0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема отопления без насоса в частном доме

Расчет параметров системы отопления с естественной циркуляцией: как добиться бесперебойной работы?

Система отопления с естественной циркуляцией жидкости представляет собой замкнутое устройство гравитационного (самотечного) типа, позволяющее обогреть помещения в частном доме независимо от электропитания.

Такое преимущество конструкции даёт возможность использовать её в регионах с проблемами или полным отсутствием центральной электрической сети. Система экономична, но для её правильного функционирования потребуется сделать точные расчёты.

Описание системы отопления циркуляционного типа без насоса

Устройство водяного отопления, работающее самотеком, включает нагревательный элемент (котёл), трубы, прокладываемые разными способами, расширительный бак и радиаторы.

Принцип действия

Роль теплоносителя в контуре играет вода, которая движется по трубам под влиянием термодинамических сил. Принцип действия системы основывается на разнице физических свойств горячей и холодной воды.

Пока работает котёл, в трубах всегда есть горячая вода, которая постепенно остывает, проходя по контуру и отдавая тепло в окружающую среду.

Плотность и масса воды при нагреве уменьшается, поэтому она легко вытесняется вверх остывшей жидкостью.

После достижения верхней точки контура, горячая вода распределяется по трубам, соединённым с радиаторами, отдаёт тепло через материал батарей, а затем по нижней части контура стекает к котлу, где снова нагревается.

Достоинства установки

Основными достоинствами отопительного контура гравитационного типа являются:

  • простота установки и использования;
  • высокая отдача тепла и стабильность микроклимата помещений;
  • экономичность ресурсов при условии качественного утепления строения;
  • отсутствие шума;
  • полная независимость от электричества;
  • редкие поломки и долгий срок службы при условии проведения периодических профилактических мероприятий.

Справка! Сконструировать систему отопления с естественной циркуляцией можно самостоятельно. Правильный расчёт параметров, выбор схемы контура и грамотная установка всех компонентов гарантирует срок работы конструкции до 35 лет.

Главный недостаток — конструкция может отопить частные дома площадью не более 100 м 2 , имеющих радиус около 30 м.

Существует ещё несколько недостатков, ограничивающих применение самотечной конструкции:

  • обязательное наличие чердака для установки расширительного бачка;
  • медленный обогрев помещений;
  • необходимость утепления контура в неотапливаемых местах для предотвращения замерзания воды в трубах.

Разновидности отопительных систем с естественной циркуляцией

Конструкции могут быть реализованы в однотрубном или двухтрубном вариантах. По типу систем выделяют закрытые и открытые схемы установок. Правильно выбранный вид схемы обеспечит её максимальную эффективность.

Закрытый тип

Циркуляционная конструкция закрытого типа получила широкое распространение в странах Европы, а в России только начинает приобретать популярность.

Принципиальная схема

После нагрева, вода под давлением поднимается к расширительному баку, поделённому на 2 части мембраной. Нижняя часть бака заполняется водой, которая сжимает газ (чаще азот или воздух), находящийся в верхней части над мембраной. Создаётся дополнительное рабочее давление, способствующее движению жидкости.

Фото 1. Закрытый тип системы отопления с естественной циркуляцией. Должен быть оснащен герметичным расширительным баком.

Особенности

Основная особенность конструкции закрытого типа — герметичность бака и создание дополнительного давления в трубопроводе. Иногда для закрытых схем используют циркулярные насосы, которые работают от электросети. Благодаря низкой потребляемой мощности насоса, временное отключение электричества не скажется на работе системы.

Плюсы и минусы

Главные преимущества закрытых отопительных схем связаны с их герметичностью. Благодаря этому система почти не страдает от воздушных пробок, меньше подвергается коррозии, расходует меньшее количество теплоносителя, в качестве которого можно использовать не только воду, но и антифриз. Схема не требует больших уклонов трубопроводов, особенно если используется насос.

Внимание! Основной минус конструкции — необходимость установки большого бака, для которого нужно место. Длительные перебои с электричеством приведут к снижению эффективности схемы с насосом.

Cхема отопления «Ленинградка». Достоинства и недостатки

При выборе отопительной системы для частного дома владельцы, в первую очередь, руководствуются информацией о том, насколько данная система будет рациональной. На втором месте стоит фактор стоимости. Именно поэтому довольно многие останавливают свой выбор именно на такой системе, как схема отопления ленинградка – однотрубная отопительная система. Прежде всего – она высокоэффективна, а, кроме того, – не требует большого количества материалов. А это, в свою очередь, делает ее весьма экономной и доступной.

Схема отопления ленинградка схема такого типа обладает еще несколькими достоинствами, на которые также непременно обращают внимание при выборе оптимальной системы отопления.

Она не требует специальных знаний или навыков, а также дает владельцу помещения уникальную возможность устанавливать различный температурный режим в помещениях, которые обслуживаются единой отопительной системой.

Разные виды ленинградской системы отопления

Рассмотрим, что являет собой схема отопления ленинградка. Прежде всего, основой данного типа системы является последовательность трубной разводки. То есть, в отопительной сети все необходимые для ее нормальной работы элементы (радиаторы, конвекторы, устройства теплопередачи) должны располагаться в определенной последовательности. При этом система может различаться по типу используемого теплоносителя. В качестве него может выступать антифриз или обычная вода.

Помимо всего вышеуказанного, ленинградская система отопления может также различаться по принципу монтажа разводки. Она бывает двух типов – горизонтальная и вертикальная. При этом каждый из типов может реализовываться как верхним, так и нижним способом. Конечно же, каждый из типов имеет как преимущества, так и недостатки. И их следует учитывать при определении наиболее подходящей именно для вашего здания системы.

Читать еще:  Схема подключения твердотопливного котла с газовым

Довольно часто основным фактором, который влияет на окончательное утверждение ленинградки в качестве отопительной системы для дома, является то, что она весьма проста в монтаже и не требует привлечения специалистов.

Схема ленинградки

Как было указано выше, ленинградская система отопления видео максимально проста в монтаже. Однако, приступая к ее реализации, следует все же учитывать некоторые особенности системы.

Первый шаг – установка нагревательного котла. Вы можете выбрать модель, которая больше вам подходит по виду топлива (электрический или газовый). От котла по периметру здания прокладывается магистраль, к которой подсоединяются все необходимые отопительные приборы.

При этом магистраль являет собой замкнутое кольцо, которое выходит из котла и им же заканчивается. При такой системе теплоноситель (антифриз или вода) постоянно пребывает в данном замкнутом контуре.

Впрочем, есть и открытая ленинградская схема отопления – но ее выбор напрямую зависит от теплоносителя и котла. Теплоноситель в магистрали может перемещаться как естественным способом, так и посредством подсоединенного к системе насоса.

Важно понимать, что любая современная система отопления требует применения устройств, позволяющих регулировать температуру отдельных радиаторов. Такими элементами являются шаровые клапаны (краны), регуляторы теплоотдачи, термостаты и балансировочные вентили. Применение данных элементов делает однотрубное отопление ленинградка более эффективным.

Именно посредством использования шаровых кранов удалось добиться выставления отдельных температурных режимов в каждом помещении, подключенном к единой сети отопления.

А вот во время возникновения ленинградки такой возможности не было – поэтому систему считали несовершенной и непрактичной.

Есть еще одна новинка, использование которой в сети однотрубная система отопления ленинградка делает ее более удобной. Это байпасные краны. Установив их, вы сможете производить ремонт отдельных элементов сети (радиаторов) без отключения отопления во всем доме.

Горизонтальная схема

Выбор системы отопления следует сделать на этапе проектировки здания. При этом самой простой и практичной является горизонтальная схема однотрубной системы отопления – отопление ленинградка закрытого типа или открытого. Ее принцип прост – отопительная магистраль проходит под полом или непосредственно по его поверхности.

Этот аспект следует определить заранее – поскольку в случае если труба отопления будет проходить под полом, то его монтаж выполняется с учетом дальнейшего прокладывания труб. Необходимо обеспечить надлежащую теплоизоляцию, иначе основное тепло будет попросту уходить в подпол – соответственно, помещение при этом практически не будет отапливаться.

Важное условие – основная отопительная труба должна быть проложена с небольшим уклоном по направлению от котла – это позволяет ускорить ток теплоносителя. А самостоятельное перемещение воды по трубам, в свою очередь, делает необязательным применение насоса, вследствие чего делается система отопления ленинградка без насоса.

Обогревательные элементы системы должны находиться на одном уровне – это также является одним из обязательных условий.

Кроме того, при первом запуске системы необходимо быть довольно внимательными – в ней должен отсутствовать воздух. Стравить его можно, используя краны Маевского, которые должны быть размещены на всех радиаторах.

Вертикальная схема

Одним из основных отличий вертикальной однотрубной отопительной системы является наличие в ней циркуляционного насоса. Именно он создает необходимое давление в трубах, что обеспечивает максимально быструю циркуляцию теплоносителя.

Впрочем, даже когда установлена вертикальная схема системы отопления ленинградка, теплоноситель может перемещаться самостоятельно. При естественном токе воды рекомендуется установка магистральных труб большего диаметра. Соответственно, при наличии насоса в цепи трубы могут иметь любой, даже небольшой, диаметр. При этом естественный ток теплоносителя требует в вертикальной схеме (равно как и в горизонтальной) уклона магистрали.

Вертикальная схема отопления ленинградка имеет несколько недостатков. Прежде всего – существует ограничение продолжительности магистрали.

В случае если выбрана система, не предусматривающая применения циркуляционного насоса, магистраль не должна иметь длину свыше 30 м. Еще один незначительный, но все же довольно неприятный недостаток – менее эстетичный вид помещения.

Обязательным условием при монтаже вертикальной схемы является наличие на каждом радиаторе байпасов. Это позволит производить ремонт отдельного радиатора без прекращения отопления.

Особенности устройства системы

При монтаже отопительной системы открытая или закрытая система отопления ленинградка трубы прокладываются по периметру здания и образуют кольцо, которое замыкается на нагревательном котле.

При этом довольно близко к котлу производится врезка в трубу дополнительного элемента, в верхней части которой необходимо расположить расширительный бак. Он служит для создания давления в магистрали. Подключение всех отопительных приборов (радиаторов) производится непосредственно по нижним патрубкам или же по диагонали.

Преимущества ленинградской системы

Однотрубная система отопления ленинградка закрытого типа или открытого имеет достаточно много плюсов. Прежде всего – она максимально проста в монтаже, поэтому многие и выполняют его самостоятельно. Кроме того, для ее введения в эксплуатацию требуется относительно небольшое количество материалов – то есть, она является более доступной, чем отопительные системы иных типов. Ленинградский проект отопления дает возможность устанавливать индивидуальный температурный режим для каждого помещения посредством регулирования уровня теплоотдачи радиаторов.

Еще одно, довольно важное преимущество – возможность осуществления ремонта отдельного радиатора, не оставляя без отопления все здание.

Недостатки ленинградской системы

Наиболее весомым недостатком горизонтальной схемы лениградки можно назвать то, что ее применение исключает подключение к системе таких дополнительных элементов, как полотенцесушитель. Помимо этого, ленинградка отопление из полипропилена не дает возможности установки «теплого пола».

Читать еще:  Схема отопления фото

В случае если в качестве магистральных были выбраны трубы металлические, это значительно увеличивает стоимость необходимых материалов, а также усложняет и сам процесс монтажа системы.

Для достижения максимальной теплоотдачи последний радиатор цепи должен быть больше предыдущих (иметь большее количество секций).

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

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

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

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

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

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

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

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

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

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

Закрытая система с самотечной циркуляцией

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

Открытая система с самотечной циркуляцией

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

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

Однотрубная система с самоциркуляцией

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

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

Преимуществ у данного решения несколько:

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

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

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

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

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

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

Какие трубы применяют для монтажа

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

Читать еще:  Схема отопления дома с теплым полом

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

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

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

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

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

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

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

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

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

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

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

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

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

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

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

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

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

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

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

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×