Гравитационные котлы


Гравитационная система отопления — означает обогрев помещения, квартиры или частного дома, с помощью воды, которая движется по трубам контура естественным образом, отсюда и название. Система работает без вмешательства электрического оборудования и установки насоса. Она является отличным решением для использования на даче и в частных домах, где присутствует риск с перебоями в электроснабжении.

Особенности и принципы работы системы

Другими словами, систему называют самотечной или с естественной циркуляцией. При нагреве, вода имеет свойство «расширятся», в этом и кроется весь принцип, по которому происходит циркуляция воды по трубам с помощью создания разного давления по замкнутому контуру. Простым языком, вода нагретая котлом, поступает к батареям, отдает своё тепло и возвращается, вытесняя вновь нагретую часть воды. Это происходит потому, что масса остывшей воды больше, а плотность выше. Такое явление, называется — конвекцией. Процесс в гравитационной системе отопление будет повторяться бесконечное количество раз, пока работает котёл. Придавать воде движения, котлу помогает разгонный коллектор. Он устанавливается вертикально над котлом, как можно выше, иногда на чердак дома, а сам котёл максимально низко по отношению к отопительным батареям. Скорость, которую он будет предавать воде, выталкивая её, напрямую зависит от высоты этого вертикального столба над котлом.


Вся система состоит из таких элементов:

  • Котел;
  • Расширительный бак;
  • Трубы для циркуляции воды;
  • Радиаторы (батареи);
  • Гравитационный клапан (если потребуется).

На скорость циркулирующей воды в гравитационной системе отопления влияет ещё один фактор — гидравлическое сопротивление. Он зависит от следующих параметров:

  • от изгибов по контуру циркуляции воды и от их количества. Это напрямую влияет на сопротивление, которое будет встречаться на пути у воды;
  • от диаметра трубы;
  • от количества задвижек, кранов, клапанов и т.д.

Обратите внимание!

Для того, чтобы краны не мешали напору воды свободно двигаться по трубам, они должны быть в открытом состоянии и иметь просвет, который будет максимально близок к диаметру трубы.

Когда вода, постоянно будет находиться в процессе нагревания, определённая её часть будет исчезать под видом испарений. Для этого, в верхней части конструкции установлен расширительный бак. Его функции таковы:

  • Вывод образовавшегося пара из системы;
  • Компенсация потерянного объема воды;

Такая схема с использованием расширительного бака, называется — открытой. Она имеет свой недостаток — вода испаряется достаточно быстро. Во избежание подобных ситуаций, используют схему закрытого типа, для больших систем гравитационного отопления. Она отличается от открытой тем, что:

  • в ней нет расширительного бака открытого типа. Вместо него, в том же месте, устанавливается воздухоотводчик, он срабатывает автоматически;
  • схема защищает систему от ржавления труб и установленных на них элементов, за счет вывода кислорода из состава воды;
  • чтобы компенсировать давление остывшей воды, устанавливается расширительный бак закрытого типа. Она эластична и играет компенсирующую роль в изменении гравитационного давления в замкнутом контуре.

Монтаж

Гравитационная система отопления. Насколько жив этот динозавр?

После того, как выбор пал на систему гравитационного отопления, надо приступать к процессу проектировки. Ни в коем случае, не стоит браться за это самостоятельно. Только специалист-теплотехник сможет надлежащим образом оценить обстановку и составить проект правильно, с учетом всех тонкостей. Он производит расчеты всех параметров системы и вычислит гидравлические показатели, которые скажутся на выборе диаметра будущего трубопровода, это лишь небольшая часть его работы. Если для клиента имеет значение внешний вид системы, приглашают дизайнера.

Какие трубы использовать?

   Длина и диаметр труб, будет известен по окончанию проекта. Остается определиться с материалом. Для монтажа используют стальные трубы, медные, из нержавейки и полипропилена. У последнего, есть ряд преимуществ перед остальными. Это легкий вес материала, еще он удобен в процессе установки, обладает высокой шумоизоляцией, антикоррозийным эффектом и устойчивостью к размораживанию.

Важно!

При установке труб из полипропилена, обращайте внимание на температуру, максимум которой, характерен для данной трубы. Важную роль сыграет армирующий слой, который поможет сохранить первоначальную форму труб и защитит от воздействия высоких температур.

Но, обратную часть трубы, входящую в котел, советуют ставить из стали. Своим материалом, она обеспечит снижение температуры воды и поспособствует уменьшению гидравлического сопротивления.

Виды гравитационной системы отопления


Гравитационная система отопления. Насколько жив этот динозавр?

Существует два вида системы гравитационного отопления:

  • Однотрубная;
  • Двухтрубная.

Двухтрубная система является более сложной и предполагает наличие двух контуров. Внутри одного контура, теплоноситель (вода), движется от котла к батареям, а по второму, вода возвращается обратно к котлу. Помните, что этот вид системы, требует более тщательной проектировки. Процесс монтажа, также будет не самым простым, рассмотрим его поэтапно:

  • установка стояка, он будет выполнять основную роль, он проходит от бака к котлу;
  • основной стояк с разводкой, соединяется на уровне 1/3 общей высоты комнаты от уровня пола;
  • труба перелива крепится к расширительному баку, по ней лишняя жидкость уходит в канализацию;
  • для того, чтобы вода уходила обратно в котел, в нижнюю часть батарей, врезаются трубы «обратки».

В одноконтурной системе, основополагающую роль играет желаемое количество радиаторов. От этого зависит объем расширительного бака. Обычно, он заполняется на три четверти от общего объёма.

Стоит постоянно следить за уровнем воды в баке, он не должен быть ниже уровня трубы, по которой идет распределение воды по радиаторам. Это грозит прекращением циркуляции теплоносителя.

Хоть однотрубная система и проста, так кажется только на первый взгляд. Не правильно сделанный проект, повлечет за собой уйму проблем и последствий, доверьте это дело профессионалам.

При проектировке естественной системы, главное внимание стоит уделять равномерному распределению давления по замкнутому контуру и правильной циркуляции теплоносителя.

Рекомендации для данной системы

Для усовершенствования существующей схемы, специалисты могут предложить следующие меры по увеличению КПД:

  • Установка насоса. Он является циркуляционным и устанавливается на байпас. Его призвание в том, чтобы уменьшить инерционность системы. Если время нагрева будет превышено, насос поможет увеличить скорость хода воды по трубам, для получения требуемой температуры;
  • Магистральный уклон — для достижения оптимального давления в системе гравитационного отопления.
  • Снижение изгибов по всей длине трубопровода. Это способствует снижению риска для уменьшения скорости воды по магистрали.
  • Установка обратного капкана. Он предотвратит возможность движения воды в обратном направлении.

Подогрев пола

Обратите внимание!

Чтобы сделать пол теплым, потребуется коллекторная вырезка. Каждый контур, подключается через индивидуальный регулятор температуры. Это усложнит проект системы в целом, но создаст дополнительный комфорт. В этом случае, установить подающий коллектор надо на чердаке, так как там, самая верхняя точка дома, если чердак не утеплён, обязательно сделайте это. Все эти меры предпринимаются перед монтажом всей системы.

Преимущества и недостатки гравитационной системы отопления

Подводя итог, перечислим основные плюсы, которыми обладает гравитационная система:

  • Надежность (поскольку система сделана из высокопрочного метала и других надежных материалов, ремонтных работ придется ожидать очень долго, так как элементов, которые подвергаются быстрой порче нет);
  • Отсутствие зависимости от энергоснабжения;
  • Отсутствие шумов и вибраций;
  • Простота эксплуатации.

Казалось бы, минусов и вовсе нет, но они есть, хоть и не значительные:

  • На первый взгляд вся система довольно проста, но это не относится к финансовым вложениям на её приобретение. Сумма будет достаточно крупной;
  • Некоторые схемы разводки, предполагают большую разницу температур между батареями;
  • Если скорость циркуляции будет низкой, есть вероятность того, что расширительный бак и часть системы находящаяся на чердаке замерзнет, поэтому, ранее говорилось об его утеплении.
  • При первом запуске системы, нагрев всех радиаторов находящихся по всему контуру, займет несколько часов.

Принцип работы гравитационных котлов

Принцип самотечного отопления базируется на физических свойствах воды. Общеизвестно, что при изменении температуры, жидкость меняет свою плотность и массу. В случае с отопительной системой, нагрев воды и повышение давления происходит за счет котла. Проходя по трубопроводу, горячая жидкость поступает в радиаторы, которым отдает свою тепловую энергию и постепенно остывает. Достигнув определенной температуры, холодный теплоноситель станет более плотным и будет вытеснен горячей жидкостью. Сперва остывший теплоноситель переместится в нижнюю часть радиатора, а затем по трубопроводу отправится обратно в отопительный котел. Подобная циркуляция будет непрерывно осуществляться до момента отключения котла.

Преимущества и недостатки

Гравитационные котлы используются успешно и крайне давно, но все же подобные системы имеют некоторые минусы:

  • Возможность обогрева лишь небольших домовладений. Максимальная длина одного контура с естественной циркуляцией не должна превышать 30 метров. Это связано с тем, что в трубопроводах с большей протяженностью невозможно добиться равномерного распределения давления;
  • Высокая стоимость монтажа. Для корректной работы системы, необходимо использовать большой объем теплоносителя и, соответственно, трубы внушительного диаметра. Это удорожает процесс установки;
  • Относительно медленный прогрев радиаторов.

Что касается достоинств таких систем, то это:

  • Количественное саморегулирование. Эффективность радиаторов в данном случае зависит напрямую от количества теплоносителя. Кроме того, чем больше теплопотери в помещении, тем выше будет теплоотдача;
  • Отсутствие привязки к электроэнергии, перебоям, скачкам напряжения и подобным проблемам;
  • Внушительный эксплуатационный срок — около 40-50 лет;
  • Высочайшая надежность системы, при условии правильного монтажа.

Выбор комплектующих

Появление полимерных труб стало довольно важным событием в сфере монтажа гравитационных котлов. Этот материал легко поддается обработке, а при соединении отдельных участков трубопровода, требуется минимальный набор оборудования. Впрочем, не все полимерные трубы подходят для использования в отопительных системах. Основные аспекты, которым нужно уделять внимание, это:

  • Наличие армирующего слоя. Температура теплоносителя может достигать 95°С, поэтому трубы обязательно должны быть термоустойчивыми и сохранять первоначальную жесткость. Для укрепления обычно применяется прослойка из фольги или стекловолокна;
  • Толщина стенок. Высокое давление является неотъемлемой частою гравитационных систем, поэтому чтобы избежать аварийных ситуаций, следует использовать изделия не ниже класса PN20. Толщина стенки будет зависеть от выбранного диаметра.

Такие трубы следует укладывать при обустройстве разгонного коллектора. Обратную магистраль рекомендуется собирать из стальных изделий — они будут дополнительно снижать температуру теплоносителя и уменьшат гидравлическое сопротивление.

Несмотря на расширенную экспансию чугунных напольных газовых котлов и бойлеров косвенного нагрева, гравитационное газовое отопительное оборудование по-прежнему пользуется стабильным спросом у большей сельского населения.

Чем можно объяснить данный факт?

Гравитационные чугунные котлы способны эффективно обогревать жилые помещения без дополнительной подводки электричества. Достаточно иметь стабильное давление газа (не менее 5-6 атмосфер), как гравитационный котел будет работать с высокой мощностью и отличными показателями по части расхода газового топлива. Расход газа в данных видах котлов относительно невелик. Даже самые мощные (до 17-20 кВт) гравитационные котлы редко способны расходовать природный газ в объеме более 3-4 куб/м час! Экономия топлива достигается тем, что газовый котел устанавливается на ж/б пол в отдельном помещении. И чем ниже будет установлен котел, тем лучше наблюдаться будет тяга – топливо будет сгорать практически полностью.


Основное преимущество гравитационных котлов состоит в главном – это тип используемого материала. Ведь сих пор котлы гравитационного типа принято выпускать из доброго старого чугуна, который практически не подвержен коррозийным процессам. Обыкновенная сталь имеет свойство корродировать со средней скоростью 0.1 мм/год. Именно поэтому стальные газовые котлы имеют предельный срок эксплуатации не более 8-10 лет! Когда хозяину дома важно, чтобы его котел мог проработать не менее 30-40 лет, изначально рекомендуется покупать исключительно гравитационный котел, целиком и полностью отлитый из чугуна!

Последние версии гравитационных котлов чаще всего выпускаются производителями в двухконтурном виде. Что это означает на практике? В данном случае производители, помимо основного теплообменника, выполненного из антикоррозийного серого чугуна, устанавливают второй, в котором в непрерывном режиме и будет нагреваться феноменально внушительный (до 6-9 л) объем горячей воды. Покупать и устанавливать различные версии электроводонагревателей или бойлеров косвенного нагрева, отличающихся высокой ценой, более не придется.

Минус гравитационных котлов:

  • время от времени необходима очистка котлов
  • они не способны нагревать вторые или третьи этажи частных домов, поскольку нужно нагреть теплоноситель до 100 С, после чего он начнет расширяться и устремляться вверх. Но для одноэтажных домов, в которых используется одно- или двухтрубная система отопления, данный вариант окажется наиболее оптимальным. В особенности, если установить трубы отопления внушительного (до 80-100 мм) диаметра, благодаря которым теплоноситель сможет куда более эффективно циркулировать во внутренней системе дома.

Гравитационные газовые котлы


Использованные источники

  1. zen.yandex.ru/media/id/5ab8a1bd5f49679f01aa2c87/5af7e02d256d5c10df0069fc
  2. polmir.ru/montazh-kotelnyh/gravitatsionnye-kotly
  3. izba.su/forum/forum/основные-конструкции-и-инженерные-системы-дома/инженерные-системы/отопление/125-для-чего-гравитационной-системе-отопления-насосы
  4. master-otoplenie.ru/glossariy/56-gravitacionnaya-cirkulyaciya-ec.html
  5. remostroi.com/gravitacionnye-gazovye-kotly/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.