Гравитационная система отопления с насосом врезанным по инжекторной схеме – видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности отопительных изделий с тосолом, цена, фото

Содержание

VALTEC | Мифы «гравитационки»

Несмотря на то что отопительная техника с каждым годом совершенствуется и дополняется новыми прогрессивными техническими решениями и высокоэффективным оборудованием, системы водяного отопления с естественной циркуляции теплоносителя продолжают занимать весьма существенную долю в теплоснабжении. Они широко и успешно применяются как в индивидуальном жилищном и коттеджном строительстве, так и при сооружении объектов в районах, где электроснабжение либо отсутствует, либо осуществляется с перебоями.

Гравитационная система водяного отопления, принцип действия которой показан на рис. 1,  была изобретена еще в 1777 г. французским физиком Боннеманом (Bonneman) для обогрева инкубатора.

Рис. 1.  Принцип действия гравитационной системы отопления.

Начиная с 1818 г., системы отопления Боннемана стали широко применяться в Европе, правда, в основном для теплиц и оранжерей. Основы методики теплового и гидравлического расчета систем с естественной циркуляцией были разработаны англичанином Гудом (Hood) в 1841 г. Именно он теоретически доказал пропорциональность скоростей циркуляции теплоносителя квадратным корням из разницы высот центра нагрева и центра охлаждения, то есть перепада высот междукотлом и радиатором. Естественная циркуляция воды в системах отопления была достаточно хорошо изучена и имела мощную теоретическую поддержку. Однако споявлением насосных отопительных систем интерес ученых к «гравитационке» постепенно угасал. Теорию естественной циркуляции бегло и поверхностно освещаютв институтских курсах. При устройстве таких систем монтажники в основном пользуются советами «бывалых» да теми скупыми требованиями, которые изложены внормативных документах. Но нормативные документы лишь диктуют требования, но не дают объяснения причин появления того или иного «постулата». В связи с этим в кругу специалистов циркулирует достаточно много мифов, которые и хотелось бы немного развеять.

Рис. 2. Пример двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Для этого используем пример классической двухтрубной гравитационной системы отопления (рис. 2), со следующими исходными данными: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса

h1 = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h2 = 6 м.

Температура на выходе из котла – 90 °С, на входе в котел – 70 °C. Действующее циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить поформуле:

Δp2 = (ρ2ρ1) · g · (Hh1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 3) = 470,4 Па.

Для радиатора первого яруса оно составит:

Δp1 = (ρ2 ρ1) · g · (Hh1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 6) =117,6 Па.

При более точных расчетах учитывается также остывание воды в трубопроводах.

Миф 1. Трубопроводы должны прокладываться с уклоном по направлению движения теплоносителя. Не спорим, так было бы не плохо, но на практике это требование не всегда удается выполнить. Где-то балка покрытия мешает, где-то потолки устроены в разных уровнях и т.п. Что же будет, если выполнить подающий трубопровод с контруклоном (рис. 3)?

Рис. 3. Пример выполнения верхнего розлива с контруклоном

Если грамотно подойти к решению этого вопроса, то ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление если и снизится, то на ничтожно малую величину (несколько паскалей), за счет паразитного влияния остывающего в верхнем розливе теплоносителя. Воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Пример этого устройства показан на рис. 4. Дренажный кран служит для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В «крейсерском» режиме этот кран закрыт. Такая система останется полностью работоспособной.

Рис. 4. Пример устройства для выпуска воздуха из верхнего розлива

Миф 2. В системах с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель вверх двигаться не может. Это вовсе не так. Для циркуляционной системы понятие «верха» и «низа» очень условны. Если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то он на эту же высоту и опускается. То есть гравитационные силы уравновешиваются.Все дело лишь в преодолении дополнительных местных сопротивлений на поворотах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное остываниетеплоносителя на участках подъема должно учитываться в расчетах. Если система грамотно рассчитана, то схема, представленная на

рис. 5, вполне имеет право на существование. Мало того, в начале прошлого века такие схемы достаточно широко применялись, несмотря на свою слабую гидравлическую устойчивость.

Рис. 5. Схема с верхним расположением обратного трубопровода

Миф 3. В гравитационных системах подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов. Это тоже совсем не обязательно. Расположение подающего трубопровода с надлежащим уклоном под потолком верхнего этажа или на чердаке позволяет удалять воздух из системы через открытый расширительный бак. Однако проблему удаления воздуха можно решить и с помощью автоматических воздухоотводчиков (рис. 6) или отдельной воздушной линии.

Рис. 6. Схема с нижним расположением подающей линии

Миф 4. При естественной циркуляции теплоносителя радиаторы обязательно должны располагаться выше центра теплогенератора (котла). Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При количестве ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, естественно, должно быть проверено гидравлическим расчетом. В частности, для примера, показанного на
рис. 7
, при H = 7 м, h1 = 3 м, h2 = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

g · [H  · (ρ2 ρ1)  – h· (ρ2ρ1)  – h· (ρ2ρ3)] = 9,9 · [ 7· (977 – 965) – 3 · (973 – 965) – 6 · (977 – 973)] = 352,8 Па.

Здесь: ρ1 = 965 кг/м3 – плотность воды при 90 °С; ρ2 = 977 кг/м3 – плотность воды при 70 °С; ρ3 = 973 кг/м3 – плотность воды при 80 °С.

Циркуляционного давления вполне достаточно для работоспособности такой системы.

Рис. 7. Однотрубная гравитационная система с расположением радиаторов ниже котла

Миф 5. Гравитационную систему отопления, рассчитанную на водяной теплоноситель, можно безболезненно перевести на незамерзающий теплоноситель. Без расчета такая замена может привести к полному отказу системы отопления. Дело в том, что этилен- и полипропиленгликолевые растворы обладают значительно большей вязкостью, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих смесей несколько ниже, чем у воды, что требует, при прочих равных условиях, ускоренной циркуляции теплоносителя. Эти два фактора вместе взятые существенно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Миф 6. В открытый расширительный бак необходимо постоянно доливать теплоноситель, т.к. он интенсивно испаряется. Да, это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого используется воздушная трубка и гидравлический затвор, устанавливаемый, как правило, ближе к нижней точке системы, рядом с котлом (рис. 8). Такая трубка служит воздушным демпфером между гидравлическим затвором и уровнем теплоносителя в баке, поэтому, чем больше ее диаметр, тем лучше. Тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Некоторые умельцы умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым предохраняя систему от проникновения кислорода.

Рис. 8. Воздушная трубка с гидрозатвором

Миф 7. Насос, установленный на байпасе главного стояка, не создаст эффекта циркуляции, т.к. установка запорной арматуры на главном стояке междукотлом и расширительным баком запрещена.

Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Такое решение не очень удобно, т.к. каждый раз перед включением насоса надо не забыть перекрыть кран, а после выключения насоса – открыть. Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем VT.202 (рис. 9), который скоро появится в ассортименте VALTEC. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.

Рис. 9. Установка поплавкового нормально отрытого обратного клапана

Водяные системы отопления с естественной циркуляцией окутаны еще многими мифами, которые предлагаем вам развеять самостоятельно:

  • расширительный бак можно врезать только над главным стояком;
  • в таких системах нельзя ставить мембранный расширительныйбак;
  • регулировать тепловой поток от радиаторов в гравитационных системах нельзя;
  • естественная циркуляция не работает в межсезонье;
  • байпасы перед радиаторами в таких системах недопустимы;
  • водяные теплые полы в гравитационных системах работать не будут.

Автор: В.И. Поляков

valtec.ru

Гравитационная система отопления - что это такое, и каковы ее особенности

Гравитационная система отопления

Системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя используются уже более двух веков. И даже с появлением циркуляционных насосов они не стали менее популярными. Причина вовсе не в том, что надежность конструкции и качественное обеспечение теплом являются основными достоинствами такой системы. Просто очень часто некачественное и непостоянное снабжение электричеством становится причиной, по которой многие отказываются от использования насоса. Но какое отношение все это имеет к гравитационной системе отопления? Дело в том, что гравитационная система и система с естественной циркуляцией теплоносителя — это одно и то же.

Достоинства и недостатки

Хотя эта схема и популярна, но у нее есть определенные недостатки. Прежде всего, это длина трубопроводов, которые не способны равномерно распределить давление жидкости внутри. Поэтому в гравитационных системах 30 метров по горизонтали — это предел. Больше тянуть трубопроводы не имеет смысла. Чем дальше от котла, тем меньше давление.

Отметим также высокую первоначальную стоимость. Специалисты уверяют, что расходы на такое отопление составляют до 7% от стоимости самого здания. Связано это с тем, что здесь необходимы трубы большого диаметра, чтобы создать необходимое давление при большом объеме теплоносителя.

Еще один недостаток — медленное прогревание приборов отопления. Это опять-таки зависит от значительного количества воды. Чтобы ее прогреть, необходимо определенное время. Кроме того, высока вероятность замерзания теплоносителя в трубах, которые проходят по неотапливаемым помещениям.

Достоинства

Однако достоинств у такой системы тоже не так уж мало:

  • Простота конструкции, монтажа и эксплуатации.
  • Энергонезависимость.
  • Отсутствие циркуляционных насосов, что гарантирует тишину и исключает вибрацию.
  • Долговечная эксплуатация до 40 лет.
  • Надежность — на сегодняшний день это самое надежное отопление в плане количественного саморегулирования.

Почему же тепловая надежность зависит от количественного саморегулирования? И вообще, что это значит?

При изменении температуры воды в ту или иную сторону меняется и расход теплоносителя. Происходит изменение его плотности, что влияет на теплоотдачу. Чем больше воды, тем выше ее теплоотдача. Все это взаимодействует с теплопотерями помещения, где установлен отопительный прибор. Эти два показателя также взаимосвязаны. Увеличиваются теплопотери — растет теплоотдача.

Схема проточной системы отопления

Имеет значение и обвязка схемы. В двухтрубной системе все проще, потому что циркуляционное кольцо определяется всего лишь одним прибором. Поэтому тепловое саморегулирование происходит по укороченному варианту. А это влияет на качество теплоотдачи радиатора. Чем короче кольцо, тем лучше работает отопление в целом.

С однотрубной развязкой сложнее, потому что в одно циркуляционное кольцо входят несколько отопительных приборов, и распределение тепла может быть неравномерным. Конечно, в этом случае спасает циркуляционный насос. Но это уже не гравитационные системы отопления.

Так что двухтрубная развязка будет оптимальным вариантом при использовании системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Однако вертикальная однотрубная разводка позволит увеличить скорость движения воды, а это напрямую повлияет на рост теплоотдачи и равномерное распределение теплоносителя. Чем выше скорость воды внутри отопительных трубопроводов, тем равномернее она распределяется по всей схеме. В этом случае можно будет располагать отопительные приборы ниже котла.

Такую схему часто используют, если необходимо отопить подвал дома.

Схемы гравитационных развязок

Существует прямая зависимость между циркуляционным давлением внутри системы и вертикальным расстоянием от точки максимального тепла (верхняя) до точки минимального тепла (нижняя). При этом верхняя разводка в гравитационной системе будет оптимальным вариантом.

Три независимые системы

Но это еще не все:

  • Рекомендуется расширительный бак крепить к вертикальному основному стояку подачи горячей воды. Он используется, в основном, для удаления воздуха.
  • Подающая магистраль должна быть с уклоном в сторону движения теплоносителя.
  • В радиаторах отопления движение горячей воды необходимо организовать сверху вниз (и лучше по диагонали). Это очень важный момент.

Если все это использовать для сооружения отопления в собственном доме, то у вас получится принципиальная схема. А что с нижней разводкой? Никаких возражений по такому варианту нет. Но здесь придется столкнуться с множеством вопросов. К примеру, как отводить скапливающиеся массы воздуха? Как увеличить давление теплоносителя? И хотя варианты решения данных проблем существуют, они влекут за собой большие расходы. А зачем они нужны, если есть схемы гораздо проще.

Заключение по теме

Когда речь заходит о гравитационных отопительных системах, то чаще всего возникает вопрос правильного распределения теплоносителя по отопительным приборам и равномерного распределения его давления. Это очень важный момент, который не всегда учитывают мастера, занимающиеся монтажом отопительных сетей. А неправильный выбор может принести массу неудобств в процессе эксплуатации отопления в целом. Так что этим вопросом должны заниматься только профессионалы.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

У вас должен быть включен JavaScript для отображения комментариев.

gidotopleniya.ru

Система отопления с естественной циркуляцией: гравитационная

Стоимость отопительной системы значительно увеличивается за счет использования насосного оборудования и не только для создания принудительной системы отопления. Самая простая и дешевая система отопления с естественной циркуляцией. Хотя она имеет свои недостатки, для дома не более ста квадратных метров она сможет обеспечить необходимое тепло.

Особенности и преимущества гравитационной системы

Система отопления с естественной циркуляцией считается самой простой и дешевой конструкцией. Однако для ее реализации важно учесть большое количество нюансов. Для нормального передвижения теплоносителя необходимо создать идеальные условия. Передвижение осуществляется за счет внутреннего гидростатического давления в трубопроводе.

Обратите внимание! Гравитационную систему отопления можно внедрить только в дома с небольшой площадью, а именно до 100 м2. Также имеются ограничения касательно горизонтального радиуса самотечи, трубопровод системы не должен превышать 30 метров.

Такие ограничения связаны с тем, что внутри системы отсутствует большое давление. Но несмотря на это, имеются явные достоинства, которые делают выбор очевидным и в пользу использования данной технологии:

  • Доступные цены на оборудование, материалы, обслуживание и монтаж.
  • В среднем эксплуатационный срок составляет 40 лет.
  • Простое обслуживание и возможность самостоятельного ремонта.
  • Схема может быть саморегулирующей, в результате чего достигается хорошая тепловая устойчивость. Это объясняется тем, что тепло распространяется благодаря разнице температуры отопителя.

Циркуляционный напор – от чего он зависит?

Чтобы в системе было достаточный циркуляционный напор, все расчеты необходимо осуществлять на этапе проектирования. Напор будет зависеть от различия между нижним радиатором и уровнем середины котла. Перемещение жидкости будет лучшим, если этот перепад будет большим. Кроме этого, на скорость потока теплоносителя влияет и разница плотности между остывшей и горячей воды.

Цикличные изменения температуры в котле и теплообменнике, происходящее по центральной оси, является главным отличием гравитационной системы. Холодная находится внизу, а горячая вода вверху. Под действием силы гравитации холодная вода направляется вниз. Здесь также влияет и высота установленных батарей. Чем дальше тянется трубопровод, тем выше они будут устанавливаться, так как уклон подачи от котла направлен к радиаторам, а обратка к котлу. Такая схема позволяет теплоносителю без особых трудностей преодолевать имеющееся сопротивление в трубах.

Если такое отопление используется в частном доме, то котел устанавливается в самой низкой точке. Так, все радиаторы будут находиться выше его.

Обратите внимание! Данная схема крайне редко внедряется в квартирные дома, так как обеспечить достаточный уклон не всегда возможно.

Виды схем отопления для естественной циркуляции

Схема отопления с естественной циркуляцией будет зависеть от:

  • места прокладки магистрали горячей воды. Предпочтение лучше отдать верхней или нижней разводке;
  • метода соединения подающего стояка с батареями. Это может быть двухтрубная или однотрубная;
  • наличия попутного или тупикового движения тепла;
  • схемы монтажа трубопровода;
  • расположения трубопровода: вертикально или горизонтально.

Отталкиваясь от этих факторов, выбирается наиболее доступная схема.

Как регулировать температуру в однотрубной разводке?

Для такой системы существует только один метод проводки труб – верхняя. Она не имеет трубы с обраткой. Как охлажденная вода поступает обратно в котел? Охлажденный теплоноситель возвращается в подающей трубе. Это движение образовывается за счет разницы температуры в верхней и нижней части батареи. Чтобы во всем помещении (на 2 или 3 этаже) была одинаковая температура, последние радиаторы должны быть большего размера. Их размер идет по нарастающему. В охлажденную воду в верхнем теплообменнике поступает горячая вода в нижнюю часть батареи. Однотрубная система реализовывается двумя методами:

  1. Движение одной части теплоносителя идет по стояку к следующим батареям, а другая часть поступает внутрь радиатора.
  2. Движение всего объема теплоносителя осуществляется через все батареи. В результате такого подключения в цокольном и на первом этаже помещения, батареи получают только охлажденный теплоноситель.

При первом варианте для регулировки температуры в батареях можно использовать краны. В другом варианте использование запорной арматуры запрещено, так как значительно упадет скорость запитки теплоносителя к последующим батареям. А если полностью перекрыть кран, то процесс циркуляции и вовсе прекратится.

Выбирая метод подключения лучше отдать приоритет методу с возможностью контролировать температуру в каждом теплообменнике. В результате в каждой отдельной комнате можно настраивать температуру, которая в данный момент там необходима. Более того, так можно экономить объем затраченной энергии. Как следствие система отопления становится эффективной и гибкой.

Обратите внимание! Реализовать однотрубную разводку возможно только если есть чердачное помещение. В этом месте располагается подающая труба.

Среди недостатков можно выделить невозможность запуска отопления частично. Однако среди достоинств это простота монтажа отопления, а также значительное его удешевление. Как следствие по дому будет проходить меньше труб, которые намного легче будет спрятать.

Особенности устройства двухтрубной разводки

Отопление с естественной циркуляцией также возможно и при двухтрубной разводке. В этой схеме используется два параллельных трубопровода: подача и обратка. В верхнем трубопроводе будет циркулировать горячая вода, а в нижнем, остывшая вода. Также от котла будет отходить труба, которая соединяет его с расширительным бачком. Далее, от расширительного бачка тянется труба с горячим контуром, которая будет соединяться с общей разводкой. Дополнительно от бака может отходить переливная труба. Но это будет зависеть только от объема воды и размера емкости бака. Лишняя вода по переливной трубе будет отправляться в канализацию. Труба, которая выходит из нижней части радиатора будет подключаться в обратную магистраль. Именно по ней и будет происходить гравитация холодного теплоносителя к котлу отопления. С эстетичной стороны, такая схема имеет свой недостаток, ведь в комнате будет проходить сразу две трубы: подача и обратка. Поэтому спрятать трубопровод будет гораздо сложней.

Итак, принимая решение о выборе схемы с циркуляционным отоплением, учитывайте все за и против. Возможно, предоставленное видео поможет вам принять правильное решение, которое обеспечит приятный микроклимат в холодный период года.

otopleniex.ru

Гравитационная система отопления дома своими руками: клапана, схемы, расчет

Мифы «гравитационки»

Несмотря на то что отопительная техника с каждым годом совершенствуется и дополняется новыми прогрессивными техническими решениями и высокоэффективным оборудованием, системы водяного отопления с естественной циркуляции теплоносителя продолжают занимать весьма существенную долю в теплоснабжении. Они широко и успешно применяются как в индивидуальном жилищном и коттеджном строительстве, так и при сооружении объектов в районах, где электроснабжение либо отсутствует, либо осуществляется с перебоями.

Гравитационная система водяного отопления, принцип действия которой показан на рис. 1. была изобретена еще в 1777 г. французским физиком Боннеманом (Bonneman) для обогрева инкубатора.

Рис. 1. Принцип действия гравитационной системы отопления.

Начиная с 1818 г. системы отопления Боннемана стали широко применяться в Европе, правда, в основном для теплиц и оранжерей. Основы методики теплового и гидравлического расчета систем с естественной циркуляцией были разработаны англичанином Гудом (Hood) в 1841 г. Именно он теоретически доказал пропорциональность скоростей циркуляции теплоносителя квадратным корням из разницы высот центра нагрева и центра охлаждения, то есть перепада высот междукотлом и радиатором. Естественная циркуляция воды в системах отопления была достаточно хорошо изучена и имела мощную теоретическую поддержку. Однако споявлением насосных отопительных систем интерес ученых к «гравитационке» постепенно угасал. Теорию естественной циркуляции бегло и поверхностно освещаютв институтских курсах. При устройстве таких систем монтажники в основном пользуются советами «бывалых» да теми скупыми требованиями, которые изложены внормативных документах. Но нормативные документы лишь диктуют требования, но не дают объяснения причин появления того или иного «постулата». В связи с этим в кругу специалистов циркулирует достаточно много мифов, которые и хотелось бы немного развеять.

Рис. 2. Пример двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Для этого используем пример классической двухтрубной гравитационной системы отопления (рис. 2 ), со следующими исходными данными: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h1 = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h2 = 6 м.

Температура на выходе из котла – 90 °С, на входе в котел – 70 °C. Действующее циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить поформуле:

Для радиатора первого яруса оно составит:

При более точных расчетах учитывается также остывание воды в трубопроводах.

Миф 1. Трубопроводы должны прокладываться с уклоном по направлению движения теплоносителя. Не спорим, так было бы не плохо, но на практике это требование не всегда удается выполнить. Где-то балка покрытия мешает, где-то потолки устроены в разных уровнях и т.п. Что же будет, если выполнить подающий трубопровод с контруклоном (рис. 3 )?

Рис. 3. Пример выполнения верхнего розлива с контруклоном

Если грамотно подойти к решению этого вопроса, то ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление если и снизится, то на ничтожно малую величину (несколько паскалей), за счет паразитного влияния остывающего в верхнем розливе теплоносителя. Воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Пример этого устройства показан на рис. 4. Дренажный кран служит для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В «крейсерском» режиме этот кран закрыт. Такая система останется полностью работоспособной.

Рис.4. Пример устройства для выпуска воздуха из верхнего розлива

Миф 2. В системах с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель вверх двигаться не может. Это вовсе не так. Для циркуляционной системы понятие «верха» и «низа» очень условны. Если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то он на эту же высоту и опускается. То есть гравитационные силы уравновешиваются.Все дело лишь в преодолении дополнительных местных сопротивлений на поворотах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное остываниетеплоносителя на участках подъема должно учитываться в расчетах. Если система грамотно рассчитана, то схема, представленная на рис. 5. вполне имеет право на существование. Мало того, в начале прошлого века такие схемы достаточно широко применялись, несмотря на свою слабую гидравлическую устойчивость.

Рис. 5. Схема с верхним расположением обратного трубопровода

Миф 3. В гравитационных системах подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов. Это тоже совсем не обязательно. Расположение подающего трубопровода с надлежащим уклоном под потолком верхнего этажа или на чердаке позволяет удалять воздух из системы через открытый расширительный бак. Однако проблему удаления воздуха можно решить и с помощью автоматических воздухоотводчиков (рис. 6 ) или отдельной воздушной линии.

Миф 4. При естественной циркуляции теплоносителя радиаторы обязательно должны располагаться выше центра теплогенератора (котла). Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При количестве ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, естественно, должно быть проверено гидравлическим расчетом. В частности, для примера, показанного на рис. 7. при H = 7 м, h1 = 3 м, h2 = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

Здесь: ρ1 = 965 кг/м 3 – плотность воды при 90 °С; ρ2 = 977 кг/м 3 – плотность воды при 70 °С; ρ3 = 973 кг/м 3 – плотность воды при 80 °С.

Циркуляционного давления вполне достаточно для работоспособности такой системы.

Рис. 7. Однотрубная гравитационная система с расположением радиаторов ниже котла

Миф 5. Гравитационную систему отопления, рассчитанную на водяной теплоноситель, можно безболезненно перевести на незамерзающий теплоноситель. Без расчета такая замена может привести к полному отказу системы отопления. Дело в том, что этилен- и полипропиленгликолевые растворы обладают значительно большей вязкостью, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих смесей несколько ниже, чем у воды, что требует, при прочих равных условиях, ускоренной циркуляции теплоносителя. Эти два фактора вместе взятые существенно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Миф 6. В открытый расширительный бак необходимо постоянно доливать теплоноситель, т.к. он интенсивно испаряется. Да, это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого используется воздушная трубка и гидравлический затвор, устанавливаемый, как правило, ближе к нижней точке системы, рядом с котлом (рис. 8 ). Такая трубка служит воздушным демпфером между гидравлическим затвором и уровнем теплоносителя в баке, поэтому, чем больше ее диаметр, тем лучше. Тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Некоторые умельцы умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым предохраняя систему от проникновения кислорода.

Миф 7. Насос, установленный на байпасе главного стояка, не создаст эффекта циркуляции, т.к. установка запорной арматуры на главном стояке междукотлом и расширительным баком запрещена. Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Такое решение не очень удобно, т.к. каждый раз перед включением насоса надо не забыть перекрыть кран, а после выключения насоса – открыть. Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем VT.202 (рис. 9 ), который скоро появится в ассортименте VALTEC. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.

Рис. 9. Установка поплавкового нормально отрытого обратного клапана

Водяные системы отопления с естественной циркуляцией окутаны еще многими мифами, которые предлагаем вам развеять самостоятельно:

  • расширительный бак можно врезать только над главным стояком;
  • в таких системах нельзя ставить мембранный расширительныйбак;
  • регулировать тепловой поток от радиаторов в гравитационных системах нельзя;
  • естественная циркуляция не работает в межсезонье;
  • байпасы перед радиаторами в таких системах недопустимы;
  • водяные теплые полы в гравитационных системах работать не будут.

Автор: В.И. Поляков

Распечатать статью:
Мифы «гравитационки»

http://valtec.ru

legkoe-delo.ru

Схема отопления с циркуляционным насосом: где устанавливать?

Принцип работы самотечной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя обеспечивается разницей температур на выходе из котла и на входе в него. Эта, проверенная временем и практикой схема не только работала долгие десятилетия, но используется еще и сейчас при отоплении небольших объектов.

Тем не менее, они уже уступили пальму первенства системам с принудительным движением теплоносителя. Это более выгодный и практичный вариант организации отопления двух и более этажных здания и помещений большой площади. Движение теплоносителя в такой системе обеспечивает специально е устройство — циркуляционный насос.

Функциональные тонкости насоса

В движении жизнь веселее! Это у людей… А в отоплении более высокая скорость движения теплоносителя по контуру позволяет получить целый ряд преимуществ. Естественно, недостатки и тут нашли свое место. Разберемся…

Самотечные контуры отопления частных домов страдают таким «недугом» — неравномерный прогрев различных помещений дома. Жарче всего в комнатах, которые находятся ближе к началу движения теплоносителя по контуру, то есть у котла. А дальние помещения просто не прогреваются, так как теплоноситель вследствие малой скорости движения отдавал «львиную» часть своего тепла в начале своего пути.

Создание принудительного движения теплоносителя циркуляционным насосом способствует более равномерному прогреву радиаторов во всех помещениях, благодаря более высокой скорости движения жидкости.

Особенности выбора оборудования

Правильный выбор циркуляционного насоса позволит вам найти оптимальный баланс между эффективно функционирующим отоплением и излишними затратами на электроэнергию при повышенном звуковом фоне работы насоса. Объясняем: сильно мощный насос будет «кушать» много «киловатт-часов» (а он работает фактически круглосуточно), а малая мощность — не «продавит» теплоноситель через весь контур системы.

Циркуляционный насос

О том, как правильно выбрать агрегат и иметь представление о его устройстве, читайте статью «Подбор и расчет циркуляционного насоса для системы отопления». А здесь мы разберемся в правильных способах «интеграции сего устройства в контур отопления.

Остановимся только на том, что для бытовых систем преимущественно используются насосы «мокрого» типа — они фактически погружены в теплоноситель (воду), которую перекачивают. За счет этого они работают очень тихо, в отличие от «сухих» собратьев, которым, в силу своего шумного поведения, больше подходят промышленные объекты, котельные офисных зданий и пр.

Контакт с водой вызывает коррозию, поэтому детали такого оборудования делают из нержавеющей стали, а корпуса из бронзы или латуни.

Выбор места установки

При выборе «места жительства» циркуляционного «двигателя» воды в системе желательно (для вашего же спокойствия) учитывать такие моменты:

  1. Если насос устанавливается в старую систему — она обязательно должна быть промыта .
  2. Место установки должно быть доступно — возможно понадобится в дальнейшем иметь доступ к насосу для обслуживания или замены.
  3. Преимущественно их ставят на обратную магистральную трубу поблизости от расширительного бачка. Там температура теплоносителя ниже, что более безопасно для устройства.
  4. Современные циркуляционные агрегаты для систем отопления способны выдерживать и высокую температуру. Поэтому они могут быть установлены и на подающую трубу системы. Главное убедиться согласно технической документации на устройство, что оно способно работать при высоких температурах. Это целесообразно делать при использовании устройств со встроенной функцией регулировки скорости и при использовании «ночного режима».
  5. Обратите внимание! Насос «мокрого типа» может быть установлен как угодно в плане направления трубопровода. Но! ОБЯЗАТЕЛЬНО его вал должен быть расположен ГОРИЗОНТАЛЬНО! И его положение должно исключать возможность попадания воды в клеммную коробку.
  6. Перед первым запуском системы отопления после летнего периода необходимо проверить работоспособность самого устройства — ротор двигателя мог заблокироваться отложениями из теплоносителя.
Памятка для правильной установки и позиционирования устройства

Схемы установки

Установка циркуляционного агрегата в систему, которая изначально планировалась или уже функционировала, как самотечная (с естественной циркуляцией) выполняется по приведенной ниже схеме. Такие системы обычно однотрубные и некоторая неравномерность нагрева может все еще наблюдаться в различных помещениях. При таком подключении расход теплоносителя постоянен.

Схема установки насоса в однотрубную систему с естественной циркуляцией

При монтаже двухтрубной системы отопления насос устанавливается аналогичным способом, только наблюдаются некоторые изменения в «поведении» системы. Так использование терморегуляторов на радиаторах может привести к изменению расхода теплоносителя. Для таких систем характерен более высокий температурный перепад.

Схема двухтрубной системы с циркуляционным насосом

Схема включает:

  1. Котел;
  2. автоматический клапан воздушный;
  3. терморегулятор на радиаторе;
  4. радиатор отопления;
  5. клапан балансировочный;
  6. бак расширительный мембранного типа;
  7. кран шаровой;
  8. фильтр сетчатый грубой очистки;
  9. насос циркуляционный;
  10. термометр, манометр или термоманометр;
  11. клапан предохранительный.

Правильная установка

Для подключения циркуляционного нагнетателя в готовую систему отопления с естественным током теплоносителя организовывается своеобразная «транспортная развязка»: основная труба и «объезд» через магистраль насоса.

Для этого в разрез основной трубы ставится обратный клапан (автоматический вариант) или шаровой кран соответствующего типоразмера.

Принцип «врезки» (подключения) насоса в систему отопления

На вваренные в основную трубу с двух сторон от крана сгоны устанавливаются два шаровых крана, с которым подключается через дополнительные трубы и фитинги сам насос. Краны предназначены для перекрывания движения теплоносителя при обслуживании или демонтаже насоса.

Важный момент! Перед фильтром необходимо установить в обязательном порядке фильтр механической очистки воды, так как даже мелкие частицы, находящиеся в воде системы, при их достаточном количестве могут повредить насос.

Проверка работоспособности агрегата проводится после его подключения, заполнения всей системы теплоносителем и удаления из нее воздушных пробок. Воздух из корпуса нагнетателя выпускается через центральный винт, находящийся на его крышке. Полное удаление воздуха подтвердит выступившая вода. Малошумный режим работы и равномерно прогретые все батареи будут свидетельством правильного выбора параметров агрегата.

Обеспечение «бесперебойности» в работе

Питание циркуляционного насоса осуществляется от сети переменного электрического тока (~220В). И эта его «черта» ставит под угрозу функционирование системы в случае прекращения энергоснабжения объекта. Где искать выход и какой?

Спасительным вариантом может быть схема с использованием источника бесперебойного питания. Он должен иметь запас емкости аккумуляторов для поддержания работы насоса (и котла газового при необходимости) до 12 часов в случае отсутствия внешнего энергоснабжения и при этом выдавать «переменный» ток без искажения его «синусоиды».

Электросхема подключения ИБП с системе отопления

ИБП, относительно их функциональности можно разделить на:

  • устройства, которые ток сети (при его наличии) пропускают через себя «транзитом», не изменяя его параметров. При исчезновении внешнего питания или несоответствия его параметров номинальным значениям устройство переходит автоматически в режим «оффлайн» в включая в работу аккумуляторную батарею;
  • аппараты с линейно-интерактивным «характером поведения» — они позволяют корректировать параметры (преимущественно ступенчато), проходящего через него электрического тока от внешней сети в пределах ±20% от номинала;
  • агрегаты, обеспечивающие постоянное питание оборудования от аккумулятора(ов), который(е) периодически подзаряжается от внешней сети. Такие аппараты способны работать с входным электрическим током с широким разбросом параметров, обеспечивая на выходе стабильное напряжение питания для потребителей. Это оптимальный вариант для отопительного оборудования, снабженного электроникой, чувствительной к некачественному «питанию», но и не дешевый в обслуживании.

Электросхема питания может включать и бензиновые (дизельные) автономные генераторы, но их для «успокоения совести», устранения «скачков» напряжения и гарантии надежной работы электроники все подключения оборудования обязательно следует выполнять через надежный стабилизатор или ИБП.

Итоги

Целесообразность установки циркуляционного насоса в систему отопления уже ни у кого не вызывает сомнения. Другое дело, что монтаж устройства в систему должен быть выполнен грамотно и надежно. Практика эксплуатации агрегата в системе уже в первые дни должна подтвердить эффективность его работы быстрым прогревом радиаторов всех отапливаемых помещений.

plusteplo.ru

видео-инструкция по монтажу своими руками, с тосолом, цена, фото

Что это такое — гравитационное отопление? В статье вы найдете рассказ о принципе, лежащем в основе работы таких систем, и ряд рекомендаций по их устройству.

Текст статьи не содержит дремучей теории — это лишь изложение практического опыта сантехника с солидным стажем.

Так выглядит простейшая схема автономного отопления.

Первое знакомство

Вы никогда не задумывались, что заставляет воду течь через батареи отопления?

В многоквартирном доме все понятно: там циркуляцию создает перепад давлений между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы. Ясно, что если в одной трубе давление больше, а в другой меньше  — в замыкающем их друг с другом контуре вода придет в движение.

В частных домах отопительные системы часто бывают автономными, использующими электричество или тепло сгорания различных видов топлива. В этом случае теплоноситель приводится в движение, как правило, циркуляционным насосом отопления — крыльчаткой с маломощным (до 100 ватт) электромотором.

Но ведь электрические насосы появились намного позже водяного отопления. Как без них обходились раньше? Наверняка этот опыт можно использовать и сейчас…

Когда-то котлы не комплектовались насосами. Отопление, однако же, работало.

Использовалась естественная циркуляция нагретой воды. Тепловое расширение порождает так называемую конвекцию: любая субстанция при нагреве уменьшает свою плотность и вытесняется окружающими ее более плотными массами вверх. В случае, если речь идет о замкнутом объеме — в верхнюю его точку.

Если создать контур соответствующей формы, конвекцию можно использовать для постоянного движения в нем теплоносителя по кругу.

Система с естественной циркуляцией представляют собой, упрощенно говоря, два сообщающихся сосуда, соединенных трубками (контуром отопления) в кольцо. Первый сосуд — котел, второй — отопительный прибор.

Обратите внимание: если быть точными в аналогиях, первым сосудом, где конвекция приводит воду в движение, правильнее будет назвать котел вместе с разгонным коллектором — начинающимся от котла вертикальным участком контура.
Чем большую суммарную высоту имеет этот сосуд, тем большую скорость он придаст поднимающемуся вверх теплоносителю.

В котле вода, нагревшись, устремляется вверх. Природа не терпит пустоты, и ее место занимает более холодная (и плотная) вода из радиатора. Горячий же теплоноситель попадает в радиатор и там остывает, постепенно опускаясь в его нижнюю часть и далее — на повторный цикл в котел.

Несколько мер позволят ускорить циркуляцию в замкнутой системе:

  • Котел опускается как можно ниже относительно отопительных приборов. Если это возможно — он выносится в подвал.

От высоты H на схеме линейно зависит скорость циркуляции в контуре.

  • Разгонный коллектор, как правило, заканчивается под потолком или даже на чердаке. Там монтируется расширительный бак  для отопления.
  • Постоянный уклон от расширительного бачка к котлу тоже будет способствовать циркуляции. Остывающая вода на всем пути через отопительные приборы будет двигаться по вектору гравитации.

Кроме того, при проектировании такой системы отопления своими руками нужно понимать одну вещь. На скорость циркуляции влияют два взаимодействующих фактора: перепад в контуре и его гидравлическое сопротивление.

От чего зависит последний параметр?

  • От диаметра розлива. Чем он больше — тем проще воде течь по трубе.
  • От количества поворотов и изгибов контура. Чем их больше — тем больше сопротивление контура потоку. Именно поэтому контур стараются делать максимально близким к прямой линии (насколько это позволяет форма здания, конечно).
  • От количества и типов запорной арматуры. Каждый вентиль, задвижка, обратный клапан оказывают сопротивление потоку воды.

Следствие: сама запорная арматура в основном отопительном контуре должна иметь в открытом состоянии просвет, максимально близкий к просвету трубы.
Если контур размыкается вентилем — то только и исключительно современным шаровым.
Узкие ходы и сложная форма винтового вентиля обеспечат куда большую потерю напора.

В открытом состоянии шаровый вентиль имеет такой же просвет, как ведущая к нему труба.  Гидравлическое сопротивление потоку воды минимально.

Типично гравитационные системы делаются открытыми, с негерметичным расширительным баком. Он не только вмещает избыток теплоносителя при нагреве: в него же вытесняются пузыри воздуха при заполнении сброшенной системы. При падении уровня воды она просто доливается в бак.

Достоинства и недостатки

Предположим, что мы с нуля проектируем отопительную систему в частном доме. Стоит ли полагаться на естественную циркуляцию или лучше озаботиться покупкой циркуляционного насоса?

Плюсы

  • Перед нами саморегулирующаяся система. Скорость циркуляции будет тем больше, чем холоднее теплоноситель в обратном трубопроводе. Эта особенность системы вытекает из самого используемого физического принципа.
  • Отказоустойчивость — выше всяких похвал. В самом деле, что может случиться с контуром из толстой трубы и радиаторами? Подвижных и изнашивающихся элементов ведь нет; в результате гравитационные системы отопления способны работать без ремонта и обслуживания до полувека. Задумайтесь: вы можете сами сделать нечто, что послужит вашим детям и внукам!
  • Энергонезависимость — тоже огромный плюс. Представьте себе длительное отключение электричества среди зимы. Что вы будете делать без насоса, если метель повалила на столбы линии электропередач или на районной подстанции произошла авария?

Нарушенные линии энергоснабжения могут восстанавливаться несколько дней. Остаться на это время без отопления невесело.

  • Наконец, такая система проста в изготовлении. Вам не придется ломать голову над ее устройством: оно просто и понятно.

Минусы

Не обольщайтесь: все не так радужно, как может показаться на первый взгляд.

  • Система будет иметь большую тепловую инерционность. Говоря проще, от момента, когда вы разожжете котел, до прогрева последних в контуре радиаторов может пройти не один час.
  • Простота разводки и обвязки котла не означает ее дешевизну. Вам придется использовать толстую трубу, цена погонного метра которой достаточно высока. Впрочем, она дополнительно увеличит площадь теплообмена отопления с воздухом.
  • При некоторых схемах разводки разброс температуры между радиаторами будет значительным.
  • Из-за низкой скорости циркуляции при малой интенсивности нагрева есть вполне реальные шансы заморозить расширительный бак и вынесенную на чердак часть контура.

Немного здравого смысла

Уважаемый читатель, давайте на секунду остановимся и задумаемся: а почему, собственно, в нашем сознании естественная и принудительная циркуляция — это нечто взаимоисключающее?

Наиболее разумным решением будет следующее:

  • Проектируем систему, способную работать в качестве гравитационной.
  • Разрываем контур перед котлом вентилем. Разумеется, без снижения сечения трубы.
  • Врезаем обвод вентиля меньшим диаметром трубы и устанавливаем на обводе циркуляционный насос. Он при необходимости отсекается парой вентилей; перед насосом по ходу воды монтируется грязевик.

На фото — правильная врезка насоса. Система может работать и с принудительной, и с естественной циркуляцией.

Что мы приобретаем?

Полноценную отопительную систему с принудительной циркуляцией и всеми ее плюшками:

  • Равномерным нагревом всех отопительных приборов;
  • Быстрым прогревом комнат после запуска котла.

Систему вовсе не обязательно делать закрытой: насос прекрасно сможет работать и без избыточного давления. В случае, если электричество пропало — нет проблем: мы просто отсекаем насос и открываем вентиль на байпасе. Система продолжает функционировать уже как гравитационная.

Разводка радиаторов

Один этаж

Как уже говорилось, автор — практик и рискнет дать рекомендации по проектированию разводки, опираясь на собственный опыт.

Для одноэтажного дома лучшая схема — это так называемая ленинградка, или барачная схема отопления.

Что она представляет собой в правильной реализации?

  • Основной контур опоясывает весь дом по периметру. Единственный допустимый разрыв контура — тот самый вентиль на байпасе в месте установки насоса. Материал — труба не тоньше ДУ 32.

Полезно: естественная циркуляция отчего-то ассоциируется у многих исключительно со стальными трубами. Напрасно: в этом случае можно смело применять даже полипропилен без армирования. Открытая система подразумевает отсутствие избыточного давления; температура при нормальной циркуляции никогда не превысит точки кипения воды.

  • Отопительные приборы врезаются параллельно контуру. Подключение — нижнее или диагональное.

Первый вариант врезки — правильный. Второй и третий для наших целей категорически не подходят.

  • На подводках к радиатору (они обычно выполняются трубой ДУ20) ставятся вентиля или пара вентиль-дроссель. Запорная арматура позволит отключить радиатор полностью для ремонта; кроме того, она сделает возможной балансировку отопительных приборов.
  • При нижнем подключении в верхние радиаторные пробки устанавливается воздушник — кран Маевского, вентиль или обычный водоразборный кран.

Два этажа

Как реализовать отопление с естественной циркуляцией в двухэтажном доме?

Начнем с того, что делать нельзя.

Нельзя организовывать несколько контуров, подключенных к котлу параллельно и разных по длине. С чем связана инструкция — понять несложно: более короткий контур будет шунтировать длинный, пропуская через себя большую часть теплоносителя.

Нельзя использовать классическую двухтрубную схему без балансировочных вентилей или дросселей. В этом случае вода пойдет только через ближние отопительные приборы. Автору довелось столкнуться с последствиями такой реализации отопления: при первых серьезных заморозках дальние радиаторы были разморожены.

Такая разводка станет работоспособной лишь после балансировки стояков дросселями. Без нее вся вода будет циркулировать только через ближние отопительные приборы.

Простая в реализации и беспроблемная схема разводки может быть такой:

  • Разгонный коллектор заканчивается на втором этаже или чердаке расширительным баком. Непосредственно от него с постоянным уклоном начинается розлив диаметром  40 — 50 миллиметров.
  • Нижний контур (обратка) опоясывает дом по периметру на уровне пола первого этажа.

Полезно: да, вынести нижний розлив в подвал при его наличии будет лучше и с точки зрения эстетики, и в плане эффективности схемы. Но это стоит делать лишь в том случае, если температура в подвале не падает ниже нуля даже при холодном котле. Впрочем, если ваш контур с тосолом или другим антифризом — разморозки можно не бояться.

  • Радиаторы размыкают стояки; при этом как минимум на одном отопительном приборе на стояке установлен дроссель. Балансировка, помните? Без нее мы опять-таки получим крайне неравномерный нагрев батарей.

На схеме использован другой, менее точный способ балансировки стояков. На ближнем к котлу больше отопительных приборов. Такая схема тоже работоспособна.

Если есть возможность вынести розливы на чердак и в подвал — это имеет как минимум одну хорошую сторону. Таким образом, будет решена одна из проблем гравитационной системы — эстетическая. Все же толстая труба с уклоном редко украшает жилище.

Оборотная сторона медали — в том, что при самой качественной теплоизоляции большое количество тепла от толстого розлива будет рассеиваться бесцельно, вне жилого помещения.

При большом диаметре розлив рассеивает много тепла. В подвале оно пропадет бесцельно.

Заключение

Хотите узнать больше о системах с естественной циркуляцией? У вас остались вопросы о каких-то аспектах их работы? Посмотрите видео в конце статьи. Возможно, именно там вы найдете нужный вам ответ.

Теплых зим!

otoplenie-gid.ru

Открытая система отопления: схема с циркуляционным насосом

Возможность использования воды в качестве теплоносителя позволило человечеству изобрести эффективный обогрев своих жилищ. Открытая система отопления — классический вариант, который до сих пор пользуется популярностью, благодаря простому принципу функционирования и минимальному количеству необходимых устройств.

Как выглядит система открытого типа на практике

Принцип действия

В водяной отопительной системе жидкость является средством транспортировки тепловой энергии к передающим тепло воздуху приборам. Этими приборами могут быть радиаторы либо сам трубопроводный контур внутри пола или вдоль стен (в последнем случае используют трубы большого сечения: 8-10 см).

Благодаря этому, тепла котла (является единственным источником тепла) хватает даже для теплоснабжения нескольких находящихся на удалении от теплогенератора помещений. Кроме того, за счет изменения количества радиаторов, можно равномерно прогревать комнаты разной площади. В этом и заключается преимущество водяного отопления перед установкой обычной печи, способной обогревать только прилегающие к ней помещения.

Перемещение жидкости по контуру в силу физических законов может осуществляться самотеком: плотность нагретого теплоносителя ниже, чем остывшего. Помимо принципа термодинамики функционирование обеспечивается за счет монтажа труб под некоторым уклоном. Для повышения эффективности можно также задействовать циркуляционный насос. Многие ошибочно полагают, что насос — атрибут только закрытой системы: в открытых контурах также допустима принудительная циркуляция теплоносителя.

Открытая система теплоснабжения характеризуется в первую очередь расширительным баком открытого типа. Он представляет собой емкость без крышки для образовавшихся в результате теплового расширения воды излишков теплоносителя. Резервуар позволяет автоматически стабилизировать давление в системе. А для того, чтобы жидкость не выливалась по принципу сообщающихся сосудов, расширительный бак крепят в самой верхней точке контура. Резервуар одновременно выполняет функцию воздушного клапана: через него в атмосферу выходит воздух из системы (при ее наполнении и работе).

Подробная схема функционирования открытой отопительной системы

Отопление дома обеспечивается по следующему принципу:

  • подача — теплоноситель нагревается в котле и перемещается к радиаторам;
  • обратка — остывшая в расширительном баке и радиаторах жидкость стремится «уйти» в нижнюю точку и за счет наклона труб попадает в котел.

Установка циркуляционного насоса делает процесс более интенсивным, но принцип работы от этого не меняется.

Разновидности открытых систем

Система отопления открытого типа бывает:

  • Однотрубной, которая в базовом варианте включает в себя котел отопления, расширительный бак, батареи + трубы стандартного сечения либо просто трубы увеличенного сечения без радиаторов. Особенность: для подачи и обратки прокладывается одна магистраль, из-за чего по мере удаления от котла ухудшается прогрев помещений. Однотрубная открытая система отопления пригодна лишь для небольших одноэтажных домов, в остальных случаях для качественного теплоснабжения ее эффективности недостаточно.
  • Двухтрубной, которая является более сложной и дорогой в монтаже разновидностью системы. Однако, она позволяет равномерно прогревать весь дом.
Как выглядят однотрубная и двухтрубная системы на схеме
Особенность: магистраль подачи поставляет нагретый теплоноситель сразу во все приборы отопления, обеспечивая их одинаковую температуру. Обратка же в данном случае идет по отдельному трубопроводу, к которому подсоединен каждый из радиаторов.

Схемы

Схема системы отопления открытого типа подбирается в зависимости от параметров дома, требований к эффективности системы, планируемого объема финансовых вложений в ее проектирование и монтаж. Открытая система теплоснабжения может быть гравитационной или с принудительной циркуляцией, что во втором случае требует установки специального оборудования.

Выбирая схему, нужно учитывать:

  • Общую площадь помещений, где должно быть проведено водяное отопление. Если значение меньше 60 кв. м., достаточно системы с естественным движением теплоносителя (гравитационной).
  • Этажность постройки, высоту потолков. Для гравитационной системы потребуется разгонный сток от котла, чтобы исключить образование воздушных пузырей в контуре – они помешают нормальному движению жидкости и эффективность теплоснабжения.
  • Расчетный тепловой режим функционирования системы. Если предполагается использование низкотемпературного отопления, то в открытую систему обязательно ставят циркуляционный насос. Без него не будет движения теплоносителя, так как одного лишь теплового расширения воды в 45-60 градусов будет недостаточно для естественной циркуляции.

Проанализировав показатели и рассчитав тепловые потери, можно сделать вывод относительно более удобной и выгодной для использования схемы теплоснабжения.

Более подробно рассмотрим каждую из систем теплоснабжения.

Естественная циркуляция

В открытой системе отопления гравитационного типа не предусмотрено механизма, заставляющего теплоноситель перемещаться по контуру. Движение обеспечивается за счет теплового расширения жидкости. Чтобы сделать систему работоспособной, в контур включен разгонный стояк высотой от 3,5 м. – по нему нагретый теплоноситель поднимается вверх, и далее движется по наклонным трубам к радиаторам отопления, заставляя остывшую воду вернуться в котел по трубе обратки.

При расчете гравитационной системы важно учесть не только высоту разгонного стояка, но и расположение расширительного бака, который должен находиться в самой высокой точке контура. Таким образом, разгонный стояк должен быть подсоединен к расширительному баку снизу (в идеале) или сбоку, если высота потолков или крыши не позволяет иначе установить резервуар.

Пример однотрубной системы с естественной циркуляцией

Самотечная система позволяет использовать для отопления дома водяной теплый пол, но на его контур придется установить отдельный циркуляционный насос. При отсутствии электроснабжения теплый пол будет отключаться, но работоспособность радиаторной системы сохранится.

Если открытая система теплоснабжения с естественной циркуляцией предполагает одновременную подготовку воды для ГВС, то бойлер косвенного нагрева монтируют ниже расширительного бака.

Принудительная циркуляция

Открытая система отопления с циркуляционным насосом отличается более быстрым прогревом помещений за счет интенсивного движения теплоносителя – скорость возрастает до 0,3-0,7 м/с. За счет ускоренного перемещения нагретой жидкости равномернее прогреваются все ветви отопительной магистрали.

Система отопления с принудительной циркуляцией – энергозависимый вариант, поскольку встроенный насосный агрегат требует энергоснабжения. Избежать проблем, связанных с перебоями в электроснабжении поможет устройство байпаса – перемычки, на которую и монтируется насос с сопутствующим оборудованием. В этом случае при отключении электроэнергии теплоноситель продолжит свободно перемещаться по отопительному контуру естественным путем, и дом не останется без тепла.

Пример однотрубной системы с принудительной циркуляцией для двухэтажного домаСхема монтажа двухтрубной системы с принудительной циркуляцией в двухэтажном доме

Циркуляционный насос ставят на обратную трубу недалеко от ее входа в котел (до теплоагрегата должно оставаться около 1,5 м). По обеим сторонам от байпаса с насосом устанавливают два отсекающих крана, с помощью которых перекрывается поток жидкости по основной трубе, если насос работает. При отключении электроэнергии краны открывают, восстанавливая естественную циркуляцию.

Если вы задумались, можно ли поставить насосный агрегат для принудительного движения жидкости в контуре открытой системы теплоснабжения, важно знать, что не стоит забывать о разгонном стояке и правильном уклоне труб – без этого при отключении электроэнергии система работать не сможет. Учтите, что насос в открытой системе высокотемпературного отопления – дополнительный элемент, призванный повысить эффективность, а в низкотемпературной – базовый компонент, обеспечивающий функциональность.

Обвязка циркуляционного насоса

Требования к монтажу и эксплуатации

Обустраивая теплоснабжение дома, требуется принять во внимание, что открытая отопительная система имеет ряд особенностей:

  • Котел (твердотопливный, газовый, жидкотопливный) должен располагаться в нижней точке магистрали, а расширительный бак – в самой верхней.
  • Удобнее всего разместить расширительный резервуар на утепленном чердаке, если крыша холодная – теплоизолируют саму емкость и магистрали.
  • Чем меньше поворотов и соединительных элементов в магистрали – тем эффективнее движется теплоноситель при естественной циркуляции.
  • Скорость движения теплоносителя в гравитационной системе не превышает 0,3 м/с, поэтому важно следить за температурой жидкости в котле, не допускать ее перегрева и кипения – это повредит трубам магистрали и приборам отопления.
  • Перед наступлением холодов воду из неиспользуемой отопительной системы сливают, чтобы трубы и рубашка котла не лопнули при перемерзании жидкости.
  • В расширительный бак регулярно требуется добавлять воду, так как она со временем испаряется, а недостаток теплоносителя приведет к формированию воздушных пробок и остановке системы. Можно организовать узел подпитки или заливать вручную из ведра – это проще в небольшом индивидуальном доме.
  • Открытая система отопления диктует использования воды в качестве теплоносителя. Это связано с тем, что антифриз относится к токсичным веществам, и его испарения из открытого бака вредны для человека. Кроме того, его придется регулярно подливать, увеличивая затраты на отопление. Если отоплением предполагается пользоваться нерегулярно, но хочется избежать хлопот с постоянным сливом жидкости из контура, допускается залить антифриз, но в этом случае расширительный бак снабжают крышкой с небольшим отверстием, чтобы снизить скорость испарения незамерзайки.
  • Ключевой этап обустройства отопления гравитационного типа – проектирование, поскольку важно правильно выполнить расчет сечения труб и уклон трубопровода. Соответствующие нормы указаны в СНиП 2.04.01-85. Протяженность контура должна составлять не более 30 метров, на горизонтальных участках магистрали трубы монтируют с уклоном не менее 2-3 мм на метр длины.
Котел должен быть расположен ниже самого низкого радиатора

Открытая система: достоинства и недостатки

При обустройстве отопления в частном доме немало людей отдает предпочтение классическому варианту системы, в которой используется открытый расширительный бак, несмотря на растущую популярность более передовых систем закрытого типа. Этот выбор обусловлен достоинствами, которыми обладают открытые системы обогрева дома, в их число входит:

  1. Энергонезависимость. Для местности с нестабильным электроснабжением актуален вопрос отопления без использования оборудования, потребляющего электричество. Помимо обустройства открытой системы важно использовать энергонезависимый котельный агрегат.
  2. Надежность. Это основной плюс – данный вариант теплоснабжения доказал свою функциональность десятилетиями эксплуатации в самых разных условиях, в том числе в регионах с суровым климатом. По сути, надежность открытых систем сводится к надежности котлов, поскольку в ней больше нет элементов, которые могут выйти из строя. Важно лишь внимательно подойти к выбору приборов отопления и элементов для прокладки трубопровода – от их срока эксплуатации зависит продолжительность функционирования системы.
  3. Простая схема. Отсутствуют сложные узлы, монтаж можно осуществить самостоятельно.
  4. Не требуется отладка и настройка - после завершения монтажа, контур заполняют водой. Если нагретый теплоноситель начал циркулировать, все сделано правильно.
  5. Бесшумная работа, отсутствие вибраций (если не используется циркуляционный насос).
  6. Возможность дополнить энергонезависимое отопление циркуляционным насосом, сделав универсальную систему и повысив ее эффективность.

К недостаткам эксплуатации отопительного контура открытого типа относят:

  • Ограничение в применении. Для больших домов такая система не подходит – если длина горизонтальной магистрали превышает 30 метров, величина гидравлического сопротивления в трубах превышает уровень напора потока нагретого теплоносителя, то есть, естественная циркуляция невозможна, наступит статическое равновесие.
  • Инертность. Без установки циркуляционного насоса прогрев системы (выход в рабочий режим) будет занимать немало времени, поскольку скорость перемещения нагретой жидкости чрезвычайно низка. По этой же причине невозможно организовать оперативное управление микроклиматом в помещении.
  • Конструкционные нюансы. Чтобы минимизировать гидравлическое сопротивление в трубопроводе, его монтируют из труб разного диаметра (по мере удаления от котла диаметр должен уменьшаться, чтобы поддерживалась нормальная скорость перемещения жидкости), а это усложняет монтаж и требует дополнительных расходов – трубы большого диметра дороже, нужны переходники и т.д.
  • Особенности монтажа. Обязательно следует соблюдать расчетный уклон труб на каждом участке магистрали – даже единственная ошибка способна сделать систему неработоспособной или снизить ее эффективность. В последнем случае для преодоления гидравлического сопротивления придется повысить рабочую температуру теплоносителя, что ведет к перерасходу топлива и увеличению финансовых затрат на теплоснабжение.
  • Обслуживание. Из-за интенсивного испарения горячей жидкости из открытого расширительного бака, требуется постоянно следить за уровнем воды и вовремя ее подливать.
  • Активная коррозия металла. Через бак в теплоноситель постоянно поступает кислород, что ускоряет коррозионные процессы. Это снижает долговечность металлических элементов системы, в том числе стального теплообменника котельного агрегата.
Виды котлов и их выбор

Заключение

Открытые системы для отопления дома – незаменимый вариант для местности, расположенной вдали от центральных коммуникаций. При наличии стабильного электроснабжения данный вид отопления выбирают при желании максимально снизить сезонные финансовые затраты на теплоснабжение небольшого по площади дома.

Видео по теме:

profiteplo.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *