Обустраиваем отопление с естественной циркуляцией: принцип работы

Система отопления в частном доме

Традиционной и самой распространенный системой отопления частного дома или квартиры является водная. Связано это с относительно простой ее конструкцией, большим выбором оборудования и качествами такого универсального теплоносителя как вода. Однако схемы действия водных отопительных систем могут заметно отличаться друг от друга.

Отопление с естественной циркуляцией

Водная система включает в себя источник тепла – котел любой разновидности, расширительный бачок, трубопровод – прямой и обратный, и радиаторы. В котле вода нагревается до температуры, указанной контроллером, поступает в подающий трубопровод, а затем в радиаторы, где охлаждается, отдавая тепло воздуху в помещении. Охлажденная жидкость поступает в обратный трубопровод, достигает котла, и цикл нагревания повторяется заново. Расширительный бачок поддерживает постоянное давление в системе: в него попадает избыток воды при ее otoplenie_s_estestvennoj_cirkulyaciej_02нагреве, а при охлаждении воды снова уходит в трубопровод.

Движение воды в системе отопления можно поддерживать двумя способами.

  • Принудительная циркуляция – описанное перемещение воды осуществляется под действием наосов. Этот вариант реализуется для больших площадей и многоэтажных зданий.
  • Естественная циркуляция – перемещение теплоносителя осуществляется благодаря действию гравитационного давления, за счет разницы в плотности нагретой и охлажденной воды.

 

Водная система является замкнутой и в нерабочем состоянии теплоноситель в ней находится на одном уровне во всех otoplenie_s_estestvennoj_cirkulyaciej_03

элементах – трубах, радиаторах, котле. При нагревании воды равновесие нарушается. Нагретый теплоноситель имеет меньшую плотность по сравнению с охлажденной жидкостью и устремляется в верхнюю часть контура – верхний стояк и подающие трубы с тем, чтобы позднее оказаться в батареях. Возникшая разница давлений заставляет холодную воду перемещаться к котлу, в свою очередь, выталкивая горячую воду. Чем больше разница в температуре нагретой и охлажденной жидкости, тем более высокий перепад давления возникает, и соответственно, тем выше становится циркуляционный напор.

Преимущества и недостатки отопления с естественной циркуляцией

  • Главное достоинство системы – экономичность. Для ее функционирования нет нужды в дополнительном otoplenie_s_estestvennoj_cirkulyaciej_04оборудовании – электронасосах, соответственно, сокращаются расходы на электричество и не предвидится затрат на ремонт электрических приборов. На фото – пример отопления с естественной циркуляцией.
  • Независимость от электричества – при его отсутствии или отключении отопление будет функционировать, пока есть топливо для котла.
  • Отсутствуют дополнительные шумы и вибрация, которые вызывает работа электрооборудования.

 

  • Саморегуляция – цикличность работы обеспечивается разницей температур нагретой и охлажденной жидкости, при изменении величины увеличивается или уменьшается циркуляционный напор. Такая схема дает возможность подавать одинаковое количество тепла на все батареи.
  • Простота монтажа – систему вполне возможно установить своими руками при наличие соответствующего опыта. Участие специалистов обязательно только в том случае, если предполагается использование газового котла.
  • Инерционность – качестве в равной степени являющееся как достоинством, так и недостатком. После отключения котла тепло какое-то время будет сохраняться и передаваться в помещение. Включение же системы и обогрев здания занимает довольно много времени.

Недостатки.

  • Отопление с естественной циркуляцией подходит только для малоэтажных зданий. Площадь одного контура не должна превышать 30 кв. м. по горизонтали.
  • Объем воды в системе примерно в три раза больше, чем в вариантах с электронасосом, что обеспечивает высокую инерционность.
  • Избирательность материалов – трубопровод может быть только металлическим. Полимерные трубы не выдерживают действия высоких температур. Это затрудняет процесс монтажа и ремонта и снижает КПД отопления.

 

Обязательные требования

otoplenie_s_estestvennoj_cirkulyaciej_05Для обеспечения высокого уровня естественной циркуляции котел должен размещаться как можно ниже уровня радиаторов – тем самым увеличивается напор холодной воды, перемещающийся из радиаторов по обратке. В одно- и двухэтажных домах он располагается в подвале.

Обязательным является наличие расширительного бака открытого типа. Последний должен быть размещен в самой высокой точке системы. В двухэтажных домах бачок помещается на чердаке. За уровнем воды в нем необходимо следить: если уровень теплоносителя окажется ниже трубы для вывода нагретой воды, существует реальная опасность закипания жидкости в стояке и взрыва котла. На фото – бачок с теплоизолированной основной трубой.

Верхний стояк, от которого начинается распределение нагретого теплоносителя, должен находиться как можно выше самого высокого радиатора.

Горизонтальные, вне зависимости от диаметра, трубы монтируются под наклоном в сторону движения, обеспечивая самотек воды. Также благодаря наклону появляется возможность отвести в расширительный бак пузырьки попавшего внутрь воздуха. Уклон составляет 5 мм на погонный метр трубы.

Минимально возможный диаметр трубы составит 5 см. Величина эта зависит от количества объектов сопротивления – поворотов, ответвлений, батарей. Все они заметно снижают давление, что требует, в свою очередь, увеличения диаметра трубопровода.

Схемы отопления для двухэтажного дома

Однотрубная система – по сути, представлена описанной выше простейшей схемой. Нагретая вода из верхнего стояка подается по одной трубе по очереди к каждому радиатору, а затем из последнего по обратке перемещается в котел. Недостатки такого варианта очевидные сразу: в помещение, которое обогревается в последнюю очередь, теплоноситель попадает уже остывший. В результате здание отапливается неравномерно. На фото приведен образец.otoplenie_s_estestvennoj_cirkulyaciej_06

Двухтрубное отопление – предполагает наличие двух контуров: по верхнему подается горячая вода, а по нижнему охлажденная самотеком перемещается к котлу. Монтаж ее своими руками сложнее, но эффективность заметно выше, так как на радиатор в каждое помещение подается теплоноситель установленной температуры, а, значит, двухэтажный дом можно обогреть равномерно.

Установка имеет следующие особенности:

  1. расширительный бак располагается на потолке в комнате второго этажа или на чердаке – последний должен быть утеплен;
  2. в бак врезается труба верхнего контура, а затем соединяется с разводкой. Монтаж производится на высоте 1/3 помещения;
  3. в бачок устанавливается переливная труба для сброса лишней жидкости в канализационную систему;
  4. от разводки прокладываются трубы к радиаторам;
  5. от каждой батареи выводные трубы собираются в обратку и подводятся к котлу.

Реализация такого варианта отопления требует тщательных предварительных расчетов, монтировать ее своими руками нежелательно, если отсутствует опыт.

На видео демонстрируется монтаж двухтрубного отопления с естественной циркуляцией.