Система отопления с естественной циркуляцией. Виды систем отопления с естественной циркуляцией
- Система отопления с естественной циркуляцией. Виды систем отопления с естественной циркуляцией
- Система отопления с естественной циркуляцией и насосом. Принцип работы отопления с естественной циркуляцией
- Система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома. Закрытая и открытая
- Закрытая система отопления с естественной циркуляцией. Принцип работы отопления с естественной циркуляцией
- Система отопления с естественной циркуляцией воды. Системы отопления с естественной циркуляцией воды
- Как сделать отопление с естественной циркуляцией. Принцип работы самотечной системы отопления частного дома
- Отопление самотеком в частном доме. Что это такое
- Отопление с естественной циркуляцией из полипропилена. Материалы и оборудование системы отопления
- Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Естественная циркуляция теплоносителя
Система отопления с естественной циркуляцией. Виды систем отопления с естественной циркуляцией
Отопление ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах .
Двухтрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Схема вертикальная
При этом принцип сохраняется – от котла поднимается вверх труба на максимальную высоту, и лишь затем идет раздача теплоносителя по элементам отопления. Разница лишь в том, что в двухтрубной системе остывшая вода собирается в другую магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего радиатора.
Система с естественной циркуляцией одноэтажного дома. Схема однотрубная, разводка — верхняя
Все представленные выше схемы однотрубных разводок – с вертикальными стояками. Они более затратные по количеству материалов, но удобны тем, что к каждому стояку можно присоединить отопительные приборы на каждом из этажей. В принципе, в двухэтажном доме с большой площадью выгоднее реализовать водяное отопление с естественной циркуляцией с горизонтальной разводкой. Примерно выглядеть это может так (смотрите схему ниже).
Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка с разгонным коллектором
В данном проекте реализована схема отопления с естественной циркуляцией «ленинградка». Для более активной циркуляции на втором этаже устроен разгонный коллектор, после которого два контура расходится по второму этажу – горизонтальное последовательное подключение радиаторов. Еще один контур опускается на первый этаж, где также разделяется на две ветки. Также дополнительно на первый этаж опускаются стояки от последних в контуре радиаторов в каждой из веток второго этажа.
Система отопления с естественной циркуляцией и насосом. Принцип работы отопления с естественной циркуляцией
Для работы любой водяной отопительной системы необходимо обеспечить циркуляцию теплоносителя по трубам. Нагреваясь в котле, горячая вода должна поступать в батареи и радиаторы для передачи тепла в помещения дома. Водяная система отопления с естественной циркуляцией не является исключением.
Схема отопления с естественной циркуляцией
Движение теплоносителя происходит за счет разности плотности в нормальном и в нагретом состоянии. При попадании в теплообменник работающего котла происходит повышение температуры воды и как следствие – уменьшение плотности. Так как удельная масса холодного теплоносителя выше – он начитает вытеснять нагретый. В результате этого образуется движение масс.
Перед тем как сделать водяное отопление с естественной циркуляцией своими руками следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками и спецификой эксплуатации:
- Высокая степень надежности . Отсутствие движущихся элементов (крыльчатка циркуляционного насоса) и давление, равное атмосферному, обеспечивают длительную эксплуатацию естественной системы отопления частного дома;
- Инерционность системы . Естественная циркуляция в закрытой системе отопления обеспечивается за счет небольшой разности давления. Поэтому скорость поступления горячей воды к радиаторам будет минимальной;
- Обязательное соблюдение уклона магистралей . Для нормальной работы уклон системы отопления с естественной циркуляцией должен соответствовать расчетным данным. Трубы монтируют с уклоном от котла, а для обратной магистрали – к котлу. Таким образом обеспечивается оптимальная работа системы.
Также следует отметить, что монтаж системы отопления с естественной циркуляцией рекомендуется осуществлять для схем с протяженностью трубопроводов не более 30 м.п. В противном случае большой объем остывшего теплоносителя существенно снизит его скорость.
Традиционная схема отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией может предусматривать монтаж газового, твердотопливного или электрического котла. Важно чтобы в их конструкции была предусмотрена система защиты от перегрева в случае обратного движения теплоносителя или возникновения воздушных пробок.
Система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома. Закрытая и открытая
В системе открытого типа расширительный бак находится в самой высокой точке, котел — в самой низкой
Открытая система отопления с естественной циркуляцией на данный момент считается самым популярным видом. Схему работы этой коммуникации мы описывали выше. Из котла нагретый теплоноситель попадает в трубы, при нагревании он расширяется, что способствует движению холодной жидкости по системе к отопительному прибору.
Одним из основных приборов, используемых в данной схеме, считается расширительный бак. Во время расширения излишки жидкости собираются именно в этой ёмкости. Верхняя часть такого резервуара открытая, что способствует испарению нагретой воды, поэтому в процессе работы отопления жидкость необходимо постоянно доливать. В открытой системе не предусмотрен циркуляционный насос. Её схема состоит из следующих приборов:
- Котёл;
- Трубопровод;
- Отопительные приборы (радиаторы);
- Расширительный бачок.
Обратите внимание! Теплоноситель в рассматриваемой системе перемещается достаточно медленно. Для повышения эффективности работы системы и ускорения жидкости, котёл в открытой системе отопления устанавливают на самом низком участке. Расширительный бачок монтируют в самой высокой точке трубопровода.
Теперь ознакомимся с отопительной системой закрытого типа. Подобные трубопроводы герметичны, перемещение теплоносителя здесь происходит с использованием циркуляционного насоса. Перечень основных приборов тот же, но расширительный бачок в данном случае выполнен в виде герметичного резервуара со специальной мембраной для регулирования давления. Кроме этого в закрытой отопительной системе присутствует циркуляционный насос, что позволяет подводить к потребителям равномерно прогретый теплоноситель.
Многие из владельцев загородной недвижимости пытаются понять, какая из отопительных систем лучше. Разница между этими двумя видами заключается в следующих деталях:
- В открытой системе расширительный бачок монтируется наверху, в закрытой системе этот прибор может устанавливаться на любом участке контура;
- В закрытую систему не попадает атмосферный воздух, её работа происходит при определённом давлении. В таком случае становится минимальной возможность возникновения воздушных пробок, что повлияет на продолжительность эксплуатации отопления;
- Для монтажа отопительной системы открытого типа используются металлические трубы большого диаметра, причём весь контур должен выставляться под определённым уклоном. Большие трубы не всегда вписываются в дизайн помещений.
- Закрытая система отопления не нуждается в устройстве труб большого диаметра, здесь нет необходимости соблюдать 1%-й уклон, да и стоимость контура окажется намного дешевле аналога открытого типа. При правильной установке циркуляционный насос не создаст много шума.
Закрытая система отопления с естественной циркуляцией. Принцип работы отопления с естественной циркуляцией
Для работы любой водяной отопительной системы необходимо обеспечить циркуляцию теплоносителя по трубам. Нагреваясь в котле, горячая вода должна поступать в батареи и радиаторы для передачи тепла в помещения дома. Водяная система отопления с естественной циркуляцией не является исключением.
Схема отопления с естественной циркуляцией
Движение теплоносителя происходит за счет разности плотности в нормальном и в нагретом состоянии. При попадании в теплообменник работающего котла происходит повышение температуры воды и как следствие – уменьшение плотности. Так как удельная масса холодного теплоносителя выше – он начитает вытеснять нагретый. В результате этого образуется движение масс.
Перед тем как сделать водяное отопление с естественной циркуляцией своими руками следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками и спецификой эксплуатации:
- Высокая степень надежности . Отсутствие движущихся элементов (крыльчатка циркуляционного насоса) и давление, равное атмосферному, обеспечивают длительную эксплуатацию естественной системы отопления частного дома;
- Инерционность системы . Естественная циркуляция в закрытой системе отопления обеспечивается за счет небольшой разности давления. Поэтому скорость поступления горячей воды к радиаторам будет минимальной;
- Обязательное соблюдение уклона магистралей . Для нормальной работы уклон системы отопления с естественной циркуляцией должен соответствовать расчетным данным. Трубы монтируют с уклоном от котла, а для обратной магистрали – к котлу. Таким образом обеспечивается оптимальная работа системы.
Также следует отметить, что монтаж системы отопления с естественной циркуляцией рекомендуется осуществлять для схем с протяженностью трубопроводов не более 30 м.п. В противном случае большой объем остывшего теплоносителя существенно снизит его скорость.
Традиционная схема отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией может предусматривать монтаж газового, твердотопливного или электрического котла
Важно чтобы в их конструкции была предусмотрена система защиты от перегрева в случае обратного движения теплоносителя или возникновения воздушных пробок.
Система отопления с естественной циркуляцией воды. Системы отопления с естественной циркуляцией воды
Это одни из самых простых и распространенных систем отопления для небольших домов и квартир с индивидуальным отоплением. Недостатки систем отопления с естественной циркуляцией воды: - небольшой радиус действия (до 30 м по горизонтали), что является результатом небольшого циркуляционного давления; - замедленное включение в действие из-за большой теплоемкости воды и малого естественного циркуляционного давления; - повышенная опасность замерзания воды в расширительном бачке, если он смонтирован в неотапливаемом помещении.
Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией состоит из котла (водоподогревателя), подающего и обратного трубопроводов, отопительных приборов и расширительного бачка. Нагретая в котле вода поступает по подающему трубопроводу и стоякам в отопительные приборы, отдает им часть своей теплоты, затем по обратному трубопроводу возвращается в котел, где вновь подогревается до необходимой температуры, и далее цикл повторяется.
Рис. 1. Принципиальная схема водяной системы отопления с естественной циркуляцией воды
Все горизонтальные трубопроводы системы делаются с наклоном в сторону движения воды: нагретая вода, поднявшись по стояку вследствие температурного расширения и выдавливания более холодной водой обратного трубопровода, растекается по горизонтальным отводам самотеком, а охлажденная вода также самотеком поступает обратно в котел. Уклоны трубопроводов способствуют и отводу пузырьков воздуха из труб к расширительному баку: газ легче воды, поэтому он стремится вверх, а наклонные участки трубопроводов помогают ему нигде не задерживаться и поступать в расширитель, а затем в атмосферу. Расширительный бачок создает постоянное давление в системе, принимает увеличивающийся при нагревании объем воды, а при охлаждении отдает воду обратно в трубопровод.
Вода в системе отопления поднимается за счет расширения при нагревании и под действием гравитационного давления, движение (циркуляция) возникает из-за разности плотностей нагретой (поднимающейся по подающему стояку) и охлаждённой воды (спускающейся по обратному). Гравитационное давление расходуется на движение теплоносителя и преодоление сопротивлений в сети трубопроводов. Эти сопротивления вызываются трением воды о стенки труб, а также наличием в системе местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся: ответвления и повороты трубопроводов, арматура и сами отопительные приборы. Чем больше сопротивлений возникает в трубопроводе, тем больше должно быть гравитационное давление. Для уменьшения трения применяются трубы увеличенных диаметров.
Циркуляционный напор Pц = h (ρо- ρг) зависит (рис. 1): - от разности отметок центра котла и центра нижнего отопительного прибора h, чем больше разность высот между центрами котла и прибора, тем лучше будет циркулировать теплоноситель; - от плотности горячей воды ρг и охлажденной воды ρо.
Как появляется циркуляционный напор? Представим, что в котле и радиаторах отопления температура теплоносителя меняется скачкообразно по центральным осям этих приборов, что, кстати, недалеко от истины. То есть в верхних частях котла и радиаторов находится горячая вода, а в нижних - охлажденная. Горячая вода имеет меньшую плотность, а следовательно, и меньший вес, чем охлажденная вода. Мысленно срежем верхнюю часть отопительного контура (рис. 2) и оставим только нижнюю часть. И что же мы видим? А то, что мы имеем дело с двумя сообщающимися сосудами, хорошо знакомым нам из школьной физики. Верх одного сосуда находится выше верха другого; вода под действием сил гравитации стремится переместиться из верхнего сосуда в нижний. Отопительный контур - замкнутая система, вода в нем не выплескивается, как в сообщающихся сосудах, а стремится «успокоиться» (занять один уровень). Таким образом, высокий столб охлажденной тяжелой воды после радиаторов постоянно выталкивает низкий столб воды перед котлом и подталкивает горячую воду, то есть возникает естественная циркуляция. Иными словами, чем выше находится центр радиаторов относительно центра котла, тем больше циркуляционный напор. Высота установки - это, первый показатель напора. Уклоны подающих трубопроводов в сторону радиаторов и обратной магистрали от радиаторов к котлу лишь способствуют этому процессу, помогая воде преодолевать местные сопротивления в трубах.
Как сделать отопление с естественной циркуляцией. Принцип работы самотечной системы отопления частного дома
Любая система отопления, предполагающая использование теплоносителя, работает за счет его нагревания и последующего остывания. Так тепло, получаемое от сжигания топлива в котле, раздается по всему зданию. Теплоноситель, имеющий высокую температуру, поступает по трубам в радиаторы. Остывая в них, он возвращается в котел, чтобы снова нагреваться. А тепло, исходящее от поверхности радиаторов, обогревает помещения.
Существует две основных разновидности таких систем – с естественной циркуляцией теплоносителя, и с принудительной.
Схема системы отопления с принудительной циркуляцией
Как следует из названия, самотечная система отопления (ее иногда называют гравитационной) отличается от принудительной отсутствием насоса, который необходим для побуждения к циркуляции .
Схема отопления с естественной циркуляцией
Движение в системе с естественной циркуляцией осуществляется лишь за счет разницы в весе холодной и горячей воды. Основные преимущества очевидны:
- самотечное отопление частного дома может быть совершенно автономным и независимым от наличия инженерных коммуникаций;
- устройство естественной циркуляции отопления несложно выполнить своими руками;
- правильное отопление с естественной циркуляцией эффективно, экономично и безопасно.
Как же работает самотечное отопление частного дома без насоса? Секрет в том, что вес воды (как и любой жидкости) понижается с повышением температуры. Жидкость увеличивается в объеме, а плотность уменьшается. При температуре, близкой к кипению, вода насыщается воздухом и становится легче.
Зависимость веса кубометра воды от температуры
Стоит обратить внимание, что если вес одного кубометра воды при температурой 90 ° С и 80 ° С различается на 6,5 килограмм, то при температуре 40 ° С и 30 ° С – всего на 3,5 кг. Это очень важное явление, которое нельзя не учитывать при выборе диаметра труб.
И как же это сделать? Один кубометр воды при температуре 90°С весит 965 килограмм, а при 80°С – 971 килограмм. Если же снизить температуру с 90°С до 70°С, то куб станет на 12 килограмм тяжелее. На этом явлении и основан принцип работы самотечной системы отопления. Из котла нагретый теплоноситель поступает в разгонный коллектор под давлением поступающей в котел холодной воды, имеющей больший вес (это происходит, так как система практически замкнутая).
Уже на выходе из коллектора, вода теряет несколько градусов, а после прохода через радиаторы она остывает еще сильнее. В результате в дальних от котла стояках вода давят вниз сильнее, так как она в них холоднее. Соответственно скорость движения ее может быть больше.
Поступая под действием гравитации в котел, холодная вода вытесняет горячую , имеющую меньший вес, обратно в систему отопления. Такое движение происходит циклично. В замкнутой системе отопления естественная циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока котел нагревает воду до нужной температуры.
Отопление самотеком в частном доме. Что это такое
Если для системы с принудительной циркуляций нужен перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом или обеспеченный подключением к теплотрассе, то здесь картина иная. Отопление естественной циркуляцией использует простой физический эффект — расширение жидкости при нагреве.
Если отбросить технические тонкости, принципиальная схема работы такова:
- Котел нагревает некий объем воды. Так, понятное дело, расширяется и, благодаря меньшей плотности, вытесняется более холодной массой теплоносителя вверх.
- Поднявшись в верхнюю точку отопительной системы, вода, постепенно остывая, самотеком описывает круг по системе отопления и возвращается к котлу. При этом она отдает тепло отопительным приборам и к тому моменту, когда снова оказывается у теплообменника, имеет большую плотность, чем вначале. Далее цикл повторяется.
Полезно: понятное дело, ничто не мешает включить в схему циркуляционный насос. В штатном режиме он будет обеспечивать более быструю циркуляцию воды и равномерный прогрев, а при отсутствии электричества отопительная система будет работать с естественной циркуляцией.
Работа насоса в естественной системе циркуляции.
На фото видно, как решена проблема взаимодействия насоса и системы естественной циркуляции. При работе насоса срабатывает обратный клапан, и вся вода идет через насос. Стоит его выключить — клапан открывается, и по более толстой трубе вода циркулирует за счет теплового расширения.
Отопление с естественной циркуляцией из полипропилена. Материалы и оборудование системы отопления
Монтаж комплекса отопления рекомендуется производить с соблюдением следующих правил:
- Котел следует размещать в нижней точке системы;
- Уклон трубопроводов должен быть не менее 2 мм на 1 погонный метр длины;
- Система монтируется с минимумом гидравлических сопротивлений – поворотов, сужений, минимальным числом запорной арматуры.
Напольный котел отопления
В качестве теплогенераторов для систем гравитационного типа применяются в основном напольные котлы, имеющие увеличенные диаметры подключения и размеры теплообменника по сравнению с настенными моделями.
Основным видом приборов отопления для самотечной схемы являются чугунные радиаторы. Они обладают увеличенным проходным сечением секций устройства.
Чугунный радиатор в системе с естественной циркуляцией
Другие виды радиаторов (а также конвекторы) имеют малое внутреннее сечение и создают излишнее сопротивление.
Зачастую системы с естественной циркуляцией выполняются вообще без приборов отопления – по периметру помещений прокладываются стальные трубы. В этом случае циркуляция имеет лучшие параметры, но для достижения требуемой величины поверхности теплообмена может требоваться увеличение диаметра трубопроводов. К тому же такая конфигурация отопления малопривлекательна внешне, занимает много места.
Для монтажа отопления применяются в основном стальные трубы.
Трубопроводы для отопления из стали
Разгонный стояк в любом случае сооружается из стали, так как температура в зоне котла достигает высоких значений. Несколько реже применяются трубы из стабилизированного полипропилена. Рекомендуемый диаметр трубопроводов – 32 мм и больше.
Другие полимерные трубопроводы – металлопластик, трубы из сшитого полипропилена – применять не рекомендуется. Фитинги этих систем значительно снижают проходное сечение и создают излишнее гидравлическое сопротивление, препятствующее естественной циркуляции.
Прокладку трубопроводов отопления следует производить открыто. Скрытая прокладка подразумевает значительное увеличение числа соединений и поворотов.
Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Естественная циркуляция теплоносителя
Отличительной особенностью схемы с естественной циркуляцией теплоносителя является размещение труб системы под небольшим углом, чтобы «помочь» жидкости перетекать из одной части схемы в другую.
Естественная или самотечная схема отопления двухэтажного дома функционирует за счет того, что жидкость (теплоноситель), при нагревании расширяется, и плотность ее снижается. В неплотном состоянии она поднимается по разгонному вертикальному участку в радиаторы второго этажа. После этого в остывшем плотном состоянии пускается вниз по трубопроводу и попадает в котел для дальнейшего нагрева.
Системы с естественной циркуляцией имеют свои преимущества :
- экономичность при установке;
- простота монтажа и эксплуатации;
- отсутствие шума, который возникает при работе насоса в принудительных системах;
- независимость от энергоснабжения, но только в том случае, если котел может работать без подачи электричества;
- не требует частого ремонта, так как состоит из простых элементов.
Минусы:
- Система с естественной циркуляцией имеет совсем небольшой радиус действия, и поэтому не подходит для домов с площадью более 100 кв. метров.
- Система требует обязательной установки расширительного бака в чердачном помещении, а это означает, что с возникнут дополнительные сложности при обустройстве отопления на жилом подкрышном этаже – мансарде.
- Помещения при отоплении с естественной циркуляцией прогреваются очень медленно. От момента запуска котла до полного прогревания дальних помещений может пройти несколько часов.
- В проходных помещениях, в которых не установлены радиаторы, необходимо утеплять трубы, поскольку в этих местах существует риск замерзания жидкости.
Качественное отопление в загородном доме - основные моменты монтажа отопительной системы
Принудительная циркуляция
В случае с принудительной циркуляцией разводка отопления от котла в частном двухэтажном доме дополняется циркуляционным насосом, который гонит теплоноситель по трубам с нужной скоростью. Это более современный и эффективный вариант обогрева здания.
Циркуляционный насос UPC 25-40 180
3 704 ₽
4115
10
Циркуляционный фланцевый насос UPF3 65-80 280
40 763 ₽
45292
10
Циркуляционный фланцевый насос UPF 65-120
67 479 ₽
74976
10
Циркуляционный насос энергосберегающий с частотным регулированием LPA 32-40
7 866 ₽
8739
10
Циркуляционный насос Ресанта ЦРН-32/4
4 190 ₽
Циркуляционный насос ЦН-25-4 ПРОФ (ЦН-25-4) Вихрь
3 390 ₽
Циркуляционный фланцевый насос UPF 40-120
36 292 ₽
40324
10
Циркуляционный фланцевый насос UPF 40-160
46 434 ₽
51593
10
Циркуляционный фланцевый насос UPF 50-160
65 819 ₽
73132
10
UPF3 65-100 300 циркуляционный фланцевый насос
49 401 ₽
54889
10
Все предложения
Принудительная схема отопления двухэтажного частного дома наделена такими преимуществами:
- быстрый обогрев всех помещений;
- возможность устанавливать трубы минимального диаметра;
- детали трубопровода не испытывают перепады температуры, и поэтому служат достаточно долго;
- можно регулировать температуру в доме;
- можно регулировать температуру в каждой комнате отдельно.
Есть у системы с принудительной циркуляцией и свои минусы :
- в обесточенном доме система с насосом работать не будет;
- насос потребляет электроэнергию, в результате энергопотребление дома повышается;
- работающий насос создает шум, который, впрочем, при грамотном подборе и монтаже оборудования, будет практически незаметным.
Однотрубная схема отопления
Однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой предполагает поочередное подключение радиаторов к трубопроводу, имеет такие преимущества :
- минимальная затрата материалов при монтаже;
- возможность проложить трубы там, где это нужно, даже в самых труднодоступных местах;
- одна труба, проложенная вдоль стены, выглядит эстетичные, чем две;
- быстрый и легкий монтаж.
В числе минусов такие особенности:
- если потребуется ремонт или замена какой-либо детали системы, нужно останавливать ее всю;
- тепло распространяется неравномерно, чем ближе помещение к котельной, тем выше температура в радиаторах.
