Система отопления самотеком


Если вы планируете свой дом коттедж или дачу, где будет устанавливаться водяная система отопления, возникает вопрос: «А какую системы лучше выбрать с естественной циркуляцией или принудительной?»

Предлагаю рассмотреть эти две системы и посмотреть на плюсы и минусы.

Отопление с естественной циркуляцией

Пример однотрубной системы с естественной циркуляцией

Системы с естественной циркуляцией или их еще называют самотечные системы существует достаточно давно. Из названия становится понятно, что принцип работы системы основан на законах физики.

Из школьной программы (если напрячься и вспомнить), на уроках физики проходят такую тему, где говорится, что нагретая жидкость или газ всегда движутся вверх. Такой принцип и лежит в основе самотечной системы. Жидкость, нагреваясь расширяется начинает движение по системе, достигает самого крайнего прибора отопления и возвращается обратно вниз к котлу, где снова нагревается и так по кругу. В такой системе обязательно на участке обратки создают уклон. А на подаче теплоносителя в самой высшей точки ставится расширительный бак. Он выполняет роль буфера, года жидкость при нагревание будет расширяться.

Преимущества самотечного отопления

Как уже было замечено, самотечные системы водяного отопления дома используются довольно давно и успели себя зарекомендовать, так как обладают определенными преимуществами:

Эти системы существуют с тех пор, как появилось водяное отопление, а значит достаточно давно и обладает определенным преимуществом:


Дешевизна. Система не требует установки дополнительного оборудования.

Простота монтажа и ремонта (может каждый сделать своими руками).

Полная энергонезависимость системы.

Практически полная бесшумность работы, в силу отсутствия циркуляционного насоса.

Недостатки самотечного отопления

Не смотря на вышеперечисленные преимущества такие системы имеют ряд значительных минусов, которые делают такую систему нецелесообразной на сегодняшний день.

Для больших помещений такой вид отопления уже не подойдет. Если дом двухэтажный, то будет проблематично осуществить хорошую циркуляцию.

Разная температура в приборах отопления в доме. Чем дальше от котла, тем температура будет ниже и в самой дальней комнате она может отличаться до 5 градусов.

Проблематична регуляция нагрева. Система начинает работать только при нагреве свыше 50 градусов и сделать меньше не получится. Даже при установке теплорегуляторов погрешность температуры будет от 3 до 5 градусов, а это существенно.

Такие системы постепенно уходят в прошлое и на смену им приходят системы с принудительной циркуляцией. Рекомендуется делать только в том случае если хочется все по проще.

Отопление с принудительной циркуляцией


Отопление с принудительной циркуляцией

Мы рассмотрели систему с естественной циркуляцией и увидели, что она имеет ряд значительных минусов. Альтернатива им системы с принудительной циркуляцией, в которых используется циркуляционный насос.

Естественно, такой вид водяного отопления дома будет более дорогостоящим и сложным, но в замен вы получаете ряд преимуществ:

Возможность отапливать большое помещение.

Усложнение системы. Поставив насос, вы не будете зависеть от такого показателя, как давление. То, что было проблемой в самотечной системе — не проблема в принудительной. Допустим, теперь вы сможете увеличить количество изгибов труб, если того требует планировка вашего дома.

Использование труб меньшего диаметра. Согласитесь, аккуратный внешний вид отопительной системы не последний показатель, на который стоит обратить внимание.

Система в меньшей степени зависит от наличия воздуха в ней. При самоциркуляции воздух, который попал в систему значительно затруднил бы транспортировку теплоносителя. Принудительная система решает эту проблему.


Возможность использования более износостойких и легких пластиковых труб.

Возможность скрытого монтажа труб. Вы можете без проблем прятать трубы в стяжку и стен.

Источник: zen.yandex.ru

Очень весомым плюсом самотечной системы водяного отопления является ее независимость от наличия электроэнергии. Самотечное отопление может быть создано и на удаленной даче на основе энергонезависимого твердотопливного котла. Система бесшумная и надежная, она, несомненно, будет востребована и в будущем.

Наработан большой опыт создания самотечных систем отопления, ведь ранее все водяное отопление создавалось по принципу самотека. Система может быть создано по «типовой народной схеме» и своими руками.

Недостатками являются ограничения по мощности, отапливаемой площади, возможности подключения дополнительных контуров, при повышенной цене на создание.

Самотечное отопление обходится дороже, примерно в 2 раза по сравнению с системами принудительной циркуляции, так как требует большой диаметр труб и особенного размещения котла. Сложность при создании и в том, что трубы большого диаметра должны иметь общий уклон, а значит их положение фиксировано и поэтому они часто не вписываются в дизайн помещения, загромождают интерьер.


Как рассчитывается самотечная система

Можно заказать тепловой и гидравлический расчет у специалистов, в лицензированных организациях, но это обойдется недешево. Можно сделать эти расчеты приблизительно с помощью известных программ или вручную.

Но обычно пользуются общеизвестными рекомендациями и, как правило, этого вполне достаточно, чтобы создать работоспособную систему с самотеком жидкости.

Скорость движения жидкости по системе в любом случае не большая. Чем больше внутренние диаметры трубопровода и радиаторов, а также котла, тем большее количество жидкости будет проходить по ним, тем больше энергии сможет переноситься.

Важно ответить на вопрос — достаточно ли будет энергии переносить теплоноситель для отопления конкретного здания? В этом и заключается суть расчетов. Но если расчетов нет, то нужно обратиться к опыту создания подобного отопления и утепления зданий.

Потери энергии и обеспечение движения жидкости

Отопление в доме должны монтировать специалисты
Во первых, нужно определиться со степенью утепления здания, — соответствуют ли она требованиям нормативных документов. Если нет, то может не хватить мощности не только самотечной системы….. Обогреть холодное здание себе дороже, нужно утеплять, а не увеличивать мощность обогрева.

После того, как здание утеплено, можно обратиться к опыту создания подобных систем, откуда известно, что обычная предельная площадь самотечного обогрева составляет 150 м кв. на каждом этаже здания, при этом желательно распределение радиаторов на 2 плеча на каждом этаже, а длина подающего трубопровода каждого плеча не должна превышать 20 метров.


Обязательное условие для создания системы – превышение горячего теплоносителя (обычно принимается средняя линия радиаторов) над холодным (средняя линия теплообменника котла).

При большей длине трубопроводов, желателен бы расчет, или нужно мириться, что возможно, в пики морозов пропускной способности системы (скорости теплоносителя) может и не хватить что бы в здании было жарко.

Рассмотрим, отчего же будет зависеть работоспособность самотечной системы.

Особенности системы обогрева с естественной циркуляцией

Напор в самотечной системе будет напрямую зависеть от высоты водяного столба с разностью плотностей воды (разностью температур) и от самой разности плотностей воды. Формула напора приведена ниже.

Чем больше разность температур подачи и обратки, и чем выше водяной столб с этой разностью, тем быстрее будет циркулировать вода, тем больше тепла будет переноситься, тем надежнее система и большую площадь можно будет отопить.

Дело в том, что вода наиболее значительно остывает в радиаторах, до них она считается горячей. После радиаторов вода холодная движется по обратке к теплообменнику котла, где происходит ее нагрев. Следовательно, чем ниже находится теплообменник относительно радиаторов, тем больше будет напор в системе.


Кроме того, вода остывает и в самой трубе выходящей из котла, а это значит, что чем выше будет поднят горячий трубопровод, и чем он длиннее и больше отдает тепла, тем будет больше напор.

Впрочем, эта теплототдача будет иметь низкую эффективность для обогрева дома, если горячий трубопровод расположен под потолком. Лучше, если он находится вдоль пола отапливаемой массандры и является для нее отопительным прибором.

Не правильно делать просто высокий столб горячей воды, вынося расширительный бак выше крыши. Нужна наибольшая разность высот, на которой бы происходил перепад температур, а этого проще добиться опусканием котла.

Типичная ошибка при создании самотечной системы для 2-х этажей — подключение радиаторов на обоих этажах к одним стоякам. В результате на 1 этаже будет еще холодно, когда на 2 этаже уже очень жарко. Правильно для мансарды предусмотреть отдельное независимое плечо отопления со своим регулировочным вентилем.

Особенность системы:
— жидкость в самотечной системе обычно остывает значительно, вследствие небольшой скорости ее движения. Разница температур подачи и обратки чаще находится в пределах 25 — 30 градусов. Температурный режим, например, — 75град. выход из котла и 45 град. обратка. Поэтому недопустимо создавать схему с одним трубопроводом с последовательным подключением радиаторов. Подходят только попутная и тупиковая двухтрубные схемы разводки.

Как движется теплоноситель (вода)

Из вышесказанного вытекают и конструктивные особенности самотечной системы отопления.

Котел располагается в приямке, в подвале, во всяком случае, желательно, чтобы его теплообменник был ниже средней линии радиаторов.

Все трубопроводы делаются с общим уклоном по ходу движения жидкости:


  • вода из котла поднимается по вертикальному стояку в самую верхнюю точку;
  • от вертикального горячего стояка всегда должна вниз до входа в котел;
  • разница высот между начальной и конечной точкой трубы не менее одного процента, но по длине уклон может меняться как угодно;
  • всегда лучше обеспечивать максимальный уклон.

Какие применить трубы

Диаметр труб должен быть для подачи и обратки на одном крыле трубопровода не менее 32 мм, при этом радиаторы могут подключаться и трубами с внутренним диаметром 20 мм. А для стояка и подачи на крыло — не менее 50 мм. Впрочем никто не запрещает увеличить эти диаметры, что только сделает систему мощнее.

До сих пор оптимальным вариатном считаются обычные стальные трубы. При больших диаметрах они становятся конкурентноспособными пластику. К тому же стальная труба большого диаметра является и сама по себе отопительным прибором, ввиду значительной проводимости тепла металлом.

Котел, радиаторы, трубопровод

Применяется специальный котел (и газовый и твердотопливный) с собственным маленьким гидравлическим сопротивлением, предназначенный для самотечной системы.


Применяются радиаторы с низким гидравлическим сопротивлением, с большим диаметром внутренних отверстий — обычно или чугунные или алюминиевые.

В высшей точке трубопровода устанавливается клапан для стравливания воздуха (система под давлением с закрытым расширительным баком (гидроаккумулатором)). В систему встраивается на выходе из котла группа безопасности – манометр и аварийный клапан. Либо в высшей точке располагается расширительный бак открытого типа.

Сливной кран располагается в районе котла в низшей точке трубопровода, делается отвод либо в канализацию, либо на емкость.

Подборка котла по мощности ведется как обычно — в зависимости от теплопотерь здания, а радиаторов — от теплопотерь каждой комнаты где они устанавливаются.

При этом чаще пользуются правилом — радиаторы суммарно чуть мощнее котла (при этом учитывается, то что паспортная температура жидкости обычно больше реальной, т.е. радиторы приобретаются еще мощнее на 20 – 35 %), после чего общая мощность радиаторов распределяется по комнатам.

Схемы самотечного отопления на одно крыло

Типичная схема водяного отопления с самотечным движением жидкости. Здесь только лишь одно крыло. Горячий трубопровод располагается повыше, от него опускаются стояки вниз на каждый радиатор или на пару радиаторов. В схеме указан расширительный бак вместо гидроаккумулятора.


На практике часто подобные схемы реализуются так чтобы расширительный бак, верхний трубопровод располагались бы на чердаке а обратка часто опускается под пол в подвал. При этом трубопроводы меньше загромождают жилое пространство и не портят интерьер. Но тогда все трубопроводы в холодной зоне должны быть хорошо утеплены — слой не менее 15 см минеральной ваты. Пенопласт не подходит, так как его едят грызуны и его не стоит нагревать до 70 град.

Прокладка труб по чердаку

Подвариант данной схемы — обратка поднята вверх, так как не всегда есть возможность прокладывать ее понизу — мешают дверные проемы, нет подвала и т.д.

В небольшом доме

Вариант размещения радиаторов прямо возле котла. Это возможно лишь в климатических зонах с постоянной положительной температурой, и если окна достаточно утеплены (двойные стеклопакеты), и нет особой необходимости в создании тепловых завес путем размещения радиаторов под окнами. Схема применяется, когда нет возможности понизить уровень котла — максимально сокращаются трубопроводы.

Трубопровод на два крыла

Следующий пример более востребован в жизни. Чаще так и располагаются трубопроводы при самотечном движении жидкости в небольшом частном доме или на даче на уровне радиаторов с выдержкой общего уклона.

Трубопровод разделен на два крыла, которые желательно сделать одинаковой протяженностью. Все радиаторы подключаются через вентили для оперативной регулировки поступления воды.

Для двух этажей

Еще один пример «из жизни» разводки трубопроводов при самотечном движении жидкости. На этот раз отапливается полноценный этаж и мансарда.

Так как крыло мансарды маломощное, то оно включено трубопроводом меньшего диаметра — 25 мм. Здесь применяются стояки на каждую пару радиаторов в комнатах первого этажа, а горячий трубопровод проложен по полу мансарды и является для нее обогревающим элементом.

Схема требует создания достаточного напора, поэтому теплообменник котла располагается ниже средней линии радиаторов первого этажа минимум на пол метра.

Принципы и выводы

Можно разработать любое количество схем самотечного отопления в зависимости от конкретной планировки дома но всегда соблюдаются следующие принципы — максимально большой столб воды с перепадом температур, максимальные диаметры трубопроводов и специальные котлы и радиаторы, кольцо трубопроводов — «подача-радиатор-обратка» делаются как можно короче, для чего трубопровод разделяется на несколько плечей, которые подключаются к котлу параллельно.

Также важно: — если самотечное отопление в доме создавалось самостоятельно, или владельцы принимали активное участие в его создании, то и все выявленные недостатки в процессе эксплуатации могут быть исправлены своими руками или система может быть без особых затрат доработана, при выявлении ее недостатков.

Источник: teplodom1.ru

Принцип работы системы

В качестве теплоносителя, как правило, выступает либо вода, либо специальный антифриз.

В котле он нагревается, после этого поднимается по стояку и попадает в радиатор, то есть батарею. Часть тепла, полученного жидкостью, передается через батарею помещению, обогрев которого осуществляется. Когда происходит теплоотдача, жидкость охлаждается. Из-за снижения температуры жидкость в батареях перемещается вниз и перетекает в другую батарею. Совершив полный цикл движения, теплоноситель снова попадает в котел и повторяет цикл.

Схема двухтрубной системы отопления.

Важнейшими факторами подобного устройства являются диаметр и уклон труб. Эти параметры должны быть точно рассчитаны и выверены, для того чтобы жидкость правильно перемещалась самотеком.

На сегодняшний день данная система используется только в случае наличия некоторых проблем в электроснабжении (отсутствует или работает с перебоями).

Преимущества данного типа отопления таковы:

  • долгий срок службы (до 50 лет);
  • энергонезависимость;
  • простота эксплуатации;
  • надежность.

Недостатки данного типа отопления:

  • сложность монтажа, так как он требует применения труб с большим диаметром;
  • высокая стоимость;
  • отсутствие возможности менять температуру;
  • низкий КПД.

Однотрубная и двухтрубная системы

Схема однотрубной и двухтрубной систем отопления.

В однотрубной отопительной системе батареи подсоединяются к магистрали последовательно. Жидкость перемещается из одной в другую, отдавая некоторую часть тепла каждой из них. В таком случае теплоноситель имеет разную температуру в разных батареях, причем наиболее высокая температура жидкости в батарее, которая размещена ближе других к выходу теплоносителя из котла, а наиболее низкая — при входе в котел.

В самотечной системе отопления для урегулирования температуры в разных радиаторах, в них устанавливают дополнительные секции.

Двухтрубная система отопления характеризуется тем, что в ней подключение каждой батареи осуществляется к двум магистралям: подающей и обратной. Из-за этого каждый прибор пропускает жидкость независимо от других. Данный тип предоставляет домовладельцу такие преимущества:

  • возможность регулировать температуру каждой батареи, независимо от других;
  • возможность отключения одного из приборов, не прекращая работы остальных;
  • возможность гибкого управления;
  • возможность экономии;
  • возможность поддерживать различную температуру в отдельных помещениях.

Системы горизонтальные с верхней и нижней разводкой

Отопительный котел может находиться выше или ниже трубопровода или на одном уровне с ним. В таких случаях разводка осуществляется разными способами.

Преимущества нижней разводки:

  • меньшие потери тепла;
  • запускать работу отопления можно на этапе строительства;
  • в многоэтажных домах каждый этаж можно отключать от отопления отдельно.

Преимущества верхней разводки:

  • давление жидкости больше, чем в предыдущей системе;
  • удаление воздуха осуществляется автоматически.

В частных домах наиболее часто применяется горизонтальный вид разводки. В таком случае все приборы находятся на одном уровне. Циркуляция воды или антифриза в такой системе происходит только благодаря размещению труб под определенным уклоном.

Выбор схемы системы отопления можно считать самым ответственным моментом в вашем проекте. От выбранной схемы будет зависеть стоимость материалов, объем работ, удобство пользования, равномерность распределения тепла и даже дизайн комнат. Вы спросите почему дизайн? Да по тому что выбранная схема будет влиять на количество радиаторных секций в каждой комнате. Согласитесь, визуальное восприятие будет совсем другим, если у вас под окном красуется 15 секций батарей вместо аккуратных 8-и!

На просторах сети вы сможете найти огромное множество чертежей и иллюстраций всех видов систем. Но лично для меня они все очень сложны и с трудом читабельны. Конечно красивая объемная схема в разрезе трех этажного дома впечатляет, но будет ли она полезна вам? Складывается такое впечатление, что в интернете ищут схемы отопления только владельцы 3-х этажных особняков и дворцов. Сомневаюсь что они сами занимаются проектировкой и последующим монтажом.

И так, рассмотрим варианты нашей схемы отопления. Изучим их, отметим их плюсы и минусы, да и определимся с нашим с вами выбором.

Существуют две основных системы отопления:

  1. Самотёчная;
  2. С принудительной циркуляцией

Обе эти системы могут быть исполнены как в однотрубных так и в двухтрубных схемах.Далее чуточку подробнее.

Самотечная система отопления.

Предлагаю данную систему рассмотреть бегло. На вопрос «Почему?» я думаю отвечу в процессе описания данной схемки.

В этой и всех последующих системах и схемах в качестве теплоносителя будем условно использовать воду. Чаще всего рекомендуют использовать для круглогодичного использования в системах отопления специальные антифризы не замерзающие при минусовых температурах, таким образом будет исключена разморозка системы в экстренных случаях. Все это правильно, но в любом случае систему заполняют антифризом после монтажа и полной проверки всех соединений и элементов на предмет течи и работоспособности.

Смысл самотечной системы заложен в ее названии. Горячая вода циркулирует в системе самостоятельно, без насоса. Циркуляция эта достигается за счет разницы температуры теплоносителя на выходе из котла и на входе в него.

Начнем с того что эта система давно устарела и практически не используется уже для отопления домов так как она очень не экономична,то есть имеет низкий КПД, и дорога. Но с другой стороны, это единственная система позволяющая отапливать не большой частный или дачный дом при отсутствии электроэнергии. Конечно дом без электричества нынче редкость, но все же и такое бывает.

Какой котел выбрать для системы? Выбор откровенно у нас не велик. Если нет света — то скорее всего нет и газа, так что вариант с газовым и электрическим котлом автоматически отпадает. Остается твердотопливный котел работающий на дровах, угле и всем остальном что горит и выделяет тепло.

Рассмотрим некоторые варианты схем систем отопления.

На Рис. 1 изображена классическая однотрубная схема самотёчной системы.

В этом блоге я бы не хотел использовать никакие формулы и точные расчеты, так как маленькие схемы отопления требуют лишь правильного и продуманного подхода. Так что постараюсь все объяснять на словах. Из физики все знают, что горячая вода подымается вверх, а холодная вниз. Это и есть секрет самотёчной системы. Нагреваясь в котле вода поднимается вверх по стояку. Попадая в радиатор она отдает часть тепла, и следовательно становится холоднее чем в стояке. Вспоминая нашу физику понимаем, что вода потерявшая часть своей температуры пойдет вниз в следующий радиатор. И так пока она не сделает полный круг по системе и снова не вернется в котел. Прошу заметить, что для функционирования системы необходимо правильно подобрать диаметр труб и смонтировать эти трубы с правильным уклоном.

Стояк выходя из котла не должен иметь изгибов и поворотов. В идеале он должен идти вертикально ровно из котла до самого верха. Если все же надо задать поворот, то угол наклона от вертикальной оси должен быть минимальный. Диаметр труб должен быть не меньше 1 дюйма, а стояк лучше 1.5 дюйма. Чем больше диаметр труб, тем лучше будет циркуляция воды в системе. Но не думаю что кто-то будет все же использовать трубы более 1.5 дюйма. Забор горячей воды из стояка должен быть обязательно выше входа в самый верхний радиатор.И конечно сам котел должен стоять ниже радиаторов. Все трубы должны быть с небольшим наклоном в направлении входа в котел. Это основное условие циркуляции. Достаточно наклона в 1см на метр трубы.

Хотел бы отметить, что диаметр труб задает объем воды используемой в системе. У систем с естественной циркуляцией объем теплоносителя в несколько раз больше чем у систем с принудительной циркуляцией. Для сравнения, в частном доме площадью 150 м.кв. объем системы отопления с циркуляционным насосом равен приблизительно 70л, а в самотечной системе при тех же условиях объем воды будет приблизительно 200л. С одной стороны это отрицательная сторона, так как при заливке в систему антифриза вам это выльется в «копеечку». С другой стороны благодаря большому объему теплоносителя система становится инерционной. Так что если даже котел потухнет, накопленное тепло будет еще долго греть ваше жилище.

Материал труб. Учитывая тот факт, что мы не используем принудительную циркуляцию (циркуляционный насос) мы должны понимать, что котел может нагреться до очень высокой температуры. Не будем исключать, что вода может у нас даже закипеть. Трубы из полипропилена или полиэтилена могут расплавиться и даже лопнуть. Так что вариантов у нас не много, однозначно — железо. Вот и первые минусы: высокая стоимость труб, не эстетичный размер труб, очень сложный и дорогой монтаж системы, Низкий КПД.

Не забываем еще тот факт, что вода опускаясь с верхних радиаторов остывает. Следовательно подходя к последнему радиатору ее температура будет значительно ниже той что на выходе из стояка. Конечно все зависит от общего количества радиаторов в доме и температуры в отапливаемых помещениях. Но в любом случае, самый первый радиатор от стояка будет иметь самое малое число секций, а последний радиатор будет на несколько секций больше, чтобы компенсировать слабую теплоотдачу из-за низкой температуры теплоносителя. А это уже скажется на стоимости системы и опять же ее эстетическом виде.

На самой верхней точке стояка (и вообще всей самотечной системы в целом) располагается расширительный бак. При нагреве вода расширяется и ее избытки вытесняются в него. По этому при заполнении системы водой не наливайте в расширительный бак больше четверти уровня. Объем бака должен быть не меньше 10л при объеме всей воды в системе отопления порядка 150л. Существует мнение что самотечные системы должны быть закрытые и находиться под давлением. Это не верно. Самотечная система должна быть постоянно связана с атмосферой через расширительный бак. Заполнение системы можно проводить через расширительный бак.

В общих чертах надеюсь смог Вам объяснить принципы работы. Подведем итоги по самотёчной системе, определим ее плюсы и минусы.

Минусы самотечной системы:

  • большая стоимость
  • сложность монтажа
  • не эстетичность
  • низкий КПД
  • не возможность регулирования температуры
  • большой объем теплоносителя

Плюсы самотечной системы:

  • не нужно электропитание
  • высокая инерционность

Что касается схемы на Рис. 1. К ней подходит все что сказано про достоинства и недостатки самотёчной системы. А в частности у нее есть основной минус — не возможно регулировать температуру радиатора каждого в частности. Более того, последовательная схема исключает возможность отключения одного из радиаторов не нарушая работы остальных. Далее я раскажу и про двухтрубную схему отопления, которая будет лишена этого недостатка.

Схемы на Рисунках 2 и 3 не сильно отличаются от классики. Они отличаются лишь исполнением и некоторыми мелочами.

Например Рисунок 2. В данной схеме мы имеем возможность отключать от системы радиаторы (слева на право): третий, одновременно второй и третий, либо только первый. Мы можем даже поставить клапан с регулировкой температуры!

Рисунок 3. Можно отключать на каждом этаже по одному радиатору, либо поставить терморегулятор на один из радиаторов на этаже.

Хочу особо отметить, отключать радиаторы можно лишь в перечисленной мною последовательности. Ведь наша система самотечная с твердотопливным котлом, который нельзя резко отключить. Следовательно — циркуляцию жидкости нельзя останавливать. Для воды всегда нужен путь вверх и вниз по системе. Иначе закипания теплоносителя не избежать!

В смешанной последовательной схеме нельзя на одном этаже на оба радиатора ставить терморегуляторы, ведь они так же являются клапанами, которые в отличии от обычных кранов всего лишь сами открываются при понижении температуры в помещении ниже заданной и так же сами закрываются после достижения в помещении заданной температуры.

Терморегуляторам, трехходовым клапанам, а также тепловой автоматике я планирую посвятить отдельню тему. Надеюсь вам это будет интересно как и мне, и мои труды будут не напрасными.

Кстати, если на рисунке 3 сделать на каждом этаже соединение стояка входа с выходом, то получится параллельная схема подключения. можно будет тогда отключать два радиатора на этаже, но не забываем — разрывать систему и отключать все радиаторы нельзя.

Вариантов однотрубных (последовательных) схем можно на скорую руку накидать два десятка. Но все они будут обладать всем множеством недостатков перечисленных ранее. По этой причине остановимся на однотрубных схемах. Рассмотрим примитивную самотечную параллельную схему.

На Рисунке 4 примитивная параллельная (двухтрубная) схема системы отопления. Она все ещё самотёчная, в которой нельзя отключить все радиаторы. Но тут уже можно смело регулировать температуру в радиаторах. Да и все три радиатора будут иметь практически одну температуру. Хотя трубы большого диаметра и необходимый уклон для них все равно портят всю картину.

На этом хотелось бы закончить ознакомление с самотёчной системой. Думаю что мало кто ее будет использовать. Перейдем к двухтрубным системам с принудительной циркуляцией.

Система с принудительной циркуляцией.

Однотрубные системы с циркуляционным насосом описывать не стану, так как для этого достаточно в предыдущие четыре схемы поставить циркуляционный насос на возврате в котел и заменить атмосферный расширительный бак на закрытый, для создания в системе давления.

И так далее будем рассматривать только двухтрубные системы с принудительной циркуляцией с помощью циркуляционного насоса. Будем считать что котел у нас газовый и у нас есть в доме электричество. Системы отопления с твердотопливным котлом и циркуляционным насосом рассмотрим обязательно позже отдельным блогом. Дело в том что для котлов на угле, дровах или другом источнике тепла должна быть дополнительная автоматика и защита от экстренных ситуаций. Таких как перегрев, внезапное отключение света, ваше более длительное отсутствие дома чем вы планировали и котел потух, а на улице -15. Все это решается, причем очень не дорого и надежно. А главное — самостоятельно! Но это позже.

Почему двух трубная схема (параллельная) и с насосом? Двух трубная схема — это экономия и комфорт в доме. Благодаря тому что все радиаторы подключаются параллельно можно регулировать температуру каждого в отдельности радиатора. То есть можно выключить любой

радиатор без ущерба для других, либо поставить на каждый радиатор термоклапан с термоголовкой для регулирования температуры в каждом помещении в отдельности. Задавая в нужном помещении нужную температуру можно сэкономить на газе до 20%. Так в спальне можно выставить 22 градуса, на кухне достаточно 20, в коридоре достаточно 18, а в комнатах которыми временно не пользуются можно выставить и 12 градусов. Идеальный вариант поставить полностью автоматическую систему контроля, которая на ночь уменьшит отопление заданных помещений, а к утру снова увеличит температуру до привычной для вас. Правда такая автоматика стоит уже не малых денег.

Я наверное повторюсь, но еще раз отмечу, что основное отличие двухтрубной системы от однотрубной в том, что двухтрубной все радиаторы будут равной температуры, а в одно трубной ближние к котлу радиаторы будут всегда горячее чем последние.

Что нам дает использование циркуляционного насоса? Использование насоса нам позволяет значительно сэкономить на диаметре труб. И каким бы большим не был перепад высот между котлом и радиаторами в самотечной системе, он нам никогда не даст той скорости движения теплоносителя какую нам даст самый маломощный насос. А низкая скорость теплоносителя, это низкий КПД и малая эффективность теплоотдачи.

При использовании насоса в системе отопления для дома до 300 квадратов достаточно труб диаметром 25 мм, а для разводки на радиаторы от магистрали и к концевым радиаторам достаточно и 20 мм (имеются ввиду полипропиленовые пластиковые трубы под пайку). В то время как в самотечной системе мы используем стальные диаметром 1 — 1,5 дюйма. На трубах сэкономите столько, что хватит купить 10 циркуляционных насосов за вырученные деньги, да еще и оплачивать потребляемую ими электроэнергию в течении трех лет. Нужно знать, что циркуляционный насос в отопительный период работает круглосуточно, либо ровно столько сколько у вас работает котел. Но не стоит переживать по этому поводу. Насосы эти рассчитаны на такую работу. Если вы купите хороший насос известного производителя, то он прослужит вам долго без каких либо проблем и ежегодного обслуживания. У меня стоит насос DAB. Работает он уже 4 сезона по 5 месяцев, нареканий нет. В этом году взял еще один, чуть менее мощный, для системы отопления с угольным котлом на дачу друзьям. Стоимость хорошего насоса колеблется в районе 70$. Считаю что это не дорого для такого ответственного элемента системы. Да, совсем забыл! Возможно вам не придется даже покупать насос, так как в современных двухконтурных газовых котлах циркуляционный насос уже стоит внутри. И как правило в таких котлах используют насосы очень хороших производителей. В моей системе кроме насоса в котле стоит и дополнительный насос, который работает на циркуляцию теплоносителя в системе «теплый пол», без него там не обойтись

Потребляемая мощность бытовых циркуляционных насосов очень низкая. Уверяю, на электричестве вы не разоритесь. Мощность современных бытовых насосов до 100 Вт. Это 2,4 кВт в сутки. Уверен что без насоса в самотечной системе для получения такой же теплоотдачи вы сожжете топлива на гораздо большую сумму. К тому же основная масса насосов имеют 2-3 положения мощности, чтобы при необходимости можно было уменьшить скорость циркуляции (на ночь например или на время пока вы находитесь на работе). Мой насос для теплых полов имеет три скорости: 102, 78 и 51 Вт. Так что при минимальной скорости он потребляет всего 1,23 кВт в сутки. Да и вот еще, 4 года спустя я не смог найти бытового насоса такой мощности. Максимум мне встречались насосы 82 Вт. Но качают они тоже очень и очень достойно, прогресс идет вперед.

Пора взглянуть на двухтрубную схему системы с принудительной циркуляцией.

На рисунке 5 у нас есть 2 ветки отопления. Одна с четырьмя радиаторами, вторая с одним. Котел не стоит ниже всех радиаторов как в самотечной системе. Благодаря насосу мы избавлены от этого не удобства, и можем ставить котел там где нам удобно. Для данной классической схемы достаточно циркуляционного насоса встроенного в котел. Направление циркуляции указывает черный треугольник внутри круга. Чаще всего насос ставится на обратке, т.е. перед нагревом воды в котле. Хотя для насоса разницы нет где стоять. У меня лично насос стоит на подаче. Лично я думаю что на обратку ставится для увеличения срока службы насоса. Так как вода при температуре в 80 градусов быстрее выведет из строя сальник насоса, чем при 60 на обратке. Кстати мой насос не сильно греется, не смотря на то что стоит на подаче, по тому что он стоит на системе теплых полов. Термоголовка имеет максимум регулировки температуры 55 градусов, хотя пропускает она и воду большей температуры. Хотя куда это я пошел? Это будет другая тема.

Горячая вода после котла (красная) попадает в магистраль из которой уже в радиатор. Охладившись в радиаторе возвращается так же в магистраль обратки (голубая). В данной системе можно ставить термоклапана на все радиаторы, так же как и отключать все радиаторы (хотя тогда проще и не включать котел). Дело в том что котел у нас газовый, у него есть автоматика которая отключит котел по достижению заданной температуры. Т.е. перегрева и закипания котла быть не может. Это конечно же самый основной плюс газового котла — возможность поддержания заданной температуры.

Система удобна для скрытой проводки труб. Их можно спрятать в стены, под пол, на потолке. Не нужно делать наклон у труб, циркуляцию воды задает насос.

Но Рисунок 5 — это простая схема. Взглянем на рисунок 6. Это тоже принципиальная схема, но более приближенная к реальности. Это практически полная схема моей системы. За исключением количества веток теплых полов и нет полотенцесушителя.

На первом этаже один радиатор и три ветки теплых полов. Второй этаж две ветки биметаллических радиаторов. Для системы теплого пола стоит дополнительный насос который нужен для стабильной циркуляции в 200-ах метрах труб в полу. Поддержанием заданной температуры теплого пола занимается трехходовой клапан и термоголовка с выносным капиляром. Все нюансы монтажа, сборки и работы системы я подробно опишу в следующих постах. В одну статью никак не уложиться. Я так вообще бы для каждого элемента схемы сделал отдельный блог.

В дальнейшем я буду разбирать подробно только двухтрубную систему, так как она самая оптимальная и имеет больше плюсов, чем минусов. Перечислять не буду, они все встречались по ходу текста.

Источник: sistema-otopleniya.ru

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

  • Простой монтаж и обслуживание.
  • Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
  • Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

  • Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
  • Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

  • При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
  • Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
  • При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

схема однотрубной системы Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

  1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
  2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

  1. схема двухтрубной системы Подача и обратка проходят по разным трубам.
  2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
  3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

  1. Равномерное распределение тепла.
  2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
  3. Проще выполнить регулировку системы.
  4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
  5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы объединяет общий недостаток – отсутствие давления в системе. Любые нарушения во время проведения монтажных работ, большое количество поворотов, несоблюдение уклонов, моментально отражаются на работоспособности водяного контура.

Чтобы сделать грамотно отопление без насоса, учитывается следующее:

  1. Минимальный угол уклонов.
  2. Тип и диаметр труб, используемых для водяного контура.
  3. Особенности подачи и вид теплоносителя.

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

  • Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
  • Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
  • Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
  • Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

  • Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
  • СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
  • Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома во многом зависит и от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Принято классифицировать все типы подключения или розлива на две категории:

  • Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

  • Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

  1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
  2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

  • Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
  • Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
  • Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
  • Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
  • Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Источник: AvtonomnoeTeplo.ru

Особенности изготовления

Самостоятельная циркуляция воды имеет существенный недостаток — отсутствие давления в системе. Любое отклонение от стандартов (маленький уклон, нарушение радиуса изгиба трубы или излишнее количество поворотов) приводит к нарушению работы. При монтаже учитываются следующие моменты:

  • необходимость обеспечения минимального уровня уклона;
  • материал и диаметр применяемых труб.

Такие нормативы прописаны в документации. Согласно норме, на каждый метр расстояния необходимо соблюдать понижение на 10 мм.

Если не придерживаться этого правила, то циркуляция воды нарушится. Ближайшие радиаторы прогреются, а до остальных тепло не дойдет. В некоторых случая может произойти закипание жидкости из-за отсутствия движения воды.

При самостоятельном монтаже системы учитывается материал, из которого сделаны трубы. Он бывает следующим:

  1. 1. Система отопления самотекомСталь. Материал стойкий к высокому давлению и недорогой. Монтаж отличается сложностью. Требуется применение сварочного аппарата.
  2. 2. Металлопластик. Благодаря гладкой внутренней поверхности на ней не задерживается грязь. Небольшой вес облегчает монтаж. Однако срок службы составляет только 15 лет.
  3. 3. Полипропилен. Самотечная система отопления из полипропилена характеризуется высокой прочностью и герметичностью. Монтаж ведется при помощи паяльника. Срок эксплуатации составляет 25 лет.
  4. 4. Медь. Лучший материал для использования. Обладая хорошей теплоотдачей, выдерживает температуру до 500 °C. Эксплуатируется в течение 100 лет.

Перед началом монтажа просчитывается необходимый диаметр используемых труб. Сначала рассчитывается величина тепловой энергии, необходимая для обогрева помещения. Затем к полученному значению прибавляется 20%. С учетом этой величины подбираются диаметры труб. При этом учитываются некоторые особенности:

  • завышение диаметра приводит к излишнему использованию энергии;
  • трубы из стали не ставятся диаметром меньше 50 мм;
  • после каждого разветвления сужение труб ведется на 1 размер.

Источник: oventilyacii.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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