Естественная циркуляция в системе отопления личного дома

Стоит отметить, что система отопления с естественной циркуляцией применяется в личных домах довольно издавна – с начала прошедшего века. На самом деле, она появилась сразу с водяным отоплением и не теряет популярности до настоящего времени. Цель данной статьи – обрисовать, за счет чего работает такая схема и поведать интересующимся домовладельцам о имеющихся разновидностях схожих систем.

Механизм работы и особенности самотечных систем

Как явствует из наименования, в нашем случае теплоноситель движется по трубопроводам без помощи других, без какого-нибудь наружного воздействия при помощи насоса. Схожий метод циркуляции применялся вначале во всех системах водяного отопления. В сегодняшнее время, когда появились циркуляционные насосы, обладатели личных домов интересуются самотечными схемами с одной целью: быть независящими от наружных источников электроэнергии.

В базе самостоятельного движения теплоносителя лежит явление конвекции. Одна и та же среда (в этом случае – вода), имеющая разную температуру, различается и по удельному весу. Ординарными словами, куб холодной воды весит больше, чем один м3 жаркой из-за различной плотности. Снутри замкнутого места труб это приведет к тому, что остывающая среда станет повсевременно выталкивать ввысь более легкую жаркую воду. Типовая схема таковой системы показана на рисунке:

Вследствие разности плотностей и масс воды снутри самотечной системы отопления появляется маленькое лишнее давление, преодолевающее гравитацию и силу трения, в итоге чего появляется естественная циркуляция теплоносителя. Отсюда и 2-ое название – гравитационная.

Так как величина возникающего лишнего давления невелика, для естественной циркуляции воды в системе отопления необходимо сделать подходящие условия. Этому содействуют следующие мероприятия:

• использование труб увеличенных поперечников, рассчитанных на неспешное течение воды (0.1—0.3 м/с);
• соблюдение уклонов горизонтальных магистралей. Величина наклона – более три мм на один м трубопровода;
• значимая разница температур теплоносителя в подающей и оборотной магистрали (более 20 5 °С);
• установка в самой высочайшей точке сети расширительного бака открытого типа, сообщающегося с атмосферой;
• установка котла таким макаром, дабы его патрубок обратки находился как можно ниже уровня отопительных устройств нижнего этажа.

Для справки. На практике при устройстве самотечных систем своими руками магистральные трубопроводы прокладываются из труб поперечником более 50 мм (2 дюйма), а подводки к радиаторам – 20 мм (3/4 дюйма).

Нередко домовладельцы задаются вопросом – а можно ли выполнить систему с естественной циркуляцией закрытой, поставив расширительный бак мембранного типа? Ответ предельно ясен: при расширении жидкость должна будет преодолеть сопротивление мембраны бака, а лишнее давление в сети и так невелико. Скорость движения теплоносителя снизится до минимума, а то и до нуля. Потому схемы, использующие гравитационный механизм работы, всегда делаются открытыми.

Принципиальное преимущество, которое дает самотечная система отопления, — независимость от электроэнергии, что очень животрепещуще в районах с ненадежным электроснабжением. Но за это приходится рассчитываться более дорогим монтажом и большенными трубами, идущими через все помещения. Схема не может быть реализована в личных домах большой площади и этажности из-за низкой эффективности и экономической нецелесообразности. В таких коттеджах применяется система закрытого типа с насосом и средствами бесперебойного электропитания.

Схема однотрубной системы отопления

В схожих схемах раздача жаркого теплоносителя радиаторам и отбор остывшего осуществляется по одной и той же трубе. Если разводка – горизонтальная, то магистраль представляет собой замкнутый контур, идущий от подающего патрубка котла к оборотному. Батареи же присоединяются к нему обоими подводками. Примером может служить пользующаяся популярностью однотрубная система отопления ленинградка, способная работать с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее схема для 1-этажного дома показана ниже:

Обязательным условием обычной подачи воды в радиаторы тут является наличие петли разгонного коллектора. К его высочайшей точке подключается открытый расширительный бак. Подогретая вода из котла подымается по коллектору, после этого по принципу сообщающихся сосудов затекает во все батареи. Если их количество не превосходит 5, то отопление будет работать без заморочек, это испытано на практике.

Дело в том, что каждый последующий отопительный устройство получает смесь жаркого и остывшего теплоносителя из предшествующей батареи. Потому теплопотеря его понижается, если не нарастить количество секций. Когда число радиаторов превосходит 5, то последние из них будут очень холодными, сколько секций ни добавляй. При таковой необходимости необходимо монтировать двухтрубную гравитационную систему, о чем речь пойдет дальше.

Для двуэтажного личного дома площадью до двести м2 отлично подойдет однотрубная система отопления с вертикальными стояками и естественной циркуляцией. Городить на каждый этаж горизонтальную ленинградку, присоединенную к вертикальному коллектору, не имеет смысла, ну и работать это будет плохо. Вернее провести подающую магистраль по чердаку либо под потолками второго этажа и опустить от нее стояки, как изображено на схеме:

Нагрузка на стояки маленькая – всего по два отопительных устройства, так что их температура будет практически одинаковой. Дабы батареи не зависели друг от друга, между подачей и обраткой можно поставить перемычки – байпасы.

Совет. Для балансировки либо отсечения в самотечных системах нужно применять арматуру с минимальным сопротивлением – полнопроходные краны и особые термостатические вентили.

Схема двухтрубной системы

Тут тепло переносится к радиаторам по одной трубе, а остывшая вода ворачивается по другой. Это позволяет обеспечить эффективную работу большего количества батарей, присоединенных к одной горизонтальной ветки. В одноэтажном доме подающий коллектор располагают на чердаке либо у потолка, оборотный – над полом. Разгон здесь не нужна, труба и так поднята на достаточную высоту, что и показано на изображении:

Как видно по схеме, среднее решение для неплохой естественной циркуляции – это двухтрубная система отопления, разбитая на два ветки с одинаковым количеством радиаторов на каждой. В неприятном случае из-за уклонов на большой длине установка трубопроводов будет затруднен. Что касается двуэтажного дома, то тут снова же уместна вертикальная разводка, но с разделением на магистрали подачи и обратки. Как это верно выполнить, отражено на схеме:

При двухтрубной системе все батареи получают теплоноситель с одинаковой температурой, это принципиальный плюс. Также становится проще производить автоматическое регулирование, так как приборы не зависят друг от друга. Недочет состоит в большем расходе материалов для вариантов горизонтальной разводки, к примеру, в двуэтажном здании:

Для справки. Большая часть домовладельцев для улучшения работы системы все таки устанавливают на оборотном коллекторе циркуляционный насос. Но ставят его на байпасе, дабы в случае отключения электричества всегда можно было перейти на самотек, открыв соответственный кран.

Заключение

Естественная циркуляция в системах водяного отопления хоть и дает независимость от электричества, но просит кропотливого подхода в расчетах и монтаже. В особенности это касается однотрубных схем с горизонтальной разводкой, где необходимо кропотливо подбирать мощность батарей. Не всех устроят и огромные трубы, проходящие через помещения. Даже если подачу спрятать на чердак, а обратку – в подпольный канал, то все равно на виду останутся подводки к радиаторам.

Плюсы местного отопления в личном доме с естественной циркуляцией

В районах, отдаленных от газоснабжения и имеющих перебои с электричеством, более подходящим будет решение об установке водяного отопления с естественной циркуляцией. Таковой вид подогрева не востребует дополнительных вложений на электрическое оборудование и естественная циркуляция носителя тепла, гласит о том, что отсутствует необходимость в покупке насоса.

Содержание статьи

• Механизм работы отопления с естественной циркуляцией
• Разновидности систем с естественной циркуляцией
• Закрытая система
• Открытая система
• Какой теплоноситель избрать
• Заключение

Таковой вид отопления можно устанавливать своими силами и расчет энергопотребления, делается также своими силами.

Механизм работы отопления с естественной циркуляцией

Отопление с естественной циркуляцией имеет ряд преимуществ:

• отпадает надобность покупок дорогих устройств;
• не находится в зависимости от электроэнергии;
• устанавливается без помощи других;
• при обслуживании не просит особенных способностей и познаний.

Процесс циркуляции в системе происходит следующим образом: после нагрева вода уменьшает свою плотность (другими словами масса становится меньше), а после отдачи тепла, температура падает и соответственно ворачивается прежняя плотность воды.

Исследования молвят, что давление в 10 метрах циркулирующей воды, составляет всего одну атмосферу. Из этого следует вывод, что общее давление системы этажного дома будет в границах 0,6 атмосфер, а в двуэтажном доме – менее одной атмосферы.

Естественная циркуляция работает методом расширения и уменьшения плотности нагреваемой воды – подъем осуществляется по вертикальной линии движения, а с верхней точки течет по трубам, имеющим определенный уклон, проходя через отопительные приборы, и ворачивается к котельному оборудованию.

К системе подключается расширительный бачок для сбора лишней воды, которая возникает в итоге расширительного процесса воды.

Уклон труб отопления с естественной циркуляцией

Местное отопление в личном доме с естественной циркуляцией может работать в паре:

• с бойлером – который имеет косвенный нагрев. Таковой водонагреватель устанавливается таким методом, дабы он был выше системы труб, но ниже расширительного бачка. Таким макаром, нагревание воды, для жаркого водоснабжения, будет работать без использования дополнительного электрооборудования. При покупке, обычно такое устройство дополняется насосом, и в нем нужно нахождение оборотного клапана. Клапан нужен для предотвращения выхода воды назад в систему;
• с теплыми полами. На ветку отопления пола устанавливается насос. В случае отключения электричества, помещение будет продолжать отапливаться с помощью отопления с самотечной циркуляцией.

Советуем: Как составить заявление о проведении центрального отопления?

Разновидности систем с естественной циркуляцией

Перед тем как создавать установка отопительного оборудования с самотечной системой, подбираются устройства исходя из особенностей помещения и требуемой производительности.

Отопительные ветки можно поделить на два типа:

• с открытым и закрытым видом подключения;
• однотрубное отопление и с 2-мя трубами.

Исходя из расчетов, в каких учитывается положение и окружность труб, нужно принимать во внимание характеризирующие данные котла и термическую потребность комнаты, выбирается более подходящий вариант. Не нужно проводить расчеты без помощи других, дабы исключить мельчайшие погрешности, которые могут плохо отразиться на отопительном процессе жилого помещения.

Закрытая система

Закрытый тип отопительной системы применяется как для одноэтажных, так и для двухэтажных домов. Система работает по следующему принципу:

• нагреваясь, теплоноситель расширяется и выдавливается из системы;
• после этого она поступает в расширительный бачок – резервуар, имеющий мембрану, закрытого типа. Мембрана делает функцию разделителя, между емкостью и системой отопления. Бачок имеет воздушное, или азотное заполнение;
• мембрана под воздействием нагретой воды размягчается и растягивается. Жидкость заходит в бачок, поджимая газ, который сужается. После того как вода снова остывает, газ ворачивается в начальное состояние и выдавливает ее назад. Благодаря такому устройству система никогда не пустует.

С установкой расширительного бачка с мембраной в систему с естественной циркуляцией, снижается возможность возникновения ржавчины на железных частях.

Закрытая система отопления

Открытая система

Метод работы схож варианту с закрытой системой. Но в данной системе расширительный бачок монтируют в высшей части помещения. Бачок открытого типа – это емкость, не закрывающаяся герметично и снабженная трубкой, которая играет роль аварийного перелива. В случае переполнения, вода по трубке выливается за границы. Обычно таковой вывод отводят на улицу.

Советуем: Как составить заявление о проведении центрального отопления?

Открытая система имеет недочеты:

• в итоге попадания кислорода, через не герметично закрытую крышку, вода, вызывает коррозию изделий из металла;
• образуются воздушные пробки, от которых избавляются методом наклона радиатора во время монтажа и установкой кранов Маевского;
• происходит неизменное испарение воды. По этой причине, нужно пополнение расширительного бачка.

Но есть и свои плюсы:

• дешевая стоимость расширительного бачка. Может быть даже самодельное изготовка.

Открытая система отопления

Какой теплоноситель избрать

Для выбора предоставляется два теплоносителя – вода и антифриз. Для естественной циркуляции больше подходит вода. Антифриз имеет высшую плотность и небольшую теплопотерю. Означает востребует огромных издержек на подогрев. Из-за большего расширения по сопоставлению с водой, бачок нужно брать большего размера.

Применять антифриз целенаправлено исключительно в случае не неизменного нахождения владельцев дома в зимний период.

Заключение

Такая система отопления, не требующая дополнительных электрических устройств, в том числе и циркуляционного насоса, сумеет освободить дом от электрической зависимости. Поэтому, освободит от лишней растраты средств. Подключение осуществляется к котельному оборудованию лишенному электрических устройств. Также может быть подключение к печке с жестким топливом, снабженной теплообменником.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Установка отопления с естественной циркуляцией своими силами

Обустраивая отопление маленького пригородного домика либо коттеджа, прежде всего думают об экономичности, простоте и наибольшей надежности. Почаще других встречается система отопления с естественной циркуляцией, удовлетворяющая всем вышеназванным аспектам.

Принудительная циркуляция теплоносителя по трубным магистралям осуществляется средством работающего насоса, который устанавливается на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается неизменное и поболее резвое перемещение воды. Недочетом становятся издержки на дополнительное оборудование.

Содержание статьи:

Подробнее о естественной циркуляции

Дабы обустроить отопительную систему с естественной циркуляции, в насосе нет никакой необходимости. Плотность нагретой воды ниже чем у холодной, за счет чего происходит выталкивание одной воды другою. Теплоноситель, двигаясь по магистрали, дает часть тепла радиаторам и равномерно остывает, ворачиваясь назад и вытесняя более теплую и легкую воду в трубы. Цикл повторяется опять.

Данный процесс нельзя будет приостановить до того времени, покуда котел греет. Систему с естественной циркуляцией можно в хоть какой момент времени оснастить насосом и запускать его при необходимости для равномерного и быстротечного прогрева помещений.

Вводное видео

Главные плюсы

Одно из плюсов, которыми владеют подобные системы, является экономичность. Издержки на облагораживание и сервис сводятся к минимуму.

Присутствие насоса повлечет за собой дополнительные растраты за электроэнергию. Его отсутствие напротив даст возможность сберечь. Такие системы полностью бесшумны и не вызывают излишних вибраций.

Посреди других преимуществ можно выделить:

• Способность к саморегулированию
• Термическая устойчивость
• Длительный срок неотказной работы – 30 лет
• Высочайшая ремонтопригодность

Типовая схема

Если рассматривать более тщательно контур с естественной циркуляцией теплоносителя, он будет содержать следующий набор частей:

1. Расширительный бачок, который располагают в самой высочайшей 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 жаркой воды. Немаловажную роль оказывают внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота расположения отопительных батарей относительно котла.

Особенные требования предъявляются к горизонтальным трубопроводам. Они обязаны иметь неотклонимый уклон около 5 мм на метр по направлению движения. Только в данном случае остывшая жидкость будет стремиться назад к котлу.

Нужно попытаться, дабы на пути теплоносителя было меньше частей, способных прирастить сопротивление. Многочисленную запорную арматуру, разветвления и изломы приходится восполнить огромным поперечником трубы.

Может быть вас так же заинтригует уникальный метод отопления производственных помещений

Рассчитываем мощность своими силами

Начиная обустраивать систему отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, нужно найти мощность устанавливаемого котла отопления. Провести расчеты можно одним из 2-ух способов:

Следует сказать, что оба варианта расчета дают ориентировочные результаты при безупречных критериях. Если дом не утеплен, нужно получать оборудование с маленьким припасом. В свою очередь для энергосберегающих зданий довольно принять значение мощности шестьдесят Вт на квадрат.

Рассчитываем мощность по объему

Более четким является расчет по объему отапливаемого помещения. Сначала нужно рассчитать эту величину и помножить на 40 Вт. Дальше вводятся поправочные коэффициенты:

1. Для личного дома, граничащего с улицей сверху и снизу, рекомендуется множить итог на 1.5
2. Если комната размещается около утепленной стенки, значение множится 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 зависимо от его размера

Рассчитываем мощность по площади

Самая обычная методика высчитать мощность котла, который рекомендуется в СНиП – по площади. Подразумевается, что на каждые 10 кв. м. нужно один кВт мощности. Таким макаром общую площадь дома следует множить на 0.1.

Нужно принимать во внимания коэффициенты для разных территориальных районов:

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

Избираем схему разводки для систем с естественной циркуляцией

Существует большущее огромное количество схем, согласно которым можно воплотить естественную регуляцию. Но они все делятся на два категории:

Невзирая на более непростой монтажный процесс, распространение получила конкретно двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Жидкость транспортируется по двум трубам: одна прокладывается вверху и по ней течет нагретая вода, 2-ая понизу и течет остывшая вода.

Чтобы без помощи других сконструировать обычной двухтрубный контур, можно придерживаться следующей аннотации:

• Сначала выбирается место, в каком будет располагаться накопительный агрегат
• Над котлом устанавливается расширительный бачок, вкупе они соединяются вертикальной трубой, которую оборачивают в теплоизоляционный материал
• На уровне 1/3 расширительного бочка происходит врезание верхней трубы для транспортировки нагретого теплоносителя

• Замеряв расстояние от пола до самой верхней точки, нужно на высоте приблизительно 2/3 выполнить врезание к разводке
• Поближе к верху расширительного бачка врезается 2-ая труба – переливная, средством которой в сточную канаву будет происходить удаление излишков
• Потом нужно пустить трубы к радиаторам
• Батареи соединяются с нижним водопроводом, прокладка которого должна вестись параллельно верхнему

Нужно попытаться очень точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить лучшую разницу высот между радиаторами и котлом. Последний следует располагать ниже батарей, потому предпочтение отдается напольным устройствам, которые располагают в особом углублении либо подвале.

Чердачное помещение придется утеплить. Если в нем будет очень холодно, может быть замерзания воды в трубах.

Разглядим еще несколько правил, которых следует придерживаться:

1. Верхнюю трубу рекомендуется пускать с малозначительным уклоном – 6-7 градусов
2. По способности, котел устанавливают существенно ниже отопительных устройств
3. Необходимо выбирать трубы из металлопласта либо на базе полимеров с внутренним поперечником 30 два мм

Балансировать двухтрубное отопление, если трубы подобраны верно, не нужна. Все же установить на подводках к каждой батарее дроссели следует в неотклонимом порядке. Также необходимо отметить высочайшие начальные издержки на прокладку сходу 2-ух контуров и длительность затраченного времени на проведение работ.

Дабы уменьшить монтажные издержки, выбирают вариант с прокладкой всего одной трубы. В данном случае выходит повторяющийся замкнутый контур, соответственный следующим условиям:

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

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

Что оказывает влияние на скорость циркуляции ?

Если в принудительной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам находится в зависимости от производительности насоса, тут дела обстоят по другому. Дабы ее прирастить, нужно придерживаться ряду правил:

• Следует нормально подбирать запорную арматуру и смотреть за переходами поперечников труб
• Разнообразные повороты могут становиться неодолимым препятствием, потому их количество сводят к минимуму, стараясь выполнить все участки прямолинейными

1. Более подходящий внутренний поперечник труб – 32-40 мм
2. Внутренняя поверхность труб должна быть совершенно ровненькой и не скоплять на для себя отложения, железные изделия рассматривать не стоит

Видео рабочей системы

Облагораживание отопительных систем с естественной циркуляцией просит определенной подготовки, умений и познаний. Но чтобы оставаться уверенным в ее работоспособности, стоит выполнить врезание насоса, включение которого будет происходить в случае необходимости.

Видео: Система отопления с естественной циркуляцией без насоса и электричества