серьезных недостатков. Даже небольшая ошибка в расчете может привести к тому, что теплоноситель не будет нормально циркулировать. Также необходимость соблюдения уклона обуславливает достаточно сложный монтаж. Для циркуляции теплоносителя необходимо использовать трубы большого диаметра, что приводит к повышению затрат.

Вода в расширительном баке испаряется, поэтому необходимо регулярно контролировать ее уровень. Также за счет открытого бака теплоноситель поглощает атмосферный воздух. Это может привести к завоздушиванию системы. Решить эту проблему позволяют комплектующие ТМ Ogint (краны Маевского для сброса воздуха и другие воздухоотводчики). Кроме того, открытый бак не дает возможности применять в качестве теплоносителя антифриз.

Характерной проблемой самотечных систем является то, что даже кратковременные перерывы в работе котла могут приводить к замерзанию воды в расширительном бачке и трубопроводах, что становится причиной аварии. Для предотвращения таких ситуаций может использоваться термоаккумулятор.

Система с естественной циркуляцией может использоваться только при ограниченной длине трубопроводов. Она подходит для обогрева только небольшого одноэтажного здания. Если необходимо обогреть двухэтажный дом с большим количеством помещений, то самотечная система с этой задачей не справится.

VALTEC | Мифы «гравитационки»

Несмотря на то что отопительная техника с каждым годом совершенствуется и дополняется новыми прогрессивными техническими решениями и высокоэффективным оборудованием, системы водяного отопления с естественной циркуляции теплоносителя продолжают занимать весьма существенную долю в теплоснабжении. Они широко и успешно применяются как в индивидуальном жилищном и коттеджном строительстве, так и при сооружении объектов в районах, где электроснабжение либо отсутствует, либо осуществляется с перебоями.

Гравитационная система водяного отопления, принцип действия которой показан на рис. 1,  была изобретена еще в 1777 г. французским физиком Боннеманом (Bonneman) для обогрева инкубатора.

Рис. 1.  Принцип действия гравитационной системы отопления.

Начиная с 1818 г., системы отопления Боннемана стали широко применяться в Европе, правда, в основном для теплиц и оранжерей. Основы методики теплового и гидравлического расчета систем с естественной циркуляцией были разработаны англичанином Гудом (Hood) в 1841 г. Именно он теоретически доказал пропорциональность скоростей циркуляции теплоносителя квадратным корням из разницы высот центра нагрева и центра охлаждения, то есть перепада высот междукотлом и радиатором. Естественная циркуляция воды в системах отопления была достаточно хорошо изучена и имела мощную теоретическую поддержку. Однако споявлением насосных отопительных систем интерес ученых к «гравитационке» постепенно угасал. Теорию естественной циркуляции бегло и поверхностно освещаютв институтских курсах. При устройстве таких систем монтажники в основном пользуются советами «бывалых» да теми скупыми требованиями, которые изложены внормативных документах. Но нормативные документы лишь диктуют требования, но не дают объяснения причин появления того или иного «постулата». В связи с этим в кругу специалистов циркулирует достаточно много мифов, которые и хотелось бы немного развеять.

Рис. 2. Пример двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Для этого используем пример классической двухтрубной гравитационной системы отопления (рис. 2), со следующими исходными данными: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h₁ = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h₂ = 6 м.

Температура на выходе из котла – 90 °С, на входе в котел – 70 °C. Действующее циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить поформуле:

Δp₂ = (ρ_{2–ρ1) · g · (H – h1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 3) = 470,4 Па.}

Для радиатора первого яруса оно составит:

Δp₁ = (ρ₂ –_{ρ1) · g · (H – h1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 6) =117,6 Па.}

При более точных расчетах учитывается также остывание воды в трубопроводах.

Миф 1. Трубопроводы должны прокладываться с уклоном по направлению движения теплоносителя. Не спорим, так было бы не плохо, но на практике это требование не всегда удается выполнить. Где-то балка покрытия мешает, где-то потолки устроены в разных уровнях и т.п. Что же будет, если выполнить подающий трубопровод с контруклоном (рис. 3)?

Рис. 3. Пример выполнения верхнего розлива с контруклоном

Если грамотно подойти к решению этого вопроса, то ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление если и снизится, то на ничтожно малую величину (несколько паскалей), за счет паразитного влияния остывающего в верхнем розливе теплоносителя. Воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Пример этого устройства показан на рис. 4. Дренажный кран служит для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В «крейсерском» режиме этот кран закрыт. Такая система останется полностью работоспособной.

Рис. 4. Пример устройства для выпуска воздуха из верхнего розлива

Миф 2. В системах с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель вверх двигаться не может. Это вовсе не так. Для циркуляционной системы понятие «верха» и «низа» очень условны. Если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то он на эту же высоту и опускается. То есть гравитационные силы уравновешиваются.Все дело лишь в преодолении дополнительных местных сопротивлений на поворотах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное остываниетеплоносителя на участках подъема должно учитываться в расчетах. Если система грамотно рассчитана, то схема, представленная на рис. 5, вполне имеет право на существование. Мало того, в начале прошлого века такие схемы достаточно широко применялись, несмотря на свою слабую гидравлическую устойчивость.

Рис. 5. Схема с верхним расположением обратного трубопровода

Миф 3. В гравитационных системах подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов. Это тоже совсем не обязательно. Расположение подающего трубопровода с надлежащим уклоном под потолком верхнего этажа или на чердаке позволяет удалять воздух из системы через открытый расширительный бак. Однако проблему удаления воздуха можно решить и с помощью автоматических воздухоотводчиков (рис. 6) или отдельной воздушной линии.

Рис. 6. Схема с нижним расположением подающей линии

Миф 4. При естественной циркуляции теплоносителя радиаторы обязательно должны располагаться выше центра теплогенератора (котла). Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При количестве ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, естественно, должно быть проверено гидравлическим расчетом. В частности, для примера, показанного на рис. 7, при H = 7 м, h₁ = 3 м, h₂ = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

g · [H  · (ρ₂ –_{ρ1)  – h1 · (ρ2–ρ1)  – h2 · (ρ2–ρ3)] = 9,9 · [ 7· (977 – 965) – 3 · (973 – 965) – 6 · (977 – 973)] = 352,8 Па.}

Здесь: ρ₁ = 965 кг/м³ – плотность воды при 90 °С; ρ₂ = 977 кг/м³ – плотность воды при 70 °С; ρ₃ = 973 кг/м³ – плотность воды при 80 °С.

Циркуляционного давления вполне достаточно для работоспособности такой системы.

Рис. 7. Однотрубная гравитационная система с расположением радиаторов ниже котла

Миф 5. Гравитационную систему отопления, рассчитанную на водяной теплоноситель, можно безболезненно перевести на незамерзающий теплоноситель. Без расчета такая замена может привести к полному отказу системы отопления. Дело в том, что этилен- и полипропиленгликолевые растворы обладают значительно большей вязкостью, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих смесей несколько ниже, чем у воды, что требует, при прочих равных условиях, ускоренной циркуляции теплоносителя. Эти два фактора вместе взятые существенно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Миф 6. В открытый расширительный бак необходимо постоянно доливать теплоноситель, т.к. он интенсивно испаряется. Да, это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого используется воздушная трубка и гидравлический затвор, устанавливаемый, как правило, ближе к нижней точке системы, рядом с котлом (рис. 8). Такая трубка служит воздушным демпфером между гидравлическим затвором и уровнем теплоносителя в баке, поэтому, чем больше ее диаметр, тем лучше. Тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Некоторые умельцы умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым предохраняя систему от проникновения кислорода.

Рис. 8. Воздушная трубка с гидрозатвором

Миф 7. Насос, установленный на байпасе главного стояка, не создаст эффекта циркуляции, т.к. установка запорной арматуры на главном стояке междукотлом и расширительным баком запрещена. Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Такое решение не очень удобно, т.к. каждый раз перед включением насоса надо не забыть перекрыть кран, а после выключения насоса – открыть. Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем VT. 202 (рис. 9), который скоро появится в ассортименте VALTEC. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.

Рис. 9. Установка поплавкового нормально отрытого обратного клапана

Водяные системы отопления с естественной циркуляцией окутаны еще многими мифами, которые предлагаем вам развеять самостоятельно:

• расширительный бак можно врезать только над главным стояком;
• в таких системах нельзя ставить мембранный расширительныйбак;
• регулировать тепловой поток от радиаторов в гравитационных системах нельзя;
• естественная циркуляция не работает в межсезонье;
• байпасы перед радиаторами в таких системах недопустимы;
• водяные теплые полы в гравитационных системах работать не будут.

Автор: В.И. Поляков

Самотечная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией: схема и диаметр труб

Частный загородный дом практически не ограничивает хозяина в выборе типа и схемы прокладки отопительных конструкций. Разнообразие вариантов позволяет сформировать систему для строений малых и больших площадей, оборудовать экономный способ получения тепла из самых разных энергоносителей. Оптимальный вариант – самотечная система отопления, особенности и характеристики которой следует рассмотреть подробно.

Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией

Работа выстроена на физических законах. При нагревании плотность и вес воды снижаются, а при остывании показатели возвращаются к стандартным параметрам. Давление в системе почти отсутствует – в формулах теплотехнических расчетов принимается соотношение 1 атм. на 10 м напорного водяного столба. Таким образом, при обустройстве отопительной системы в 2-х этажном строении расчет гидростатического давления показывает не более 1 атм., в одноэтажных не более 0,7 атм. на 10 м напорного водяного столба.

Из-за увеличения объема прогретой жидкости самотечная система отопления частного дома дополняется расширительным баком, который устанавливается на трубе подачи теплоносителя вверху системы.

Задача емкости – компенсировать повышение объема воды.

Самоциркулирующая система используется в частных строениях и позволяет выполнять подключения:

1. К теплым полам. Циркуляционный насос нужен только на водяной контур теплого пола, вся остальная теплосистема будет работать в самотечном режиме. При отключении питания (электричества) комната будет отапливаться посредством радиаторов.
2. К бойлеру косвенного нагрева воды. В этом случае нет нужды в насосном оборудовании, бойлер ставится в верхней точке всей конструкции, рядом или чуть ниже расширительного бака. При невозможности монтажа бойлера, систему дополняют насосом, который ставится на расширительный бак. Для предупреждения рециркуляции теплоносителя на бак устанавливается обратный клапан.

Физические свойства воды помогают транспортировке жидкости по трубопроводам – при нагревании жидкость устремляется вверх самотеком по разгонному участку трубопровода, а после остывания перемещается от радиаторов обратно в котел. Важно выложить трубопровод с определенным углом наклона, иначе гравитационная циркуляция не будет работать.

Преимущества и недостатки самотечной системы

Популярностью система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией пользуется из-за простоты монтажа и удобства эксплуатации. Нет необходимости в установке дорогостоящего дополнительного оборудования, не будет расходов на электроэнергию. Поддержание автономности работы отопления – еще один плюс.

К минусам можно отнести только небольшую эффективность конструкции – отопление с принудительной транспортировкой обладает повышенной теплоотдачей. Это достигается за счет ускорения транспортировки нагретого теплоносителя, вода не успевает остывать и доходит в нужном температурном режиме до самых крайних радиаторов. Однако снижение температуры теплоносителя наблюдается в помещениях значительных площадей, а если обустраивается тепловая конструкция в строении малого объема, отопление самотеком является лучшим выбором.

Основные виды гравитационной системы отопления

Различается 4 типа самоциркулирующейся конструкции с гравитационным течением теплоносителя. Выбор варианта зависит от требований хозяина по производительности отопления, материала строения, утепления дома и прочих нюансов.

Определяя, какое лучше делать водяное отопление в частном доме без насоса, требуется выполнить несколько расчетов, принять во внимание технические характеристики источника тепла, просчитать диаметр трубы и составить проект.

Закрытая система

Рекомендуем к прочтению:

Принцип работы такой:

• Нагрев теплоносителя приводит к вытеснению воды из контура отопления. Под воздействием повышенного давления жидкость перемещается в закрытый расширительный бак с мембраной.
• В этом баке одна половина заполнена газом, вторая – пустая. Пустая половина заливается прогретым теплоносителем, что приводит к сжатию газообразного вещества.
• Как только вода остывает, газ снова расширяется и выталкивает из бака воду.

Простое решение пока не набрало популярность, однако возможность полной автономности и поддержания оптимального давления в трубах – явные плюсы варианта, которые пригодятся хозяевам частных домов небольшой площади. Минус конструкции в повышении объема емкости при необходимости прогревать большие помещения, поэтому закрытая система в основном используется в домах площади до 40 м2.

Открытая система

Этот вариант отличается от закрытого лишь конструкцией расширительного бака. Схему можно увидеть в старых строениях, где бак установлен под кровлей или потолком жилого помещения. Емкость можно сделать самостоятельно, но при такой схеме есть риск завоздушивания радиаторов, что снижает эффективность работы системы. Кроме того, кислород в воде приводит к образованию коррозии, появлению дефектов внутри труб и быстрому выходу элементов из строя.

Важно! При открытой системе самотечного отопления необходимо установить радиаторы под определенным углом и оснастить каждую батарею краном Маевского.

Двухтрубная система

Особенности конструкции:

1. Прокладывается 2 трубы – одна для подачи теплоносителя, вторая для обратки. Подающий трубопровод соединяется входным отводом, обратный подводкой стыкуется с баком и батареей.
2. Двухтрубная схема систем отопления частного дома с естественной циркуляцией обеспечивает равномерное распределение тепла по помещению.
3. Нет необходимости добавлять секции батарей, расположенных далеко от бака, чтобы гарантировать прогрев комнаты.
4. Для контура выбираются трубы меньшего диаметра, регулировать интенсивность подачи теплоносителя и уровень нагрева намного проще.

В 2-х трубной системе можно допустить некоторые отклонения от параметров уклона труб, причем это не скажется на скорости транспортировки теплоносителя. Выполнить работы по силам домашнему мастеру, ошибки в расчетах устраняются в процессе обустройства конструкции.

Однотрубная система

Это простая горизонтальная схема выкладки с одной трубой, которая подключена последовательным образом ко всем батареям. Подача носителя через верхний отвод – отток через нижний, таким образом, вторая батарея получает чуть более остывший носитель, третья – еще более прохладный. От крайнего радиатора обратка возвращается в бак для прогрева.

Обустроить такую самотечную систему не представляет труда, но если количество радиаторов более 3-5 шт., однотрубная система не является целесообразной. Даже если увеличить количество секций последней батареи, температура носителя слишком мала, чтобы обеспечить равномерность отопления.

К достоинствам схемы относят простоту монтажа, экономию средств, а недостаток наблюдается только при установке одной трубы в больших комнатах. Сформировать однотрубную схему в 2-х и более этажных строениях без насоса нельзя – велик риск допустить ошибку в уклонах трубопроводов, из-за чего теплоноситель не будет транспортироваться с нужной скоростью, и строение останется без отопления.

Какое отопление лучше, естественное или принудительное?

Если дом не отличается величиной площадей, насчитывает всего 1 этаж и количество радиаторов не превышает 3-5 шт. , самотечная система отопления будет оптимальным решением задачи.

Во всех прочих случаях следует продумать установку циркуляционного насоса, и вот по каким причинам:

Рекомендуем к прочтению:

• При наличии насоса жидкость быстрее прогревается, достигает положенной температуры в + 50 С, расширяется и начинает циркулировать по системе. То есть прогрев помещений будет более быстрым.
• При самотечном движении воды теплоноситель в крайнем радиаторе будет остывшим, поэтому число модулей в батарее нужно увеличить, а это дополнительные расходы.
• Если стоит насос, риск завоздушивания батарей минимальный, даже при формировании открытой системы отопления.

При подключении насоса есть возможность управлять температурой прогрева, интенсивностью подачи теплоносителя в трубы, самотечная система такого не подразумевает.

Правила монтажа системы отопления без насоса

Во всех гравитационных схемах один минус – нет давления в системе, потому нарушения в монтаже приводят к снижению функциональности конструкции. На работу влияют повороты, высокие или низкие уклоны, отсутствие продуманной схемы.

Чтобы сформировать правильную теплосистему, следует обратить внимание на:

• выкладку уклонов;
• тип, диаметр трубы;
• подачу, вид теплоносителя.

Выбор труб и их уклона в системе отопления

Различается несколько видов материала, пригодного для сооружения трубопровода:

1. Сталь. Это трубы с относительно невысокой стоимостью, но увеличенной теплопроводностью, прочностью. Сталь хорошо переносит разницу давлений, стойко противостоит коррозии. Минус – потребуется сварка.
2. Металлопластик. Трубы с гладкой внутренней стороной, минимизирующие образование засоров. Малый вес и линейное расширение – плюсы, небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая цена – минусы.
3. Полипропилен. Простой монтаж, герметичность, прочность, длительный срок пользования и неподверженность к промерзанию – достоинства труб, а вот цена товара – минус. Следует учитывать, что стыковка осуществляется пайкой, что снижает затраты на монтаж. Срок службы до 25 лет.
4. Медь. Предельно прочный материал, который выдерживает нагрев до +500 С. Срок пользования от 100 лет, предельная стойкость к коррозии – плюсы. Но очень высокая цена и масса – явные минусы трубопроводов.

Что касается выбора диаметра, то его нужно просчитать так:

• учесть потребность помещения в тепловой энергии и к конечной цифре добавить 20%;
• по СНиП найти параметры соотношения мощности теплосети к внутреннему сечению трубы;
• выбрать в таблице материал, из которого сделаны трубы, принять в расчет стандартные параметры, в частности, для стальных труб диаметр должен быть не менее 50 мм, но при подборе широких труб эффективность теплоносителя снижается.

Важно! Чтобы самотечная система работала без сбоев, можно сделать так: после каждого разветвления трубы диаметр снижать на один размер. То есть, если к котлу подсоединяется труба в 2 дюйма, после первой батареи диаметр 1,2 дюйма, после следующей – 1,3 дюйма.

Что касается уклона, то по строительным нормам на каждый погонный метр трубы нужно делать наклон размером в 10 мм. Эти стандарты и нужно принимать в учет, планируя отопление самотеком, а схема выкладки, предварительно составленная в виде проекта, поможет промерить параметры укладки при проведении монтажных работ.

Выбор теплоносителя для системы

Чтобы естественная циркуляция в системе отопления частного дома поддерживалась с нужной скоростью, следует выбрать оптимальный теплоноситель. В большинстве случаев выбирается чистая вода – безопасный и дешевый вариант. Можно применять антифриз, но большая плотность с меньшей теплоотдачей нивелируют достоинства жидкости. Гликолевые составы нужны только при условии, что теплосистема не будет использоваться очень длительное время, антифриз не замерзает, и в отличие от воды не прорывает трубы.

Выбор верхнего или нижнего разлива

Если применяется нижний розлив, то трубопровод прокладывается на уровне напольного покрытия. При формировании однотрубной самотечной схемы нижний розлив считается не теплоэффективным, схема оправдана для трубопроводов с высоким давлением теплоносителя.

Верхний розлив лучше подходит для частных строений. В этом случае горячий поток подается через трубу под потолком, вода вытесняет воздух, который можно стравить краном Маевского. При верхнем розливе можно делать однотрубную схему отопления, теплоэффективность в этом случае поддерживается на оптимальных величинах.

Зная, как сделать циркуляцию воды без насоса, следует внимательно относиться ко всем этапам проектирования и монтажа. Ошибки в работе приводят к переустановке всех элементов, модификации контура или монтажу насоса, а это увеличивает финансовые вложения.

схема для частного дома, закрытая и открытая, однотрубная и двухтрубная система, уклон, расчет

Содержание:

Для владельцев частных домов можно назвать актуальным вопрос, касающийся устройства системы отопления с естественной циркуляцией. Кроме того их интересует, в каких системах можно не использовать циркуляционный насос, а когда это устройство является необходимым. Для начала важно разобраться, что представляют собой системы подобного типа.

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.

Особенности устройства системы отопления в частном доме

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.

Отопление с естественной циркуляцией можно назвать саморегулирующей системой, с понижением температуры воздуха теплоноситель циркулирует быстрее.

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.

Факторы, определяющие скорость циркуляции

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.

Производя расчет системы отопления с естественной циркуляцией, важно учитывать большое количество переменных. Это приводит к тому, что получить точные результаты практически невозможно.

Правила расчета мощности котла

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.

Схемы, используемые для разводки труб

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 двухтрубной разводки 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.

Особенности монтажа однотрубной системы

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.

Система отопления с естественной циркуляцией

Обустраивая отопление небольшого загородного домика или коттеджа, в первую очередь задумываются об экономичности, простоте и максимальной надежности. Чаще других встречается система отопления с естественной циркуляцией, удовлетворяющая всем вышеназванным критериям.

Принудительная циркуляция теплоносителя по трубным магистралям осуществляется посредством работающего насоса, который устанавливается на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается постоянное и более быстрое перемещение жидкости. Недостатком становятся затраты на дополнительное оборудование.

Содержание статьи:

Подробнее о естественной циркуляции

Чтобы обустроить отопительную систему с естественной циркуляции, в насосе нет никакой необходимости. Плотность нагретой воды ниже чем у холодной, за счет чего происходит выталкивание одной жидкости другою. Теплоноситель, двигаясь по магистрали, отдает часть тепла радиаторам и постепенно остывает, возвращаясь обратно и вытесняя более теплую и легкую воду в трубы. Цикл повторяется снова.

Данный процесс нельзя будет остановить до тех пор, покуда котел греет. Систему с естественной циркуляцией можно в любой момент времени оснастить насосом и запускать его по мере необходимости для равномерного и быстротечного прогрева помещений.

Вводное видео

Основные плюсы

Одно из достоинств, которыми обладают подобные системы, является экономичность. Затраты на обустройство и обслуживание сводятся к минимуму.

Присутствие насоса повлечет за собой дополнительные траты за электроэнергию. Его отсутствие наоборот даст возможность сэкономить. Такие системы абсолютно бесшумны и не вызывают лишних вибраций.

Среди других преимуществ можно выделить:

• Способность к саморегулированию
• Тепловая устойчивость
• Продолжительный срок безотказной работы – 30 лет
• Высокая ремонтопригодность

Типовая схема

Если рассматривать более подробно контур с естественной циркуляцией теплоносителя, он будет содержать следующий набор элементов:

1. Расширительный бачок, который располагают в самой верхней точке
2. Отопительные радиаторы
3. Трубопровод (двойной, одинарный)
4. Котельное оборудование, нагревающее теплоноситель

Сила и скорость, с которыми теплоноситель будет циркулировать по отопительной системе, зависят от веса, объема и плотности горячей жидкости. Немаловажную роль оказывают внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота расположения отопительных батарей относительно котла.

Особые требования предъявляются к горизонтальным трубопроводам. Они должны иметь обязательный уклон около 5 мм на метр по направлению движения. Только в этом случае остывшая жидкость будет стремиться обратно к котлу.

Необходимо постараться, чтобы на пути теплоносителя было меньше элементов, способных увеличить сопротивление. Многочисленную запорную арматуру, разветвления и изломы приходится компенсировать большим диаметром трубы.

Возможно вас так же заинтересует оригинальный способ отопления производственных помещений

Рассчитываем мощность своими силами

Начиная обустраивать систему отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо определить мощность устанавливаемого котла отопления. Провести расчеты можно одним из двух методов:

1. По объему
2. По площади

Следует сказать, что оба варианта расчета дают приблизительные результаты при идеальных условиях. Если дом не утеплен, необходимо приобретать оборудование с небольшим запасом. В свою очередь для энергосберегающих построек достаточно принять значение мощности 60 Вт на квадрат.

Рассчитываем мощность по объему

Наиболее точным является расчет по объему отапливаемого помещения. Вначале необходимо высчитать данную величину и умножить на 40 Вт. Далее вводятся поправочные коэффициенты:

1. Для частного дома, граничащего с улицей сверху и снизу, рекомендуется умножать результат на 1.5
2. Если комната располагается около утепленной стены, значение умножается на 1.1, около неутепленной – 1.3
3. Для каждой двери, выводящей на улицу, прибавляется 150-200 Вт
4. Для каждого окна прибавляется 70-100 Вт в зависимости от его размера

Рассчитываем мощность по площади

Самая простая методика рассчитать мощность котла, который рекомендуется в СНиП – по площади. Предполагается, что на каждые 10 кв. м. необходимо 1 кВт мощности. Таким образом общую площадь дома следует умножать на 0.1.

Необходимо принимать во внимания коэффициенты для различных территориальных районов:

• Крайний Север – 1.5-2
• Средняя полоса – 1.2-1.4
• Южные районы страны – 0.8-0.9

Выбираем схему разводки для систем с естественной циркуляцией

Существует огромное множество схем, согласно которым можно реализовать естественную регуляцию. Но все они делятся на 2 категории:

Двухтрубная схема

Несмотря на более сложный монтажный процесс, распространение получила именно двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Жидкость транспортируется по двум трубам: одна прокладывается вверху и по ней течет разогретая вода, вторая внизу и течет остывшая вода.

Чтоб самостоятельно соорудить простой двухтрубный контур, можно придерживаться следующей инструкции:

• Вначале выбирается место, в котором будет размещаться накопительный агрегат
• Над котлом устанавливается расширительный бачок, вместе они соединяются вертикальной трубой, которую оборачивают в теплоизоляционный материал
• На уровне 1/3 расширительного бочка происходит врезание верхней трубы для транспортировки разогретого теплоносителя

• Замеряв расстояние от пола до самой верхней точки, необходимо на высоте примерно 2/3 сделать врезание к разводке
• Ближе к верху расширительного бачка врезается вторая труба – переливная, посредством которой в канализацию будет происходить удаление излишков
• Затем необходимо пустить трубы к радиаторам
• Батареи соединяются с нижним водопроводом, прокладка которого должна вестись параллельно верхнему

Необходимо постараться максимально точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить оптимальную разницу высот между радиаторами и котлом. Последний следует располагать ниже батарей, поэтому предпочтение отдается напольным устройствам, которые размещают в специальном углублении или подвале.

Чердачное помещение придется утеплить. Если в нем будет слишком холодно, возможно замерзания жидкости в трубах.

Рассмотрим еще несколько правил, которых следует придерживаться:

1. Верхнюю трубу рекомендуется пускать с незначительным уклоном – 6-7 градусов
2. По возможности, котел устанавливают значительно ниже отопительных приборов
3. Нужно выбирать трубы из металлопласта или на основе полимеров с внутренним диаметром 32 мм

Балансировать двухтрубное отопление, если трубы подобраны правильно, не требуется. Тем не менее установить на подводках к каждой батарее дроссели следует в обязательном порядке. Также стоит отметить высокие первоначальные затраты на прокладку сразу двух контуров и продолжительность затраченного времени на проведение работ.

Однотрубная схема

Чтобы сократить монтажные затраты, выбирают вариант с прокладкой всего одной трубы. В этом случае получается циклический замкнутый контур, соответствующий следующим условиям:

1. Радиаторы должны врезаться параллельно основному кольцу, а не разрывать его в определенных точках
2. Необходимо снабдить воздушником каждую из батарей. Такое решение предоставит возможность стравливать воздух на одном конкретном участке
3. Для выравнивания температуры рекомендуется устанавливать термоголовки и дроссели

Популярностью пользуется закрытая однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. В конкретном случае можно будет пренебречь расширительным бачком, полностью изолировав теплоноситель.

Что влияет на скорость циркуляции ?

Если в принудительной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам зависит от производительности насоса, здесь дела обстоят иначе. Чтобы ее увеличить, необходимо придерживаться ряду правил:

• Следует оптимально подбирать запорную арматуру и следить за переходами диаметров труб
• Многообразные повороты могут становиться непреодолимым препятствием, поэтому их количество сводят к минимуму, стараясь сделать все участки прямолинейными

1. Наиболее подходящий внутренний диаметр труб – 32-40 мм
2. Внутренняя поверхность труб должна быть идеально ровной и не скапливать на себе отложения, стальные изделия рассматривать не стоит

Видео рабочей системы

В заключении

Обустройство отопительных систем с естественной циркуляцией требует определенной подготовки, умений и знаний. Но чтоб оставаться уверенным в ее работоспособности, стоит осуществить врезание насоса, включение которого будет происходить в случае необходимости.

Схема отопления с естественной циркуляцией частного дома. Жми!

Централизованная система отопления постепенно отживает свое, поскольку, как можно заметить, она не способна справиться с возложенными на нее задачами по отоплению помещений. Поэтому, все чаще можно встретить использование автономного отопления.

Наиболее актуальным данный вопрос является для частных домов, по причине отсутствия какого-либо источника тепла. Существует несколько схем отопления, что дает возможность каждому выбрать свою по душе и в соответствии с финансовыми предпочтениями.

Разновидности 

Рассмотрим варианты систем отопления для частных и многоквартирных домов:

• с использованием принудительной циркуляции теплоносителя;

• естественная циркуляция с использованием самотёка теплоносителя.

Системы с естественной циркуляцией получили широкое распространение, главным образом, благодаря своим сильным сторонам:

• функционирование системы с естественной циркуляцией независимо от того есть напряжение в сети или нет;

• высокие показатели инерционности системы, где внешние факторы не влияют на распространение тепла.
[advice]Примите к сведению: следует с особым вниманием подойти к выбору диаметра используемых труб для системы отопления, учитывая то, что больший диаметр улучшает циркуляцию воды, однако и здесь тоже следует знать меру.[/advice]

Статья, посвящённая установке насоса в систему отопления, расположена здесь: https://teplo.guru/sistemy/sistemy-otopleniya-s-nasosnoi-tsirkulyatsiei.html

Принцип функционирования оборудования

Система предусматривает проталкивание горячей воды наверх. Использование данной схемы отопления дома позволяет выполнять монтаж котла ниже отопительных радиаторов.

С верхней части вода в трубе с небольшим углом продвигается дальше. Здесь нужно обратить внимание на трубы, что отходят от главной ветки, подключенные к отопительным батареям, поскольку они должны быть тоньше.

Наиболее актуальным этот принцип является для систем с верхним типом раздачи, откуда самотечная система проталкивает воду к радиаторам.

В случае, когда используется схема, подразумевающая нижнюю раздачу, отопление частного двухэтажного дома самотечным способом возможно, только если есть разгонный контур. Это означает, что следует создать перепад высот, путем подключения трубы к котлу, подымающуюся к расширительному бачку. Далее труба опускается на уровень окон и оттуда делается разводка по батареям.

[warning]Следует учесть: помехой самотечной системы отопления может быть низкий потолок, поскольку предусмотрено, что труба от верхней точки котла должна на 1,5 метра отходить, и плюс расстояние на расширительный бачок.[/warning]

Наибольшим плюсом, которым обладает гравитационная отопительная система, является, то, что самотек воды выполняется без участия других систем. Это означает, что в случае использования дровяного котла, горячая вода будет поступать в систему самотеком без использования насоса или какого-либо другого оборудования, требующего включения электричества.

Правда, при помощи таких схем можно обогревать только дома небольшой площади, поскольку существует ограничение длины контура труб не более 30 метров. Такая система еще носит название ленинградка.
Разновидности самотечных отопительных систем

Используется одна или две трубы, и это не влияет на принцип работы, поскольку вода поднимается как можно выше, где учитывается уклон, а далее она поступает во все элементы системы. Двухтрубный вариант системы закрытого типа отличается тем, что вода переходит в соседнюю ветку, через вход обратки котла.

Отличием однотрубной системы является то, что здесь на вход вода поступает от последнего радиатора. Подобный принцип применяется и в отопительных системах, сделанных своими руками.

Узнать подробнее об однотрубной системе отопления можно в данном материале: https://teplo. guru/sistemy/odnotrubnaya-sistema-otopleniya.html

Используемые радиаторы отопления

Наиболее значимый показатель здесь – это минимальное сопротивление потоку воды. А от ширины просвета радиатора зависит струя теплоносителя, вне зависимости от того, используете вы трубы из полипропилена или из других материалов. Однако, чугунные радиаторы в данном отношении будут просто идеальными, особенно когда используется однотрубная система. Они имеют наименьшее гидравлическое сопротивление.

Хорошо себя зарекомендовали в использовании алюминиевые и биметаллические радиаторы, но нужно обращать внимание на их внутренний диаметр, который не должен быть менее 3/4”. Этого будет для отопления одноэтажного дома вполне достаточно, не используя циркуляционный насос. Разрешается использовать стальные трубчатые батареи.
[advice]Обратите внимание: нежелательно использовать на водяное отопление панельные батареи из стали или другие с маленьким сечением, через которые вода или не сможет протекать вообще, или же будет проходить очень небольшой струйкой, что в однотрубной разновидности ограничит циркуляцию или станет для нее препятствием. [/advice]

Разновидности схем подключения радиаторов

Характерно, что для хорошего отопления недостаточно того, чтобы котлы хорошо нагревали воду. Очень важно для поступления теплоносителя в радиаторы правильно их подключить.

На практике для однотрубного используется нерегулируемое последовательное подключение. Правда, этой проблемы удастся избежать, если у вас будет использована двухтрубная система. Данная система также не использует регулятор, однако, если радиатор завоздушится, система будет функционировать, поскольку вода будет проходить через перемычку (байпас). Правда для такой системы, как теплый пол, данный вариант не подходит.

Подробнее о необходимости установки байпаса можно прочитать здесь: https://teplo.guru/elementy/truby/baipas-2.html

Установка за перемычкой двух шаровых кранов позволяет, перекрыв поток, снять или отключить радиаторы, при этом систему останавливать не нужно. Так правильный расчет радиаторов отопления позволит Вам помещение оснастить теплоаккумулятором.
[warning]Совет специалиста: циркуляция воды в системе осуществляется за счет разницы температур и разной плотности, поэтому обратный клапан устанавливать не нужно.[/warning]

Выбор труб 

Выбирая трубы для отопления, большое значение имеет не только диаметр, но и материал, из которого они изготовлены, а, если быть точнее, гладкость их стенок, поскольку это коренным образом влияет на систему.

Также, на выбор материала большое влияние оказывает котел, поскольку в случае с твердотопливным предпочтение следует отдать стальным, оцинкованным трубам или же изделиям из нержавейки, в связи с высокой температурой рабочей жидкости.

Однако, металлопластиковые и армированные трубы предполагают использование фитингов, что значительно сужает просвет, армированные полипропиленовые трубы будут идеальным вариантом, при рабочей температуре 70С, и пиковой – 95С.

Изделия из особого пластика PPS имеют рабочую температуру 95С, и пиковую – до 110С, что позволяет использовать в открытой системе.

Особенности систем самотеком

Ввиду того, что образуются турбулентные потоки, точные расчеты систем провести не удается, поэтому при их проектировке берутся усредненные значения, для этого:

• максимально поднимают точку разгона;

• используют широкие трубы подачи;

• необходимо сделать расчет количества радиаторов.

Далее от начала первого расхождения до каждого последующего подключают трубу меньшего диаметра на шаг, равный ему, что задействует инерционные потоки.

Также существуют и другие особенности монтажа самотечных систем. Так, трубы должны прокладываться под углом 1-5%, на что влияет протяженность трубопровода. Если в системе достаточный перепад высот и температур, можно использовать и горизонтальную разводку. Важно следить, чтобы не было участков с отрицательным углом, поскольку движением теплоносителя их не удастся достать, по причине образования в них воздушных пробок.

Так, принцип работы может основываться на открытом типе или быть мембранного (закрытого) типа. Если сделать монтаж горизонтальной ориентации, рекомендуется на каждом радиаторе установить краны Маевского, поскольку с их помощью легче ликвидировать воздушные пробки в системе.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об условиях возможности применения самотечной, безнасосной, гравитационной системы отопления:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Принудительное и самотечное отопление частного дома

Время чтения: 6 минут

Принудительное и самотечное отопление частного дома

Говоря об отоплении дома недостаточно обсудить котёл, автоматику, разводку и теплоноситель, следует ещё разобраться с типом циркуляции теплоносителя. Конечно, каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки и следует подбирать тип циркуляции в зависимости от особенностей дома и проекта отопительной системы.

Наиболее часто выделяют два типа циркуляции – принудительная и естественная (самотечная). Впрочем в некоторых домах можно найти комбинацию этих систем, что опять же связано с определенными факторами. Так, особенностью принудительного варианта является постоянная потребность в стабильном подключении электричества, в противном случае, дом просто не будет отапливаться. В связи с этим в регионах с нестабильной сетью приходится либо устанавливать генератор, либо комбинировать типы циркуляции.

Давайте подробнее рассмотрим каждый из типов и определим, какой оптимально подойдёт для вашего дома.

Отопление с принудительной циркуляцией

Практически единственный вариант для отопления дома большой площади или большой этажности. Системы с принудительной циркуляцией отличаются большей скоростью движения теплоносителя и, соответственно, более высокой температурой радиаторов вне зависимости от удаленности от котла. Для обеспечения движения теплоносителя по контуру в подобных системах применяют циркуляционные насосы.

К основным плюсам принудительных систем относятся:

• Стабильная температура теплоносителя в контуре вне зависимости от удаленности радиаторов от котла.
• Возможность уменьшить количество теплоносителя за счёт снижения диаметра труб разводки, что приводит к снижению инерционности системы и уменьшению затрат на топливо.
• Простота настройки температурного режима – при наличии циркуляционного насоса коррекция работы всей системы может проводиться не только путем изменения активности котла, но и за счет изменения количества оборотов насоса.
• Возможность быстро нагреть дом.
• Более простое проектирование.
• Возможность использовать любой тип подключения радиаторов и размещения труб, что позволяет проще вписывать отопительную систему в интерьер.
• Возможность использовать систему теплого пола.

К недостаткам систем с принудительной циркуляцией можно отнести, пожалуй, только зависимость от электроэнергии и более высокую стоимость на обустройство (ведь помимо прочего оборудования придется приобретать и устанавливать циркуляционный насос). Также к относительным недостаткам отопления с принудительной циркуляцией относится необходимость использовать чистый теплоноситель и замкнутый контур, впрочем, некоторые модели насосов (с сухим ротором) можно применять и при открытом контуре.

Самотечное отопление частного дома

Самотечное отопление возможно только в домах с радиаторной разводкой. Естественная циркуляция обеспечивается благодаря законам физики, в частности за счет теплового расширения воды. Более горячий теплоноситель (вода) поднимается вверх, а остывший – опускается вниз. Исходя из этого все элементы системы с естественной циркуляцией необходимо располагать правильно – котёл должен находится в самой нижней точке (оптимально в подвале для увеличения градиента температуры), а трубы в контуре должны размещаться с постоянным уклоном. Только при соблюдении всех правил при проектировании и монтаже самотечная система будет работать, в противном случае эффективного движения теплоносителя не получится.

Также существует ряд ограничений, обусловленных всё теми же законами физики и потребностью в определенной скорости движения теплоносителя.

В каких домах не получится установить систему с естественной циркуляцией:

• Строения, имеющие более 3 этажей.
• Здания, где длина отопительного контура более 30 метров.
• Дома, где невозможно реализовать уклон труб разводки не менее 0,5%.
• Проекты, при которых необходим малый диаметр труб отопления.

Справедливо заметить, что большие здания, при желании, можно всё же отопить самотечными системами, однако в таком случае придется прокладывать несколько контуров отопления и монтировать несколько котлов – подобные проекты практически никогда не реализуются в связи с нецелесообразностью с точки зрения финансов. Установить генератор энергии и циркуляционный насос обойдется значительно дешевле, даже в регионах, где электроэнергия вообще не подключена.

Большинство недостатков мы уже описали – это не универсальность системы и значительный расход при обустройстве на трубы большого диаметра и сложный монтаж. Помимо этого к недостаткам можно отнести:

• Значительную инерционность системы – за счет медленного движения теплоносителя по трубам, а также его значительного объема быстро скорректировать интенсивность отопления не удастся, а значит, вы потратите больше ресурсов.
• Необходимость установки массивных радиаторов.
• Различная температура теплоносителя по контуру – чем дальше радиатор от котла, тем более холодный теплоноситель в него поступает (за счет остывания теплоносителя при медленном продвижении по контуру).
• Невозможность использовать систему теплого пола.

Впрочем, система с естественной циркуляцией имеет свои преимущества:

• Максимальная автономность – такая система не зависит от электроэнергии и может быть обустроена даже в регионах, не имеющих централизованных коммуникаций (например, при установке твердотопливного котла).
• Многие эксперты в качестве преимущества естественной циркуляции указывают более доступную стоимость отопительной системы при обустройстве, однако единственным моментом экономии является сокращение затрат на насос, при этом возрастает стоимость эксплуатации (за счёт большего объема теплоносителя) и расход на закупку труб большего диаметра, не говоря уже о сложности монтажа. Таким образом, экономия получается достаточно сомнительная.

Обустройство системы отопления с принудительной циркуляцией

Обустройство системы с принудительной циркуляцией значительно проще аналогичной самотечной системы. В принципе, любую самотечную систему можно превратить в принудительную – достаточно врезать насос, однако учитывая разницу возможных диаметров труб – если вы делаете систему с нуля – лучше сразу проектировать её под принудительную.

Некоторые владельцы загородных домов обустраивают самотечную систему и врезают насос – подобные проекты имеют право на существование, особенно если свет в доме отключают часто, а ставить генератор по каким-либо причинам не хочется. В таком случае штатно работает принудительная система, а в аварийном режиме (при отключении света) дом отапливается самотеком. Ещё одним вариантом комбинации принудительного и самотечного типа является установка радиаторов с естественной циркуляцией и монтаж теплых полов (которым требуется исключительно принудительная циркуляция). В подобных случаях циркуляционный насос устанавливается непосредственно на контур теплого пола.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Мы уже писали о выборе и особенностях монтажа циркуляционного насоса. Вкратце напомним, что производительность оборудования следует рассчитывать с учетом проекта системы и мощности котла, а монтировать насос лучше на байпас.

Простота монтажа систем с принудительной циркуляцией заключается не только в отсутствии необходимости соблюдения уклонов при установке труб, но и в том, что различные элементы системы можно располагать более свободно – нет необходимости слишком “занижать” котёл, а расширительный бак и вовсе может находится в любой части системы.

Выбираете тип системы и планируете делать отопление? Наша компания предлагает услуги по обустройству автономных систем отопления под ключ – наши специалисты быстро и грамотно реализуют проект любой сложности, а вы сэкономите средства и собственное время.

 

Также будет интересно посмотреть:

Схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

В наш век стремительно меняющихся технологий эту схему (также называемую гравитационным или гравитационным) отопления частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность. Самотечная система отопления до сих пор широко используется при строительстве собственного дома и считается лучшим техническим и экономическим решением.Небольшое давление в сети ограничивает его объем, но для одноэтажного жилого дома эта схема очень эффективна и часто рассматривается как альтернатива отоплению с помощью насосных агрегатов.

Отопительный контур с естественной циркуляцией

В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается использование специальных незамерзающих антифризов, но не рекомендуется применять антифриз в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Основные недостатки антифризов для использования в отопительном контуре естественной циркуляции:

• В отопительном контуре с естественной циркуляцией конструкции расширительного бака предусматривают контакт с окружающим воздухом.Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую среду;
• Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и его периодического пополнения;
• Антифризы обладают низкой теплоотдачей, что способствует небольшому отводу тепла радиаторами от охлаждающей жидкости при ее циркуляции. Это приводит к перегреву антифриза в контуре и в самом котле;
• Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающим отверстия в трубках.

Наиболее оптимальным теплоносителем в схеме гравитационного типа для отопления одно- или двухэтажного жилого дома является водяной теплоноситель в силу его невысокой стоимости и доступности.

Естественная циркуляция в отопительных контурах

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого дома являются:

• Котел нагрева горячей воды;
• Расширительный бак, представляющий собой емкость для слива лишней воды, возникающей при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
• Трубопроводы для подачи горячей воды от котла к радиаторам отопления и возврата охлажденной жидкости от радиаторов обратно в котел (для чего обратная часть системы отопления в быту называется обратной). Вместе они образуют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
• Радиаторы отопления.

При нагревании теплоносителя увеличивается его объем, избыток нагретой воды поднимается вертикально до расширительного бачка, в системе создается гидростатическое давление в зависимости от разницы в весе водяных столбов горячего (подающего трубопровода) и холодная (возвратная) вода.

Под этим давлением горячая вода течет из верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления.Охлажденная в радиаторах вода по обратной магистрали (синяя линия) поступает на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна только в том случае, если при монтаже предусмотрены уклоны горизонтальных участков трубопровода обогрева в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет двигаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Еще одним фактором, влияющим на движение жидкости, является давление циркуляции, обозначенное на рисунке буквой N. Чем выше разница уровней радиаторов и бойлера, тем быстрее в контуре движется вода.

В самотечных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому эту систему часто называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, и там устанавливают емкость, открытую для контакта с атмосферой. Система, использующая герметичные резервуары, называется закрытой. В его составе используется помпа; по принципу действия он уже носит вынужденный характер.

Скорость относительно воды

При циклическом изменении температуры горячая вода находится в верхней части системы отопления, холодная влага перемещается по нижним трубам. Основной движущей силой естественного (без давления со стороны насоса) движения жидкости в контуре является давление циркуляции, которое зависит от соотношения высот котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена ​​графическая диаграмма возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянное значение для этого контура и не изменяется во время работы системы отопления.

Для создания оптимального давления котел отопления устанавливают с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь расширительный бачок необходимо установить повыше. Часто ставят на чердаке дома.

Скорость циркуляции воды в контуре при установке самотечной системы отопления частного дома своими руками определяется следующими факторами:

1. Величина циркуляционного давления. Чем он больше, тем больше расход воды в теплотрассе;
2. Диаметры труб отопления.Небольшие размеры внутреннего сечения трубы обеспечат большее сопротивление потоку воды, чем трубы с большим диаметром. Для однотрубных или двухтрубных систем при самотечной разводке намеренно завышают размер труб до D на 32-40 мм
3. Материалы для изготовления контурных труб. У современных полипропиленовых труб гидравлическое сопротивление в несколько раз ниже, чем у стальных трубопроводов, поврежденных коррозией и покрытых отложениями;
4. Наличие поворотов в тепловой сети. Идеальный вариант — прямой трубопровод;
5. Обилие фитингов, переходников, стопорных шайб. Каждый клапан снижает давление.

Процессы естественной циркуляции очень инертны и протекают медленно. Время между розжигом котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Схема

Схема

По способу подключения радиаторов отопления принято различать две схемы установки контуров системы отопления: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение нагревательных приборов по цепи питания. Пройдя сверху через все радиаторы (красная линия), вода возвращается по обратной линии (синяя линия) в котел.

В двухтрубной схеме монтируются два раздельных циркуляционных контура. Один горячий теплоноситель течет, подводя тепло к радиаторам, по другому контуру — охлажденная вода направляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже изображена двухтрубная система отопления для двухэтажного дома. Распределение теплоносителя (красная линия) по радиаторам начинается с максимальной высоты H, обеспечивающей необходимое давление циркуляции. Охлажденный теплоноситель (синяя линия) собирается в обратной линии и направляется на вход котла.

Самотечные системы отопления для частного дома впечатляют простотой устройства, простотой обслуживания и энергонезависимостью. У них нет насосных агрегатов, создающих дискомфорт для проживания своим шумом, отсутствуют вибрации, сопровождающие их работу.Безаварийный срок службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, так как в них отсутствуют электронасосы и средства автоматизации. В целом гравитационные схемы проигрывают системам принудительного отопления по ряду баллов:

• излишняя инерция вынуждает ждать несколько часов, пока контур не достигнет необходимого теплового режима;
• сложность монтажа, связанная с необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
• отсутствие насоса ограничивает общую длину теплотрассы;
• постоянный контроль уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.
№

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома низкой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 квадратных метров. м и горизонтальный радиус гравитационной цепи не более 30 м.

Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома своими руками

Если вы решили оборудовать систему отопления для дачи или загородного дома, то нужно подумать об эффективности, максимальной надежности и удобстве работы.

Особенности компоновки

Если речь идет о принудительной циркуляции теплоносителя в трубопроводной системе, то в процессе проведения работ необходимо будет установить насос, который должен располагаться на участке теплотрассы.Благодаря такому взаимодействию можно будет обеспечить более быстрое и постоянное движение воды. В этом случае недостатком является стоимость установки дополнительного оборудования. Если вас интересует схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то в установке насоса нет необходимости. Это связано с тем, что плотность горячей воды намного ниже, чем у холодной. За счет этого осуществляется выталкивание одной жидкости другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает определенную часть тепла батареям, постепенно остывая.Возвращающаяся холодная жидкость выталкивает горячую и легкую воду обратно в трубы. Этот цикл повторяется постоянно. Процесс нельзя приостанавливать, пока котел не прогреется. При необходимости отопительный контур с естественной циркуляцией (это касается в первую очередь частного дома) можно в любой момент дополнить насосом, которым хозяева могут при необходимости быстро и равномерно обогреть жилище.

Основные положительные характеристики

Наличие насоса влечет за собой дополнительные затраты энергии.А его отсутствие, наоборот, позволяет неплохо сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций. Система отопления частного дома (с естественной циркуляцией) «Ленинградка» имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить уникальную способность к саморегулированию, очень длительную безотказную работу, которая составляет 30 лет, термическую стабильность и высокая ремонтопригодность.

Подготовка к работе

Если вы решили самостоятельно провести монтажные работы, то вам стоит рассмотреть схему отопления (с естественной циркуляцией) частного дома.Путь будет содержать определенный набор элементов. Помимо прочего, он содержит: расширительный бачок, расположенный в самой высокой точке; трубопровод, который может быть одинарным или двойным; радиаторы отопления, а также котельное оборудование. Последний будет нагревать теплоноситель. Перед началом работы важно помнить, что скорость и сила, с которой вода будет двигаться через систему отопления, зависят от объема, веса и плотности горячей жидкости. Не менее важную роль играет и внутренний диаметр труб, от этого параметра зависит коэффициент сопротивления, а также высота установки радиаторов отопления по отношению к котлу.Мастер должен знать, что к горизонтально ориентированным трубопроводам предъявляются особые требования. Их нужно устанавливать с обязательным уклоном, который составляет 5 миллиметров на метр, поворачивая трубы по ходу движения. Только так охлажденная вода будет стремиться к котлу. Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома предполагает установку на пути теплоносителя меньшего количества элементов, которые смогли бы увеличить сопротивление.

Расчет мощности перед установкой

Если вы выбрали схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то перед тем, как приступить к обустройству системы, нужно определиться с мощностью котельного оборудования.Такие расчеты можно произвести любым из нижеприведенных методов. Первый предполагает использование объема, второй — площади. Мастер должен помнить, что каждый из этих вариантов позволяет получить лишь приблизительный результат в самых идеальных условиях. Если здание не утеплено, следует приобретать оборудование с небольшим запасом. Тогда как для энергосберегающих зданий в качестве значения мощности на квадратный метр достаточно будет принять цифру в пределах 60 ватт.

Определение вместимости по объему

Если вы будете реализовывать схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то наиболее точный расчет будет по объему отапливаемого помещения.Первоначально это значение следует определить умножением на 40 Вт. Следующим шагом будет добавление поправочных коэффициентов. Если речь идет о частном доме, а комната граничит с улицей сверху и снизу, то нужно результат умножить на 1, 5. Если есть комната, расположенная возле утепленной стены, значение следует умножить на 1,1. При наличии утепленной стены умножение производится на 1,3. Что касается каждой двери, выходящей на улицу, то к ним нужно добавить 200 Вт. Для окна нужно добавить 100 Вт, минимальное значение — показатель равный 70, коэффициент в каждом случае будет зависеть от размеров проема.

Определение мощности по площади

Если будет оборудована закрытая система отопления частного дома с естественной циркуляцией, то можно рассчитать мощность и площадь. Самый простой метод — определить мощность котла по рекомендациям СНиП. Подсчитано, что на 10 квадратных метров требуется 1 кВт мощности. Общую площадь дома нужно умножить на 0,1. Важно учитывать разные коэффициенты, каждый из которых используется для определенных территориальных зон.Например, для Крайнего Севера этот показатель может варьироваться в пределах от 1,5 до 2. Для средней полосы эти цифры варьируются, начиная с 1,2 и заканчивая 1,4. Если мы говорим о южных регионах страны, то коэффициент может быть равен 0,8-0,9.

Монтажные работы: двухтрубная система

Система водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией может быть оборудована по двухтрубной схеме. Несмотря на то, что монтажные работы в этом случае более сложны, распространение получила именно такая схема.При его реализации жидкость будет двигаться по двум трубам, одна из которых будет проложена сверху, куда будет стекать нагретая вода; в то время как второй должен быть размещен ниже, туда потечет остывшая жидкость.

Технология работы

Если вы рассматриваете схему и особенности установки отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то можно использовать двухтрубную систему. Проведение этих работ требует соблюдения определенных инструкций. На первом этапе мастеру следует выбрать место, где будет располагаться блок хранения.

Над котлом монтируется расширительный бак, и вы можете соединить эти элементы между собой вертикальной трубой, которую после установки необходимо обернуть изоляцией. Примерно на уровне трети расширительного бачка нужно прорезать верхнюю трубу, предназначенную для транспортировки нагретой жидкости. Замеряем расстояние от верхней точки до пола, после чего подключаемся к проводке. Эти работы выполняются на высоте 2/3. Ближе к верху расширительного бачка выйдет из строя еще одна труба, которая будет переливаться.С его помощью излишки будут убраны в канализацию. На следующем этапе трубы подводятся к радиаторам. Батареи необходимо подключить к нижней трубе, установка которой осуществляется параллельно с верхней.

Наконечник мастера

При установке системы отопления частного дома (с естественной циркуляцией) своими руками важно постараться максимально точно расположить трубы. В этом случае необходимо обеспечить оптимальный перепад высот между котлом и радиаторами.Первые необходимо монтировать под отопительными приборами, поэтому лучше всего приобрести напольный прибор, который будет удобно располагаться в подвале или в специальной нише.

Нюансы работы

Чердак необходимо утеплить. Если температура в нем чрезмерно низкая, то есть вероятность, что жидкость в трубах замерзнет. Важно придерживаться нескольких правил, одно из которых предполагает расположение верхней трубы с определенным уклоном, который должен составлять примерно 7 градусов.По возможности котельное оборудование следует располагать значительно ниже отопительных приборов. Посетив магазин перед началом работы, следует выбирать трубы из металла или полимеров. Внутренний диаметр изделия должен составлять 32 миллиметра. Балансировку двухтрубного отопления, если трубы были подобраны правильно, делать не придется. Однако необходимо будет установить дроссель на шланги к каждому радиатору.

Следует отметить, что на прокладку двух цепей уйдет достаточно большая сумма денег.На это у мастера уйдет много времени, но такая система эффективнее и предпочтительнее.

Однотрубная установка

Если вы будете прокладывать систему отопления для частного дома (с естественной циркуляцией), то желательно перед началом работ рассмотреть фото таких схем. Если вы решите использовать однотрубную систему, вы сможете снизить затраты на установку. В этом случае необходимо будет проложить только одну трубу. Система будет иметь циклический замкнутый контур, предполагающий размещение радиаторов параллельно основному кольцу.Разрывать его в определенных точках не требуется. Можно будет оборудовать каждый радиатор вентиляционным отверстием. Такое решение даст возможность избавиться от воздуха в каждой из отдельных секций. Для выравнивания температуры необходимо будет установить дроссели и термоголовки. Сегодня довольно популярна однотрубная закрытая система отопления. В некоторых случаях можно пренебречь наличием расширительного бачка, изолируя таким образом охлаждающую жидкость. Как известно, в форсированной системе скорость движения теплоносителя по системе трубопроводов зависит от производительности насосного оборудования.С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе.Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил.Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными.

Рекомендации по работе

Аналогичная система отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, схема которой предполагает наличие только одной трубы, комплектуется изделиями, внутренний диаметр которых может варьироваться от 32 до 40 миллиметров.Внутренняя поверхность труб должна быть максимально ровной, идеальной, единственный способ не допускать скопления отложений, но металлические аналоги рассматривать вообще не стоит.

Заключение

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией, без радиаторов, сэкономит вам много денег. Однако перед проведением этих работ стоит подумать о целесообразности их выполнения.

Система отопления с естественной циркуляцией

Обустраивая отопление небольшого загородного дома или коттеджа, в первую очередь думают об эффективности, простоте и максимальной надежности.Чаще всего встречается система отопления с естественной циркуляцией, отвечающая всем вышеперечисленным критериям.

Принудительная циркуляция теплоносителя по трубопроводам осуществляется с помощью рабочего насоса, который устанавливается на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается постоянное и быстрое движение жидкости. Недостаток — стоимость дополнительного оборудования.

Узнайте больше о естественном кровообращении.

Для оснащения системы отопления естественной циркуляцией насос не требуется.Плотность нагретой воды ниже, чем у холодной, из-за чего одна жидкость вытесняется другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает часть тепла радиаторам и постепенно остывает, возвращаясь обратно и вытесняя более теплую и более легкую воду в трубы. Цикл повторяется снова.

Этот процесс нельзя остановить, пока котел не нагреется. Систему с естественной циркуляцией можно в любой момент оснастить насосом и запустить его по мере необходимости для равномерного и быстрого обогрева помещения.

Основные преимущества

Одно из преимуществ таких систем — экономичность. Затраты на установку и обслуживание сведены к минимуму.

Наличие помпы повлечет дополнительные расходы на электроэнергию. Его отсутствие, напротив, даст возможность сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций.

Другие преимущества включают:

• Способность к саморегулированию
• Термическая стабильность
• Длительное время безотказной работы — 30 лет
• Высокая ремонтопригодность

Типовая схема

Если более подробно рассмотреть схему с естественной циркуляцией теплоносителя, то она будет содержать следующий набор элементов:

1. Расширительный бак, который находится на самой высокой точке
2. Радиаторы отопления
3. Трубопровод (двойной, одинарный)
4. Отопительное оборудование отопительный котел

Сила и скорость, с которой хладагент будет циркулировать через систему отопления, зависят от веса, объема и плотности горячей жидкости.Немаловажную роль играют внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота батарей отопления относительно котла.

К горизонтальным трубопроводам применяются особые требования. У них должен быть обязательный уклон около 5 мм на метр по ходу движения. Только в этом случае остывшая жидкость будет стремиться обратно в котел.

Надо постараться, чтобы на тракте теплоносителя было меньше элементов, способных повысить сопротивление.Большое количество запорной арматуры, ответвлений и перегибов необходимо компенсировать большим диаметром трубы.

Вас также может заинтересовать оригинальный способ обогрева производственных помещений.

Рассчитать мощность самостоятельно

Приступая к оснащению системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо определить мощность установленного отопительного котла. Вы можете произвести расчеты одним из двух методов:

1. По объему
2. По площади

Следует отметить, что оба варианта расчета дают приблизительные результаты в идеальных условиях.Если дом не утеплен, необходимо приобретать технику с небольшим запасом. В свою очередь, для энергосберегающих построек достаточно принять значение мощности 60 Вт на кв.

Самым точным считается расчет объема отапливаемого помещения. Для начала нужно вычислить это значение и умножить на 40 Вт. Введены следующие поправочные коэффициенты:

1. Для частного дома, граничащего с улицей сверху и снизу, рекомендуется результат умножить на 1.5
2. Если комната находится у утепленной стены, значение умножается на 1,1, у утепленной стены — 1,3
3. На каждую дверь, ведущую на улицу, прибавляется 150-200 Вт
4. На каждое окно добавляется 70-100 Вт, в зависимости от его размера

Самый простой способ — рассчитать мощность котла, рекомендованную в СНиП — по площади. Подсчитано, что на каждые 10 кв. м. Требуется 1 кВт мощности. Таким образом, общую площадь дома нужно умножить на 0.1.

Необходимо учитывать коэффициенты для разных территориальных единиц:

• Крайний Север — 1,5-2
• Средняя полоса — 1,2-1,4
• Южные регионы страны — 0,8-0,9

Выбор схемы подключения для систем с естественной циркуляцией

Существует огромное количество схем, по которым можно осуществлять естественное регулирование. Но все они разделены на 2 категории:

Несмотря на более сложный монтажный процесс, широкое распространение получила двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.Жидкость транспортируется по двум трубам: одна проложена вверху и по ней течет нагретая вода, вторая внизу и течет охлажденная вода.

Для самостоятельного построения простого двухтрубного контура можно выполнить следующую инструкцию:

• Сначала выбирается место, где будет размещаться блок хранения
• Над котлом установлен расширительный бак, вместе они соединены вертикальной трубой, обернутой теплоизоляционным материалом
• На уровне 1/3 расширительной бочки вставлена ​​верхняя труба для транспортировки нагретого теплоносителя
• При измерении расстояния от пола до наивысшей точки необходимо сделать надрез в проводке на высоте примерно 2/3
• Ближе к верху расширительного бачка лопается вторая труба — перелив, через которую излишки удаляются в канализацию
• Затем нужно проложить трубы к радиаторам
• Батареи подключаются к нижнему водопроводу, прокладка которого должна быть параллельна верхнему

Необходимо постараться максимально точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить оптимальный перепад высот между радиаторами и котлом.Последние следует размещать ниже аккумуляторов, поэтому предпочтение отдается уличным приборам, которые размещаются в специальной нише или подвале.

Чердак надо утеплить. Если будет слишком холодно, возможно замерзание жидкости в трубах.

Рассмотрим еще несколько правил, которым нужно следовать:

1. Верхнюю трубу рекомендуется начинать с небольшим уклоном — 6-7 градусов
2. По возможности котел устанавливают намного ниже отопительных приборов
3. Необходимо выбирать трубы из металла или на основе полимеров с внутренним диаметром 32 мм.

Балансировка двухтрубного отопления, если трубы подобраны правильно, не требуется.Тем не менее, дроссели следует устанавливать на соединениях с каждой батареей в обязательном порядке. Также стоит отметить высокие первоначальные затраты на прокладку сразу двух цепей и время, затрачиваемое на работы.

Чтобы снизить затраты на установку, выберите вариант прокладки всего одной трубы. В этом случае получается циклический замкнутый контур, удовлетворяющий следующим условиям:

1. Радиаторы должны разрезать параллельно основному кольцу, а не рвать его в определенных точках
2. Необходимо снабдить каждую батарею вентиляционным отверстием.Это решение даст возможность стравливать воздух в одной конкретной области
3. Для выравнивания температуры рекомендуется установить термоголовки и дроссели

Популярна закрытая однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. В конкретном случае можно будет пренебречь расширительным бачком, полностью изолировав теплоноситель.

Что влияет на скорость обращения?

Если в форсированной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам зависит от производительности насоса, то здесь дело обстоит иначе.Для его увеличения необходимо придерживаться ряда правил:

• Оптимально подбирать запорную арматуру и следить за переходами диаметров труб
• Разнообразные повороты могут стать непреодолимым препятствием, поэтому их количество сводят к минимуму, стараясь сделать все участки прямыми

1. Наиболее подходящий внутренний диаметр трубы 32-40 мм
2. Внутренняя поверхность труб должна быть идеально ровной и не накапливать на себе отложения, изделия из стали не следует рассматривать

Устройство систем отопления с естественной циркуляцией требует определенной подготовки, навыков и знаний.Но чтобы оставаться уверенным в его работоспособности, стоит встроить помпу, включение которой произойдет в случае необходимости.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией: принцип работы и преимущества

Наличие в доме системы отопления — требование, ни у кого не вызывает сомнений. Но точки зрения, по каким принципам он должен работать, расходятся.

Возможны всего два варианта устройства системы отопления (СО).В первом случае теплоноситель движется по трубопроводам СО, подчиняясь основным физическим законам. Такие системы относятся к СО с ЭЦ (естественной циркуляцией). Во втором — схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией (ПК) предполагает движение теплоносителя по системе за счет работы встроенного циркуляционного насоса.

Принципы работы СО Центр

Для лучшего понимания принципа работы этой системы следует сначала разобраться, как работает СО ЭК.Этот вопрос подробно рассмотрен здесь.

Интегрировав циркуляционный насос в такую ​​систему, можно устранить большинство недостатков, добиться равномерного распределения горячего теплоносителя по всем нагревательным устройствам, тем самым повысив эффективность СО и снизив расход топлива, необходимый для котел для поддержания заданных температурных параметров.

Система отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома теоретически допускает возможность смешивания горячего и охлажденного теплоносителя.Но на самом деле этого не происходит, поскольку установленные модели циркуляционных насосов создают в линиях небольшие давления, не приводящие к перемешиванию.

Правильная регулировка скорости движения воды в системе позволяет с высокой степенью эффективности контролировать количество выделяемого тепла.

Кроме того, СО с ПК позволяет использовать радиаторы любого типа.

Преимущества, которые наличие насоса дает с ПК

• Нет ограничений по диаметру и материалам, из которых используются трубы, применяемые для монтажа ?? указанного типа;
• Это позволяет получить некоторую экономию на закупке материалов по более низким ценам, без потери качества работы смонтированной системы;
• Работа по установке системы упрощена, так как нет необходимости выполнять верхнюю разводку и строго контролировать уклон трубопроводов;
• Отсутствие значительных перепадов температур в системе положительно сказывается на увеличении срока службы элементов и комплектующих ПК;
• Имеется возможность выполнения разводки коллекторного типа, что позволяет нагревать все радиаторы до одинаковой температуры вне зависимости от их удаленности от котла;
• Вы можете увеличить длину трубопровода до необходимой;
• Становится технически возможным интегрировать в компьютерный центр дополнительные устройства, например, теплый пол;
• Отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией позволяет установить необходимую температуру, как во всем доме, так и в отдельных его помещениях.Напоминаем, что регулирование температуры в ЕС ЕС в принципе невозможно.

Недостатки системы

1. Система нестабильна, что, во-первых, увеличивает эксплуатационные расходы на оплату потребленной электроэнергии, а, во-вторых, отключение электроэнергии приводит к остановке насоса;
2. Работающий насос издает определенный шум, который нравится далеко не всем.

Схемы устройства отопления дома с принудительной циркуляцией.

При установке отопительного контура в одноэтажном частном доме он может быть выполнен в следующих вариантах: одно- или двухтрубный.В этом случае разводка может быть нижней или верхней.

Однотрубный СО ПЦ

Выполнена указанная система:

С горизонтальной разводкой в ​​тех случаях, когда ее обустраивают в небольших жилых домах или в производственных помещениях. Из основного стояка поступающая в него горячая вода распределяется по стоякам горизонтально, проходя по ним через все установленные радиаторы. Охлажденный теплоноситель по обратной магистрали возвращается в котел.

Важным требованием является оснащение всех радиаторов вентилями для отвода воздуха (краны Маевского), а также установка запорной арматуры в начале подающей магистрали, что позволяет контролировать температуру в помещении.

С вертикальной компоновкой. Трасса СО идет с верхних этажей на нижние. В одноэтажных домах без мансарды его не используют.

Двухтрубный СО ПК

Схема системы отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией с горизонтальной разводкой может быть выполнена в трех вариантах:

• Коллекторная система;
• Associated CO;
• Тупик SO PC.

В первом варианте каждый нагреватель подключается индивидуально, что способствует их равномерному нагреву.Но изначально это требует повышенного расхода труб на установку, а, следовательно, больших затрат на их покупку.

Связанные СО имеют одинаковые контуры циркуляции хладагента. это делает процесс регулировки температуры более простым и надежным, но увеличивает длину прокладываемого трубопровода. То есть опять лишние расходы.

В тупиковых системах каждый последующий радиатор по направлению потока воды находится дальше от котла, что увеличивает контур циркуляции теплоносителя и снижает эффективность контроля работы СО.

С вертикальной компоновкой. Отопление в одноэтажном доме своими руками по указанной схеме может выполняться с нижней или верхней разводкой.

В первом случае циркуляционный насос подает холодный теплоноситель с обратной линии в котел. От него — до питающей сети и далее по радиаторам. Охлаждаясь, вода через расширительный бак возвращается в котел.

Во втором случае магистральный трубопровод СО располагается над радиаторами (чаще всего на чердаке), а обратка прокладывается на полу помещения или в подвале под потолком.Теплоноситель циркулирует от котла к подающей линии, оттуда к радиаторам, откуда по обратной трубе и через расширительный бачок перекачивается в котел.

Выбор циркуляционного насоса

Насосы

, в первую очередь, подбираются по таким параметрам, как создаваемый напор и мощность. Их необходимое значение предварительно рассчитывается с учетом размеров помещения, которое будет отапливаться ПК.

Схема отопления одноэтажного дома — виды отопления

В большинстве случаев у рядовых граждан частный дом ассоциируется с одноэтажным домом.Возможно, у нас до сих пор существуют стойкие стереотипы, а может быть, только что наступили кризисные времена, которые заставили нас задуматься не только о стоимости всех строительных материалов, но и о том, сколько нам будет стоить содержание дома. В связи с этим особую актуальность приобретает топливо, которое обеспечит нормальные условия проживания в частном доме. Без топлива сложно готовить и обогревать помещения. Еще на этапе создания строительного проекта хороший хозяин должен учесть все системы жизнеобеспечения. Одной из первых разрабатывается схема отопления одноэтажного дома.Хотя в определенные моменты жизни люди, которые большую часть жизни живут в частном доме, также сталкиваются с такой проблемой, как модернизация существующей системы отопления или ее полная замена. Будет полезно прочитать о системе отопления.

Виды топлива для систем отопления

Любая система отопления должна начинаться с выбора топлива. Это может быть торф, дрова, газ, уголь или жидкое топливо. В последнее время очень часто при устройстве отопления стали использовать отопительные котлы. Но самый экономичный вариант — газовый (подробнее о расчете тепла на отопление можно прочитать здесь).

Однотрубная система и ее конструкция

Конечно, конструктивное решение системы отопления во многом зависит от финансовых возможностей хозяина. На данный момент нет ограничений на техническую реализацию какой-либо системы. На рынке вы найдете материалы и оборудование для любого кошелька. Наиболее доступной и традиционной считается однотрубная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией. В качестве теплоносителя здесь используется вода.

Установка циркуляционного насоса может значительно повысить эффективность этой системы.Но это будет абсолютно необходимо только при обустройстве дома с большой площадью. Если речь идет о небольшом домике, то можно полностью обойтись без него.

Обращаем ваше внимание, что организация естественной циркуляции предполагает установку подводящего патрубка с уклоном 5 мм на каждые 2 м трубопровода.

В схему однотрубной системы отопления входят:

1. — Источник тепла, например отопительный котел.
2. — Трубопровод.
3. — Расширительный бачок.
4. — Элементы для подключения к радиаторам.

Типы однотрубных систем

Системы отопления однотрубные бывают звездообразные, коллекторные и лучистые.

Однотрубная система отопления одноэтажного дома функционирует довольно просто. Нужно только определиться с материалами, а затем произвести небольшие расчеты на предмет теплопотерь дома.

Вода, нагретая от котла по входам и трубопроводам, попадает к отопительным приборам и, попав в радиаторы, отдает тепло.После этого остывший теплоноситель по той же трубе возвращается обратно в систему теплоснабжения. В самой высокой точке этого вида отопления, которая называется «горизонтальной», находится расширительный бачок.

При движении теплоносителя по трубопроводам через стенки приборов и трубопроводов выделяется тепло. Однотрубную систему отопления с естественной циркуляцией смело и без преувеличения можно считать наиболее экономичной в настоящее время.

Недостатком такой системы отопления является разница температуры теплоносителя в разных точках системы.В конечном радиаторе вода всегда будет намного холоднее, чем в ближайшем к котлу. Кроме того, однотрубная версия не допускает возможности перекрытия одной батареи; необходимо отключить сразу всю систему.

Схема отопления одноэтажного дома может предполагать и двухконтурную конструкцию. В таком варианте дом будет не только отапливаться, но и сразу же обеспечиваться горячей водой. Очень часто можно увидеть две параллельные одноконтурные системы.Один используется для отопления, а второй — для горячей воды. При этом не забывайте, что установка второго контура увеличит потребление энергии примерно на 25%.

В каком бы проекте вы ни хотели обогреть свой дом, самое главное — найти оптимальное соотношение между потерями тепла и потреблением энергии. Кроме того, нужно учитывать силовые характеристики котла отопления, а также КПД радиаторных батарей.

Схема отопления одноэтажного дома

Можно ли самостоятельно организовать отопление частного дома? Да, если у вас есть подробная схема подключения системы отопления.У вас минимальный опыт работы с конвейером? Тогда вы обязательно с этим справитесь. В этой статье будет проанализирована схема отопления одноэтажного дома. Дадим полезные советы начинающим частным строителям. Главное, чтобы система была отказоустойчивой и дешевой, тогда домашняя работа позволит сэкономить на найме профессиональных работников. Мы подробно разберем однотрубные и двухтрубные сети, а также изучим требования к отоплению частного дома.

Системные требования

Чтобы все работало надежно, необходимо соблюдать следующие требования:

• Отказоустойчивость.Этот параметр отвечает за работу системы отопления в любой мороз. В нем не должно быть чрезмерной теплоотдачи, так как это помешает нормальной работе системы в холодную погоду.
• Простота установки. Не все собственники могут позволить себе нанять профессионалов для проектирования и монтажа тепловой сети, поэтому нужно выбирать самые простые схемы отопления. Работа, сделанная своими руками, всегда приносит удовольствие.
• Отсутствие зависимости от энергии. Было бы здорово, если бы система могла работать с естественной циркуляцией.Обычно мастера устанавливают отопление с принудительной циркуляцией, но при этом система может работать и естественная, несмотря на снижение КПД.
• Прибыльность. Несмотря на то, что отопительный контур практически не влияет на КПД котла, мы рекомендуем сделать все возможное, чтобы добиться максимальной экономии тепла.

На фото котел, который продолжает работать даже после отключения циркуляционного насоса. Он функционирует в ограниченном пространстве.

Стоит сказать, что пункт «Нет зависимости от энергии» для электрокотлов неактуален, так как ни насос, ни котел без электричества не обходятся. Остальные предметы работают с таким агрегатом.

Однотрубная система: анализ цепей

Широкий выбор строительных материалов и сантехники позволяет подобрать проекты для владельцев частного дома с разным уровнем дохода. В первую очередь стоит рассмотреть вариант однотрубной системы, поскольку она считается наиболее доступной, особенно для одноэтажного дома.В однотрубной сети вода циркулирует естественным образом.

Схема выглядит следующим образом:

По возможности стоит установить циркуляционный насос. Это значительно повысит эффективность и результативность конструкции. Но если ваш дом занимает небольшую площадь, то этот агрегат для установки не требуется. Для обеспечения естественной циркуляции уклон основной трубы должен составлять 0,5 сантиметра.

Однотрубная система состоит из следующих элементов:

• Электропроводка.
• Трубопровод.
• Котел для нагрева воды.
• Расширительный бак.

Однотрубная конструкция имеет подвиды: балочная, коллекторная, звездчатая. Конструкция быстро выполняет свою работу, поэтому конструкция проста. Первым делом нужно выбрать материалы для сети.

Система работает следующим образом. Теплоноситель (вода) нагревается от котла, затем по трубам поступает в отопительные приборы. Далее охлаждающая жидкость переходит к радиаторам, которые забирают все тепло.Таким же образом возвращается теплоноситель в котел. Расширительный бак — крайняя точка однотрубной системы отопления.

На сегодняшний день такая конструкция считается самой экономичной для частного дома. У системы тоже есть несущественные минусы. Разница температур в разных точках — это первый недостаток. Например, в радиаторе вода будет намного холоднее, чем в бойлере. Второй недостаток заключается в том, что вам нужно заблокировать всю конструкцию, если вам нужно заблокировать хотя бы одну батарею.

Двухтрубная сеть

Для одноэтажного дома можно своими руками монтаж двухконтурной тепловой сети. Это более дорогой вариант по сравнению с предыдущей схемой, но при этом в доме всегда будет горячая вода. Суть двухконтурной системы такова: первый контур используется для обеспечения горячей водой, второй — для отопления.

Ниже приведен отличный пример двухконтурной сети, которую вы можете установить самостоятельно:

По периметру дома (в гостиной и под полом) два трубопровода — обратный и подающий.Конвекторы, радиаторы и регистры используются в сети как перемычки, которые создают короткое замыкание. Хладагент имеет тенденцию циркулировать через нагреватели, расположенные ближе всего к циркуляционному насосу. Но мы должны убедиться, что удаленные приборы тоже нагреваются. Для этих целей устанавливаются ограничительные дроссели.

Что касается минусов данной системы, то их два:

1. Повышенный риск при размораживании без балансировки.
2. Большое количество трубопроводных систем, отрицательно влияющих на экономию.

Схема реализации для частного дома, установка

Несмотря на то, что водяное отопление с естественной циркуляцией имеет ряд недостатков, которые в основном связаны с его высокой инертностью, то есть медленным обогревом помещения, его все же очень часто используют для оснащения автономного газового или твердотопливного отопления в помещениях. частные дома и квартиры.

Это связано с преимуществами, которые имеет отопление с естественной циркуляцией по сравнению с принудительной прокачкой теплоносителя через систему отопления с помощью электронасоса.

Во-первых, эта система отопления несколько дешевле, потому что не требует покупки насоса, а во-вторых, она не критична к отключениям электроэнергии и всегда будет работать при включенном отопительном котле.

Однако его использование накладывает определенные ограничения на места установки котла и отопительных батарей, требует аккуратной укладки труб и более тщательного проектирования, так как при малейших погрешностях в проекте или во время монтажа системы отопления ее эффективность может стать намного выше. ниже.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

Принцип работы такой системы предельно прост и основан на разнице плотности воды при разных температурах. При нагреве в отопительном котле горячая вода по трубе замкнутого контура поднимается вверх, а на ее место течет холодная вода, которая уже остыла в батареях отопления. Чем больше разница высот между верхней и нижней точками отопительного контура, тем эффективнее циркуляция воды в системе, что также зависит от соблюдения наклона труб для слива охлажденной воды от батарей в котел, для того, чтобы снизить сопротивление току воды в системе.

Особенности системы отопления с естественной циркуляцией

Если расчет естественной циркуляции и монтаж системы завершен, она сможет эффективно работать при работающем котле, но в некоторых случаях целесообразно установить насос через клапан, который можно использовать во время отопления после перерыв для более быстрого обогрева помещений, особенно если контур системы имеет значительные габариты.

Стоит отметить, что возможность работы такой системы без насоса позволяет эксплуатировать ее без ремонта и обслуживания очень долгое время.Благодаря современным прочным компонентам системы отопления с естественной циркуляцией могут работать без вмешательства более 50 лет. Однако следует учитывать, что естественная циркуляция будет чувствительна к любому сопротивлению, поэтому рекомендуется использовать трубы большего диаметра по сравнению с трубами, применяемыми в системах отопления с принудительной циркуляцией.

Считается, что для эффективной работы такой системы отопления общая длина ее контура не должна превышать 30 м, однако это ограничение довольно условно и может быть значительно увеличено, надеясь, что на равномерное прогревание потребуется больше времени. до всех комнат в доме.Безусловно, большая инерционность такой системы является ее основным недостатком и для выхода на рабочий температурный режим может потребоваться несколько часов, однако этот недостаток полностью компенсируется ее простотой и высокой надежностью.

Для уменьшения инерции системы и повышения ее эффективности необходимо прокладывать все входные и выходные трубы для естественной циркуляции не строго горизонтально, а с небольшим уклоном, усиливающим поток воды. При этом в верхней части контура обязательно устанавливается расширительный бак, который является не только компенсатором повышения давления в системе и предполагает расширяющийся при нагревании «лишний» объем воды, но и собирает пузырьки воздуха. , что может вызвать образование воздушной пробки.

Эту систему по праву можно назвать саморегулирующейся, ведь когда в помещении холодно, аккумулятор быстрее передает тепло, вода остывает быстрее, а значит, скорость ее циркуляции в системе увеличивается. Когда комната полностью нагревается, циркуляция замедляется до минимума, что способствует экономии энергии.

Выбор материалов для монтажа системы отопления

Эксплуатационные характеристики системы отопления с естественной циркуляцией напрямую зависят от того, какие трубы и из какого материала она проложена.

Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет работать система, поэтому рекомендуется использовать трубы диаметром 32-40 мм и более.

Многое также зависит от материала труб, например, если вы используете сталь, которая корродирует, шероховатость внутренней части трубы будет мешать нормальному потоку воды и уменьшать скорость ее циркуляции. Также следует избегать резких участков изменения диаметра, необоснованных резких изгибов труб, что непременно приведет к замедлению потока воды и снижению эффективности ее циркуляции.

Примерный расчет системы отопления

Стоит отметить, что хотя отопительный контур с естественной циркуляцией максимально прост, точно рассчитать его параметры довольно сложно, так как в самой системе и в доме в целом может быть множество факторов, которые будут влиять на эффективность нагрева. Поэтому, какой бы метод расчета вы ни использовали, устанавливать отопление с естественной циркуляцией следует с некоторым запасом. При этом всегда можно более точно отрегулировать необходимую температуру в помещениях, изменив настройки автоматики котла.

На практике используются два метода расчета тепловой мощности, необходимой для обогрева, по площади и объему помещения, с использованием коэффициентов и поправок для учета теплопотерь.

Так, например, при расчете площади используется норма 1 кВт на 10 метров квадратного помещения. Причем для регионов с относительно теплым климатом используется коэффициент от 0,7 до 0,9, для северных широт 1,2–1,3, а для Крайнего Севера этот коэффициент выбран в пределах 1.5–2. Считается, что высота потолка в комнатах составляет 2,5 м, что далеко не всегда верно, и если высота потолка разная, воспользуйтесь методом расчета объема.

Также к общей мощности на каждое окно добавляется еще 100 Вт, на дверь -200 Вт, наличие внешней стены добавляет еще один коэффициент в диапазоне 1,1–1,5. Однако учет всех этих параметров также не позволяет учесть все нюансы, влияющие на сохранение тепла, поэтому тепловая мощность берется с достаточно большим запасом.

Отопительные контуры с естественной циркуляцией

На практике обычно используются две распространенные схемы подачи теплоносителя в аккумуляторы:

• Двухтрубная система. В этом случае прокладывают два контура: контур подводимых труб горячего водоснабжения прокладывается под потолком или на чердаке, а контур, по которому отводится холодная вода от батарей, прокладывается на уровне пола. Каждая батарея подключена как к верхнему, так и к нижнему контурам. Схема наиболее эффективна и позволяет без дополнительных регулировок распределять тепло равномерно, однако ее стоимость намного дороже, а сложность монтажа выше.
• Однотрубная система с естественной циркуляцией. Эта схема на практике применяется гораздо чаще, особенно если речь идет об организации отопления одноэтажного дома. В этом случае замкнутый трубопроводный контур от расширительного бака, установленного наверху дома, например, на чердаке, до котла, установленного внизу, проходит на уровне пола под всеми батареями. В этом случае каждая батарея подключается снизу к трубопроводу общего контура в двух точках. На входе в аккумуляторную батарею по ходу течения воды желательно установить дроссель, с помощью которого можно регулировать подачу воды к каждой батарее, чтобы обеспечить равномерный нагрев как в непосредственной близости от расширительного бачка, так и в конце контура перед входом в котел.

Стоит отметить, что данная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя зарекомендовала себя во многих домах и более десяти лет исправно обслуживает своих хозяев.

Кроме того, система позволяет работать с отопительными котлами любого типа и строить недорогие, надежные и эффективные автономные системы отопления.

Система отопления естественная циркуляция теплоносителя. Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Отопление в ванной

Давайте посмотрим, как работает система отопления с естественной циркуляцией.В нем вода от котла к радиаторам и обратно перемещается за счет действия гидростатического давления. И это давление возникает из-за разной плотности воды, нагреваемой в теплообменнике и охлаждаемой в радиаторах.

Принцип действия

Нагретая вода имеет меньшую плотность и может подниматься вверх по подающему стояку. Из стояка теплоноситель попадает в распределительные трубопроводы, а затем через подающие стояки прямо в отопительные приборы. Здесь вода остывает и становится более плотной и тяжелой.Охлажденный теплоноситель на обратных стояках опускается вниз и вытесняет на своем весе воду в котле вверх. Вот такая получается циркуляция, или схема системы отопления.

Этот процесс постоянно повторяется, и вода непрерывно движется за счет естественной циркуляции. Его сила, которую правильнее назвать циркуляционным давлением, зависит от разницы в весе горячего столба и холодной воды. То есть давление зависит от разницы температур теплоносителя в основной и обратной магистралях.Также прочность определяется тем, насколько высоко размещен ТЭН — бойлер.

Здесь справедливое правило — чем выше котел, тем выше давление циркуляции. Именно этим моментом объясняется явление, часто наблюдаемое в устроенных таким образом системах отопления. Элементы на верхних этажах нагреваются намного лучше, чем на нижних. Приведенные выше рассуждения позволяют сделать вывод, что в двухтрубной системе отопления с естественной циркуляцией радиаторы, находящиеся на одном уровне или ниже с котлом, вообще не прогреются или вообще не будут работать.

Следовательно, котельная должна иметь достаточный уровень проникновения. Причем расстояние между центрами котла и отопительных приборов на нижнем этаже должно быть не менее 3 метров.

Перейти по однотрубной схеме

Однотрубная система

Этот недостаток полностью устраняется устройством однотрубной системы отопления. В ней гидростатическое давление, благодаря которому вода циркулирует в системе, формируется за счет охлаждения теплоносителя в трубопроводе, подачи нагретой воды к радиаторам, а также слива холодной воды в котел.Охлаждение создает гидростатическое давление, а также дополнительно нагревает помещение.

Следовательно, трубопровод прокладывается открыто и без изоляции. Но здесь охлаждение воды в магистральном стояке однотрубной системы нежелательно, так как приводит к снижению температуры теплоносителя. Следствие этого — увеличение его плотности и снижение давления. Поэтому подъемный стояк в такой схеме отопления необходимо тщательно утеплять.

В противном случае это не сработает. Сколько тепла получает помещение от радиаторов, зависит от объема и температуры поступающей воды.А количество воды, протекающей по трубам системы отопления, напрямую зависит от того, насколько сильной будет естественная циркуляция. Именно благодаря ей по трубам течет теплоноситель. Чем больше циркуляционная сила, тем меньшего диаметра можно взять трубу. И соответственно, чем он меньше, тем больше должен быть диаметр труб.

Для нормальной работы такой системы необходимо выполнение еще одного важного условия. Циркуляционное давление должно быть достаточной величины, чтобы преодолевать все сопротивления на пути охлаждающей жидкости.К ним относятся трение о стенки трубопровода и местные сопротивления — тройники, колена, отводы, крестовины, котлы и т. Д. Сопротивление теплоносителя за счет трения зависит от диаметра и длины трубопровода, а также от скорости потока воды. И есть квадратичная зависимость.

Увеличение расхода воды в 2 раза приведет к четырехкратному увеличению сопротивления. Следовательно — чем меньше диаметр труб, чем больше их длина и чем выше скорость теплоносителя, тем большее сопротивление будет создано.

Схема отопления с нижней и верхней разводкой

Водяное отопление

Принято различать системы отопления с естественной циркуляцией с верхней и нижней разводкой. В первом случае теплоноситель по магистральному стояку поднимается в магистральный трубопровод, проложенный на чердаке дома, и оттуда распределяется к ТЭНам.

В системе с нижней разводкой линия питания, от которой запитываются восходящие стояки, монтируется в подвале и на первом этаже.Также для этих целей можно использовать подземный канал. В этой схеме обратные стояки подключаются к единой обратной линии. Принцип работы системы с нижней разводкой аналогичен той, в которой используется верхняя разводка. В обеих схемах циркуляция обеспечивается тем, что горячая вода из нее вытесняется охлаждением стояков, а при остывании идет по обратной магистрали и возвращается в котел для нагрева.

Следует отметить, что в тех местах, где организована естественная циркуляция отопления, в зданиях с малой этажностью циркуляционное давление будет небольшим.По этой причине нельзя допускать высокой скорости теплоносителя. Поэтому диаметры труб берутся большими. И вполне возможно, что такая схема отопления окажется невыгодной с экономической точки зрения. В целом специалисты считают, что проектирование систем отопления на основе естественной циркуляции допустимо только для небольших построек.

Разбираем расчетную схему подробнее

Набираясь теоретического опыта, анализируем схемы отопления на их конструктивные особенности.Такие системы обычно делятся на:

1. Расположение главной питающей линии — схемы с верхней и нижней разводкой.
2. Способы подключения ТЭНов — однотрубная и двухтрубная схемы.
3. Расположение стояков отопления — с вертикальными и горизонтальными стояками.
4. Схема укладки — с тупиком или с движением воды.

Тонкости однотрубной системы

Схемы прокладок

Отметим ряд важных особенностей однотрубной схемы отопления:

• Такая система не оборудована возвратным стояком, а охлаждаемая в радиаторе вода возвращается в подающую магистраль.
• В такой системе смесь горячей и уже охлажденной воды в верхних радиаторах будет течь в расположенные ниже нагревательные элементы. Чтобы обеспечить равномерный обогрев на верхнем и нижнем этажах, необходимо увеличить поверхность нагрева радиаторов, расположенных внизу.
• Циркуляция воды в радиаторах происходит из-за разницы температур. При этом однотрубная система может быть устроена таким образом, что только часть воды будет поступать в радиатор, а остальная часть теплоносителя будет направляться к расположенным ниже нагревательным элементам.При этом на радиаторы ставят краны, с помощью которых можно регулировать конкретное количество поступающей воды.
• Если организована проточная система отопления, теплоноситель будет течь по всем радиаторам последовательно — сверху вниз. В результате в расположенные ниже батареи будет поступать только охлажденная вода. В такую ​​систему нельзя ставить краны. Их установка приведет к уменьшению потока теплоносителя на все остальные устройства, расположенные на этом стояке, а полное закрытие клапана просто перекрывается.Однако устанавливать радиаторы без кранов не очень хорошо, поскольку исключена возможность регулирования температуры воздуха в помещениях путем изменения объема протекающего теплоносителя.

Однотрубная система

Считается, что однотрубные системы можно делать только по схеме с верхней разводкой. Поэтому их применяют только в домах с мансардой, где можно провести подводку. С другой стороны, такую ​​систему проще установить.К тому же трубы отопления используются реже, поэтому разводка считается более привлекательной с точки зрения эстетики. Благодаря простоте монтажа, меньшим затратам на работы и материалы данные схемы отопления получили широкое распространение.

Современные домовладельцы часто выбирают системы отопления, работающие за счет естественной циркуляции. Современные насосы дороги, а сила тяжести — дешевая движущая сила, благодаря которой в системе отопления происходит естественная циркуляция воды и вода движется по трубопроводу.Самотечные контуры используются там, где нет электричества для питания насоса. Иногда насос все же присутствует, и в случае аварии и отключения под действием силы тяжести. То есть, даже когда электрооборудование не работает, нагрев с естественной циркуляцией продолжает работать.

Такой вариант системы отопления отлично подойдет для коттеджей, площадь которых не превышает 100 кв. М.

Минус дизайна — невозможность использования в помещениях с большой площадью.Но для коттеджей площадью менее ста квадратных метров. м, такой вариант отличный. По этой причине многие домовладельцы решаются сделать отопление с естественной циркуляцией без посторонней помощи.

Принцип работы гравитационной системы отопления

Принцип работы отопления выглядит просто: вода движется по трубопроводу за счет гидростатического давления, которое возникает из-за разной массы нагретой и охлаждаемой воды. Другой такой дизайн называется гравитацией или гравитацией.Циркуляция — это движение охлажденной в батареях и тяжелой жидкости под тяжестью собственного веса вниз к нагревательному элементу, а также перемещение легкой нагретой воды в подающую трубу. Система работает, когда котел с естественной циркуляцией расположен под радиаторами.

Возможна естественная циркуляция и закрытая система отопления, если она оборудована расширительным баком с мембраной. Иногда конструкции открытого типа переводят в закрытые. Замкнутые контуры более стабильны в работе, теплоноситель в них не испаряется, но они также независимы от электричества.
Что влияет на циркуляционную головку

Циркуляция воды в котле зависит от разницы в плотности горячей и холодной жидкости и от разницы высот между котлом и нижним радиатором. Эти параметры рассчитываются до контура. Естественная циркуляция возникает из-за низкой температуры обратки в системе отопления. Теплоноситель успевает остыть, двигаясь по радиаторам, становится тяжелее и своей массой выталкивает нагретую жидкость из котла, заставляя ее двигаться по трубам.

Схема циркуляции воды в котле

Высота батарей над котлом увеличивает давление, помогая воде легче преодолевать сопротивление труб. Чем выше расположены радиаторы по отношению к котлу, тем больше высота охлаждаемой возвратной колонны и с большим давлением она толкает нагретую воду вверх, когда она достигает котла.

Density также регулирует напор: чем сильнее нагревается вода, тем меньше становится ее плотность по сравнению с возвратной.В результате он выталкивается с большей силой, и давление увеличивается. По этой причине конструкции гравитационного отопления считаются саморегулирующимися, ведь при изменении температуры нагрева воды изменится и давление на теплоноситель, а значит, изменится и его расход.

При установке котел должен располагаться в самом низу, под всеми остальными элементами, чтобы обеспечить достаточное давление теплоносителя.

Схема монтажа гравитационных систем отопления

Поскольку вода циркулирует в системе отопления без насоса, для плавного протекания жидкости по водопроводу они должны иметь больший диаметр, чем в схеме, в которой вода принудительно циркулирует.за счет уменьшения сопротивления, которое должна преодолевать вода: чем дальше труба от котла, тем она шире.

Под отоплением самотеком с вертикально расположенным стояком подразумевается обогрев здания в несколько этажей. Такой вариант более дорогой, но защищенный от образования пробок.

Горизонтальный стояк — вариант экономичный, но при движении теплоноситель смешивается с воздухом. Этот нюанс легко устранить: при монтаже отопления с естественной циркуляцией своими руками нужно добавить в систему воздухоотводчик.

Преимущества системы отопления с естественной циркуляцией

Преимущества естественного обращения:

1. Простая установка и использование
2. Высокая термическая стабильность схемы
3. При работе нет шума (так как нет громкого насоса)
4. Экономное потребление энергии (при надлежащей изоляции труб и зданий)
5. Автономность: система легко может работать без электричества
6. Прочность и износостойкость: при правильном уходе гравитационная система отопления частного дома может работать без ремонта 30 лет.

Минусы однотрубной естественной циркуляции с насосом

Слабые стороны схемы гравитационного нагрева:

СМОТРЕТЬ ВИДЕО

• Площадь здания, отапливаемого одно- или двухтрубной системой отопления с естественной циркуляцией, не должна превышать 100 кв.м.
• Длина контура в горизонтальной плоскости — в пределах 30 м (иначе напора не хватит)
• В доме без мансарды установить отопление одноэтажного дома с естественной циркуляцией невозможно, так как на чердаке стоит расширительный бак.
• Высокая вероятность замерзания воды, из-за чего трубы вне помещения необходимо тщательно изолировать.

Система отопления с естественной циркуляцией проста и очень надежна.

Несмотря на то, что современные технологии обогрева помещений стали обычным явлением, система отопления с естественной циркуляцией пользуется большим спросом. В первую очередь это связано с тем, что она проста в установке, а если еще учесть нестабильность обеспечения электричеством частный сектор, то популярность такой автономной системы отопления становится понятной.

Как это работает

Сразу стоит сказать, что благодаря специальному устройству система работает без принудительной циркуляции теплоносителя. Движение воды в трубах происходит за счет того, что при охлаждении плотность воды увеличивается, и она стекает в котел по трубам, установленным на наклоне, выталкивая из него нагретую воду.

Хотя система отопления с естественной циркуляцией может работать без насоса, ее лучше установить. При включении насоса теплоноситель быстрее течет по трубам, следовательно, быстрее прогревается помещение.

Выходя из котла, вода попадает в разгонный коллектор, доходит через него до верхней точки и по трубам, установленным под наклоном от котла, охлаждая, продолжает свой путь вокруг.

Недостатки и преимущества

Для начала поговорим о недостатках. Такой подход поможет определить, подойдет ли вам такая система отопления.

• Если в системе нет помпы, то нужно довольно долго ждать, пока горячая вода не дойдет до аккумуляторов и не пройдет по ним.
• Неравномерный нагрев радиаторов. Это связано с одним и тем же нюансом — горячая вода сверху, а холодная снизу.
• Монтаж осуществляется по более дорогим трубам большого диаметра.
• Требуется установка открытого расширительного бачка, в результате вода испаряется и ее необходимо периодически добавлять в систему. Установка расширительного бака закрытого типа может снизить производительность системы.
• Страдает дизайн комнаты.
• Не нарушайте уклон труб, даже если вам нужно обойти дверь.
• Система должна быть как можно меньше витков.
• Планируя систему отопления без насоса, необходимо правильно определить уровень в батареях, расширительном баке и котле, который следует установить в самой нижней точке.

Преимущества

• Электрозависимость Даже если установлен насос, при отключении электроэнергии (или при выходе из строя насоса) система отопления продолжает работать.
• Установка и дальнейшее обслуживание не требует специальных навыков.
• Бесшумная работа.

Типы систем

Как уже было сказано, в самотечной системе отопления не должно быть перепада высот, иначе она просто не пойдет. По этой причине можно сделать несколько контуров.

Одноконтурный

Здесь все ясно — одна труба идет от котла, а другая идет к нему, и между ними подключаются батареи. Представленная схема поможет разобраться.

Одноконтурная система может быть однотрубной, только в этом случае необходимо учитывать тот фактор, что каждая последующая батарея в гравитационной системе будет более чувствительно холоднее, чем предыдущая.

Двухконтурный

Двухконтурные системы могут отличаться направлением движения теплоносителя:

1. При встречном движении.
2. С попутным трафиком.

Чтобы потом не заниматься переделками, важно еще на этапе планирования выяснить, какой должна быть емкость аккумулятора (или аккумуляторов) для установки в том или ином помещении.Для этого можно использовать один из двух способов.

По объему

Более точные данные можно получить, учитывая объем помещения. Проводим замеры и, получив данные о высоте, ширине и длине комнаты, умножаем их вместе, а результат умножаем на 40 Вт. Учитывая особенности конструкции, вводим поправочный коэффициент. Для:

• Одноэтажный частный дом с неизолированным чердаком — 1,5;
• комнат с утепленными стенами — 1.1;
• комнат с неизолированными стенами — 1,3;

Важно учитывать количество окон и дверей.

• Если в комнате входная дверь, то к полученной цифре нужно прибавить еще 150-200 Вт.
• Если окна маленькие и энергоемкие, то на каждое понадобится еще 70 Вт.
• Для больших или неизолированных окон нужно добавить по 100 Вт каждое.

По площади

При расчете количества аккумуляторов на площади пола используется средний показатель — 1 кВт на 10 м 2.По такому же принципу рассчитывается мощность купленного для дома отопительного котла.

Рассмотрим на примере, как производить расчеты.

• Есть дом с внутренними размерами 9х8 м. Умножаем ширину на длину и получаем площадь — 72 м 2.
• 72 м 2 делим на 10 (1 кВт на 10 м 2), и получаем 7,2 — это мощность котла в кВт.
• Теперь выясняем мощность АКБ для комнаты 2х4 м.
• Площадь получилась 8 м 2.
• Используя те же расчеты, что и для котла, получаем цифру 0,8 — мощность батареи в кВт.

Сейчас внесем поправки по климатическим зонам. Считаем коэффициенты:

1. В южных регионах — 0,8–0,9.
2. Для Крайнего Севера — 1,5–2.
3. В зоне средней полосы — 1,2–1,4.

В нашем примере требовался котел мощностью 7,2 кВт. С учетом коэффициента рассчитаем окончательные данные для средней полосы:

• 7.2 × 1,4 = 10,08.
• Учитывая, что котел должен иметь запас мощности, приобретаем отопительный прибор мощностью 12–15 кВт.
• Таким же образом подходим к расчетам мощности аккумулятора для помещения, использованного в примере: 0,8 × 1,4 = 1,12 кВт. Округлите и получите 1,2 кВт.

Мощность аккумулятора указана в паспорте изделия. Если вы не уверены в правильности своих расчетов, то приобретите более мощный радиатор, установив на него термостат.

Установка

• Как уже было сказано, котел нужно устанавливать в самой нижней точке.
• Ни одна труба не должна быть ниже уровня входа обратной трубы в наш обогреватель. Пренебрежение этим требованием приведет к значительному износу системы отопления.
• На стенах отмечается расположение труб и радиаторов отопления.
• Радиаторы смонтированы — их положение проверяется строительным уровнем.
• От подающей трубы котла монтируется бустерный коллектор. Это должна быть труба большого диаметра.

• Сверху установлен открытый расширительный бачок. Если он находится на чердаке, то емкость и трубопровод необходимо тщательно утеплить.
• Трубы монтируются с уклоном 1 см на погонный метр трубы. Если нет возможности придерживаться этой нормы, то можно уменьшить перепад до 0,5 см, но не меньше. При этом следует учитывать, что с уменьшением уклона трубы снижается КПД всей системы отопления.
• В нужном месте врезная труба, идущая к радиатору. В металлическом трубопроводе отвод может быть приварен или подключен через тройник. При работе с пластиковыми трубами нужно использовать фитинги, припаивая их, не забывая про краны и термостаты (если предусмотрена их установка).
• В самой нижней точке системы (обычно возле котла) необходимо установить кран с краном — через него в систему будет заливаться вода.

Планируя изготовление самотечной системы в двухэтажном доме, нужно учитывать, что поток теплоносителя осуществляется на втором этаже, а затем он спускается по стоякам к радиаторам, установленным на первом этаже.

Осталось залить систему водой, и, проверив ее на герметичность, обогреть комнату, не беспокоясь о том, что могут отключить электричество.

Видео

Посмотрите видео о том, как рассчитать отопление с естественной циркуляцией:

В этом видео показан пример отопления с естественной циркуляцией.

Система отопления частного дома способна работать без потребления какой-либо дополнительной энергии, кроме работы отопительного котла.Такую систему отопления с естественной циркуляцией еще называют гравитационной или гравитационной. Все эти названия обозначают принцип работы такой схемы — без использования циркуляционного насоса.

Принцип действия

Как и все вещества, вода при нагревании расширяется, и ее плотность становится меньше. После нагрева в отопительном котле вода поступает в систему, где имеет свойство подниматься вверх, вытесняя уже остывший объем. Постепенно остывая, он самотеком течет по тепловой сети через весь дом и возвращается в котел.Там он разогревается, и циркуляция повторяется снова.

Особенности

Схема с естественной циркуляцией не содержит механических элементов, что гарантирует ее длительный срок службы.

• Схема не содержит механических и электронных элементов, которые могут выйти из строя, что гарантирует ее длительный срок службы. При использовании труб, не подверженных коррозии, отопление проработает не менее 50 лет.
• Общий принцип разработки систем с естественной циркуляцией теплоносителя — в нижней части системы, под радиаторами.
• Отсутствие насоса, перекачивающего теплоноситель, означает, что естественный перепад давления в системе невелик. Для надежной работы необходимо учитывать, что длина нагревательного контура не должна быть больше 30-50 метров, иначе циркуляция не будет обеспечена. Это ограничивает возможную отапливаемую площадь.
• Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией имеет большую инерционность при пуске. Нормальная работа отопления может начаться только через несколько часов после запуска котла, после того, как он прогрел весь объем теплоносителя.Причем циркуляция теплоносителя сначала из-за низкой температуры будет происходить довольно медленно.
• Горизонтальные секции системы монтируются с учетом обязательного уклона в сторону охлаждающей жидкости. Это обеспечивает естественный сбор воздушных пробок в верхней части сети. Установлен расширительный бачок для его коллекции.
• Отсутствие электронасоса обеспечивает энергонезависимость системы.

Саморегулирование

Правильно смонтированный отопительный контур с естественной циркуляцией — система саморегулирующаяся.Чем ниже температура в доме, тем быстрее работает отопление. Чем больше разница температур теплоносителя, входящего в котел и выходящего из него, чем больше разница в высоте между последним радиатором в цепи и котлом, тем быстрее это происходит, тем качественнее отопление дома.

Поэтому для эффективной работы отопления котел часто размещают в цокольном или цокольном этажах.

Скорость обращения

Кроме уже упомянутых факторов, циркуляция теплоносителя, а это значит, что скорость обогрева дома будет зависеть еще от ряда показателей:

• Диаметр патрубков теплоснабжения.При уменьшении диаметра трубы естественное течение теплоносителя замедляется. Поэтому для систем с гравитационной циркуляцией используются трубы довольно большого диаметра — 32-40 мм.
• Материал трубы. Различные материалы имеют разное сопротивление текучей в них жидкости. Так, у стали этот показатель больше, у полипропилена меньше. Кроме того, осадки и коррозия, возникающие даже в небольших размерах, сильно затрудняют плавный поток охлаждающей жидкости, закручивая и замедляя его.
• Количество и диаметр отводов труб.Каждый раз при изменении направления движения скорость охлаждающей жидкости падает. Поэтому количество витков следует свести к минимуму, а их диаметр сделать как можно большим.
• Тип и количество запорных устройств. Каждое препятствие на пути охлаждающей жидкости замедляет ее естественный путь, поэтому запирающее оборудование следует устанавливать только там, где это действительно необходимо.

Выбор котла

На практике контур с естественной циркуляцией часто работает в комплекте с котлами, для работы которых не требуется электричество.

Котлы газовые энергонезависимые «Конорд» (Ростов-на-Дону)

Можно найти газовые энергонезависимые котлы, в том числе российского производства, например «Конорд» (Ростов-на-Дону) или универсальные энергонезависимые котлы «Дон» того же производителя, успешно работающие без электроэнергии. Многие зарубежные производители также выпускают котлы, пригодные для работы в гравитационных системах. Таким образом, модель Novella Autonom итальянской компании Bertta отлично зарекомендовала себя при работе в домашних условиях.

Тепловая мощность, необходимая котлу для эффективной работы, рассчитывается так же, как и для других систем.

По площади

Самый распространенный метод — рассчитать по размеру обогреваемой площади. Если высота потолков не превышает 2,7 метра, дом надежно утеплен, то можно исходить из простого соотношения — каждый киловатт мощности котла должен отапливать не более 10 квадратных метров площади. В южных регионах это значение можно безболезненно снизить на 10-20%, в северных нужно будет увеличить на 20-30%, а в регионах Крайнего Севера — увеличить на полтора-два. раз.

По объему с учетом дополнительных факторов

Более точный расчет основан на учете отапливаемого объема:

Учитывая объем отапливаемого помещения, можно произвести более точный расчет

• Расчет проводится для каждой комнаты и коридора отдельно, а затем результаты складываются.
• На каждый кубический метр объема помещения берется 40 Вт мощности котла.
• Коэффициенты, учитывающие регион дома, берутся такими же, как при расчете площади.
• Каждый оконный проем стандартного размера добавляет к расчету 100 Вт, а каждая дверь добавляет 200 Вт.
• Если комната расположена у внешней стены дома, то требуемую мощность для ее обогрева следует увеличить на 10-30% в зависимости от материала и толщины стены.
• Контакт потолка или пола комнаты с неотапливаемым помещением добавляет еще 40% к необходимой мощности.

Выбор компоновки

Самотечная система с естественной циркуляцией может быть выполнена в двух вариантах:

• однотрубная конструкция;
• двухтрубная схема.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией самая простая — теплоноситель проходит по единой трубе через все радиаторы ответвления, возвращаясь в тепловой котел.

В двухтрубной системе естественный поток теплоносителя происходит по двум контурам. По контуру теплоснабжения он попадает в каждый радиатор отдельно и от него идет в общий обратный контур, ведущий обратно к котлу.

Подборка радиаторов

Главное при установке систем с естественной циркуляцией — обеспечить минимальное сопротивление движению теплоносителя.Следовательно, циркуляция будет хорошей только при установке радиаторов с большим зазором:

Чугунный радиатор Панельный радиатор

• Наименьшее сопротивление у классических, с которыми система без гравитации работает практически идеально.
• Алюминиевые и биметаллические радиаторы показывают хорошие результаты только при внутреннем диаметре не менее трех четвертей дюйма.
• Может устанавливаться с достаточным внутренним диаметром отверстия.
• Не используйте батарейки для панелей.В любой их модификации они имеют небольшой внутренний диаметр и сильно замедляют естественный поток теплоносителя.

Подключение радиаторов

Важным элементом качества системы является тип подключения радиатора:

• вертикальный или боковой;
Диагональ
• ;
• горизонтально или ниже.

Боковое соединение

Диагональное соединение

Нижнее соединение

Меньшие тепловые потери обеспечивают диагональное соединение, когда циркуляция происходит между верхней трубой радиатора и ее диагонально противоположной нижней трубой.Боковое подключение работает несколько менее эффективно, когда охлаждающая жидкость попадает в верхнее сопло радиатора и выходит из нижнего, расположенного под ним. Наибольшая потеря тепла происходит в нижнем патрубке, в котором циркуляция происходит через нижние патрубки радиатора.

Наибольшее влияние на качество отопления оказывает, особенно если выбрана однотрубная система отопления с естественной циркуляцией:

• прямой;
• с байпасными линиями.

При прямом подключении охлаждающая жидкость проходит через все радиаторы в цепочке один за другим, охлаждая все больше и больше на каждом из них.На последнем радиаторе температура теплоносителя уже существенно отличается от первого, и для эффективного обогрева дальних помещений необходимо увеличивать количество секций в приборах.

Этот недостаток значительно уменьшается, если вход и выход на каждом радиаторе соединены байпасом, трубой, которая позволяет части потока проходить мимо радиатора и меньше охлаждаться при движении по тепловой сети.

В системе естественной циркуляции игольчатый клапан должен быть открыт.

Если установить регулируемый игольчатый клапан в байпасной линии, можно контролировать поток охлаждающей жидкости через радиатор и через байпас. Чем больше теплоносителя пройдет через радиатор, тем быстрее он нагреется, однако такая настройка влечет за собой все вышеперечисленные недостатки в виде неравномерного нагрева системы. Обычно этот клапан оставляют полностью открытым. Затем самотечная система самостоятельно распределяет потоки по необходимости, циркуляция нормализуется, и большая часть теплоносителя поступает на последние радиаторы лишь слегка охлажденными.

Кроме того, чтобы можно было отключать радиаторы для ремонта, замены или регулировки температуры в помещении, перед радиатором и после него необходимо установить запорные краны.

Выбор трубы

Как упоминалось ранее, выбор труб имеет большое значение при проектировании гравитационной системы:

• Наиболее предпочтительны трубы из армированного полиэтилена. Но они не приспособлены для работы с высокими температурами, предельная температура для них 95 градусов по Цельсию.
• Металлические трубы хорошо переносят высокие температуры, но соединяются между собой при помощи фитингов, которые значительно сужают просвет и оказывают большое сопротивление движению теплоносителя.
Пластиковые трубы
• PPS имеют более высокий температурный предел, чем полиэтиленовые трубы — до 110 градусов Цельсия, но они дороже.

Выбор труб зависит от типа котла, обеспечивающего отопление дома. Твердотопливные котлы вырабатывают настолько высокую температуру, что в такой системе могут надежно работать только металлические трубы: стальные, нержавеющие или медные.

Выбор теплоносителя

В системах с естественной циркуляцией в качестве теплоносителя может использоваться вода или низкотемпературные составы -.

Антифриз как охлаждающая жидкость имеет ряд предостережений.

Если вы планируете использовать антифриз, то необходимо указать следующие баллы:

• Теплоотдача антифриза ниже, чем у воды. Поэтому для эффективного отопления необходимо предусмотреть размеры радиаторов на 10–15% больше, чем получается при расчете системы с водой.
• Антифриз при перегреве образует обильные отложения и отложения. Если схема отопления частного дома с естественной циркуляцией вынуждена длительное время работать при высоких температурах теплоносителя, то велик риск полного зашлаковывания теплообменника.
• Состав, предназначенный для работы в системах охлаждения автомобилей, категорически не пригоден для использования в системах отопления. Необходимо использовать специальные составы: Thermotrust, Dixis, Hotpoint и им подобные.
• Антифриз нельзя использовать в сетях с открытым расширительным бачком.
• При проектировании системы следует уточнить, сможет ли выбранный котел работать с антифризом.

Вода как охлаждающая жидкость имеет только один серьезный недостаток — более высокую температуру замерзания по сравнению с антифризом, что при отсутствии контроля за работой системы может привести к ее замерзанию и разрыву труб и радиаторов.

Вода имеет более высокую температуру замерзания, чем антифриз.

Заключение

Самотечная система отопления частного дома — не самый эффективный способ обогрева дома, а иногда и единственно возможный.Если в местной электросети возможны отключения, то альтернативы этому при отсутствии электроснабжения нет. Даже если пропадание электроэнергии случается редко, правильным решением будет построить тепловую сеть по этой схеме и снабдить ее электронасосом. Тогда вы гарантированно гарантируете себе надежное автономное отопление, не зависящее от каких-либо внешних факторов.

Самые интересные статьи из рубрики.

Системы отопления с естественной циркуляцией используются уже много десятилетий.Их внедрение началось практически одновременно с появлением парового отопления. Для частного дома существует несколько действующих отопительных контуров с естественной циркуляцией, и каждый из них может успешно использоваться с высоким КПД в максимально комфортных для него условиях.

Конструктивные особенности

Основное отличие схемы отопления самотеком в том, что отсутствует циркуляционный насос, принудительно проталкивающий воду в контуре, по которому движется теплоноситель.

Популярными аргументами в пользу самотечной системы отопления являются следующие пункты:

• полная независимость от наличия электричества в помещении;
• высокая степень инертности, при которой влияние внешних факторов на перераспределение тепла сводится к минимуму.

Следует учитывать, что увеличение диаметра труб отопления в такой ситуации положительно сказывается на работе системы.Однако необходимо придерживаться определенных ограничений по размерам.

Принцип действия

При работе в режиме обогрева с естественной циркуляцией используются физические принципы, при которых более теплая жидкость поднимается вверх, перемещаясь из самой высокой точки по созданному для нее монтажному склону от магистральных труб.

1. При данной схеме необходимо установить котел ниже уровня секций с радиаторами.
2. При движении сверху вода переходит на секции.Патрубки, соединяющие радиаторы с линией, должны быть значительно меньше диаметра магистрали. Такая схема отопления частного дома с естественной циркуляцией будет востребована при разводке сверху.
3. Для нижнего распределения вам понадобится схема разгона. Он образуется при прокладке трубопровода до установленного там расширительного бака. После этого уменьшается горизонтальное окно, от которого ведется дальнейшая разводка.

В системах отопления без насоса КПД в помещениях с низкими потолками снижается, так как желательно отводить трубу с верхней точкой системной линии на 1,5–1,6 м над котлом, а также следует установить расширительный бак. над ним.

В связи с тем, что движение в отоплении осуществляется без насоса, за время достижения дальних участков трубопровода теплоноситель успевает отдать достаточное количество тепловой энергии.Такой принцип работы предполагает работу на небольших площадях. Считается, что для магистралей с длиной контура более 30 м схема с гравитационной системой отопления частного дома теряет свою эффективность.

ВИДЕО: Расчет отопления с естественной циркуляцией

Особенности установки

Котлы с естественной циркуляцией могут иметь два типа сети:

Оба варианта разводки имеют индивидуальные особенности монтажа, но немного отличаются по эффективности с системой гравитационного отопления.Важно соблюдать уклон отопительных труб при естественной циркуляции, чтобы обеспечить бесперебойное движение и отсутствие загрязненных воздухом участков. В открытых системах выход газовых образований осуществляется естественным путем через расширительный бак.

При прокладке собственных теплотрасс с естественной циркуляцией уклон сохраняется, обеспечивая падение высоты на метр длины на 5-10 мм.

Гидродинамические силы, развиваемые в условиях системы, определяющие скорость движения потока, напрямую зависят от уровня подъема контура.Важно установить радиаторы выше уровня установки котла, а сопротивление трубопровода зависит от диаметров труб.

Когда установка системы отопления с естественной циркуляцией проводится с многочисленными разветвлениями и частыми преломлениями, это способствует увеличению гидросопротивления. Кроме того, это значение увеличивается из-за неоправданно большого количества встроенных запорных клапанов. Сведение к минимуму таких площадей плюс разумное увеличение диаметра магистралей способствует увеличению давления в системе.

Монтаж двухтрубной системы

Естественная циркуляция в системе отопления может быть предусмотрена в двухтрубном контуре. Первая труба (подающая) направляет поток горячего теплоносителя от котла, а вторая труба (холодная) возвращает охлажденную воду в котел. Во время установки выполняются следующие действия:

• вверх от ответвления теплогенератора отводится, который идет в расширительный бак;
• установку бочки можно проводить как под потолком, так и на уровне утепленного чердака;
• ко дну емкости монтируется трубопровод, выходящий из помещения, опускающийся до уровня 2/3 высоты от потолка;
• проводка ведется до ближайшего участка радиаторов;
• — вторая часть патрубка крепится к обратному патрубку;
Обратный трубопровод
• монтируется параллельно подаче, но с уклоном к котлу.

Как определить объем расширительного бачка

Объем расширительного бачка открытого типа определяется очень просто — 10% от общего объема циркулирующей в водяном контуре теплоносителя. Определение десятых считается универсальным способом расчета объема экспано, при котором он отлично работает.

Определить объем бака закрытого типа уже несколько сложнее, но и неспециалисту его преодолеть вполне возможно.Для подсчета вам необходимо знать следующий ввод:

• процент увеличения объема теплоносителя при нагреве (RH) — стандартный 5% для воды и 10% доильного антифриза;
• общее количество воды или антифриза в водяном контуре (ВК) — если таких данных нет, всю охлаждающую жидкость придется слить и измерить ведрами или другими приборами. Задача — определить максимально точный объем;
• напорный контур и котел (DC) — эта информация отражена в паспорте котла.Если его нет — спасет Интернет;
• предельное давление в экспомате (ДБ) — также вся информация отражена в техпаспорте.

Примените формулу:

OB x VK x (DK + 1) / DK — DB

Полученное значение округляем до целого числа и получаем расчетный объем расширительного бачка.

Это значение всегда больше, чем при методе «на глаз — 10%», но это не является нарушением.Если объем экспандо больше, чем требуется для водяного контура, он должен быть правильно настроен.

Монтаж однотрубной системы

Данный вид циркуляции воды в системе отопления, в отличие от двухтрубной схемы, не зависит от уровня секций радиатора. Широкая бочка выделяется объемом 25-32 л. Его наполнение должно составлять 2/3 объема.

Расположение котла, как и в однотрубной трубе, должно быть ниже уровня радиаторов для обеспечения естественного оттока.Для трассы 5-70 предусмотрен монтажный уклон. Радиаторы питаются от труб диаметром не менее 32 мм. Предпочтительный материал для разводки — полимерный трубопровод. Для подсоединения к патрубкам радиатора используйте трубу диаметром до 20 мм.

Если диаметры правильные, то балансировка не требуется. Однако желательно установить запорную арматуру на входе / выходе теплоносителя в радиаторы. Это обеспечит удобство демонтажа секций для проведения профилактических или ремонтных работ.

Двухтрубная система дороже, потому что в ней используется двойная линия. В связи с этим часто бывает актуальным использование однотрубных схем для небольших помещений с естественным теплоснабжением.

ВИДЕО: Отопительный контур с естественной циркуляцией

Система отопления естественная циркуляция теплоносителя. Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Отопление в ванной

Давайте посмотрим, как работает система отопления с естественной циркуляцией.В нем вода от котла к радиаторам и обратно перемещается за счет действия гидростатического напора. И это давление возникает из-за разной плотности воды, нагретой в теплообменнике и охлаждаемой в радиаторах.

Принцип действия

Нагретая вода имеет меньшую плотность и может подниматься по подающему стояку. Из стояка теплоноситель попадает в распределительные трубопроводы, а затем через подающие стояки прямо к отопительным приборам. Здесь вода остывает, становится все плотнее и тяжелее.Охлажденный теплоноситель спускается по возвратным стоякам и своим весом вытесняет воду в котле вверх. Вот такая циркуляция, или схема системы отопления.

Этот процесс постоянно повторяется, и вода постоянно движется за счет естественной циркуляции. Его сила, которую правильнее назвать циркуляционным давлением, зависит от того, какая разница в весе столба горячей и холодной воды … То есть давление зависит от разницы температур теплоносителя в основной и обратной магистралях. .Также прочность определяется тем, насколько высоко расположен отопительный прибор — бойлер.

Здесь верно правило — чем выше котел, тем больше давление циркуляции. Именно этим моментом объясняется явление, часто наблюдаемое в таких устроенных отопительных системах. Элементы, расположенные на верхних этажах, нагреваются намного лучше, чем на нижних. Приведенные выше рассуждения позволяют сделать вывод, что в двухтрубной системе отопления с естественной циркуляцией радиаторы, расположенные с котлом на одном уровне или ниже, будут прогреваться слабо или вообще не работать.

Следовательно, котельная должна иметь достаточный уровень заглубления. Причем расстояние между центрами котла и отопительных приборов на нижнем этаже должно быть не менее 3 метров.

Переход на однотрубную схему

Устройство однотрубной системы

Этот недостаток полностью устраняется при установке однотрубной системы отопления. В нем гидростатический напор, за счет которого вода циркулирует в системе, образуется за счет охлаждения теплоносителя в трубопроводе, подающем нагретую воду к радиаторам, а также отводящего остывшую воду в котел.Охлаждение создает гидростатический напор и дополнительно нагревает комнату.

Следовательно, трубопровод прокладывают открытым и без изоляции. А вот охлаждение воды в магистральном стояке однотрубной системы нежелательно, так как приводит к снижению температуры теплоносителя. Следствие этого — увеличение его плотности и снижение давления. Поэтому стояк в такой схеме отопления нужно утеплять очень тщательно.

В противном случае это не сработает. Сколько тепла получает помещение от радиаторов, зависит от объема и температуры поступающей воды.А количество воды, прошедшей по трубам системы отопления, напрямую зависит от того, насколько сильной будет естественная циркуляция. Именно благодаря ей теплоноситель движется по трубам. Чем больше циркулирующая сила, тем меньше может быть диаметр трубы. И соответственно, чем он меньше, тем больше должен быть диаметр трубы.

Для нормальной работы такой системы необходимо выполнение еще одного важного условия. Давление циркуляции должно быть достаточным для преодоления всех сопротивлений на пути хладагента.Это и трение о стенки трубопровода, и местные сопротивления — тройники, отводы, отводы, крестовины, котлы и т. Д. Сопротивление теплоносителя за счет трения зависит от диаметра и длины трубопровода, а также от воды. скорость потока. Более того, существует квадратичная зависимость.

Удвоение расхода воды приведет к четырехкратному увеличению сопротивления. Следовательно, чем меньше диаметр труб, чем больше их длина и чем выше скорость теплоносителя, тем большее сопротивление будет создано.

Отопительный контур с нижним и верхним подключением

Водяное отопление

Принято различать системы отопления с естественной циркуляцией с верхней и нижней разводкой. В первом случае теплоноситель поднимается по магистральному стояку в магистральный трубопровод, проложенный на чердаке дома, а оттуда распределяется по ТЭНам.

В системе с нижней разводкой линия питания, от которой запитываются восходящие стояки, монтируется в подвале и на первом этаже.Для этих целей также можно использовать подземный канал. В этой схеме возвратные стояки подключены к единой возвратной линии. Принцип работы системы с нижней разводкой такой же, как и с верхней разводкой. В обеих схемах циркуляция обеспечивается за счет того, что горячая вода вытесняется охлажденной вверх по стоякам, а при остывании уходит по обратной магистрали и возвращается в котел для обогрева.

Следует отметить, что в тех местах, где организована естественная циркуляция тепла, в зданиях с малой этажностью циркуляционное давление будет небольшим.По этой причине нельзя допускать высокой скорости движения теплоносителя. Поэтому диаметры труб берутся большими. И вполне возможно, что такая схема отопления будет невыгодной с экономической точки зрения. В целом специалисты считают, что установка систем отопления на естественной циркуляции приемлема только для небольших построек.

Разберем конструктивную схему подробнее

Набравшись теоретического опыта, проанализируем схемы отопления по их конструктивным особенностям.Такие системы обычно делят по:

1. Расположение основной питающей сети — схемы с верхней и нижней разводкой.
2. Способы подключения отопительных приборов — однотрубный и двухтрубный контуры.
3. Расположение труб отопления — с вертикальными и горизонтальными трубами.
4. Схема прокладки — с тупиковой линией или с попутным движением воды.

Тонкости однотрубной системы

Схемы прокладки

Обратите внимание на ряд важных характеристик однотрубный отопительный контур:

• Такая система не оборудована возвратным стояком, а охлаждаемая в радиаторе вода возвращается в подающую магистраль.
• В такой системе смесь горячей и уже охлажденной воды в верхних радиаторах будет течь в нагревательные элементы, расположенные внизу. Чтобы обеспечить равномерный обогрев на верхнем и нижнем этажах, необходимо будет увеличить поверхность нагрева расположенных ниже радиаторов.
• Циркуляция воды по радиаторам осуществляется за счет разницы температур. При этом однотрубная система может быть устроена таким образом, что только часть воды будет поступать в радиатор, а остальная часть теплоносителя направляется на расположенные внизу нагревательные элементы.При этом на радиаторах ставят краны, с помощью которых можно регулировать конкретное количество поступающей воды.
• Если организована проточная система отопления, то теплоноситель будет проходить последовательно по всем радиаторам — сверху вниз. В результате в батареи, расположенные ниже по потоку, попадет только охлажденная вода. В такой системе краны уже не могут быть установлены. Их установка приведет к уменьшению подачи теплоносителя ко всем остальным устройствам, расположенным вдоль этого стояка, а полное закрытие крана просто закроется.Однако ставить радиаторы без кранов не очень хорошо, поскольку исключена возможность регулировки температуры воздуха в помещениях путем изменения объема протекающего теплоносителя.

Однотрубная система

Считается, что однотрубные системы можно изготавливать только по топ-разводке. Поэтому их применяют только в домах с мансардой, где может располагаться подводка. С другой стороны, такую ​​систему проще установить. Кроме того, используется меньше отопительных труб, поэтому планировка считается более эстетичной.Благодаря простоте монтажа, меньшим затратам на работу и материалы данные схемы отопления получили широкое распространение.

Современные домовладельцы часто выбирают системы отопления с естественной циркуляцией. Современные насосы дороги, а сила тяжести — дешевая движущая сила, которая вызывает естественную циркуляцию воды в системе отопления, и вода движется по трубопроводу. Гравитационные контуры используются там, где нет электричества для питания насоса. Иногда насос все же присутствует и при аварийных ситуациях, и при отключении из-за силы тяжести.То есть, даже когда электрооборудование не работает, нагрев с естественной циркуляцией продолжает работать.

Этот вариант системы отопления отлично подойдет для коттеджей, площадь которых не превышает 100 кв.

Обратной стороной конструкции является невозможность использования в помещениях с большой площадью. А вот для коттеджей площадью не более сотки. м, такой вариант отличный. По этой причине многие домовладельцы решают использовать отопление с естественной циркуляцией без посторонней помощи.

Принцип работы гравитационной системы отопления

Принцип работы отопления выглядит просто: вода движется по трубопроводу за счет гидростатического напора, возникающего из-за разной массы нагретой и охлажденной воды. Такую структуру еще называют гравитационной или гравитационной. Циркуляция — это движение охлажденной жидкости в батареях и более тяжелой жидкости под давлением ее собственной массы вниз к нагревательному элементу, а также перемещение легкой нагретой воды в подающую трубу.Система работает, когда котел с естественной циркуляцией расположен ниже радиаторов отопления.

Естественная циркуляция возможна и в закрытой системе отопления, если она оборудована расширительным баком с мембраной. Иногда конструкции открытого типа переводят в закрытые. Замкнутые контуры более стабильны в работе, теплоноситель в них не испаряется, но они также независимы от электричества.
Что влияет на циркуляционный напор

Циркуляция воды в котле зависит от разницы в плотности горячей и холодной жидкости и от разницы высот между котлом и нижним радиатором.Эти параметры рассчитываются еще до контура. Естественная циркуляция возникает из-за низкой температуры обратки в системе отопления. Теплоноситель успевает остыть, двигаясь по радиаторам, становится тяжелее и своей массой выталкивает нагретую жидкость из котла, заставляя ее двигаться по трубам.

Схема циркуляции воды в котле

Высота уровня батареи над котлом увеличивает давление, помогая воде легче преодолевать сопротивление труб.Чем выше расположены радиаторы по отношению к котлу, тем выше высота охлаждаемой возвратной колонны и с более высоким давлением она выталкивает нагретую воду вверх, когда она достигает котла.

Density также регулирует напор: чем больше нагревается вода, тем меньше становится ее плотность по сравнению с возвратной. В результате он выталкивается с большей силой, и давление увеличивается. По этой причине конструкции самотечного отопления считаются саморегулирующимися, ведь при изменении температуры нагрева воды изменится и давление на теплоноситель, а значит, изменится его расход.

При установке котел следует размещать в самом низу, под всеми остальными элементами, чтобы обеспечить достаточный напор теплоносителя.

Схема монтажа гравитационных систем отопления

Поскольку циркуляция воды в системе отопления происходит без участия насоса, для беспрепятственного протекания жидкости по магистралям они должны иметь диаметр больше, чем в контуре с принудительной циркуляцией воды. за счет уменьшения сопротивления, которое должна преодолевать вода: чем дальше труба от котла, тем она шире.

Самотечное отопление с вертикальным стояком — это отопление многоэтажного дома. Такой вариант более дорогой, но защищенный от образования воздушных пробок.

Горизонтальный стояк — вариант экономичный, но при движении теплоноситель смешивается с воздухом. Этот нюанс легко устранить: при установке отопления с естественной циркуляцией своими руками нужно добавить в систему форточки.

Преимущества системы отопления с естественной циркуляцией

Плюсов естественного обращения:

1. Простота установки и использования
2. Высокая термическая стабильность схемы
3. Отсутствие шума при работе (так как нет громко работающей помпы)
4. Экономное потребление энергии (при надлежащей изоляции труб и зданий)
5. Автономность: система легко может работать без электричества
6. Прочность и износостойкость: при правильном уходе самотечная система отопления частного дома может работать без ремонта 30 лет.

Минусы однотрубной естественной циркуляции с насосом

Слабые стороны гравитационного нагревательного контура:

СМОТРЕТЬ ВИДЕО

• Площадь здания, отапливаемого одно- или двухтрубной системой отопления с естественной циркуляцией, не должна превышать 100 м2.
• Длина контура в горизонтальной плоскости — в пределах 30 м (иначе напора не хватит)
• Установить отопление в одноэтажном доме с естественной циркуляцией в доме без мансарды невозможно, так как расширительный бак находится на чердаке.
• Высока вероятность замерзания воды, из-за чего трубы за пределами жилых помещений необходимо тщательно изолировать.

Система отопления с естественной циркуляцией проста и очень надежна.

Несмотря на то, что современные технологии обогрева помещений стали обычным явлением, система отопления с естественной циркуляцией пользуется большим спросом. В первую очередь это связано с тем, что она проста в установке, а если еще учесть нестабильность электроснабжения частного сектора, то популярность такой автономной системы отопления становится понятной.

Как это работает

Сразу стоит сказать, что благодаря специальному устройству система работает без принудительной циркуляции теплоносителя. Движение воды в трубах происходит за счет того, что при охлаждении плотность воды увеличивается, и она по трубам, установленным на уклоне, стекает в котел, выталкивая из него нагретую воду.

Хотя система отопления с естественной циркуляцией может работать без насоса, лучше установить его.При включенном насосе теплоноситель быстрее проходит по трубам, поэтому помещение быстрее прогревается.

Выходя из котла, вода попадает в коллектор бустера, проходит по нему в верхнюю точку и по трубам, установленным на склоне от котла, охлаждая, продолжает свой путь по кругу.

Недостатки и преимущества

Давайте сначала поговорим о недостатках. Такой подход поможет вам определиться, подходит ли вам такая система отопления.

• Если в системе нет помпы, то нужно долго ждать, пока горячая вода дойдет до аккумуляторов и пройдет через них.
• Неравномерный нагрев радиаторов отопления. Это связано с одним и тем же нюансом — сверху горячая вода, а снизу холодная.
• Монтаж выполняется на более дорогие трубы большого диаметра.
• Для установки открытого источника необходим расширительный бак, в результате чего вода испаряется и ее периодически нужно добавлять в систему.Установка закрытого расширительного бачка может снизить производительность системы.
• Страдает дизайн комнаты.
• Нельзя сломать откос труб, даже если нужно обойти двери.
• В системе должно быть как можно меньше оборотов.
• Планируя систему отопления без насоса, необходимо правильно определить уровень расположения батарей, расширительного бака и котла, которые следует установить в самой нижней точке.

Преимущества

• Электрозависимость.Даже если насос установлен, в случае отключения электроэнергии (или при выходе из строя насоса) система отопления продолжает работать.
• Установка и дальнейшее обслуживание не требует специальных навыков.
• Бесшумная работа.

Типы систем

Как уже было сказано, в системе самотечного отопления не должно быть перепада высот, иначе она просто не пойдет. По этой причине можно сделать несколько контуров.

Одноконтурный

Здесь все предельно ясно — одна труба идет от котла, а другая идет к нему, и между ними подключаются батареи.Представленная схема поможет вам в этом разобраться.

Одноконтурная система также может быть однотрубной, только в этом случае необходимо учитывать тот фактор, что каждая последующая батарея в гравитационной системе будет чувствительно холоднее предыдущей.

Двухконтурный

Двухконтурные системы могут отличаться направлением движения теплоносителя:

1. При встречном движении.
2. С попутным трафиком.

Чтобы потом не заниматься переделками, важно еще на этапе планирования выяснить, какой мощности должен быть аккумулятор (или батарейки), который будет установлен в том или ином помещении. Для этого можно использовать один из двух способов.

По объему

Более точные данные можно получить, учитывая объем помещения. Проводим замеры и, получив данные о высоте, ширине и длине комнаты, умножаем их между собой, а результат умножаем на 40 Вт.С учетом конструктивных особенностей вводим поправочный коэффициент. Для:

• Одноэтажный частный дом с неизолированным чердаком — 1,5;
• комнат с утепленной стеной — 1,1;
• комнат с утепленной стеной — 1,3;

Важно учитывать количество окон и дверей.

• Если в комнате есть входная дверь, то к полученной цифре нужно добавить еще 150-200 Вт.
• Если окна маленькие и энергоемкие, то на каждое потребуется еще 70 Вт.
• Для больших или неизолированных окон добавьте 100 Вт.

По площади

При расчете количества батарей по площади помещения используется средний показатель — 1 кВт на 10 м 2. По такому же принципу рассчитывается мощность отопительного котла, купленного для дома.

Давайте рассмотрим пример того, как можно производить расчеты.

• Есть дом с внутренними размерами 9х8 м. Умножаем ширину на длину и получаем площадь — 72 м 2.
• Делим 72 м 2 на 10 (1 кВт на 10 м 2), и получаем 7,2 — это мощность котла в кВт.
• Теперь выясняем емкость аккумулятора для комнаты 2х4 м.
• Площадь оказалась 8 м 2.
• Используя те же расчеты, что и для котла, получаем цифру 0,8 — мощность батареи в кВт.

Теперь внесем поправки по климатическим зонам. Считаем коэффициенты:

1. В южных регионах — 0,8–0,9.
2. Для Крайнего Севера — 1.5-2.
3. В зоне центрального пояса — 1,2-1,4.

В нашем примере требовался котел мощностью 7,2 кВт. С учетом коэффициента рассчитаем окончательные данные для средней полосы:

• 7,2 х 1,4 = 10,08.
• Учитывая, что котел должен иметь запас мощности, приобретаем отопительный прибор мощностью 12-15 кВт.
• Таким же образом подходим к расчету заряда батареи для помещения, использованного в примере: 0.8 × 1,4 = 1,12 кВт. Округляем и получаем 1,2 кВт.

Уровень заряда аккумулятора указан в паспорте изделия. Если вы не уверены в правильности своих расчетов, то приобретите более мощный радиатор, установив на него термостат.

Установка

• Как уже было сказано, котел нужно устанавливать в самой нижней точке.
• Ни одна труба не должна быть ниже уровня обратной магистрали нашего обогревателя.Пренебрежение этим требованием приведет к значительному ухудшению работы системы отопления.
• На стенах сделана разметка расположения труб и радиаторов отопления.
• Осуществляется навешивание радиаторов — их положение проверяется строительным уровнем.
• Коллектор повышения давления монтируется от питающей трубы котла. Это должна быть труба большого диаметра.

• В верхней точке установлен открытый расширительный бачок.Если он находится на чердаке, то емкость и трубопровод необходимо тщательно утеплить.
• Трубы крепятся с уклоном 1 см на погонный метр трубы. Если нет возможности придерживаться этой нормы, то можно уменьшить разницу до 0,5 см, но не меньше. Следует учитывать, что с уменьшением уклона трубы снижается КПД всей системы отопления.
• В нужном месте врезается труба в радиатор. В металлическом трубопроводе отвод может быть приварен или соединен через тройник.При работе с пластиковыми трубами нужно использовать фитинги, припаивая их, не забывая про краны и термостаты (если предусмотрена их установка).
• В самой нижней точке системы (обычно возле котла) нужно установить кран с краном — через него в систему будет заливаться вода.

Планируя изготовление самотечной системы в двухэтажном доме, нужно учитывать, что теплоноситель подается на второй этаж, а затем по стоякам спускается к радиаторам, установленным на первом этаже.

Осталось залить систему водой, и, проверив ее на герметичность, обогреть комнату, не беспокоясь, что может отключиться электричество.

Видео

Посмотрите видео о том, как рассчитать отопление с естественной циркуляцией:

Это видео демонстрирует пример отопления с естественной циркуляцией.

Система отопления частного дома способна работать без потребления какой-либо дополнительной энергии, кроме работы отопительного котла.Такую систему отопления с естественной циркуляцией еще называют гравитационной или гравитационной. Все эти названия обозначают принцип работы такой схемы — без использования циркуляционного насоса.

Принцип действия

Как и все вещества, вода при нагревании расширяется, и ее плотность становится меньше. После нагрева в отопительном котле вода поступает в систему, где имеет свойство подниматься вверх, вытесняя уже остывший объем. Постепенно остывая, он самотеком проходит по тепловой сети через весь дом и возвращается в котел.Там он снова нагревается, и циркуляция повторяется снова.

Особенности

Контур естественной циркуляции не содержит механических элементов, что гарантирует его длительный срок службы

• Схема не содержит механических или электронных компонентов, которые могут быть повреждены, что гарантирует ее длительный срок службы. При использовании труб, не подверженных коррозии, отопление проработает не менее 50 лет.
• Общий принцип разработки систем с естественной циркуляцией теплоносителя — в нижней части системы, под радиаторами.
• Отсутствие насоса, перекачивающего теплоноситель, означает, что естественный перепад давления в системе невелик. Для надежной работы необходимо учитывать, что длина нагревательного контура не должна быть больше 30-50 метров, иначе циркуляция не будет обеспечена. Это ограничивает возможную отапливаемую площадь.
• Отопительный контур частного дома с естественной циркуляцией имеет большую инерцию при запуске. Нормальный режим отопления может начаться только через несколько часов после пуска котла, после того как он нагреет весь объем теплоносителя.Причем циркуляция теплоносителя сначала из-за низкой температуры будет происходить довольно медленно.
• Горизонтальные участки системы монтируются с учетом обязательного уклона в сторону движения охлаждающей жидкости. Это обеспечивает естественный сбор воздушных пробок в верхней части сети. Для его сбора установлен расширительный бачок.
• Отсутствие электронасоса гарантирует энергонезависимость системы.

Саморегулирование

Правильно установленный отопительный контур с естественной циркуляцией является саморегулирующейся системой.Чем ниже температура в доме, тем быстрее работает отопление. Чем больше разница температур теплоносителя на входе и выходе из котла, чем больше разница в высоте между последним радиатором в цепи и котлом, чем быстрее это произойдет, тем лучше будет отопление дома.

Поэтому для эффективной работы отопления котел часто размещают в подвалах или подвалах.

Скорость обращения

Кроме уже упомянутых факторов, циркуляция теплоносителя, а значит скорость прогрева дома, будет зависеть еще от ряда показателей:

• Диаметр труб теплоснабжения.При уменьшении диаметра трубы естественный поток теплоносителя замедляется. Поэтому для систем с гравитационной циркуляцией используются трубы достаточно большого диаметра — 32-40 мм.
• Материал трубы. Различные материалы обладают разным сопротивлением протекающим в них жидкостям. Так, у стали этот показатель выше, у полипропилена меньше. Кроме того, осадки и коррозия даже в небольших размерах сильно препятствуют плавному течению охлаждающей жидкости, закручивая и замедляя ее.
• Количество и диаметр отводов труб. С каждым изменением направления движения скорость теплоносителя уменьшается. Поэтому количество витков должно быть минимальным, а их диаметр — как можно большим.
• Тип и количество запорных устройств. Каждое препятствие на пути теплоносителя замедляет его естественный ход, поэтому запорное оборудование необходимо устанавливать только там, где это действительно необходимо.

Выбор котла

На практике контур естественной циркуляции часто работает вместе с котлами, для работы которых не требуется электричество.

Котлы газовые энергонезависимые «Конорд» (Ростов-на-Дону)

В продаже можно найти газовые энергонезависимые котлы, в том числе российского производства, например, «Конорд» (Ростов-на-Дону) или универсальные энергонезависимые котлы «Дон» того же производителя, успешно работающие без электроэнергии. . Многие зарубежные производители также выпускают котлы, пригодные для работы в гравитационных системах. Таким образом, модель Novella Autonom итальянской компании Bertta отлично зарекомендовала себя при работе в домашних условиях.

Тепловая мощность котла, необходимая для эффективной работы, рассчитывается так же, как и для других систем.

По площади

Самый распространенный способ — рассчитать по размеру отапливаемой площади. Если высота потолков не превышает 2,7 метра, дом надежно утеплен, то можно исходить из простого соотношения — каждый киловатт мощности котла должен обогревать не более 10 квадратных метров помещения. В южных регионах это значение можно безболезненно снизить на 10-20%, в северных — на 20-30%, а в регионах Крайнего Севера — в полтора раза до два раза.

По объему с учетом дополнительных факторов

Более точный расчет основан на учете обогреваемого объема:

Учитывая объем отапливаемого помещения, можно сделать более точный расчет

• Расчет проводится для каждой комнаты и коридора отдельно, а затем результаты складываются.
• На каждый кубический метр объема помещения берется 40 Вт мощности котла.
• Коэффициенты, учитывающие район, в котором расположен дом, берутся такими же, как при расчете площади.
• Каждый оконный проем стандартного размера добавляет к расчету 100 Вт, а каждая дверь — 200 Вт.
• Если комната находится у внешней стены дома, то требуемую мощность для ее обогрева необходимо увеличить на 10-30%, в зависимости от материала и толщины стен.
• Контакт потолка или пола комнаты с неотапливаемым пространством добавляет еще 40% к требуемой мощности.

Выбор схемы подключения

Гравитационная система с естественной циркуляцией может быть выполнена в двух вариантах:

• однотрубная схема;
• двухтрубная схема.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией самая простая — теплоноситель проходит по единой трубе через все радиаторы ответвления, возвращаясь в тепловой котел.

В двухтрубной системе естественный поток теплоносителя происходит по двум контурам. По контуру теплоснабжения он поступает в каждый радиатор отдельно и от него попадает в общий обратный контур, ведущий обратно в котел.

Выбор радиатора

Главное при установке систем с естественной циркуляцией — обеспечить минимальное сопротивление движению теплоносителя.Следовательно, циркуляция будет хорошей только при установке радиаторов с большим зазором:

Чугунный радиатор Панельный радиатор

• Наименьшее сопротивление у классических, с которыми гравитационная система работает практически идеально.
• Алюминиевые и биметаллические радиаторы хорошо работают только с внутренним диаметром не менее трех четвертей дюйма.
• Может быть установлен с отверстием достаточного диаметра.
• Панельные батареи использовать нельзя.В любой их модификации они имеют небольшой внутренний диаметр и сильно замедляют естественный поток теплоносителя.

Подключение радиаторов

Важным элементом качества системы является тип подключения радиатора:

• вертикальный или боковой;
Диагональ
• ;
• горизонтальный или нижний.

Боковое соединение

Диагональное соединение

Нижнее соединение

Меньшие тепловые потери обеспечивает диагональное соединение, когда циркуляция происходит между верхней трубой радиатора и ее диагонально противоположной нижней трубой.Боковое подключение работает несколько менее эффективно, когда охлаждающая жидкость попадает в верхнюю трубу радиатора, а выходит из нижней, расположенной под ней. Наибольшая потеря тепла происходит при нижнем подключении, при котором циркуляция происходит через нижние трубы радиатора.

Наибольшее влияние на качество отопления оказывает и, особенно, если выбрана однотрубная система отопления с естественной циркуляцией:

• прямой;
• с байпасными линиями.

При прямом подключении охлаждающая жидкость проходит все радиаторы по цепи один за другим, охлаждая все больше и больше на каждом из них.На последнем радиаторе температура теплоносителя уже существенно отличается от первого, и для эффективного обогрева дальних помещений необходимо увеличивать количество секций в приборах.

Этот недостаток значительно уменьшается в том случае, если вход и выход на каждом радиаторе соединены байпасом — трубой, которая позволяет части потока проходить мимо радиатора и меньше охлаждаться при движении по тепловой сети.

В системе естественной циркуляции игольчатый клапан должен быть открыт

Если в байпасной линии установлен регулируемый игольчатый клапан, теплоноситель протекает через радиатор, и через байпас можно управлять.Чем больше теплоносителя проходит через радиатор, тем быстрее он нагревается, однако такая настройка влечет за собой все вышеперечисленные недостатки в виде неравномерного нагрева системы. Обычно этот клапан оставляют полностью открытым. Затем гравитационная система самостоятельно распределяет потоки по необходимости, циркуляция нормализуется, и большая часть теплоносителя поступает на последние радиаторы лишь слегка охлажденными.

Кроме того, чтобы можно было отключать радиаторы для их ремонта, замены или регулировки температуры в помещении, перед радиатором и после него необходимо установить запорную арматуру.

Выбор трубы

Как упоминалось ранее, выбор труб имеет большое значение при проектировании гравитационной системы:

• Трубы из армированного полиэтилена наиболее предпочтительны. Но они не приспособлены для работы с высокими температурами, максимальная температура для них 95 градусов по Цельсию.
• Трубы из армированного пластика хорошо переносят высокие температуры, но соединяются между собой при помощи фитингов, которые значительно сужают просвет и оказывают большое сопротивление движению теплоносителя.
• Трубы из ППС-пластика имеют более высокий температурный предел, чем полиэтиленовые трубы — до 110 градусов Цельсия, но они дороже.

Выбор труб зависит также от типа котла, обеспечивающего отопление дома. Твердотопливные котлы выдают такую ​​высокую температуру, что в такой системе могут надежно работать только металлические трубы: стальные, нержавеющие или медные.

Выбор охлаждающей жидкости

В системах с естественной циркуляцией в качестве теплоносителя может использоваться вода или слабозамерзающие составы -.

Использование антифриза в качестве охлаждающей жидкости имеет ряд недостатков.

Если вы планируете использовать антифриз, то необходимо указать следующие баллы:

• Теплопередача антифриза ниже, чем у воды. Поэтому для эффективного отопления размер радиаторов должен быть больше, чем полученный при расчете системы с водой, на 10-15%.
• Антифриз при перегреве образует обильные отложения и шлам. Если схема отопления частного дома с естественной циркуляцией вынуждена длительное время работать при высоких температурах теплоносителя, то велик риск полного зашлаковывания теплообменника.
• Составы, предназначенные для работы в системах охлаждения автомобилей, категорически не подходят для использования в системах отопления. Необходимо использовать специальные составы: Термотраст, Диксис, Хотпойнт и подобные.
• Антифризы нельзя использовать в сетях с открытым расширительным бачком.
• При проектировании системы следует уточнить, сможет ли выбранный котел работать с антифризом.

Вода как охлаждающая жидкость имеет только один серьезный недостаток — более высокую температуру замерзания по сравнению с антифризами, что при отсутствии контроля за работой системы может привести к ее замерзанию и разрыву труб и радиаторов.

Вода имеет более высокую температуру замерзания по сравнению с антифризом

Заключение

Самотечная система отопления частного дома — не самый эффективный способ обогрева дома, но иногда и единственно возможный. Если в местной электросети возможны перебои в работе, альтернативы отсутствию электроснабжения нет. Даже если пропадание электроэнергии случается редко, правильным решением будет построить тепловую сеть по этой схеме и снабдить ее электронасосом.Тогда вы точно гарантируете себе надежное автономное отопление, не зависящее от каких-либо внешних факторов.

Самые интересные статьи из рубрики.

Системы отопления с естественной циркуляцией используются уже много десятилетий. Их внедрение началось практически одновременно с появлением парового отопления. В настоящее время существует несколько схем отопления с естественной циркуляцией для частного дома, и каждая из них может успешно применяться с высоким КПД в максимально комфортных для нее условиях.

Особенности конструкции

Основное отличие контура самотечного отопления в том, что в нем отсутствует циркуляционный насос, принудительно проталкивающий воду в контуре, по которому движется теплоноситель.

Популярные аргументы в пользу системы гравитационного отопления:

• полная независимость от наличия электричества в помещении;
• высокая степень инерции, при которой минимизируется влияние внешних факторов на перераспределение тепла.

Следует учитывать, что увеличение диаметра труб отопления в такой ситуации положительно сказывается на работе системы. Однако стоит придерживаться определенных ограничений по размеру.

Принцип действия

При работе отопления с естественной циркуляцией используются физические принципы, при которых более теплая жидкость поднимается вверх, двигаясь от самой высокой точки по созданному для нее уклону установки от магистральных труб.

1. При такой схеме необходимо установить котел ниже уровня секций с радиаторами.
2. При движении от верхней точки вода движется к участкам. Трубы, соединяющие радиаторы с основной магистралью, должны быть намного меньше диаметра основной магистрали. При такой схеме отопления частный дом с естественной циркуляцией востребованной будет с верхним типом разводки.
3. Для нижнего распределения необходимо предусмотреть схему ускорения.Он образуется при прокладке трубопровода до установленного там расширительного бака. После этого делается убавление до горизонтали окна, от которого и проводится дальнейшая разводка.

Для систем отопления без насоса КПД снижается в помещениях с низкими потолками, так как желательно отводить трубу с верхней точкой системной магистрали на 1,5-1,6 м над котлом, а над ним также необходимо установить расширительный бак. .

Из-за того, что движение при обогреве осуществляется без насоса, то за время достижения дальних участков магистрали теплоноситель успевает отдать достаточное количество тепловой энергии. Такой принцип работы предполагает работу в небольших помещениях. Считается, что для магистралей с длиной контура более 30 м схема с гравитационной системой отопления частного дома теряет свою эффективность.

ВИДЕО: Расчет отопления с естественной циркуляцией

Особенности установки

Котлы с естественной циркуляцией могут иметь два типа подключения к сети:

Оба варианта разводки имеют индивидуальные особенности монтажа, но мало отличаются по эффективности с системой гравитационного нагрева.Важно соблюдать наклон отопительных труб при естественной циркуляции, чтобы обеспечить плавность движения и отсутствие просторных участков. В открытых системах выход газовых образований осуществляется естественным путем через расширительный бак.

При установке своими руками теплотрасс с естественной циркуляцией выдерживают уклон, обеспечивая перепад высоты на каждый метр длины на 5-10 мм.

Гидродинамические силы, возникающие в условиях системы, определяющие расход, напрямую зависят от уровня подъема контура.Важно установить радиаторы выше уровня котельной установки, а сопротивление трубопровода зависит от диаметров магистралей.

Когда установка системы отопления с естественной циркуляцией выполняется с многочисленными ответвлениями и частыми преломлениями, это способствует увеличению гидравлического сопротивления. Кроме того, неоправданно большое количество встроенных запорных клапанов также увеличивает это значение. Сведение к минимуму таких площадей плюс увеличение разумного диаметра трубопроводов приведет к увеличению давления в системе.

Монтаж двухтрубной системы

Естественная циркуляция в системе отопления может быть предусмотрена в двухтрубном контуре. Первая труба (подающая) направляет поток горячего теплоносителя от котла, а вторая труба (холодная) возвращает охлажденную воду в котел. Во время установки выполняются следующие действия:

• вверх от теплогенератора отводится ответвление, идущее к расширительному бачку;
• установка бочки может производиться как под потолком, так и на уровне утепленного чердака;
• к дну емкости монтируется трубопровод, идущий в помещение, опускающийся до уровня 2/3 высоты от потолка;
• проводка ведется до ближайшего участка радиаторов;
• — к обратке крепится второй патрубок секции;
• обратная линия устанавливается параллельно подающей, но с уклоном к котлу.

Как определить объем расширительного бачка

Объем расширительного бачка открытого типа определяется очень просто — 10% от общего объема циркулирующей по водяному контуру теплоносителя. Определение десятой части считается универсальным способом рассчитать объем экспансомат, при котором он работает идеально.

Определить объем закрытого бака уже несколько сложнее, но для непрофессионала это вполне возможно.Для расчета необходимо знать следующие исходные данные:

• процент увеличения объема теплоносителя при нагреве (RH) — стандартный 5% для воды и 10% для антифриза;
• общее количество воды или антифриза в водяном контуре (ВК) — если таких данных нет, всю охлаждающую жидкость придется слить и измерить ведрами или другими приборами. Задача — определить максимально точный объем;
• давление контура и котла (DC) — эта информация отражена в техпаспорте на котел.Если его нет, спасет Интернет;
• максимальное давление в расширителе (ДБ) — вся информация также отражена в техпаспорте.

Применяем формулу:

ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК — ДБ

Округляем полученное значение до целого числа и получаем примерный объем расширительного бачка.

Это значение всегда выше, чем при методе «на глаз — 10%», но это не является нарушением.Если объем экспансомат больше, чем требуется для водяного контура, его необходимо правильно отрегулировать.

Монтаж однотрубной системы

Данный вид циркуляции воды в системе отопления, в отличие от двухтрубной схемы, не зависит от уровня секций радиатора. Расширительный бочонок выбирается объемом 25-32 л. Его наполнение должно составлять 2/3 объема.

Расположение котла, как и в однотрубном, должно быть ниже уровня радиаторов для обеспечения естественного оттока.Уклон трассы 5-70. Радиаторы питаются трубами диаметром не менее 32 мм. Предпочтительным материалом для трубопроводов являются полимерные трубопроводы. Для подвода к трубам радиатора используется труба диаметром до 20 мм.

Балансировка не требуется, если диаметры правильные. Однако желательно установить запорную арматуру на подаче / отводе теплоносителя к радиаторам. Это обеспечит удобство демонтажа секций для проведения профилактических или ремонтных работ.

Двухтрубная система дороже, так как требует двойной линии.В связи с этим часто бывает актуальным использование однотрубных схем для небольших помещений с естественным теплоснабжением.

ВИДЕО: Отопительный контур с естественной циркуляцией

Как выполнить качественный вариант монтажа электропроводки в частном доме

Каждый мечтает о таком жилье, которое будет располагаться на значительном удалении от городской суеты. Но при этом необходимо создать тот комфорт, который понравится каждому живущему. Первое — это позаботиться о системе отопления, произведя ее качественный монтаж.Особое внимание придется уделить расположению котла и реализации конкретного варианта разводки проводки обогрева в частном доме для самых разных условий. Плюсы и минусы типовых схем, их использование в разных типах циркуляции теплоносителя.

Начало работы

При проведении устройства системы отопления в частном доме своими руками в первую очередь следует обратить внимание на тщательный анализ всех условий, в которых будет проводиться эксплуатация.Не проигрывайте малые значения площади отапливаемого помещения, выбора котла, трубопровода, его диаметра и материала, а также вида топлива.

Но самое главное при этом, чего требует каждый хозяин частного дома — экономичность и отличный уровень тепла. Каждое помещение должно быть мгновенно нагрето до нужной температуры. Для этого выберите не только саму систему, но и отопление, и проводку в доме.

Типы систем отопления

Существует достаточное количество систем отопления, различающихся по разным критериям.Если взять принцип протока теплоносителя, то их разделят на:

1. обязательно. Для разводки воды по трубам в системе отопления используется электрическая. За его счет и работает весь комплекс. Чаще всего при покупке бойлера в его комплект входит встроенный насос. Но стоит обратить внимание на возможность в зависимости от комплектации оборудования. Тепло не может быть распределено по несущей системе, если произошла авария и потеряна сеть.
2. гравитация.Их иначе называют Самотечными. Т.е. теплоноситель направляется на радиатор котла самостоятельно. присутствует принцип конвекции. Замена холодной жидкости горячей. Единственным недостатком является то, что существует определенный предел максимального количества радиаторов, подключаемых к системе. Она не сможет полноценно провести обогрев воздуха в коттедже в несколько этажей и много места. Но нет подключения к блоку питания, что можно отнести к ряду положительных качеств.

После того, как мы определились с выбором того или иного варианта системы отопления, необходимо обратить внимание на вариант разводки. Это чаще всего играет важную роль в функционировании всей системы отопления.

классификация электропроводки

Типы систем отопления различаются циркуляцией, количеством трубопроводов и типом устройства. Разного рода разводки и способы подключения теплообменников. Рассмотрим варианты монтажа контуров отопления в частном доме, рекомендации по прокладке трубопроводов.

Существует четыре категории проводов, используемых в частном домовладении.

• Однотрубная разводка отопления в частном доме. Говоря простыми словами, в этом случае происходит последовательное подключение аккумулятора к трубе, идущей от котла. В таком порядке, в зависимости от удаленности от котла, будет разводка теплоносителя. Следовательно, чем дальше от источника тепла расположен радиатор, тем он будет холоднее. Никаких неровностей, характерных для конкретной комнаты в частном доме.
• Двухтрубный. Кроме того, от ТЭНов идет прямая труба с патрубком горячего теплоносителя к котлу, получившая название «бак-линия». Уже есть равномерная передача тепла всем компонентам системы. В каждой комнате становится комфортно. следует знать, как правильно сделать разводку отопления.

  Двухтрубная система

• Коллектор. Коллектор устанавливается не только в каждой отдельной комнате, но и на этаже, если в частном доме их несколько. Впоследствии произведено их подключение к котлу с помощью пары трубок.Так выглядит правильная разводка отопления для некоторых профессионалов.
• радиация. Трубка с теплоносителем по возможности поднимается на высоту. Иногда даже производили его установку на чердаке. Именно от нее и будут отправлены аккумуляторы в виде отдельных трубок с горячим носителем. Он напоминает «луч», от того, что имеет такое название.

В любом из представленных случаев просто необходимо знать, как произвести разводку обогрева.

Выбор трубок

Перед тем, как сделать разводку отопления в частном доме, определяется сам материал труб.У каждого из этих вариантов есть свои плюсы и минусы, на которые стоит обратить внимание при покупке.

Самый маленький вариант из популярной стали, в том числе из нержавеющей стали. Это связано с достаточным весом конструкции в целом, а также со сложным процессом их установки. Не всегда удается осуществить правильную разводку отопления в доме своими руками. Для этого необходимо привлечь специалиста по сварке. Дополнительно потребуется резьбовое соединение (резьба). Такая работа под разогревом занимает очень много времени.

Невозможно рассчитать оптимальный вариант и трубы из металла, несмотря на очень простой и быстрый монтаж системы отопления. Во многом это связано с эксплуатационным периодом, когда обязательно нужно проверить все возможные конструкции металлоконструкций и при необходимости осуществить подъем. Следовательно, скрыть это, например, пол, не будет. Если вдобавок к этому постоянно «прыгают» и температурное давление в системе, долго она продержаться не сможет.

Отличный вариант, но не считая бюджетного, будут медные трубы.Они обладают значительными преимуществами, в том числе устойчивостью к коррозии и длительным сроком службы. Сложность заключается не только в покупке столь дорогого изделия, но и в установке. Чтобы качество оставалось на высоком уровне, лучше обратиться к специалисту.

Если рассматривать такие критерии, как эффективность и функциональность, то самым отличным вариантом будет покупка системы отопления в частном доме с трубами из полипропилена. Но при выборе следует обратить внимание на использование системы отопления.Туда подойдут трубы с внутренним армированием из алюминия или стекловолокна.

Однотрубная проводка

Для начала монтажа системы отопления с однотрубной разводкой лучше всего приобрести и установить регуляторы на батареях. Они могут быть представлены в виде клапанов или клапанов. Так будет легче распределять напор воды в системе. В дополнение к этому дополнительному балансировочному клапану, установленному на трубопроводе.

Есть два основных варианта, с помощью которых выполняется правильная разводка отопления в частном доме.Это горизонтальный или вертикальный. Первую в народе называют «Ленинградка». Сначала остановимся на горизонтальном расположении. Название происходит от того, что трубопровод должен располагаться по периметру всех комнат. установка может производиться в пол или поверх него вдоль стены. Все будет зависеть от предпочтений исполнителя. главное выдерживать даже небольшой наклон по убыванию от котла.

Также используется для частных домов в несколько этажей. Но здесь нужно понимать, как сделать разводку отопления в доме.К первому радиатору второго этажа сделана подводка-подступенок. Даже в этом случае можно контролировать расход воды и температурные режимы. Для этого на каждом этаже в трубопроводе проведена его обвязка. Единственный минус использования этого варианта разводки — необходимость накачки приобретения, позволяющей осуществлять циркуляцию воды в системе. Без него, конечно, можно обойтись, но в этом варианте теплоотдача снижена до минимального значения. Но и здесь можно выполнить разводку системы отопления своими руками.

«Ленинград»

По-другому все происходит при вертикальной разводке трубопроводов. По направлению от котла к чердаку труба проложена в вертикальном положении. Из него производили своеобразную ветку каждой батареи в комнатах. Использовать насос нет необходимости, так как метод считается гравитационным. После нагрева вода в ней поднимается по системе вверх, а затем опускается ниже. Главный недостаток — необходимость приобретения труб с большим внутренним диаметром. Кроме того, в системе прикрытия таких компонентов будет практически невозможно.

Двухтрубный

Для правильного монтажа двухтрубной разводки системы отопления необходимо установить два контура: патрубок для подвода теплоносителя к батареям и возврата к теплу. Для подключения самих радиаторов применен параллельный вариант. Благодаря такому расположению можно опускать трубопроводы, а также самостоятельно регулировать каждый компонент. Если довести продукт до идеала одного из них, это не повлияет на характеристики всех остальных.

Эти варианты воплощения уменьшают недостатки нагревательной проводки системы труб, имея пониженное энергопотребление и более высокую степень нагрева.Вся площадь помещения будет равномерно прогреваться без скачков температурных режимов.

Дополнительно произвести установку на радиаторах вентиляции и запорной арматуры вместо горячего носителя. Это позволяет контролировать температуру каждой батареи в помещении и индивидуально. Нет необходимости устанавливать на обратной линии клапаны.

Данный вид разводки не может обойтись без недостатков, которые проявляются в расходе материалов при нагревании устройства системы.Ведь придется покупать вдвое больше труб по сравнению с однотрубным вариантом.

коллекторная проводка

Система предварительного подогрева должна обеспечивать качественную установку циркуляционного насоса. Только после этого можно устраивать подающий и обратный патрубки. Если будет использоваться естественная циркуляция, его нельзя направить в систему теплоносителя. Изначально имеется подача, например, водосборник, после чего он подается на все компоненты, нагревая воздух внутри помещения частного дома.

В качестве компонента используются вентили, которые должны быть расположены на любом выходе коллектора. Несмотря на огромную изначально сумму баксов, все окупится в ближайшее время. Кроме того, есть и другие достоинства, которыми могут похвастаться данные способы обогрева электропроводки в доме:

• Ни одна из схем не вступает во взаимосвязь между собой. В каждой комнате могут быть разные показания температуры. Если есть необходимость.
Замена
• может производиться в процессе эксплуатации отдельных радиаторов системы отопления по мере их выхода из системы и повторной установки.После этого будут только включать их в систему.
Под №
• подразумевается отдельный шкаф для коллектора, незначительный по размеру, и вся линейка очень хорошо скрывается под полом или в стенах. Все будет зависеть от интерьера.
• С помощью этой системы можно осуществить подключение пола.
• Для установки можно начать процесс самостоятельной установки. Главное, строго придерживаться последовательности всех действий.

  коллекторная проводка

Если посмотреть на устройство разводки системы отопления, то можно сделать вывод, что это своего рода двухтрубный вариант.Единственное отличие — использование установки дополнительных деталей и узлов, которые делают всю систему более практичной и экономичной.

Это проявляется в отличной передаче тепла от батарей в комнату и значительном снижении энергопотребления. Срок окупаемости занимает значительно меньший временной интервал. Эти способы обогрева электропроводкой в ​​частном доме находят все более широкое применение.

КПД циркуляционного насоса системы отопления

Циркуляционный насос в индивидуальной системе отопления играет важную роль.Если нужно быстро прогреть воздух в комнатах дома, и эффективность системы отопления должна быть высокой. Речь идет о отопительных приборах — радиаторах, системах теплых полов. Чем быстрее радиатор будет производить теплообмен между водой и воздухом, тем эффективнее будет вся система отопления.

Схема установки насоса

индивидуальной системы отопления, необходимо следить, чтобы радиатор отводил тепло, он горячий и вода на выходе из радиатора небеля очень холодная. Иначе котел будет работать изнашиваться, а это нехорошо.Здесь нам поможет циркуляционный насос, который будет поддерживать циркуляцию воды. радиатор, который будет поддерживать температуру, и вода не возвращается в котел переохлажденной.

В этом случае система отопления с естественной циркуляцией перестает быть неэффективной. В первую очередь из-за инерции расход воды зависит от температуры воды. Подождите, пока вода нагреется, а затем остынет, есть медленный и неэффективный способ.

Циркуляционный насос включается, и мы удаляем всю натуральную пробку, связанную с разницей температур.В индивидуальной системе отопления циркулирует любая холодная вода, горячая — все зависит от того, успела ли она остыть или прогреть. Вода поступает и возвращается в котел с той же скоростью.

Что у нас есть? Снижение расхода топлива в котле. Допустим, температура охлаждающей жидкости необходимая для 65 *. индивидуальная система отопления холодная вода, котел работает на максимуме. температура повышается, Вода не успевает полностью остыть за один проход отопительной системы, котел уходит на удешевление роботов, поддерживает температуру.Если на выходе 65 * и на входе 60 * в каждом радиаторе нагревается до 64 * струна до 61 * градусов. Так радиаторы выдают полную мощность, котлу не нужно нагревать воду до 70 * -75 * градусов и выше тратить лишнюю энергию. Таким же образом у нас есть возможность установить температуру каждого радиатора отдельно. Если у нас будет теплая комната и кухня, то температуру радиатора можно будет снизить, и мы получим дополнительную экономию. Циркуляционный насос за водой для системы отопления получает удобство, когда нужно выставить радиатор на 35 * градусов (система отопления с естественной циркуляцией невозможна) осенние и весенние месяцы прохладно, но не холодно.

Циркуляционный насос индивидуальной системы отопления

, прокладываем трубу малого диаметра. Вы говорите, что это нам даст? Даст экономию на покупке труб, уменьшит количество воды в системе отопления и стоимость газа для нагрева воды и быстрого нагрева.

естественная циркуляция

Во всех вариантах реализации систем отопления с естественной циркуляцией могут применяться разводки. В нем должен быть предусмотрен расширительный бачок, для размещения охлаждающей жидкости при более высоких температурах.Это, в свою очередь, помогает контролировать уровень артериального давления, исключая повреждение всего оборудования.

Подключение всех компонентов системы отопления выполняется при верхней разводке. Только в этом случае теплоноситель может равномерно разложить радиаторы отопления и передать необходимый уровень температуры внутри помещения. Здесь большое значение играет предвзятость канала. Он будет предназначен для направления подачи теплоносителя. Обычно угол выбирается при сборке в 5 градусов, чего будет достаточно. Вы можете выделить его достоинства:

Но всех недостатков намного больше.Основная сложность заключается в монтажных работах. Ведь здесь нужно создать постоянный уклон по всему трубопроводу. Его следует выдерживать на каждый метр. Его нельзя использовать в частных домах, если общая площадь более 100 кв. В случае использования металлических труб и радиаторов со временем вода в качестве теплоносителя приводит к коррозии. При этом в системе отопления кроме воды использовать что-либо еще нельзя. Также из минусов выделяется отличный проточный патрубок, когда при такой разводке требуется отопление.

Двухэтажное здание

К частным домам в два этажа предъявляются определенные требования к выбору планировки и ее качественному монтажу. Наиболее универсальной в этом случае наделена двухтрубная система отопления. К большей эффективности его работы можно прийти, если перед каждым радиатором проводить установку регулировочного бачка.

Допускается использование двухэтажного строения естественной циркуляции. Там будет достаточно разместить расширительный бак не на чердаке, а на втором этаже.Узел подающей трубы монтируется на подоконнике в помещении или на потолке. Если заменить все это на циркуляционном насосе, то можно будет использовать дополнительный источник тепла в помещении — полы с подогревом, а также полотенцесушители. Причем делать это можно не только на первом, но и на втором этаже здания.

В любом случае все будет зависеть от качества монтажа, позволяющего получить полноценный комфорт в каждой комнате частного дома. Когда нет знаний, как сделать разводку обогрева руками, лучший вариант — привлечение специалистов.Они выполнят работы в отведенные сроки и качественно и знают, как сделать электропроводку в доме

. Отопление.

Статья написана для сайта https://sdelalremont.ru.

Видео:

Видео:

Видео:

Видео:

Видео:

как добиться бесперебойной работы? Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Часто.Он представляет собой не слишком сложную, очень эффективную и в то же время достаточно ремонтопригодную конструкцию. В этой статье подробно поговорим о том, какие преимущества и недостатки характеризуют такие системы по отношению к двухэтажным загородным домам. Также мы разберемся, какие варианты и схемы подключения однотрубных конструкций в зданиях этого типа существуют.

Основные достоинства и недостатки

От двухтрубных систем такие системы отличаются прежде всего тем, что теплоноситель в них циркулирует по кругу, а радиаторы соединены последовательно.Таким образом, оборудование очень простое — однотрубную систему отопления своими руками собрать намного проще, чем двухтрубную.

К достоинствам таких систем, кроме того, можно отнести:

• Ремонтопригодность.
• Универсальность. Можно использовать такие системы как в самых низких, так и в многоэтажных домах.

Основным недостатком таких систем является, прежде всего, неравномерный нагрев последовательно подключенных радиаторов. Переходя от одного к другому, охлаждающая жидкость постепенно остывает.Из-за этого в ближайших к котлу помещениях может быть слишком жарко, а в наиболее удаленных от него — холодно.

Разновидности

В качестве теплоносителя в системах отопления этого типа может использоваться незамерзающая жидкость — антифриз. Но чаще всего в трубах циркулирует пока еще обычная вода. Он может перемещаться по трубам самотеком или благодаря работе специального насоса. И в том, и в другом случае получается довольно надежная однотрубная система двухэтажного дома. Схема первого типа обычно используется в не слишком больших по площади домах.Преимущества такой системы с гравитационной циркуляцией в первую очередь эффективны. Надежнее конструкции с принудительным движением воды или антифриза.

Также однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, бывает горизонтальной или вертикальной. Последний тип хорошо известен каждому, кто хоть раз жил в многоэтажных домах советской постройки. При этом вертикальные стояки проходят на всех этажах. Теплоноситель закачивается на чердак, а затем спускается вниз, проходя по радиаторам квартир.В частных малоэтажных домах обычно применяется более простая горизонтальная система отопления, также называемая «Ленинградка».

Способы подключения аккумуляторов

Аккумуляторы в такой конструкции, как однотрубная система отопления двухэтажного дома (фото подобного оборудования наглядно продемонстрировано на странице), могут прорваться по любой из доступных на данный момент технологий. Схема подключения бывает:

• Нижняя. В этом случае трубы «подрыва» и «реверса» присоединяются к батарее снизу.
• Диагональ. С помощью этого трубопровода патрубок подсоединяется к радиатору сверху и снизу с противоположных сторон.
• Вертикально. В этом случае магистраль соединяется сверху и снизу с одной стороны.

Для того, чтобы воздух как в дальнем, так и в соседнем от котла, прогревал равномерно, радиаторы подключайте к трубе, как правило, на байпасе. Таким образом создается упрощенный аналог двухтрубной системы. Если у вас байпас, легко отрегулировать объем проходящего через радиатор потока.

Основные правила сборки в двухэтажных домах

Для частного дома, как уже было сказано, лучше использовать горизонтальный вариант однотрубной системы. Самое сложное при сборке в двухэтажном доме — поднять воду наверх через перекрытие. Самый простой способ — установить на котел два стояка: один подводит теплоноситель к радиаторам, второй — «реверс». Таким образом, он может быть установлен как оборудование с принудительной циркуляцией, так и однотрубная система без насоса, однако в этом случае вариант менее предпочтителен.

Способы прокладки труб

По периметру дома магистрали в такой системе и на первом этаже, и на втором обычно проводятся под полом. Такая «скрытая» система не портит внешний вид помещения. Однако следует учитывать, что при такой кладке, скорее всего, придется использовать нижний способ подключения радиаторов отопления. А при таком способе вставки, к сожалению, аккумулятор не работает в полной мере, возможно использование обходной цепи особой конструкции.

В этом случае на трубу «лайнер» перед радиатором врезается металлопластиковый отрезок длины, равной высоте аккумулятора. Присоединение к трассе осуществляется через нее, в верхней части участка. К «обратной» трубе приваривается короткий вертикальный отрезок. Радиатор присоединяется к нему в нижней точке противоположной секции.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией: особенности

Такие конструкции в коттеджах используются достаточно редко.Системы такого типа экономичны, но, к сожалению, довольно сложны в сборке и не слишком удобны в использовании, особенно если в доме два этажа.

В таких системах теплоноситель сначала поднимается от котла вверх, проходит через радиаторы верхних помещений, а затем спускается вниз. Следовательно, на втором этаже при использовании схемы такого типа будет жарче, чем на первом. Кроме того, при использовании системы с гравитационной циркуляцией придется установить очень мощный котел.Ведь давления теплоносителя должно хватить для подъема на второй этаж.

Система циркуляции

Оборудование этого типа для двухэтажных коттеджей считается более предпочтительным. В этом случае за бесперебойное движение теплоносителей отвечает циркуляционный насос. В таких системах допускается использование труб меньшего диаметра и не слишком высокой высоты котла. То есть в этом случае можно устроить гораздо более эффективную однотрубную систему отопления двухэтажного дома.У схемы с помпой есть только один серьезный недостаток — зависимость от электрических сетей. Поэтому там, где очень часто отключается ток, стоит устанавливать оборудование для расчетов, сделанных для системы с естественным током теплоносителя. Дополнив эту конструкцию циркуляционным насосом, можно добиться эффективного отопления дома.

Котел — это сердце системы отопления и от него нагретый теплоноситель, так как может действовать вода или антифриз, с помощью циркуляционного насоса движется по трубам и пинает дом.Такая система отопления называется системой с принудительной циркуляцией. Также есть отопление без помпы, работающее на естественной циркуляции того же теплоносителя. В каждой из этих систем есть еще много вещей, без которых они не могут работать. Это расширительный бак, который необходим для компенсации температурного расширения воды, фитинги необходимы для соединения труб, а также необходимы воздушные клапаны и многие другие устройства.
Теперь рассмотрим различия в системах с принудительной и естественной циркуляцией.Для принудительной циркуляции, обеспечивающей движение теплоносителя, требуется циркуляционный насос. Среди достоинств этой системы отопления можно назвать комфорт, так как в каждом помещении есть прекрасная возможность поддерживать нужную температуру, лучше, требует установки трубы небольшого диаметра. Также есть возможность увеличить срок службы котла, так как разница температур уходящей нагретой воды и возвращающейся уже угольной воды довольно мала. Есть минус — такая система не может существовать без электричества, ведь от нее работает только насос.Благодаря системе с естественной циркуляцией отопление осуществляется без насоса. Он работает за счет силы тяжести, возникающей из-за разницы плотностей теплоносителя в подающей и обратной трубах. То есть плотность, то есть доля горячей воды меньше — холодная легче. Для снижения сопротивления такой системе отопления нужны трубы большого диаметра. К сожалению, регулировка тепла в этом случае невозможна и поэтому комфорт меньше, но с большими затратами на топливо.
Сейчас все популярнее становится использование экономичных котлов с насосами, но оказывается, что один такой насос мощностью 50 Вт в месяц тратит 36 кВт электроэнергии, работая круглосуточно. Таким образом, три или два одинаковых насоса лишаются электричества, чем одна квартира с потреблением 100 кВт электроэнергии в месяц, и это происходит в самый пиковый отопительный период.
Если котел работает на газе, то необходимо понимать, что номинальная мощность у него, как правило, не соответствует действительности, и это приводит к явному перерасходу топлива.В том случае, если насос закидывает больше воды, чем требуется, необходимо будет постоянно подогревать воду в системе отопления, что приведет к потере газа. Если же воды из котла наоборот выкинуть меньше, чем нужно, то автоматика сработает, показывая, что газ сгорел, а тепло не получило тепла. Регулировать мощность котла при таких постоянных изменениях невозможно.
Однако, если правильно сделать систему отопления с естественной циркуляцией, которая обеспечивает отопление без насоса, то расход теплоносителя через котел будет иметь место только строго в необходимом количестве.Естественная циркуляция может увеличиваться, и даже довольно резко, мощность котла в полтора раза, а объем газа будет использоваться такой же. Возникает вопрос: нужны ли насосы для отопления небольших площадей, если за счет естественной циркуляции это можно делать на неограниченном пространстве.
Конечно, чтобы насос работал хорошо, систему отопления в таких местах нужно делать правильно. Тогда сам бойлер сможет повернуть ровно столько воды, сколько нужно.

Чтобы в построенном загородном доме можно было жить в любое время года, необходимо качественное отопление.Среди большого разнообразия отопительных приборов иногда сложно определить, что нужно в той или иной ситуации. Один из самых простых вариантов, который можно оборудовать самостоятельно, — это система отопления без помпы, то есть с естественным типом циркуляции теплоносителя. Именно о таком виде обогрева мы и расскажем дальше в материале.

В каких случаях без помпы можно обойтись

Движение теплоносителя внутри отопительного контура происходит под действием законов физики.Это значит, что нагреваясь, жидкость поднимается вверх, а по мере остывания — снова опускается, тем самым обеспечивая обогрев помещения.

Чаще всего вся система отопления без циркуляционного насоса востребована в загородных домах и на дачах, потому что в условиях пригорода электроснабжение не всегда стабильно или отсутствует вовсе. В связи с этим отопительное оборудование с принудительным типом циркуляции нецелесообразно.

Примечательно, что отопление с естественной циркуляцией теплоносителя вполне возможно организовать самостоятельно.К тому же такая система очень удобна в использовании.

Строительство и разновидности систем с естественной циркуляцией

Обычно в отопительный контур без насоса входит перечень обязательных компонентов:

• отопительный прибор — котел или топка, которые могут быть покрыты доступным в определенной зоне топливом;
Расширительный бак
• , позволяющий сбросить избыточное давление или долить воду в контур отопления;
• трубы, образующие контур, по которому вода будет двигаться в системе;
Аккумуляторы
• , позволяющие лучше обогреть помещение за счет увеличения площади поверхности теплообмена.

Диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией будет несколько больше, чем при использовании циркуляционного насоса.

В зависимости от того, какой теплоноситель будет использоваться, системы отопления с естественной циркуляцией могут быть водяными или паровыми.

Представляем отличительные особенности каждого из видов отопления.

Отопление водяным теплоносителем

Функциональные особенности систем водяного отопления с естественным типом циркуляции теплоносителя определяются рядом характеристик.

На основании какого расширительного бачка устроена система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, различают:

1. Открытые системы . В этом случае расширительный бак устанавливается как можно выше, чтобы создать в расширительном баке избыточное давление. К тому же за счет этого можно избавиться от пробок в отопительном контуре. Время от времени через открытый расширительный бак в трубах вода плавится, частично испаряется при работе отопления.
2. Системы закрытого типа . В таком отоплении с естественной циркуляцией расширительный бак заменяется специальным мембранным гидроаккумулирующим цилиндром. Обеспечивает дополнительное давление в контуре в пределах 1,5 атмосфер. В целях безопасности система такой конструкции обычно оснащается манометром, задача которого заключается в регулировке давления внутри трубопровода.

Еще одним принципиальным моментом, который отличает конструкции систем отопления с естественным типом циркуляции воды, является схема подключения ТЭНов.

По способу подключения отопительных приборов к газовому котлу без помпы можно выделить такие варианты:

1. Схема однотрубная Отопление. При таком типе отопления выполняется последовательное подключение всех радиаторов к одной трубе. То есть вода проходит через каждый последующий нагревательный прибор и только после этого движется дальше. Среди преимуществ оборудования однотрубной разводки можно назвать простоту его монтажа, а также небольшую материалоемкость.
2. Двухтрубная схема В системе отопления с естественным типом циркуляции. В этом случае все радиаторы, входящие в систему отопления, подключаются к трубопроводу параллельно. В этом случае температура охлаждающей жидкости, попадающей в каждый радиатор, одинакова. После того, как вода пройдет через весь радиатор и остынет, она возвращается в теплообменник котла по обратной трубке.

Считается, что двухтрубная схема компоновки является наиболее подходящей с точки зрения эффективности отопления жилья.Правда, обустроить такую ​​систему труб и проблем по монтажу отопительного контура будет довольно много.

Стоит отметить, что определяя, как сделать отопление без насоса, учитывайте свои практические навыки, а также финансовые возможности для приобретения расходных материалов.

Паровой тип отопления

Некоторые потребители путают паровое отопление с водяным. По сути, эти системы очень похожи, за исключением того, что теплоносителем подается пар, а не вода.

Внутри отопительного котла системы с естественным типом циркуляции вода нагревается до точки кипения и превращается в пары, которые затем перемещаются в трубопровод и далее в каждый радиатор в контуре.

В конструкцию паровой системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя входят такие компоненты:

• специальный отопительный котел, внутри которого вода нагревается до точки кипения, а пары аккумулируются;
• клапан для выпуска пара в систему отопления;
• трубопровод;
• Радиаторы отопления.

Обращаем ваше внимание, что паровой тип системы отопления эксплуатируется в условиях очень высоких температур, поэтому использовать пластиковые трубы для трубопровода категорически нельзя.

Классификация парового отопления по схеме и другим критериям точно такая же, как и в системах водяного отопления. В последнее время применяется котел для отопления частного дома, что также имеет свои преимущества.

Как установить отопление

Чтобы готовая система отопления с естественным типом циркуляции работала правильно и эффективно, при ее установке важно придерживаться некоторых правил.

В целом схема установки выглядит так:

• Радиаторы отопления необходимо устанавливать под окнами, желательно на одном уровне и с соблюдением необходимых отступов.
• Далее устанавливается теплогенератор, то есть выбранный котел.
• Установить расширительный бачок.
• Выполните разводку трубопроводов и соедините ранее закрепленные элементы в единую систему.
• Контур отопления заполнен водой и предварительно проверьте герметичность соединений.
• Завершающий этап — запуск отопительного котла. Если все работает правильно, значит будет тепло.

Обратите внимание на нюансы:

1. Котел должен располагаться в самой нижней точке системы.
2. Монтаж труб должен производиться с уклоном в сторону противотока.
3. Обороты трубопровода должны быть как можно меньше.
4. Для повышения эффективности отопления нужны трубы с большим диаметром.

Надеемся, эта статья окажется для вас полезной, и вы сможете самостоятельно смонтировать систему отопления без циркуляционного насоса в своем загородном доме.

Монтаж водяного отопления должен выполняться качественно, как и система в целом, для правильной ее работы, обеспечения полноценного отопления дачи. Особой популярностью среди вариантов установки отопления пользуется водяное отопление, как наиболее проверенный и применяемый способ обогрева помещения. Эта система не намного дороже и имеет высокий КПД.Постоянную циркуляцию горячей воды в теплоносителях в системе отопления можно обеспечить без насоса. Такую систему обогрева помещений у специалистов принято называть «Ленинградкой», поскольку во время блокады в домах Ленинграда было именно такое отопление.

Отопление без насоса обеспечивает циркуляцию в здании в трубах горячей воды естественным путем, то есть самостоятельно, без принудительного нагнетания потока воды дополнительным электрооборудованием.Суть в том, что используется разница напора воды — в основном стояке напор воды будет меньше давления воды в стояке холодного. Поэтому из холодной жидкости постоянно образуется нагретая вода, и происходит естественная циркуляция.

Открытый тип системы отопления коттеджа.

Можно выполнить монтаж водяного отопления в закрытой или открытой системе отопительной организации. На территории России в домах с небольшой площадью в основном используется открытая система отопления.Этот вид можно исключить по его организации с использованием электрической энергии для нагрева воды. В этом случае может быть использован газовый котел, розжиг которого производится с помощью обычных спичек или пьезошигали, он встроен в оборудование котла.

Элементы без насосной системы отопления.

Отопительный котел;

Радиатор;

Связанная система трубопроводов;

Расширительный бак.

Вода действует как хладагент, который нагревается в теплообменнике до необходимой температуры и трубы вводятся в радиаторы.Радиаторы передают тепло в комнату. В них вода будет постепенно остывать и после этого вернется обратно в бойлер. Такой цикл циркуляции воды при отоплении без насоса будет повторяться постоянно.

Индивидуальные дома с водяным отоплением устроены таким образом, чтобы воздух, содержащийся в теплоносителе, мог постепенно подниматься в расширительный бак, в большинстве случаев размещаемый на чердаке. Такое расположение позволяет удалять наружу воздух и поддерживать значение давления в постоянном режиме.Бак также удаляется функционально после расширения ненужного теплоносителя.

Печь или котел?

При желании заказчик может заказать создание системы водяного отопления коттеджа не только с помощью котла, но и выбрать вместо него любую печь. Водяное отопление в такой системе будет производиться на обычных дровах. Наши специалисты могут организовать такую ​​систему отопления дома, если у вас в доме есть духовка или создать дома блочный тип водяного отопления.

Существуют экзотические печи, работающие на отработанном масле и имеющие очень высокий КПД при минимальном расходе топлива, однако для организации их работы требуется отдельное смежное помещение.

Если выбрать водогрейный котел в системе отопления, то необходимо будет определить его тип, что будет зависеть от того, как он будет работать на каком топливе. Твердотопливные котлы обрабатывают углем или дровами. Газовые котлы, соответственно, будут перерабатывать газ.
Газовый котел наиболее целесообразно использовать в системе отопления, когда нет доступа к центральной магистрали наличия газа.Мощность такого оборудования может достигать 50 киловатт, а КПД, как правило, не превышает 65%.

Водяное отопление для дачи можно организовать в доме с подземной трубной разводкой. Трубы размещаются под полом и, в отличие от обычной настенной моды, комплексно решают задачу обогрева помещения. Такой способ организации системы отопления более эффективен, так как циркуляция теплого воздуха имеет вертикальное направление снизу вверх.

На этапе строительства нового дома аналогичный проект будет проще, но наши специалисты могут обеспечить такую ​​систему отопления и в любом уже созданном доме или помещении.Подземная система водяного отопления гарантирует владельцу загородной недвижимости комфорт и тепло каждого зимнего вечера в частном доме.

Водяное отопление:

1. Водяное отопление — Замена старой системы, как правило, лето — время ремонта квартир, домов. Летом все стараются сделать как можно больше ……
2. Водяное отопление — горячее водоснабжение в настоящее время разработано и представлено на рынке большое количество технических решений, обеспечивающих отопление и горячее водоснабжение……
3. Водяное отопление — дровяной котел Использование дровяного отопительного котла для водяного отопления дома При установке дровяной системы отопления на базе дровяного котла необходимо знать следующие нюансы. Это ……
4. Отопление автономное водяное автономное отопление. Главное преимущество автономного отопления — независимость от централизованной тепловой сети. Актуальность отопления частное ……
5. Радиаторное отопление вашего помещения. Развитие современных технологий позволяет использовать различные материалы и оборудование для оборудования тепловой системы в любых помещениях……
6. Водяное отопление — замена котельной на оборудование автономного отопления. Необходимо соблюдение технических требований на основании проектно-сметной документации. Основная ……
7. Водяное отопление — Профессиональный монтаж Водяное отопление — Профессиональный монтаж Монтаж и установка системы отопления загородного дома — ответственный процесс, из которого ……
8. Отопление коттеджа Водяное отопление частного дома было и остается самым актуальным в нашей стране.Нагрев воздуха обеспечивает ……
9. Замена насоса отопления Автономная система отопления в частном доме требует от хозяев профилактических мероприятий и при необходимости ……
10. Отопление пластиковыми трубами Отопление пластиковыми трубами Уже несколько лет пластиковые коммуникации в ……
11. Водяное отопление — Установка бойлера Водяное отопление — Установка бойлера Центром системы отопления является котел, который распределяет тепло от радиаторов и ……
12. Дизельное отопление дачи — популярным способом отопления дома является «Дизельное отопление коттеджей и жилых помещений».Дизельное отопление применяется в частном секторе ……
13. Водяное дровяное отопление Водяное дровяное отопление Известно, что газовое отопление часто является лучшим вариантом отопления, но это не всегда возможно. Хотя ……
14. Лучшее отопление — это лучшее отопление. Люди, которые начали воплощать свою мечту о загородном жилье, сталкиваются с рядом вопросов, от решения ……
15. Водяное отопление Приведение водяного отопления, коттеджа в хорошие жилищные условия не является патологией в наше время, а наоборот……

Любой элемент играет важную роль. Поэтому соответствие частей конструкции необходимо правильно спланировать. Монтаж отопления имеет, поставку, систему подключения, аккумуляторные терморегуляторы, расширительный бак котла, крепеж, коллекторы, трубы повышающие напор, насосы. Система отопления дома состоит из разных частей. На открытой странице сайта мы поможем подобрать для вашей квартиры необходимые компоненты отопления.

Отопление без помпы схема

По поводу циркуляции теплоносителя:

Можно заранее прокладывать комбинированную схему? Те.Трубы большого диаметра, уклоны, вертикальный участок прямо от котла — это с учетом свободной циркуляции при отсутствии электричества. А реверс — это вилка, в которую встроена помпа — это когда электричество есть и работает «штатный» вариант. (Я на сайте известного Кузнецова, в разделе «Обогрев храмов» видел фото где вроде бы и сделано) Ну и расширительный Бак не открытый, а мембранный, для герметичности.

Вопрос второй- не совсем понятный по поводу давления в системе.Что, контур отопления, если предусматривается насос, должен быть не только герметичным, но и предварительно нагруженным каким-то внутренним давлением? Зачем?

Ответ на первый вопрос. Можно, но не вижу смысла в комбинированной схеме. Если схема вашего отопления однотрубная, то есть как на схеме 1, и вы выполняете ее так, как писали в вопросе, то я не вижу точки соприкосновения с электричеством. Без него все будет отлично работать.

Если схема посложнее, как на Схеме 2, вода тоже будет двигаться, это просто будет напрямую зависеть от толщины труб и количества радиаторов.Если трубы толстые, например вертикальный стояк 2 «, на трассе 1,25», а радиаторы саблайн 3/4, а самих радиаторов не больше десятка, то тоже проблем не вижу. Все будет работать без электричества. Правда, ставить обогреватель на уровень земли в этом случае не обязательно. Чем глубже, тем лучше. Ну, а может и придется поставить самые удаленные радиаторы с избытком мощности, но это не так важно, ведь при такой схеме можно накрыть каждый радиатор.

Система с циркуляционным насосом нужна там, где схема очень сложная, состоит из кучи ответвлений, каждое ответвление регулируется отдельным автоматическим регулятором, трубы используются тонкие, внутренний диаметр 15-18 мм, радиаторы используются из расчета 1 кВт мощности на 10 м2 площади.

Так что, признаюсь, не вижу смысла сохранять недостатки самонагрева и дополнительно тратиться на насосы и электричество.

Ответ на второй вопрос.Вы что-то здесь неправильно поняли. Любая система отопления находится под давлением. Допустим, у вас нет помпы и открыт расширительный бачок. Двухэтажный дом. Обогреватель в подвале, расширительный бак на чердаке. Потом от ТЭНа до бака добра 10 метров по вертикали. В этих условиях давление в системе будет ровно 1 атмосфера. Причем тип расширительного бачка совершенно не играет никакой роли. Мембранный расширительный бак используется так, как вы правильно указали, для обеспечения герметичности и для того, чтобы его можно было установить в любом месте дома, например, там, где его не нужно изолировать, внизу системы, в подвале. , у нагревателя.Больше танки ничем не отличаются. В одну мембрану, а в другую вкладывает сила тяжести. Если система не нагружена давлением, это автоматически означает, что в ней недостаточно воды, и это означает, что циркуляция невозможна ни с насосом, ни без него.

Ответ на третий вопрос.

Воздушная заслонка

Да, такие клапаны есть. ТОЛЬКО я лично предпочитаю не встраивать их в систему, а ввинчивать в специальные отверстия (1/2 дюйма) в радиаторе.Радиатор висит с минимальным, незаметным для глаза уклоном, так что воздух должен быть воздухом. Когда воздух в радиаторе станет приличнее, он станет холоднее на ощупь. Потом беру отвертку и рвусь в воздух, пока не пойдет вода. Если нужно, то спускаюсь в подвал и доливаю воду в систему. Привожу схему и сам клапан. Стоит, кстати, каких-то совсем незначительных денег, о которых даже не стоит говорить. Как выглядит радиатор, про отопление можно посмотреть в отдельном материале.Есть автоматические клапаны, но я не понимаю, зачем они нужны.

Источник: http://belkin-labs.ru/faqs/13/

Отопление без насосной схемы

Если вы хотите правильно установить водяное отопление в частном доме, то для начала необходимо получить определенные знания существующих методов ведения строительных работ.

Только грамотное выполнение позволит качественно наладить систему в целом.

Типы водяных систем

Водяное отопление индивидуальных домов стало пользоваться большой популярностью благодаря практичности, ведь вы сами сможете определить расположение котла, для этого не потребуются дополнительные помещения.

Специалисты говорят, что эта система отличается и экономичнее по сравнению с топочным типом. Этого можно добиться при постоянной циркуляции создаваемого теплоносителя без использования насосов.

Циркуляция воды осуществляется по естественным причинам — давление в магистральном стояке будет ниже по сравнению с холодным стояком.

В результате в холодной жидкости будет постоянно находиться нагретая вода.

Видеоурок:

Системы водяного отопления частного дома принято делить на два типа: открытые и закрытые.

Первая система на территории нашего государства — самая распространенная в домах, площадь которых невелика.

Его устройство позволяет исключить использование электричества для нагрева воды. Достаточно иметь газовый котел и производить спикер из спичек.

В результате циркуляция теплоносителя будет осуществляться естественным образом без использования насосов.

Ниже представлены

Солнечные системы ГВС — Solarnature

Солнечные системы горячего водоснабжения и отопления

Плата за потребление энергоресурсов, используемых для теплоснабжения, в том числе отопления и горячего водоснабжения, является одной из основных статей потребления потребительского бюджета.Особенно это актуально для владельца частного дома, который самостоятельно решает вопрос с подачей воды и тепла в дом.

Организация энергоэффективной системы теплоснабжения дачи, коттеджа с использованием энергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) не только создает эффект значительной экономии невозобновляемых энергоресурсов и потребительских расходов, но и способствует сохранению окружающей среды.

Прототипы современных систем горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии (гелиосистемы) давно знакомы дачникам — которые на своем участке не установили резервуар на крыше летнего душа, регулярно подавая «почти горячую» воду в солнечные дни ? Современные солнечные системы, унаследовавшие главный принцип конструкции, работают намного эффективнее.Теоретически такие системы при правильной установке и разумной эксплуатации способны обеспечить до 90% потребностей в горячей воде. На практике это напрямую зависит не только от выбора оборудования и грамотного монтажа, но, в первую очередь, от региона, в котором находится дом, оборудованный такой системой.

Первоначальный монтаж солнечной системы ГВС и тем более отопления — дело очень дорогое, особенно если использовать для этого передовые технические решения. Однако вложения начинают окупаться практически с момента ввода системы в эксплуатацию.

Принципиальная схема

В принципе такая солнечная система (рис. 1, 2), предназначенная для обеспечения отопления и горячего водоснабжения, включает следующие основные компоненты:

— солнечные коллекторы;

— насосный модуль с группой безопасности;

— трубопровод;

— контроллер;

— резервуар для хранения воды;

— резервный источник энергии.

При установке солнечной системы необходимо правильно учитывать движение солнца по небу и, как следствие, наклон и ориентацию крыши, стен и установленных на ней солнечных коллекторов по сторонам света.

Солнечный коллектор нагревает воду или другой теплоноситель. Циркуляция жидкости в коллекторе обеспечивается насосом; в некоторых системах осуществляется естественная циркуляция. Нагретый хладагент циркулирует по первичному контуру, отдавая тепловую энергию через теплообменник хладагенту вторичного контура (воде) в накопительном баке. Теплообменник может быть встроен в резервуар в виде змеевика, а может быть выполнен как отдельное устройство. Процесс накопления тепла автоматически контролируется контроллером, который управляет работой насоса в солнечной системе.При необходимости автоматика запускает резервный источник энергии.

Гелиосистемы различаются как типом используемого в них теплоносителя (жидкий — вода, антифриз и воздух), так и продолжительностью эксплуатации — круглогодично или сезонно, что особенно актуально в нашей стране.

Сезонные солнечные системы горячего водоснабжения обычно одноконтурные. Их активно используют в летние и переходные месяцы, когда температура окружающего воздуха положительная.

Если для обогрева здания используется солнечная система, то обычно она выполняется по двухконтурной, а чаще всего многоконтурной.При этом в разных контурах используются разные теплоносители, например, в солнечном контуре — водные растворы незамерзающих жидкостей, в промежуточном — вода, а в конечном, «потребителе» — воздух. Чаще всего это касается не сезонных, а круглогодичных систем отопления зданий; в таких системах, как правило, также предусмотрен мощный теплогенератор, работающий, например, на ископаемом топливе.

Трубчатый коллектор

Как было сказано выше, солнечный коллектор является основным элементом любой солнечной системы; эффективность системы и экономический эффект от ее использования зависят от ее выбора.

Самый простой тип солнечного коллектора — трубчатый (рис. 4), устанавливаемый под углом к ​​горизонту, например, на крыше здания или во дворе, в котором теплоноситель нагревается за счет энергии солнечного излучения, проходя через батарею тонких трубок. Циркуляция обеспечивается естественной конвекцией, что избавляет владельца от затрат энергии на насос.

Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы — наиболее распространенный тип солнечных коллекторов в системах горячего водоснабжения и отопления (рис.5). Основным элементом плоского коллектора является поглощающая пластина, которая улавливает солнечный свет, преобразует его в тепло и передает теплоносителю. Поверхность радиатора обычно окрашивается в черный цвет; для уменьшения потерь тепла с поверхности пластины над ней устанавливается прозрачное покрытие, а для уменьшения потерь тепла с тыльной стороны пластина коллектора покрывается теплоизоляцией.

В нормальном рабочем режиме тепло, накопленное в коллекторе, расходуется на нагрев циркулирующего по нему теплоносителя.Поэтому основной характеристикой солнечного коллектора является объем тепла

ед.

обогреватель, обогреваемый до заданной температуры в светлое время суток квадратным метром коллектора. В средней Европе летом производительность таких коллекторов позволяет получать с 1 м2 50-60 литров воды, нагретой до 60-70 ° С. КПД такого коллектора составляет около 70%, что напрямую зависит от погодных условий и региона, в котором находится здание. Плоские коллекторы собирают как прямую, так и рассеянную радиацию и поэтому могут работать даже в пасмурную погоду.В этом отношении, а также ввиду их относительно невысокой стоимости они предпочтительны при нагревании жидкостей до температур ниже 100 ° C.

Коллекторы откачанные

Вакуумные или вакуумные коллекторы могут принимать воду с более высокой температурой; они заметно эффективнее плоских солнечных коллекторов, но при этом тяжелее, дороже и к тому же требуют грамотной эксплуатации.

При использовании наилучшего теплоизолятора — вакуума — общие потери тепла в коллекторе минимальны.Эффективность откачанного коллектора остается неизменно высокой даже при неблагоприятных погодных условиях. При температуре воздуха -45 ° С и рассеянном солнечном свете производительность вакуумного коллектора на 40% выше, чем у других типов такого оборудования.

Основным элементом таких коллекторов является вакуумная трубка, конструкция которой состоит из двух трубок — внешней и внутренней. Между внутренней поверхностью внешней трубки и внешней поверхностью внутренней имеется герметичное пространство, из которого откачивается воздух для создания вакуума.Как известно, вакуум, в котором нет среды для конвективной передачи энергии, является одним из наиболее эффективных видов теплоизоляции. Внутренняя трубка обычно изготавливается из меди и имеет селективное покрытие, поглощающее солнечное излучение, а вакуумное пространство предотвращает конвективные потери тепла (рис. 6). Солнечное излучение проходит через внешнюю стеклянную трубку, попадает в трубку-поглотитель и превращается в тепло. Это тепло передается жидкости, протекающей через внутреннюю трубку.

(PDF) Исследование однофазной естественной циркуляции в крупномасштабном прямоугольном контуре с помощью экспериментального и численного моделирования

Развитие передовых технологий ядерных реакторов требует понимания сложных интегрированных систем, которые демонстрируют новую феноменологию в нормальных и аварийных условиях.Появление систем пассивной безопасности и усовершенствованных методов модульного строительства требует разработки и использования новых структур для прогнозирования поведения усовершенствованных ядерных реакторов как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения воздействия на окружающую среду. Эта диссертация представляет такие основы для масштабирования тестов интегральных эффектов для естественной циркуляции в высокотемпературных реакторах (FHR) с фторид-солевым охлаждением для проверки моделей оценки (EM) поведения системы; последующая оценка надежности пассивных систем отвода остаточного тепла за счет естественной циркуляции с использованием этих проверенных моделей; оценка выбросов диоксида углерода в течение жизненного цикла как ключевого показателя воздействия на окружающую среду; и рекомендации по дальнейшей работе по применению этих рамок при разработке и оптимизации перспективных конструкций ядерных реакторов.В этом исследовании разработанные схемы применяются для анализа FHR галечного пласта Mark 1 (Mk1 PB-FHR), который сейчас исследуется Калифорнийским университетом в Беркли (UCB). Возможность проверки интегральных моделей переходных процессов является ключевым вопросом при лицензировании новых конструкций реакторов. В этой диссертации представлены стратегия масштабирования, аспекты проектирования и изготовления, а также результаты пусконаладочных испытаний на установке Compact Integral Effects Test (CIET) в UCB, которая воспроизводит термогидравлический отклик FHR при работе с принудительной и естественной циркуляцией.CIET предоставляет данные валидации для подтверждения производительности системы прямого охлаждения реактора (DRACS) в FHR, используемой для отвода остаточного тепла за счет естественной циркуляции, в рамках набора исходных событий лицензирования, как предсказано кодами наилучшей оценки, такими как как RELAP5-3D. CIET использует имитирующую жидкость, масло Dowtherm A, которое при относительно низких температурах (50-120 ° C) одновременно соответствует числам Прандтля, Рейнольдса, Фруда и Грасгофа основных жидких солей, примерно в 50% геометрическом масштабе и мощности нагревателя менее 2. % от прототипных условий.Представленные здесь исследования включают изотермические испытания на падение давления, проведенные во время пусковых испытаний CIET, с обширным сбором данных о давлении для определения потерь на трение в системе, а также последующие испытания с подогревом, от испытаний на паразитные потери тепла до более сложных испытаний с контролем с обратной связью и естественной циркуляции. эксперименты. Для начальной проверки кода в CIET были проведены связанные стационарные однофазные контуры естественной циркуляции и простые переходные процессы принудительного охлаждения. Для различных уровней подводимого тепла и температурных граничных условий, массовые расходы и температуры жидкости сравнивались между результатами RELAP5-3D, аналитическими решениями, если они доступны, и экспериментальными данными.Это исследование показывает, что RELAP5-3D обеспечивает отличные прогнозы стационарной естественной циркуляции и простого переходного принудительного охлаждения в CIET. Код предсказывает массовый расход естественной циркуляции в пределах 8%, ​​а также установившиеся и переходные температуры жидкости как при естественной, так и при принудительной циркуляции в пределах 2 ° C от экспериментальных данных, что позволяет предположить, что RELAP5-3D является хорошим ЭМ для использования при проектировании и лицензионные FHR. Ключевым элементом проектирования и лицензирования новой реакторной технологии является анализ реакции станции на различные потенциальные переходные процессы.Когда это применимо, это включает понимание поведения системы пассивной безопасности. Эта диссертация разрабатывает основу для оценки надежности и предлагает стратегии оптимизации конструкции и снижения рисков, связанных с системами пассивного отвода остаточного тепла, применительно к Mk1 PB-FHR DRACS. Это исследование основано на предыдущих работах по детальному проектированию компонентов Mk1 и использовании моделей RELAP5-3D, утвержденных для феноменологии естественной циркуляции FHR. Для оценки риска изучается надежность точечной конструкции пассивной системы безопасности для Mk1 PB-FHR, которая зависит от способности различных конструкций выполнять свои функции безопасности.В то время как традиционные методы вероятностной оценки риска (PRA) основаны на деревьях событий и отказов для компонентов системы, которые работают бинарным образом — работают или не работают, — это исследование в основном основано на распределении вероятностей тепловой нагрузки по сравнению с мощностью системы. система отвода тепла, как рекомендовано используемыми здесь методами надежности для функций пассивной безопасности (RMPS). Для сокращения времени вычислений также демонстрируется использование поверхностей отклика для упрощенного описания системы в контексте RMPS.В части оптимизации проекта и снижения рисков предлагается структура для изучения элементов конструкции реактора, в частности его пассивной системы охлаждения, которая может способствовать повышению надежности отвода тепла в аварийных условиях. Предлагаются меры по снижению риска, основанные на проектировании, пусковых испытаниях, инспекции в процессе эксплуатации и онлайн-мониторинге, чтобы сузить вероятностные распределения ключевых параметров системы и повысить надежность и безопасность. Еще одним важным аспектом разработки новых энергетических систем является оценка их воздействия на окружающую среду по сравнению с существующими технологиями.В то время как большинство существующих исследований по оценке жизненного цикла (ОЖЦ) применялись к обычным атомным электростанциям, эта диссертация предлагает основу для распространения таких исследований на усовершенствованные конструкции реакторов на примере Mk1 PB-FHR. В Mk1 используется комбинированный цикл ядерной энергии и Брайтона, предназначенный для выработки 100 МВт электроэнергии при базовой нагрузке при работе только с ядерным теплом и 242 МВт при совместном сжигании природного газа для пиковой мощности. Проект Mk1 обеспечивает основу для определения количества и стоимости основных классов материалов, используемых при строительстве реактора и изготовления топлива, а также рабочих параметров.Существующие данные и экономические модели ОЖЦ «затраты-выпуск» используются для расчета выбросов парниковых газов на киловатт-час электроэнергии, произведенной в течение жизненного цикла реактора. Выбросы базового жизненного цикла от Mk1 PB-FHR в конфигурации с базовой нагрузкой на 26% ниже, чем у средних легководных реакторов поколения II в США, на 98% ниже, чем у средних угольных электростанций в США, и на 96% ниже, чем у средних электростанций комбинированного цикла на природном газе в США. с использованием той же турбинной технологии. В пиковом режиме, из-за его ядерной составляющей и более высокого теплового КПД, установка Mk1 производит только 32% выбросов среднего U.