Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Отопление с естественной циркуляцией: Система отопления с естественной циркуляцией – схемы без насоса

Содержание

Система отопления с естественной циркуляцией

При отсутствии или нестабильной подаче электроэнергии системы отопления частных домов часто организуют на базе схемы с естественной циркуляцией теплоносителя. Такая схема является полностью энергонезависимой, способна обеспечить нужды отопления небольших домов площадью до 60 – 70 м2. Материал статьи описывает принцип работы, устройство и виды системы с гравитационной циркуляцией, дает рекомендации по выбору материалов и монтажу.

Принцип работы схемы с естественной циркуляцией

Принцип работы самотечной системы отопления базируется на теплофизических свойствах воды. При нагреве жидкость приобретает меньшую плотность и соответственно – массу. Горячий теплоноситель, нагретый в котле, поднимается по вертикальному трубопроводу, часто называемому разгонным коллектором.

Освободившееся пространство естественным образом занимает более холодный теплоноситель, имеющий более высокую плотность и массу, сосредоточенный в нижней части системы.

За счет образования разницы плотностей холодного и горячего теплоносителя возникает постоянный цикл движения воды в системе отопления.

Гравитационная составляющая циркуляции улучшается сооружением трубопроводов системы с нормативным уклоном, который составляет не менее 2 мм на 1 погонный метр длины. Уклон ориентирован в сторону движения теплоносителя.

Вода в процессе работы системы имеет малую скорость движения, на качество циркуляции отрицательно влияют любые гидравлические сопротивления. Схема работает без наличия насосного оборудования и потребления электрической энергии.

Устройство системы с естественной циркуляцией

Базовый элемент системы отопления – котел – располагается в нижней точке системы. От теплогенератора поднимается вертикальный разгонный коллектор. Рекомендуемая высота коллектора – от 2,5 метров, диаметр трубопровода – не менее 50 мм.

На верхней точке разгонного коллектора, в месте поворота трубопровода к радиаторам, располагают расширительный бак открытого типа.

Расширительный бак по желанию оборудуют линией перелива, соединенной с канализацией. Через нее излишки воды, образовавшиеся при нагреве и расширении, переливаются в канализацию.

Расширительный бак может оборудоваться линией подпитки, соединенной с системой водопровода. В отсутствии линии подпитки пополнение системы водой производится вручную. Расширительные баки при размещении в неотапливаемом помещении должны качественно утепляться.

 Экспанзомат, кроме функций компенсации теплового расширения и подпитки, выполняет функцию естественного воздухоотводчика. Трубопроводы монтируются с уклоном таким образом, что пузырьки воздуха не уносятся в систему, так как вода имеет малую скорость, а поднимаются в верхнюю точку, на которой установлен РБ.

Из верхней точки разгонный коллектор меняет направление на горизонтальное и с нормативным уклоном прокладывается к радиаторам отопления. Система отопления в части обвязки радиаторов имеет 2 разновидности:

  1. Однотрубная;
  2. Двухтрубная.

Однотрубная система с естественной циркуляцией обладает свойством снижения температуры на каждом последующем радиаторе в ряду.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией

Сооружение байпасов для улучшения качества регулирования создает излишнее гидравлическое сопротивление, поэтому система чаще всего сооружается по простейшему принципу – радиаторы подключают к трубопроводу подачи последовательно, с последнего радиатора выходит обратный трубопровод и подсоединяется к котлу.

Наиболее эффективным по теплоотдаче считается диагональное подключение радиатора, менее качественными – боковое (при вертикальной разводке) и нижнее. Несовершенство однотрубной системы – снижение температуры на радиаторах – можно частично компенсировать увеличением числа секций на последних радиаторах.

Двухтрубная схема системы отопления более удобна в регулировании. Здесь радиаторы подключены к подающему и обратному трубопроводу параллельно.

Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией

Для монтажа системы этого типа требуется большее количество трубы, соответственно схема имеет большее гидравлическое сопротивление. Регулирование температуры на радиаторах производится 2 методами:

  1. Принудительное, с помощью запорной арматуры;
  2. Естественное, за счет поэтапного изменения диаметра трубопроводов.

Принудительное регулирование можно производить шаровыми кранами, имеющими полнопроходное сечение. Регулирующие вентили малопригодны для этой задачи, так как обладают высоким гидравлическим сопротивлением и имеют сниженное проходное сечение.

Поэтапное изменение диаметра производится по принципу постепенного уменьшения диаметра подачи к последнему радиатору и постепенному расширению обратки от него к котлу. Выполнение такой схемы требует тщательного расчета, выполнить самостоятельно который довольно трудно.

Оба метода регулирования в любом случае значительно повышают гидравлическое сопротивление системы в целом, что отрицательно влияет на качество циркуляции и может привести к ее остановке. Поэтому большей популярностью пользуется все же однотрубная система, даже со своим недостатком – разницей температур в начале и в конце контура отопления.

Для систем отопления с естественной циркуляцией, предназначенных для отопления домов площадью не более 70 м2, падение температуры на последнем радиаторе может составлять 5 – 10

0С. Обычно этот недостаток частично нивелируется увеличением числа секций последних в ряду приборов отопления. Кроме того, однотрубные схемы часто модернизируют установкой циркуляционного насоса.

В систему отопления с естественной циркуляцией иногда интегрируется бойлер косвенного нагрева. Его рекомендуется устанавливать в верхней точке разгонного коллектора, трубопровод выхода теплоносителя с бойлера направляют в горизонтальном направлении с уклоном к радиаторам. Работа бойлера в самотечной схеме не отличается высоким качеством – температура воды в нем не регулируется, температура воды напрямую зависит от температуры теплоносителя.

Подключение контуров теплых полов к системам гравитационного типа не производится. Это обусловлено тем, что отдельные контуры водяных теплых полов имеют большое сопротивление, циркуляция возможна только с помощью циркуляционного насоса. Установка насоса в точках подключения полов к системе с гравитационной циркуляцией внесет резкий гидродинамический дисбаланс и может нарушить принципы естественного циркулирования.

Материалы и оборудование системы отопления

Монтаж комплекса отопления рекомендуется производить с соблюдением следующих правил:

  1. Котел следует размещать в нижней точке системы;
  2. Уклон трубопроводов должен быть не менее 2 мм на 1 погонный метр длины;
  3. Система монтируется с минимумом гидравлических сопротивлений – поворотов, сужений, минимальным числом запорной арматуры.
Напольный котел отопления

В качестве теплогенераторов для систем гравитационного типа применяются в основном напольные котлы, имеющие увеличенные диаметры подключения и размеры теплообменника по сравнению с настенными моделями.

Основным видом приборов отопления для самотечной схемы являются чугунные радиаторы. Они обладают увеличенным проходным сечением секций устройства.

Чугунный радиатор в системе с естественной циркуляцией

Другие виды радиаторов (а также конвекторы) имеют малое внутреннее сечение и создают излишнее сопротивление.

Зачастую системы с естественной циркуляцией выполняются вообще без приборов отопления – по периметру помещений прокладываются стальные трубы. В этом случае циркуляция имеет лучшие параметры, но для достижения требуемой величины поверхности теплообмена может требоваться увеличение диаметра трубопроводов. К тому же такая конфигурация отопления малопривлекательна внешне, занимает много места.

Для монтажа отопления применяются в основном стальные трубы.

Трубопроводы для отопления из стали

Разгонный стояк в любом случае сооружается из стали, так как температура в зоне котла достигает высоких значений. Несколько реже применяются трубы из стабилизированного полипропилена. Рекомендуемый диаметр трубопроводов – 32 мм и больше.

 Другие полимерные трубопроводы – металлопластик, трубы из сшитого полипропилена – применять не рекомендуется. Фитинги этих систем значительно снижают проходное сечение и создают излишнее гидравлическое сопротивление, препятствующее естественной циркуляции.

Прокладку трубопроводов отопления следует производить открыто. Скрытая прокладка подразумевает значительное увеличение числа соединений и поворотов.

Достоинства и недостатки системы с естественной циркуляцией

Достоинствами схемы с гравитационным движением теплоносителя являются следующие показатели:

  1. Полная энергонезависимость;
  2. Простота устройства и эксплуатации.

Система с естественной циркуляцией обладает и массой недостатков:

  1. Сложность регулирования;
  2. Неравномерное распределение тепла;
  3. Непривлекательный внешний вид;
  4. Ограничения по тепловой мощности;
  5. Сложность самостоятельного монтажа – требуется привлечение сварщика.

Система отопления с естественной циркуляцией используется сейчас больше как вынужденная мера. Главная причина строительства гравитационного водяного отопления – серьезные перебои в электроснабжении. Тем не менее, в некоторых ситуациях сооружение гравитационного отопления является единственно возможным техническим решением для обогрева частных домов и дач.

(Просмотров 3 168 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Закрытая система отопления частного дома, схема с естественной циркуляцией

Типовая схема

Если рассматривать более подробно контур с естественной циркуляцией теплоносителя, он будет содержать следующий набор элементов:

  1. Расширительный бачок, который располагают в самой верхней точке
  2. Отопительные радиаторы
  3. Трубопровод (двойной, одинарный)
  4. Котельное оборудование, нагревающее теплоноситель

Сила и скорость, с которыми теплоноситель будет циркулировать по отопительной системе, зависят от веса, объема и плотности горячей жидкости. Немаловажную роль оказывают внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота расположения отопительных батарей относительно котла.

Особые требования предъявляются к горизонтальным трубопроводам. Они должны иметь обязательный уклон около 5 мм на метр по направлению движения. Только в этом случае остывшая жидкость будет стремиться обратно к котлу.

Необходимо постараться, чтобы на пути теплоносителя было меньше элементов, способных увеличить сопротивление. Многочисленную запорную арматуру, разветвления и изломы приходится компенсировать большим диаметром трубы.

Возможно вас так же заинтересует оригинальный способ отопления производственных помещений

3 Правила выбора комплектующих

В связи с тем, что в коллекторе (стояке) проходит самая высокая температура теплоносителя, саму трубу нужно устанавливать металлическую. Кроме этого, если используется печка, а не котёл как источник тепла, то внутри возможно прохождение пара, что может пагубно сказаться на работе системы.

Стоит учитывать и то, что при отоплении гравитационного типа диаметр труб водяного контура должен быть немного больше, чем в схеме с насосом. Как показывает практика, для отопления дома в 160 квадратных метров достаточно двухдюймовых труб на выходе (стояк) и на входе в теплообменник. Это нужно, поскольку при естественной схеме скорость воды меньше, что может привести к следующим проблемам:

  • при низком давлении вода не сможет пробить засоры и воздушные пробки;
  • в несколько раз меньший объём тепла получает помещение от котла за период прохождения воды от начальной до конечной точки.

Если схема предусматривает подачу воды снизу радиаторных батарей, то важной задачей остаётся обустройство вывода воздуха из системы. Он не может полностью удаляться через расширительный бак, поскольку вода поступает по магистрали, которая находится по уровню ниже, чем сами потребительские приборы (радиаторы)

Если используется принудительная схема, то давления достаточно, чтобы кислород выходил через воздухосборники, установленные в в

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Здесь вы узнаете:

При создании отопительной системы необходимо определиться с типом циркуляции. Она может быть естественной или принудительной (с использованием циркуляционного насоса). У каждый схемы есть свои достоинства и недостатки, которые нужно учитывать при проектировке отопительной системы и ее монтаже. Что представляет собой схема отопления частого дома с естественной циркуляцией и как вообще работает данная система отопления? Об этом вы узнаете из нашего обзора.

Принцип работы

В целом принцип работы отопления с естественной циркуляцией достаточно простой:

  • Отопительный котел нагревает теплоноситель;
  • Под действием гидростатического давления теплоноситель перемещается по системе и нагревает батареи отопления;
  • Остывший теплоноситель поступает обратно в котел.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Теплоноситель в отопительной системе течет самотеком, без помощи циркуляционного насоса. Благодаря этому система получается простой в монтаже и дешевой в обслуживании. Нагревающаяся в котле вода (она чаще всего выступает теплоносителем) двигается от котла вверх по отводящей трубе – это происходит из-за изменения ее плотности и объема. Снизу ее как-бы подталкивает холодная вода.

Поднявшись по трубе вверх, теплоноситель поступает в горизонтальные разводы, откуда направляется в батареи. По мере своего движения от постепенно отдает тепло самим трубам и батареям. Остывшая вода становится более плотной, поэтому она имеет свойство опускаться вниз. Далее она поступает в котел, выталкивая из него уже нагревшийся теплоноситель. Тем самым достигается естественная циркуляция, не требующая применения насоса.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией включает в себя следующие элементы:

  • Отопительный котел;
  • Горизонтальные и вертикальные трубы;
  • Батареи отопления;
  • Расширительный бачок.

Здесь мы видим предельную простоту всей системы, что уменьшает нагрузку на ее обслуживание.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя в двухэтажных домах.

Отопительные системы с естественной циркуляцией чаще всего монтируются в частных домах. Максимальная высота построек – не более двух этажей. Только в этом случае можно рассчитывать на нормальную работу отопления. Также нужно учитывать некоторые другие ограничения, о чем пойдет речь в нашем обзоре.

Преимущества и недостатки

Описывая отопление с естественной циркуляцией, нельзя пройти мимо описания ключевых достоинств и недостатков. Начнем, как обычно, с положительных черт.

Достоинства естественной циркуляции:

  • Отсутствие дорогостоящего циркуляционного насоса, благодаря чему уменьшается стоимость системы отопления;
  • Отсутствие лишних шумов – несмотря на малошумность, циркуляционные насосы создают тихий гул. Днем его практически не слышно из-за окружающего нас шума. Ночью его гудение становится слышимым, что доставляет некоторым людям дискомфорт – не спасает даже понижение скорости вращения. В отдельных точках домовладения гул может усиливаться;
  • Дополнительные расходы в случае выхода насоса из строя – хорошие насосы стоят достаточно дорого;
  • Минимум поломок – кроме отопительного котла здесь просто нечему ломаться. А протечки, при грамотном монтаже, настолько редкие, легко устранить своими руками;
  • Отсутствие затрат на электроэнергию – работа насоса вызывает дополнительные расходы на оплату электричества;
  • Энергонезависимость отопительной системы – она может быть смонтирована в доме без электрификации (при условии использования энергонезависимого отопительного котла).

Недостатки:

  • Невозможно отапливать многоэтажные здания – так как отопительная система получится очень большой, а напор в ней очень слабый, то циркуляции теплоносителя не будет. Следовательно, для обогрева больших построек необходима принудительная циркуляция теплоносителя с использованием циркуляционного насоса. Это актуально и для отопления 2-х этажных частных домов больших размеров;
  • Ограниченная длина отопительной системы – максимальная длина горизонтальных участков не должна превышать 30 метров. В противном случае естественная циркуляция будет невозможной. Следовательно, здесь опять же необходим циркуляционный насос;
  • Необходимость соблюдать уклоны труб – они хоть и небольшие, но иногда они бывают заметными. Если бы в доме прокладывалась система отопления с принудительной циркуляцией, уклоны были бы не нужны;
  • Длительный прогрев больших домов – за счет слабого давления, тепло на начальном этапе распространяется с трудом. Но после нагрева системы ситуация улучшается, обогрев становится равномерным.

Конечно же, большинство недостатков связано с невозможностью обогрева крупногабаритных домов. Если же ваше домовладение отличается небольшой площадью, то недостатками можно пренебречь.

Особенности монтажа

В отопительных системах с естественной циркуляцией обязательно должен соблюдаться уклон труб, а расширительный бачок должен распологаться в самой верхней точке.

Если мы взглянем на самую простую схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то мы отметим необходимость соблюдения правил по прокладке. Выходящая из котла труба с горячим теплоносителем обязательно поднимается вверх, к потолку. Здесь же, в самой верхней точке, располагается расширительный бачок (с отводом излишков воды). Его наличие строго обязательно, так как нагретый теплоноситель всегда расширяется в объеме. Емкость бачка составляет 20-30 литров.

После подъема вверх теплоноситель отправляется в горизонтальные участки. И здесь нужно соблюдать определенный угол уклона. То есть труба с горячим теплоносителем монтируется с уклоном сверху вниз, по мере удаления от верхней точки. Тем самым обеспечивается более эффективная циркуляция воды. То же самое относится и к обратным участкам – здесь угол должен быть таким, чтобы теплоноситель тек из самой дальней точки к котлу сверху вниз (делается уклон в сторону котла).

Обязательно соблюдайте уклоны, так как это поможет снизить гидравлическое сопротивление, препятствующее нормальному протеканию теплоносителя. Оптимальный уклон составляет от 5 до 10 мм на метр трубы.

Система отопления с естественной циркуляцией может быть однотрубной или двухтрубной:

  • При монтаже однотрубной системы теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам и возвращается по обратному водопроводу практически напрямую;
  • Двухтрубная система подразумевает создание индивидуальных подводов к каждой батарее и индивидуальных отводов в нижнюю трубу.

Применение двухтрубной системы позволяет рассчитывать на более равномерный прогрев здания. Также нужно обратить внимание на тот факт, что горизонтальная длина всей системы не должна превышать 30 метров, а возвратная труба должна идти параллельно горячей трубе.

Однотрубные системы ориентированы на обогрев зданий небольшой площади. Если в вашем доме 2-3 комнаты, рекомендуется смонтировать двухтрубную систему.

При самотоятельном монтаже отопления с естественной циркуляцией уделяется внимание изгибам, влияющим на гидравлическое сопротивление. Крайне желательно, чтобы трубы шли по помещениям прямо, без лишних изгибов. Также нежелательно использовать арматуру и краны, применять трубы небольшого диаметра — для подобных систем желательно приобрести нормальные металлические трубы подходящего размера. Если диаметр будет мал, это окажет сопротивление и без того слабому напору теплоносителя.

В заключение расскажем о еще одной особенности расположения элементов системы отопления с естественной циркуляцией. Дело в том, чтоб отопительный котел должен располагаться ниже, чем любое другое оборудование (здесь имеются ввиду батареи и радиаторы). Поэтому для этих целей необходимы напольные котлы. Оптимальное размещение – в котельной с более низкими, чем во всем доме, полами. Тем самым улучшается прохождение теплоносителя по всей отопительной системе. Соблюдая вышеописанные правила, вы построите отличное отопление с высокой эффективностью работы.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Систему отопления с естественной циркуляцией водяного теплоносителя запантетовал в 1832 г. российский ученый-металлург П.Г. Соболевский. В наш век стремительно изменяющихся технологий эту схему (называемую также гравитационной или самотечной) теплоснабжения частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность. Самотечная система отопления по-прежнему широко используется в строительстве своими руками собственного дома и считается оптимальным технико-экономическим решением. Небольшое давление в сети ограничивает область ее применения, но для одноэтажного жилого здания данная схема весьма эффективна и часто рассматривается в качестве альтернативы отоплению с использованием насосных агрегатов.

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией

Схема отопления с естественной циркуляции

Схема движения водяного теплоносителя в системе отопления с естественной циркуляцией

В схеме приняты следующие обозначения:

  • поз. 1 – котел отопления;
  • поз. 2 – бак расширительный;
  • поз. 3 – радиаторы отопления;
  • Т1 – нагретый теплоноситель, красными стрелками показано направление его движения;
  • Т2 – остывший теплоноситель, синие стрелки указывают на его движение в контуре.

В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается применение специальных незамерзающих составов-антифризов, но в системах с естественной циркуляцией теплоносителя использовать антифризы не рекомендуется.

Главные недостатки антифризов для использования в контуре отопления естественной циркуляции:

  • В схеме отопления с естественной циркуляцией в конструкциях расширительных баков предусмотрен контакт с окружающим атмосферным воздухом. Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую экологию;
  • Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и его периодическом пополнении;
  • У антифризов низкая теплоотдача, способствующая малому съему тепла радиаторами от теплоносителя при его циркуляции. Это приводит к перегреву антифриза в контуре и самого котла;
  • Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающих проходное сечение в трубках.

Наиболее оптимальным носителем тепла в контуре гравитационного типа для отопления одноэтажного или двухэтажного жилого здания является водяной теплоноситель благодаря своей дешевизне и доступности.

Естественная циркуляция в контурах отопления

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого здания являются:

  • Котел, нагревающий водяной теплоноситель;
  • Расширительный бак, представляющий собой емкость для сброса излишков воды, появляющихся при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
  • Трубопроводы подачи из котла горячей воды в отопительные радиаторы и возврата остывшей жидкости из радиаторов обратно в котел (за что возвратная часть теплосети в обиходе получила название обратки). Вместе они составляют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
  • Отопительные радиаторы.

Схема теплосети отопления с естественной циркуляцией для обогрева частного дома

При разогреве теплоносителя его объем увеличивается, излишки нагретой воды поднимаются вертикально вверх к расширительному баку, в системе создается гидростатическое давление, зависящее от разности весов водяных столбов горячей (линия подачи) и холодной (линия обратки) воды.

Под этим давлением горячая вода поступает с верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления. Остывшая в радиаторах вода поступает по обратке (синяя линия) на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна лишь в том случае, если при монтаже обеспечены уклоны горизонтальных участков трубопроводной теплотрассы в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет перемещаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Другим фактором, влияющим на перемещение жидкости, является циркуляционный напор, обозначенный на рисунке буквой Н. Чем выше перепад уровней размещения радиаторов и котла, тем быстрее движение воды в контуре.

В гравитационных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому нередко данную систему называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, там и устанавливают бак, открытый для контакта с атмосферой. Систему, использующую герметичные баки, называют закрытой. В ее составе используется насос, по принципу действия она уже принудительного характера.

Скорость движения воды

При цикличных изменениях температуры горячая вода находится в верхней части теплосети, холодная влага движется в нижних трубах. Основной побудительной силой для естественного (без принуждения от насоса) движения жидкости в контуре является циркуляционный напор, зависящий от соотношения высот расположения котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена графическая схема возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянную величину для данной схемы и не изменяется во время работы системы отопления.

Схема возникновения циркуляционного напора

Для создания оптимального напора отопительный котел устанавливается с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь, расширительный бак необходимо установить повыше. Довольно часто его ставят на чердаке дома.

Скорость циркулирования воды в контуре при монтаже своими руками гравитационной отопительной системы частного дома определяется следующими факторами:

  1. Величиной циркуляционного напора. Чем он больше, тем выше скорость протекания воды в теплотрассе;
  2. Диаметрами труб отопительной разводки. Малые размеры внутреннего сечения трубы будут оказывать большее сопротивление водяному потоку, чем трубы с диаметром побольше. Для однотрубной или двухтрубной самотечных систем под разводку намеренно завышают размеры труб до Ду 32-40 мм;
  3. Материалами изготовления труб контура. У современных полипропиленовых труб сопротивление потоку в несколько раз ниже, чем у поврежденных коррозией и покрытых отложениями стальных трубопроводов;
  4. Наличием поворотов в сети теплотрассы. Идеальный вариант – прямой трубопровод;
  5. Обилием арматуры, переходников, подпорных шайб. Каждый вентиль снижает величину напора.

Процессы естественной циркуляции весьма инертны и протекают медленно. Время между растопкой котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Монтажные схемы контуров

По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.

Однотрубная схема самотечной системы отопления

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

Схема циркуляции. Видео

О том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.

Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:

  • излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
  • сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
  • отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
  • постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.

Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Местное отопление в частном доме с естественной циркуляцией

В районах, отдаленных от газоснабжения и имеющих перебои с электричеством, наиболее подходящим будет решение об установке водяного отопления с естественной циркуляцией. Такой вид обогрева не потребует дополнительных вложений на электрооборудование и естественная циркуляция носителя тепла, говорит о том, что отсутствует необходимость в покупке насоса.

Такой вид отопления можно устанавливать собственными силами и расчет энергопотребления, производится также собственными силами.

Принцип работы отопления с естественной циркуляцией

Отопление с естественной циркуляцией имеет ряд преимуществ:

  • отпадает надобность покупок дорогих устройств;
  • не зависит от электроэнергии;
  • монтируется самостоятельно;
  • при обслуживании не требует особых навыков и знаний.

Процесс циркуляции в системе происходит следующим образом: после нагрева вода уменьшает свою плотность (то есть масса становится меньше), а после отдачи тепла, температура падает и соответственно возвращается прежняя плотность жидкости.

Исследования говорят, что давление в десяти метрах циркулирующей воды, составляет всего одну атмосферу. Из этого следует вывод, что общее давление системы этажного дома будет в пределах 0,6 атмосфер, а в двухэтажном доме – не более одной атмосферы.

Естественная циркуляция функционирует путем расширения и уменьшения плотности нагреваемой жидкости – подъем осуществляется по вертикальной траектории, а с верхней точки течет по трубам, имеющим определенный уклон, проходя через отопительные приборы, и возвращается к котельному оборудованию.

К системе подключается расширительный бачок для сбора излишней жидкости, которая появляется в результате расширительного процесса воды.

Уклон труб отопления с естественной циркуляцией

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

  • с бойлером – который имеет косвенный нагрев. Такой водонагреватель устанавливается таким способом, чтобы он был выше системы труб, но ниже расширительного бачка. Таким образом, нагревание жидкости, для горячего водоснабжения, будет работать без применения дополнительного электрического оборудования. При покупке, обычно такое устройство дополняется насосом, и в нем необходимо нахождение обратного клапана. Клапан необходим для предотвращения выхода воды обратно в систему;
  • с теплыми полами. На ветку отопления пола монтируется насос. В случае отключения электричества, помещение будет продолжать отапливаться при помощи отопления с самотечной циркуляцией.

Разновидности систем с естественной циркуляцией

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

Отопительные ветки можно разделить на два типа:

  • с открытым и закрытым видом подключения;
  • однотрубное отопление и с двумя трубами.

Исходя из расчетов, в которых учитывается положение и окружность труб, необходимо принимать во внимание характеризирующие данные котла и тепловую потребность комнаты, выбирается наиболее подходящий вариант. Нежелательно проводить расчеты самостоятельно, чтобы исключить малейшие погрешности, которые могут негативно отразиться на отопительном процессе жилого помещения.

Закрытая система

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

  • нагреваясь, теплоноситель расширяется и выдавливается из системы;
  • после чего она поступает в расширительный бачок – резервуар, имеющий мембрану, закрытого типа. Мембрана выполняет функцию разделителя, между емкостью и системой отопления. Бачок имеет воздушное, либо азотное наполнение;
  • мембрана под воздействием нагретой жидкости размягчается и растягивается. Жидкость входит в бачок, поджимая газ, который сужается. После того как вода опять остывает, газ возвращается в исходное состояние и выдавливает ее обратно. Благодаря такому устройству система никогда не пустует.

С установкой расширительного бачка с мембраной в систему с естественной циркуляцией, понижается вероятность появления ржавчины на металлических частях.

Закрытая система отопления

Открытая система

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

Открытая система имеет недостатки:

  • в результате попадания кислорода, через не герметично закрытую крышку, вода, вызывает коррозию металлических изделий;
  • образуются воздушные пробки, от которых избавляются путем наклона радиатора во время монтажа и установкой кранов Маевского;
  • происходит постоянное испарение воды. По этой причине, необходимо пополнение расширительного бачка.

Но есть и свои плюсы:

  • недорогая цена расширительного бачка. Возможно даже самодельное изготовление.

Открытая система отопления

 Какой теплоноситель выбрать

Для выбора предоставляется два теплоносителя – вода и антифриз. Для естественной циркуляции больше подходит вода. Антифриз имеет высокую плотность и маленькую теплоотдачу. Значит потребует больших затрат на обогрев. По причине большего расширения по сравнению с водой, бачок необходимо покупать большего размера.

Использовать антифриз целесообразно только в случае не постоянного нахождения хозяев дома в зимний период.

Заключение

Такая система отопления, не требующая дополнительных электрических устройств, в том числе и циркуляционного насоса, сможет избавить дом от электрической зависимости. Следовательно, избавит от излишней траты денег. Подключение осуществляется к котельному оборудованию лишенному электрических устройств. Также возможно подключение к печке с твердым топливом, снабженной теплообменником.

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

Загрузка…

Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома: простая и экономичная

Принцип работы

Теплоноситель под воздействием температуры котла нагревается, его плотность уменьшается, а от их движения через Проходя трубы и радиаторы, температура жидкости непрерывно понижается, а при завершении круга достигает котла, ее температура снова ниже температуры воды в бойлере. Соответственно, более высокая плотность, и она снова выталкивает горячую жидкость с более низкой плотность.Это происходит постоянно, теплоноситель не прекращает свое движение, пока котел не заработает.

Основные элементы отопления жилых домов с естественной циркуляцией

Стандартный набор элементов:

  1. котел;
  2. трубы;
  3. батареи и радиаторы;
  4. Расширительный бачок;
  5. Отводы, вентили;
  6. Зажимы.

Как смонтировать систему отопления дома

При установке отопления с естественной циркуляцией необходимо знать и придерживаться следующих правил:

  1. Все трубы должны быть проложены с уклоном в сторону движения воды.
  2. , чтобы теплоноситель мог самостоятельно перемещаться по трубам, они должны располагаться под уклоном. Оптимальный уклон 0,005 м. На погонный метр трубы.

  3. Чтобы напорная трубка была оптимальной, необходимо уменьшить количество фитингов, клапанов, фильтров и поворотов, так как они обеспечивают дополнительное сопротивление гравитационному давлению. Или увеличить диаметр трубы.

Разводка двухтрубной системы отопления

При двухтрубной разводке отопления применяются две линии: питающая, с горячей водой и отводящая, охлаждаемая.Магистрали подключены параллельно, что позволяет регулировать температуру в каждом отапливаемом помещении. Двухтрубная компоновка может быть верхней и нижней.

Особенности установки трубной системы отопления

-трубная разводка отопления проще и экономичнее, за счет уменьшения количества труб и радиаторов.

В этой конструкции работа не влияет на расположение котла и аккумуляторов. Даже если они расположены на одинаковой высоте, система все равно будет работать.

Емкость расширительного бака в данной конструкции может составлять всего 25 литров. Наполнять его водой необходимо ¾ от общего объема и постоянно следить за уровнем воды.

Выводы

Установить в небольшом частном доме систему отопления с естественной циркуляцией — идеальное решение. При этом практичная и удобная система готова служить долгие годы.

Тепловые характеристики встроенного в здание солнечного коллектора двойного назначения в режиме нагрева воды с естественной циркуляцией

Автор

В списке:
  • Джи, Джи
  • Luo, Chenglong
  • Чау, Тин-Тай
  • Солнце, Вэй
  • Он, Вэй

Реферат

В качестве модифицированной солнечной тепловой системы, интегрированной в здание, предлагаемый здесь двухфункциональный солнечный коллектор способен обеспечить пассивное отопление помещения зимой и нагрев воды в теплое время года. В данном исследовании была проведена оценка данной модифицированной коллекторной системы для работы в теплый период в режиме нагрева воды с естественной циркуляцией потока. Разработана динамическая численная модель, подтвержденная экспериментальными данными. На основе практических условий проектирования помещений с кондиционированием воздуха был проведен численный анализ для изучения характеристик нагрева воды, а также для сравнения пропускания солнечной энергии через фасад здания в разные сезоны с его присутствием или без него. Результаты показывают, что при работе в режиме водяного отопления система хорошо справляется с обеспечением горячей водой в теплое время года, не создавая проблемы с перегревом летом.

Рекомендуемое цитирование

  • Цзи, Джи и Ло, Ченглонг и Чоу, Тин-Тай и Сун, Вэй и Хэ, Вэй, 2011 г. « Тепловые характеристики монтируемого в здание солнечного коллектора двойного назначения в режиме нагрева воды с естественной циркуляцией », Энергия, Elsevier, т. 36 (1), страницы 566-574.
  • Ручка: RePEc: eee: energy: v: 36: y: 2011: i: 1: p: 566-574
    DOI: 10.1016 / j.energy.2010.10.004

    Скачать полный текст от издателя

    Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете найти его другую версию.

    Ссылки, перечисленные в IDEAS

    1. Чоу, Т.Т. и Фонг, К.Ф. И Чан, A.L.S. И Лин, З., 2006. « Возможное применение централизованной солнечной системы водяного отопления для многоэтажного жилого дома в Гонконге », Прикладная энергия, Elsevier, т. 83 (1), страницы 42-54, январь.
    2. Chen, D.T. & Chaturvedi, S.K. И Мохельдин, Т.О., 1994. « Приблизительный метод расчета ламинарного естественного конвективного движения в канале с тромбовой стенкой », Энергия, Elsevier, т.19 (2), страницы 259-268.
    3. Якубу, Г.С., 1996. « Реальность жизни в пассивных солнечных домах: исследование опыта пользователей », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 8 (1), страницы 177-181.
    4. Цзян, Бин и Джи, Джи и Йи, Хуа, 2008 г. « Влияние коэффициента покрытия фотоэлектрическими элементами на тепловые и электрические характеристики фотоэлектрической стены », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 33 (11), страницы 2491-2498.
    Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

    Цитаты

    Цитаты извлекаются проектом CitEc, подпишитесь на его RSS-канал для этого элемента.


    Цитируется по:

    1. He, Wei & Hong, Xiaoqiang & Luo, Bingqing & Chen, Hongbing & Ji, Jie, 2016. « CFD и сравнительное исследование двойных солнечных коллекторов с крышками в форме плитки и без них в режиме нагрева воды », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 86 (C), страницы 1205-1214.
    2. Цзиньвэй Ма, Цян Чжао и Юехонг Су, Цзе Цзи и Вэй Хэ, Чжунтин Ху, Тинъён Фанг и Хайтао Ван, 2018. « Температурное поведение солнечного коллектора двойного назначения, интегрированного в здание: экспериментальное и численное исследование режима нагрева воздуха », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 11 (9), страницы 1-1, сентябрь.
    3. Хао, Венган и Лу, Ифэн и Лай, Яньхуа и Ю, Хунвэнь и Лю, Минсинь, 2018. « Исследование стратегии работы и прогноз производительности плоского солнечного коллектора с двойной функцией для сушки сельскохозяйственных продуктов », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol. 127 (C), страницы 685-696.
    4. Сюй, Лицзе и Цзи, Цзе и Луо, Кун и Ли, Чжаомэн и Сюй, Руру и Хуанг, Шэнцзюань, 2020 г. « Годовой анализ многофункциональной настенной солнечной системы BIPV / T в типичных городах Китая », Энергия, Elsevier, т.197 (С).
    5. Сюй, Лицзе и Луо, Кун и Цзи, Цзе и Ю, Бендун и Ли, Чжаомэн и Хуанг, Шэнцзюань, 2020. « Исследование гибридной настенной солнечной системы BIPV / T », Энергия, Elsevier, т. 193 (С).
    6. Чжан, Синсин и Шэнь, Цзинчунь и Лу, Янь и Хэ, Вэй и Сю, Пэн и Чжао, Сюйдун и Цю, Чжунчжу и Чжу, Цзышан и Чжоу, Цзиньчжи и Донг, Сяоцян, 2015. « Активные солнечные тепловые фасады (ASTF): от концепции, применения к исследовательским вопросам », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 50 (C), страницы 32-63.
    7. Букер, Махмут Сами и Риффат, Саффа Б., 2015. « Строительство интегрированных солнечных тепловых коллекторов — Обзор » Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol. 51 (C), страницы 327-346.
    8. Белен Морено Сантамария и Фернандо дель Ама Гонсало и Даниэль Пинетт и Бенито Лаурет Агиррегабирия и Хуан А. Эрнандес Рамос, 2020 г. « Индустриализация и тепловые характеристики нового фасада с блочным остеклением воды », Устойчивое развитие, MDPI, Open Access Journal, vol.12 (18), страницы 1-1, сентябрь.
    9. Серхио Л. Гонсалес-Гонсалес и Ана Техеро-Гонсалес и Франсиско Х. Рей-Мартинес и Мануэль Андрес-Чикоте, 2017. « Альтернатива летнему использованию солнечных воздухонагревателей в существующих зданиях », Энергия, MDPI, Open Access Journal, vol. 10 (7), страницы 1-1, июль.
    10. Agathokleous, R. & Barone, G. & Buonomano, A. & Forzano, C. & Kalogirou, S.A. & Palombo, A., 2019. « Фасадные солнечные тепловые коллекторы для обогрева воздуха: эксперименты, моделирование и применение ,» Прикладная энергия, Elsevier, т. 239 (C), страницы 658-679.
    11. Го, Чао и Цзи, Цзе и Сун, Вэй и Ма, Цзиньвэй и Хэ, Вэй и Ван, Яньцю, 2015. « Численное моделирование и экспериментальная проверка трехфункционального фотоэлектрического / теплового солнечного коллектора », Энергия, Elsevier, т. 87 (C), страницы 470-480.
    12. Lamnatou, Chr. И Мондол, Дж. Д., Чемисана, Д., Маурер, К., 2015. « Моделирование и симуляция солнечных тепловых систем, интегрированных в здание: поведение связанной конфигурации здания / системы », Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Elsevier, vol.48 (C), страницы 178-191.
    13. Чаны, Канчан и Тивари, Г.Н., 2012. « Энергетический и эксергетический анализ интегрированной полупрозрачной фотоэлектрической тепловой системы (BISPVT) », Прикладная энергия, Elsevier, т. 96 (C), страницы 409-416.

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите идентификатор этого объекта: RePEc: eee: energy: v: 36: y: 2011: i: 1: p: 566-574 .См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: (Haili He). Общие контактные данные провайдера: http://www.journals.elsevier.com/energy .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом.Это также позволяет вам принимать возможные ссылки на этот элемент, в отношении которого мы не уверены.

    Если CitEc распознал ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с этой формой .

    Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого элемента ссылки. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, так как там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

    Обратите внимание, что на фильтрацию исправлений может уйти несколько недель. различные сервисы RePEc.

    Система водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

    Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя показана на рис. 1. Вода из котла к устройствам теплообменника и обратно подается под действием гидростатического давления, возникающего благодаря различной плотности охлаждаемой и нагретой жидкости (теплоносителя).

    а Рис. 1а. Системы водяного отопления с естественной циркуляцией (верхняя разводка)
    1 — котел; 2 — основная стойка; 3 — линия посадки; 4 — горячие подкосы;
    5 — возвратные стойки; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бачок; 8 — линия сигнализации

    Какая сила заставляет воду циркулировать в системе , т. е. перемещаться по трубам от котла к отопительным приборам и обратно в котел? Эта сила возникает при нагревании воды в котле и охлаждении ее в нагревательных приборах.Вода, нагретая в котел 1 как легче, поднимается по главной подающей стойке 2 вверх.

    От подкоса он поступает в опорные трубопроводы 3, а из них через подающие стойки 4 — в отопительные приборы. Здесь вода остывает и становится тяжелее. Например, плотность воды при 40 ° С составляет 992,24 кг / м 3 , при 70 ° С — 977,8 кг / м 3 , при 95 ° С — 961,9 кг / м 3 . Охлажденная вода через обратные стойки 5 и обратную линию 6 опускается вниз и своей массой вытесняет нагретую воду из котла вверх — в главную подающую стойку.

    а Рис. 1б. Системы водяного отопления с естественной циркуляцией (нижняя разводка)
    1 — котел; 2 — воздуховод; 3 — линия посадки; 4 — горячие подкосы;
    5 — возвратные стойки; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бачок; 8 — линия сигнализации

    Описанный процесс непрерывно повторяется и в результате происходит постоянная циркуляция воды в системе. Сила циркуляции, или, как принято говорить, циркуляционное давление, зависит от разницы масштабов столба горячей и столба охлажденной (обратной) воды, следовательно, она зависит от разницы температур горячей и обратной воды. .

    Кроме того, циркуляционное давление обусловлено еще высотой расположения нагревательного прибора над котлом : чем выше расположен прибор, тем больше для него циркуляционного давления.

    Это можно доказать следующим образом. Наибольшая температура горячей воды в системах водяного отопления обычно равна 95 ° С, а охлаждаемой — 70 ° С. Если пренебречь водяным охлаждением в трубах, можно учесть, что в отопительный прибор вода поступает с температурой 95 ° С, и выходит из него с температурой 70 ° d, определим сначала для верхнего, а затем для нижнего нагревательного устройства циркуляционное давление, под действием которого через них происходит движение воды.

    Проведем на рис. 1а пунктирными горизонтальными линиями через центры нагревательных приборов и котла.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.