- Принцип роботи системи з природною циркуляцією
- Види систем опалення з гравітаційною циркуляцією
- Відкрита система з самопливної циркуляцією
- Двотрубна система з самоциркуляцією
- Як правильно зробити водяне опалення з природною циркуляцією
- Які труби застосовують для монтажу
- Який розлив краще зробити - нижній або верхній
Для приватних заміських будинків і дач, часто встановлюється система опалення з природною циркуляцією теплоносія. Дане рішення має свої позитивні і негативні сторони. Схему виконують чотирма різними способами.
Система з гравітаційною циркуляцією чутлива до помилок, допущених під час монтажу опалення.
Принцип роботи системи з природною циркуляцією
Схема опалення приватного будинку з природною циркуляцією користується популярністю завдяки наступним перевагам:
- Простий монтаж і обслуговування.
- Відсутність необхідності в установці додаткового обладнання.
- Енергонезалежність - під час роботи не потрібні додаткові витрати на електроенергію. При відключенні електрики, система обігріву продовжує працювати.
Принцип роботи водяного опалення, з використанням самопливної циркуляції, заснований на фізичних законах. При нагріванні зменшується щільність і вага рідини, а при охолодженні рідинного середовища, параметри повертаються в первинний стан.
При цьому, тиск в системі опалення практично відсутня. У теплотехнічних формулах приймається співвідношення 1 атм., На кожні 10 м. Напору водяного стовпа. Розрахунок системи опалення 2-х поверхового будинку покаже, що гідростатичний тиск не перевищує 1 атм., В одноповерхових будівлях 0,5-0,7 атм.
Так як при нагріванні рідина збільшується в обсязі, для природної циркуляції, обов'язково потрібно розширювальний бак. Вода, що проходить через водяний контур котла, нагрівається, що призводить до збільшення в об'ємі. Розширювальний бачок повинен знаходитися на подачі теплоносія, в самому верху системи опалення. Завданням буферної ємності є компенсація збільшення об'єму рідини.
Система опалення з самоциркуляцією може застосовуватися в приватних будинках, уможливлюючи наступні підключення:
- Підключення до теплих - вимагає встановити циркуляційний насос, тільки на водяний контур, покладений в підлогу. Інша система продовжить працювати з природною циркуляцією. Після відключення електрики, приміщення продовжить опалюватися за допомогою встановлених радіаторів.
- Робота з бойлером непрямого нагріву води - підключення до системи з природною циркуляцією можливо, без необхідності в підключенні насосного обладнання. Для цього бойлер встановлюють у верхній точці системи, трохи нижче повітряного розширювального бака закритого або відкритого типу. Якщо це неможливо, тоді насос встановлюють безпосередньо на накопичувальну ємність, додатково встановлюючи зворотний клапан, щоб уникнути рециркуляції теплоносія.
У системах з гравітаційною циркуляцією, рух теплоносія здійснюється самопливом. Завдяки природному розширенню, нагріта рідина піднімається вгору по розгінному ділянці, а після, під ухилом «стікає», через труби, підключені до радіаторів, назад до котла.
Види систем опалення з гравітаційною циркуляцією
Незважаючи на простий пристрій системи водяного опалення з самоциркуляцією теплоносія, існує як мінімум чотири, що користуються популярністю, схеми монтажу. Вибір типу розводки залежить від характеристик самого будинку і очікуваної продуктивності.
Щоб визначити, яка схема буде працездатною, в кожному окремому випадку потрібно виконати гідравлічний розрахунок системи, врахувати характеристики опалювального агрегату, розрахувати діаметр труби і т.п. При виконанні обчислень може знадобитися допомога професіонала.
Закрита система з самопливної циркуляцією
У країнах ЄС, системи закритого типу користуються найбільшою популярністю серед інших рішень. У РФ схема поки не отримала широкого застосування. Принципи дії водяної системи опалення закритого типу з безнасосной циркуляцією полягає в наступному:
- При нагріванні теплоносій розширюється, відбувається витіснення води з контуру опалення.
- Під тиском рідина надходить в закритий мембранний розширювальний бак. Конструкція ємності представляє порожнину, розділену мембраною на дві частини. Одна половина бачка заповнена газом (в більшості моделей використовується азот). Друга частина залишається порожній для наповнення теплоносієм.
- При нагріванні рідини створюється тиск, достатній, щоб продавити мембрану і стиснути азот. Після охолодження, відбувається зворотний процес, і газ видавлює воду з бачка.
В іншому, системи закритого типу, працюють, як і інші схеми опалення з природною циркуляцією. Як мінусів можна виділити залежність від обсягу розширювального бака. Для приміщень з великою опалювальною площею, буде потрібно встановити містку ємність, що не завжди доцільно.
Відкрита система з самопливної циркуляцією
Система опалення відкритого типу відрізняється від попереднього типу тільки конструкцією розширювального бака. Дана схема найчастіше використовувалася в старих будівлях. Перевагами відкритої системи є можливість самостійного виготовлення ємності з підручних матеріалів. Бачок, зазвичай має скромні габарити і встановлюється на покрівлі або під стелею житлової кімнати.
Головним недоліком відкритих конструкцій є потрапляння повітря в труби і радіатори опалення, що призводить до посилення корозії і швидкого виходу з ладу гріють елементів. Завоздушіваніе системи також частий «гість» в схемах відкритого типу. Тому, радіатори встановлюються під кутом, обов'язково передбачаються крани Маєвського, для стравлювання повітря.
Однотрубна система з самоциркуляцією
Однотрубна горизонтальна система з природною циркуляцією має низьку теплоеффектівность, тому використовується вкрай рідко. Суть схеми така, що подає труба послідовно підключена до радіаторів. Нагрітий теплоносій надходить у верхній патрубок батареї і виводиться через нижній відвід. Після цього тепло надходить до наступного вузла опалення і так до останньої точки. Від крайньої батареї до котла повертається обратка.
Переваг у цього рішення кілька:
- Відсутня парний трубопровід під стелею і над рівнем підлоги.
- Економляться кошти на монтаж системи.
Недоліки такого рішення очевидні. Тепловіддача радіаторів опалення та інтенсивність їх нагріву знижується в міру віддаленості від котла. Як показує практика, однотрубна система опалення двоповерхового будинку з природною циркуляцією, навіть при дотриманні всіх ухилів і підбору правильного діаметру труб, часто переробляється (за допомогою монтажу насосного обладнання ).
Двотрубна система з самоциркуляцією
Двотрубна система опалення в приватному будинку з природною циркуляцією, має такі конструктивні особливості:
Подача і обратка проходять по різних трубах. - Подаючий трубопровід приєднаний до кожного радіатора через вхідний відведення.
- Другий підведенням батарея підключається до обратке.
В результаті, двотрубна система радіаторного типу дає наступні переваги:
- Рівномірний розподіл тепла.
- Відсутність необхідності в додаванні секцій радіатора для кращого прогріву.
- Простіше внести корективи системи.
- Діаметр підводу води по крайней мере, на розмір менше ніж в однотрубних схемах.
- Відсутність строгих правил установки двотрубної системи. Допускаються невеликі відхилення щодо ухилів.
Головним достоїнством двотрубної системи опалення з нижнім і верхнім розведенням є простота і одночасно ефективність конструкції, що дозволяє нівелювати помилки, допущені в розрахунках або під час проведення монтажних робіт.
Як правильно зробити водяне опалення з природною циркуляцією
Все гравітаційні системи об'єднує загальний недолік - відсутність тиску в системі. Будь-які порушення під час проведення монтажних робіт, велика кількість поворотів, недотримання ухилів, моментально відображаються на працездатності підводу води.
Щоб зробити грамотно опалення без насоса, враховується наступне:
- Мінімальний кут ухилів.
- Тип і діаметр труб, які використовуються для підводу води.
- Особливості подачі і вид теплоносія.
Який ухил труб потрібен при самопливної циркуляції
Норми проектування внутрішньобудинкової системи опалення з гравітаційною циркуляцією, детально прописані в будівельних нормах. У вимогах враховується, що руху рідини всередині підводу води буде заважати гідравлічний опір, перешкоди у вигляді кутів і поворотів, і т.д.
Ухил опалювальних труб регламентується в СНиП. Згідно із зазначеними в документі нормам, на кожен погонний метр потрібно зробити нахил в 10 мм. Дотримання цієї умови гарантує безперешкодний рух рідини у водяному контурі.
Порушення нахилу при прокладці труб, призводить до завоздушіванію системи, недостатнього прогріву віддалених від котла радіаторів, і, як наслідок, зниження теплоеффектівності.
Норми ухилу труб при природної циркуляції теплоносія вказані в СНиП 41-01-2003 «Прокладка трубопроводів опалення».
Які труби застосовують для монтажу
Вибір труб для виготовлення опалювального контуру має важливе значення. Кожен матеріал має свої теплотехнічні характеристики, гідравлічну опірність і т.д. При самостійному виконанні монтажних робіт, додатково враховують складність монтажу.
Найчастіше використовують такі будівельні матеріали:
- Сталеві труби - до достоїнств матеріалу слід віднести: доступну вартість, стійкість до високого тиску, теплопровідність і міцність. Недоліком стали є складний монтаж, неможливий, без застосування зварювального устаткування.
- Металопластикові труби - мають гладку внутрішню поверхню, що не дає контуру засмітитися, невелика вага і лінійне розширення, відсутність корозії. Популярність металопластикових труб дещо обмежує недовгий термін експлуатації (15 років) і висока вартість матеріалу.
- Поліпропіленові труби - отримали широке застосування завдяки простоті монтажу, високою герметичності і міцності, тривалого терміну експлуатації і стійкості до розмерзання. Труби з поліпропілену монтуються за допомогою паяльника. Термін служби не менше 25 років.
- Мідні труби - не набули широкого поширення за рахунок великої вартості. Мідь має максимальну тепловіддачу. Витримує нагрівання до + 500 ° С, термін експлуатації понад 100 років. Особливою похвали гідний зовнішній вигляд труби. Під впливом температури, поверхня міді покривається патиною, що тільки покращує зовнішні характеристики матеріалу.
Якого діаметру повинні бути труби при циркуляції без насоса
Правильний розрахунок діаметрів труб на водяне опалення з природною циркуляцією здійснюється в кілька етапів:
- Підраховується потреба приміщення в тепловій енергії. До отриманого результату додають близько 20%.
- СНиП вказує співвідношення теплової потужності до внутрішнього перетину труби. Вираховуємо за наведеними формулами перетин трубопроводу. Щоб не виконувати складні обчислення, варто скористатися он-лайн калькулятором.
- Діаметр труб системи з природною циркуляцією повинен бути підібраний відповідно до теплотехнічних розрахунках. Надмірно широкий трубопровід призводить до зниження тепловіддачі і збільшення витрат на опалення. На ширину перетину впливає тип використовуваного матеріалу. Так, сталеві труби не повинні бути вже 50 мм. в діаметрі.
Існує ще одне правило, що допомагає посилити циркуляцію. Після кожного розгалуження труби, діаметр звужують на один розмір. На практиці це означає наступне. До котла підключена дводюймова труба. Після першого розгалуження контур звужують до 1 ¾, далі до 1 ½ і т.д. Обратку навпаки збирають з розширенням.
Якщо розрахунки діаметра були виконані вірно, і дотримані ухили трубопроводів при проектуванні і виконанні монтажних робіт системи опалення з самопливної циркуляцією, проблеми в роботі зустрічаються вкрай рідко і в основному відбуваються через неправильну експлуатацію.
Який розлив краще зробити - нижній або верхній
Природна циркуляція води в системі опалення одноповерхового будинку багато в чому залежить і від обраної схеми подачі теплоносія безпосередньо до радіаторів. Прийнято класифікувати всі типи підключення або розливу на дві категорії:
Помилки у виборі типу розливу призводять до необхідності модифікувати водяний контур за допомогою установки циркуляційного обладнання.
Який теплоносій краще для систем з самоциркуляцією
Оптимальний теплоносій для системи опалення з природним рухом рідини - це вода. Справа в тому, що антифриз має велику щільність і меншу тепловіддачу. Для нагріву гликолевих складів до необхідного стану, потрібно більше часу, палива, що спалюється, при цьому тепловіддача залишається на рівні води.
За використання незамерзаючої рідини, в якості аргументу можна привести два аргументу:
- Висока плинність матеріалу, поліпшує циркуляцію.
- Здатність зберігати плинність при досягненні -10 ° С, -15 ° С.
Антифриз використовують, якщо планується протягом довгого часу не опалювати приміщення, або робити це з періодичністю, а постійно зливати рідину з системи немає можливості.
Яке опалення краще вибрати - природне або примусове?
Конструктивні особливості системи з природною гравітаційною циркуляцією, простота монтажу і можливість самостійного виконання робіт, зробили таку схему досить популярною у вітчизняного споживача.
Але самоціркулірующая конструкція програє в порівнянні з контуром, підключеним до насосного обладнання, в таких аспектах:
- Початок роботи - система опалення з природною циркуляцією починає працювати при температурі теплоносія близько 50 ° С. Це необхідно, щоб вода розширилася в обсязі. При підключенні до насоса, рідина рухається по водяного контуру відразу після включення.
- Падіння потужності опалювальних приладів при природної циркуляції теплоносія в міру віддаленості від котла. Навіть при грамотно зібраної схемою, різниця температури становить близько 5 ° С.
- Вплив повітря - основною причиною відсутності циркуляції є завоздушіваніе частини підводу води. Повітря в системі опалення може утворюватися через недотримання ухилів, використання відкритого розширювального бачка і інших причин. Щоб продавити систему, доводиться включати котел на максимальну потужність, що призводить до істотних витрат.
- Опалення двоповерхового будинку при природної циркуляції теплоносія утруднено через існуючих перешкод для руху рідини.
- Щодо регулювання нагріву, самоціркулірующіе системи також поступаються контурам, підключеним до насосів. Сучасне циркуляційний обладнання підключається до кімнатних термостатам, що забезпечує точність тепловіддачі і нагрів температури в приміщенні з похибкою до 1 ° С. Установка терморегуляторів допускається і в схемах з самоциркуляцією, але похибка налаштувань складе 3-5 ° С.
Вибрати систему з природною циркуляцією, виправдано, в разі опалення невеликих одноповерхових будівель. Якщо потрібно опалювати котеджі і заміські будинки площею понад 150-200 м², потрібна установка циркуляційного обладнання.
Головним достоїнством схем з самоциркуляцією є їх енергонезалежність, але провівши нескладні розрахунки, можна прийти до висновку, що економія на електроенергії не виправдовує втрати тепла в процесі самостійного руху теплоносія. Схеми з примусовою циркуляцією мають велику тепловіддачу і ефективність.Яке опалення краще вибрати - природне або примусове?
