8 800 333-52-51

Бесплатный звонок по России

8 (812) 244-45-05

   
  • Главная
  • Статьи
  • Принцип работы водяного отопления с естественной циркуляцией

Принцип работы водяного отопления с естественной циркуляцией

Водяное отопление с естественной циркуляцией еще принято называть термосифонной системой, гравитационной или самотечной. Самотечная система состоит из:
 
  •  теплогенератора (как правило, это котел с водяной рубашкой);
  • контур, состоящий из труб и радиаторов, который является замкнутым и заполненным жидким теплоносителем (чаще всего водой или антифризом);
  • расширительный бак;
  • запорная и регулирующая арматура;
  • контрольно-измерительные приборы.
Нагреваясь в теплообменнике котла или печи, рабочая среда движется по контуру, передавая тепловую энергию радиаторам, которые, в свою очередь, отдают тепло в отапливаемые помещения. Способ, которым обеспечивается движение теплоносителя в системе, как раз и определяет основную ее особенность.
 
Как работает водяное отопление с естественной циркуляцией?
 
Если некоторую часть среды подвергнуть нагреву, ее объем увеличится. При этом со стороны более холодного окружающего вещества на нее начнет воздействовать архимедова сила, заставляя устремляться вверх. Это и есть конвекция.
 
Именно она берет на себя основную роль двигателя теплоносителя в системах отопления с естественной циркуляцией. А поскольку конвекция обусловлена гравитацией, такие системы часто называют гравитационными.

 
 
Чем большей будет разница температур между нагретым в котле теплоносителем и отработанным, поступающим к теплогенератору по обратной трубе (обратке), тем мощнее будет конвекционный поток. Однако, для перекачки теплоносителя не понадобится насос, следовательно, для системы не потребуется электричество, то есть, она будет полностью энергонезависимой.
Отсутствие насоса не создает избыточное давление, следовательно, в качестве расширительного бака можно применять обычную открытую емкость, а не специально покупной резервуар с мембраной.
 
Принцип построения отопительной системы с естественной циркуляцией.
 
Так как работа системы основана на естественном стремлении нагретой среды образовывать восходящий поток, радиаторы следует располагать выше котла.
 
Теплогенератор в таких системах лучше всего ставить в подвал или, например, цокольный этаж. Если у вас нет в доме ни того, ни другого, вы можете в полу просто сделать некоторое углубление и уже в него опустить теплогенератор.
 
 
Так поступают не только в частных домах, но и в квартирах с автономным отоплением: срезают небольшой участок напольного покрытия вместе со стяжкой, так чтобы котел можно было установить прямо на плиту.
 
Для того, чтобы у системы улучшить естественную циркуляцию, рекомендуется применение разгонного коллектора. Разгонный коллектор - это вертикальный участок трубопровода, идущий от котла до потолка. Далее труба прокладывается под потолком, а в соседнем помещении делается опуск к радиаторам.
 
Минимальная высота разгонного коллектора относительно верха котла составляет 1,5 м. При этом необходимо помнить, что между верхней точкой коллектора и потолком должно оставаться пространство для расширительного бачка, если в его качестве применяется открытая емкость.
 
Если потолки в вашем доме низкие, то бачок придется расположить на чердаке, при этом, его обязательно потребуется утеплить, чтобы вода в нем не замерзла в холодное время года. Систему так же можно обустроить в закрытом исполнении - с мембранным расширительным баком, который можно устанавливать на любом уровне.
 
Закрытая система в установке обходится немного дороже, чем открытая, однако, именно закрытую систему потребители предпочитают чаще всего. Причины этому следующие:
  • используя расширительный бак, можно существенно снизить теплопотери, а следовательно, финансово сэкономить на нем;
  • в закрытой системе не придется периодически производить развоздушивание;
  • объем расширителя снижается, то есть уменьшается и тепловая инерция системы.
Очевидно, что наличие второго этажа позволяет сделать разгонный коллектор особенно эффективным, поэтому обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя в двухэтажном доме гораздо проще, чем в одноэтажном.
 
Правила монтажа системы:
  1. Горизонтальные участки труб в отопительном контуре обязательно должны иметь уклон по ходу теплоносителя от 1 см (на протяженных участках) до 5 см (на коротких) на 1 м длины.
  2. При сооружении гравитационной системы отопления следует всеми силами стараться уменьшить гидравлическое сопротивление контура. С учетом этого требования следует выбирать и радиаторы. Наиболее подходящими являются чугунные приборы, имеющие наибольший просвет. Выбирая какой-либо другой тип, следует удостовериться, что диаметр внутреннего канала составляет хотя бы ¾».
  3. Наименьшим гидравлическим сопротивлением обладают полимерные трубы - они имеют гладкую стенку и не зарастают накипью. Но металлопластиковые лучше не применять, так как устанавливаемые на них фитинги существенно уменьшают проходное сечение. Наилучший вариант - полипропиленовые трубы (рабочая температура - 70 градусов) или из сшитого полиэтилена (могут эксплуатироваться при 95 градусах).
  4. Если в контуре имеются разветвления, то после каждого из них следует применять трубу на размер меньше. При схождении контуров в обратку диаметр, наоборот, постепенно увеличивают.
Поскольку основная идея данной системы состоит в энергонезависимости, котел также должен обходиться без подключения к электричеству. Такие модели имеются у многих производителей, например, Bertta, Stropuva, Buderus, а также российских «Энергия», «Огонек», «Конорд».
Пластик нельзя устанавливать только при наличии твердотопливного котла. В этом случае применяют стальные трубы, а шероховатость их внутренней поверхности компенсируют увеличением диаметра.
 

 
Однотрубная система отопления
 
Такую систему еще называют «ленинградкой». Это самый дешевый вариант – радиаторы просто подключают один за другим, как бы нанизывая их на единственную трубу. За время пути по контуру теплоноситель успевает сильно остыть, что для естественной циркуляции вроде бы и хорошо.
 
Однако, из-за последовательного подключения приборов система имеет значительное гидравлическое сопротивление, которое может свести на нет преимущество от большого температурного перепада.
По этой причине при устройстве однотрубной системы важно избегать лишних поворотов или сужений, а некоторые радиаторы, например, стальные панельные, вообще могут заблокировать циркуляцию рабочей среды.
Существенным недостатком однотрубной системы является отсутствие возможности сбалансировать контур путем независимого регулирования теплоотдачи на каждом радиаторе.
 
Поэтому чаще всего применяют усовершенствованный вариант ленинградки, в котором параллельно каждому радиатору устраивается обводной байпас (перемычка) с регулирующей арматурой.
Открывая или закрывая вентиль на байпасе, мы соответственно уменьшаем или увеличиваем поток теплоносителя, идущий через радиатор. При этом будет меняться и мощность теплоотдачи на нем.
 
Двухтрубная отопительная система
 
Для этой системы понадобится больше труб, но зато она гораздо более удобна в эксплуатации, чем однотрубная. По периметру помещения прокладывают две трубы: верхняя (подача) - от котла, нижняя (обратка) - к котлу. Между ними устанавливаются радиаторы: входной патрубок через отвод подключается к трубопроводу подачи, выходной - к обратке.
 
Параллельное присоединение всех приборов дает следующие преимущества:
  • снижается гидравлическое сопротивление контура;
  • равномерно распределяется тепла по всем приборам;
  • настройку и обслуживание радиатора можно осуществлять независимо от всей системы.
Перед каждым радиатором можно установить управляемый термодатчиком клапан с электроприводом.
 
При этом система останется энергонезависимой, так как при отключении электричества она полностью сохранит работоспособность (клапаны можно будет подрегулировать вручную).


Интересные статьи:


Версия для печати
Версия для печати