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

СНиП 2.04.05-86 в приложении №10 даёт указания по применению паровых и водяных систем отопления в промышленности и быту. Пар используется на производстве, вода – в жилом фонде. Пар нагревает приборы отопления до температуры свыше 100°С, что опасно для жильцов. Действие указанного документа не распространяется на частные домовладения. Физика процессов обогрева паром состоит в использовании сухого пара, который конденсируясь, выделяет много тепла. В процессе конденсации 1кг пара выделяется 2300 кДж тепловой энергии. Вода, остывшая на 50°С, даёт 120 кДж.

Сильные и слабые стороны систем с одной трубой

Популярность однотрубного отопления в частном строительстве объясняется достаточно невысокой стоимости конструкции и возможностью самостоятельно осуществить монтажные работы. Это дает возможность сэкономить на привлечении специалистов.
Среди других преимуществ однотрубных систем необходимо выделить следующее:

1. Высокий уровень гидравлической устойчивости. Если отключить часть контуров, это никак не скажется на теплоотдаче остальных элементов системы. Это же самое касается замены батарей или наращивания числа их секций.
2. Небольшой расход труб для организации магистральной линии.
3. Небольшая инерционность. Чтобы разогреть систему, требуется на порядок меньше теплоносителя, чем в схемах с двумя трубами.
4. Внешняя эстетичность. Монтаж однотрубной системы обычно не влияет на красоту интерьера помещения, особенно при использовании скрытой прокладки магистральной трубы.
5. Благодаря использованию инновационной запорной арматуры (автоматических и ручных терморегуляторов) достигается возможность точной настройки режимов работы обогревающего контура и входящих в его состав приборов.
6. Простота и надежность конструкции, что дает возможность установить однотрубную систему отопления своими силами. Это же касается и обслуживание отопления в процессе эксплуатации.

Организовывая подключение устройств управления и контроля системы отопления, можно добиться функционирования его в автоматическом режиме. Допускается также интеграция в систему «Умный дом»: как результат, появляется возможность программировать оптимальные режимы обогрева, учитывая время суток, сезон и т.п.

Главный недостаток однотрубной схемы отопления – наличие дисбаланса между нагревом радиаторов, в зависимости от их удаленности от котла. Это объясняется постепенным охлаждением теплоносителя во время его циркуляции по трубам. Как результат, ближайшие по линии следования теплоносителя батареи оказываются более нагретыми, чем расположенные в удалении. В таких случаях лучше применять приборы чугунного типа, для которых характерно медленное остывание.

Cистема отопления без насоса — как заставить циркулировать воду без насоса

Принцип работы отопления с естественной циркуляцией (нажмите для увеличения)

Принцип работы системы отопления без насоса основан на движении жидкости под гидростатическим давлением. Иначе говоря, жидкость в нагретом состоянии имеет меньшую плотность, чем охлажденная, поэтому поднимается верх, способствуя, таким образом, циркуляции теплоносителя в системе.

Как правило, отопление с естественной циркуляцией устанавливаются в загородных коттеджах и дачных домиках. Связано это с тем, что в таких жилых помещениях очень часто случаются перебои с электроэнергией, а то и вообще она отсутствует, вследствие чего невозможно установить отопление с принудительной циркуляцией.

Отличительной особенностью этой системы отопления является то, что она очень удобна в эксплуатации, а произвести монтаж можно собственными руками.

Диаметры труб отопления и особенности их выбора

Приступая к решению такой задачи, как расчет диаметра труб системы отопления, следует принять во внимание, что существует несколько понятий, объединённых общим термином «диаметр трубы». Каждые трубы могут характеризоваться следующими параметрами:

Внутренний диаметр – основная характеристика трубы, указывающая на её пропускную способность.Наружный диаметр – не менее важная характеристика, которую обязательно следует принимать во внимание при проектировании отопительной системы.Номинальный диаметр (условный проход) – некая округлённая величина, которая указывается при маркировке. Не следует забывать также, что трубы, изготовленные из разных материалов, имеют в своей маркировке число, соответствующее тому или иному её диаметру:

Не следует забывать также, что трубы, изготовленные из разных материалов, имеют в своей маркировке число, соответствующее тому или иному её диаметру:

• Стальные и чугунные трубы маркируют по величине их внутреннего диаметра.Трубы из меди или пластика – по величине наружного диаметра.

Именно поэтому, проводя расчет сечения трубы отопления, в обязательном порядке надо учитывать материал труб. Особенно, если предполагается создать систему, представляющую собой комбинацию разных труб.

Одной из особенностей, влияющих на выбор размера любых труб, является единица измерения, принятая для оценки величины их диаметра, а следовательно, и их маркировки. Основной единицей, указывающей на размер трубы, является целое число или доля дюйма. Чтобы перевести дюймы в привычную для нас систему измерения, следует запомнить, что 1 дюйм = 25,4 мм.

Строение и разновидности систем с естественным типом циркуляции

Обычно схема отопления без насоса включает перечень обязательных компонентов:

• нагревательный прибор – котел или печь, которую можно топить доступным в том или ином регионе видом топлива;
• расширительный бачок, который позволяет сбросить лишнее давление или долить воды в отопительный контур;
• трубы, образующие контур, по которому будет двигаться вода в системе;
• батареи, которые позволяют более качественно обогреть помещение за счет увеличения площади теплоотдающей поверхности.

Диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией будет несколько большим, чем при условии применения циркуляционного насоса.

Исходя из того, какой именно теплоноситель будет использоваться, системы отопления с естественной циркуляцией могут быть водяными или паровыми.

Приведем отличительные особенности каждого из типов отопления.

Закрытый бак

Под расширительным баком закрытого типа понимается прочная герметичная емкость, разделенная внутри гибкой мембраной. Одна часть накачивается воздухом, а вторая коммутируется с трубопроводом. Когда теплоноситель нагревается, происходит увеличение его объема. В результат мембрана выгибается в сторону воздушного отдела, выполняющего функцию демпфера. Охлаждение воды приводит к уменьшению гидравлического давления. Благодаря сжатому воздуху система приходит в равновесие, выдавливая избыточную воду обратно в магистраль.

Системы, оснащенные расширительной емкостью с мембраной, называются закрытыми. Речь идет о герметичных замкнутых гидравлических контурах. Компенсирующий бак может быть установлен на любом участке системы. Популярным местом монтажа выступает обратная труба около котла: таким образом повышается удобство обслуживания емкости.

В закрытых отопительных системах обычно присутствует небольшое избыточное давление, поэтому их в обязательном порядке оснащают группой безопасности. В состав узла входит воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан для сброса теплоносителя в аварийном режиме. Эти приборы устанавливают на подающем трубопроводе, что позволяет производить отключения для ремонта и обслуживания. На приподнятых трубопроводах группу безопасности обычно размещают в самой верхней точке.

Принцип работы самотечной отопительной системы

Принцип работы отопления выглядит просто: вода передвигается по трубопроводу, движимая гидростатическим напором, появившимся вследствие различной массы нагретой и остывшей воды. Еще такую конструкцию называют самотечная или гравитационная. Циркуляция – это перемещение остывшей в батареях и потяжелевшей жидкости под гнетом собственной массы вниз к нагревательному элементу, и вытеснение легкой нагревшейся воды в подающую трубу. Система функционирует, когда котел с естественной циркуляцией располагается ниже радиаторов.

В контурах открытого типа он напрямую сообщается с внешней средой, и лишний воздух уходит в атмосферу. Увеличившийся от нагрева объем воды ликвидирован, постоянное давление нормализовано.

Естественная циркуляция возможна и в закрытой системе отопления, если та оснащена расширительным баком с мембраной. Иногда конструкции открытого типа переоборудуют в закрытые. Закрытые контуры стабильнее в работе, теплоноситель в них не испаряется, но они так же независимы от электричества. Что влияет на циркуляционный напор

Циркуляция воды в котле зависит от разницы в плотности горячей и холодной жидкости и от величины перепада высоты между бойлером и самым низко расположенным радиатором. Эти параметры просчитываются еще до начала монтажа отопительного контура. Естественная циркуляция возникает, т.к. температура обратки в системе отопления низкая. Теплоноситель успевает остыть, двигаясь через радиаторы, становится тяжелее и своей массой выталкивает из котла разогретую жидкость, заставляя ее продвигаться по трубам.

Схема циркуляции воды в котле

Высота уровня батарей над котлом усиливают напор, помогая воде легче преодолевать сопротивление труб. Чем выше расположены радиаторы по отношению к котлу, тем больше высота столба охлажденной обратки и с тем большим давлением она выталкивает нагретую воду вверх, когда достигает котла.

Плотность также регулирует напор: чем сильнее прогревается вода, тем меньше становится ее плотность в сравнении с обраткой. В результате она выталкивается с больше силой и напор увеличивается. По этой причине самотечные отопительные конструкции причисляют к саморегулирующимся, ведь если изменить температуру нагрева воды, поменяется и давление на теплоноситель, а значит, изменится его расход.

Уклоны труб систем водяного отопления

Уклоны горизонтальных магистралей, 2¸5 мм на 1 метр трубопровода , служат для обеспечения удаления воздуха из верхних точек системы и опорожнения системы отопления.

Если подающая и обратная магистрали проложены вместе, то рационально для удобства крепления при монтаже прокладывать их с уклоном 0,002¸0,003 в одном направлении в сторону теплового узла.

Подающую и о6ратную подводки к нагревательным приборам, при их длине до 500 мм, прокладывают горизонтально; с уклоном 0,005 и 0,01 на всю длину подводки — при длине более 500 мм, в сторону движения теплоносителя.

Теплоизоляция труб

При прокладке в неотапливаемых помещениях и в местах, где возможно замерзание теплоносителя для снижения теплопотерь, подающие и обратные магистрали и участки стояков в местах присоединения к магистралям, покрывают тепловой изоляцией. Тепловая изоляция может быть оберточная , сборная и литая, наносимая на трубы в заводских условиях. Изоляция трубопроводов снаружи покрывается защитным слоем: асбестовым или алюминиевым листом, или синтетической несгораемой пленкой. В настоящее время используются новые теплоизоляционные материалы .

Паровое отопление

Обогрев с мембранным бачком

Иногда паровое отопление ассоциируют с водяными конструкциями обогрева помещения. И здесь фактически нет ошибки, но есть один нюанс: пар – это вода, нагретая до закипания.

Таким образом, принцип работы паровой отопительной системы заключается в том, что вода в котле нагревается до образования пара, а затем этот теплоноситель поступает по трубам в элементы обогрева .

Отопительная система с теплоносителем в виде пара, состоит из следующих конструктивных элементов:

• тепловой генератор, представленный в виде котла, который нагревает воду и накапливает пар;
• выпускной клапан, который контролирует поступление пара в систему;
• магистральные трубы;
• радиаторы отопления.

Важно знать: при монтаже паровой конструкции отопления категорически запрещено использование пластиковых труб.

Что же касается классификации парового отопления, то она абсолютно аналогична отопительным системам водяного отопления.

Типы систем отопления

Основными элементами любой отопительной сети являются: теплогенерирующий прибор, магистральный трубопровод, теплоотдающие, компенсационные устройства и устройство, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя. Отопительные трубопроводы могут быть различной конфигурации и степени технической оснащенности.

Классифицируют системы отопления по трем параметрам:

• количеству трубных контуров магистрального трубопровода,
• типу компенсационного устройства,
• типу циркуляции.

Одно– и двухтрубные системы

Отопительная система может быть:

• однотрубной или последовательной,
• двухтрубной или параллельной.

В первом случае теплоноситель движется по одному трубному контуру, поочередно проходит через все теплоотдающие приборы, приходя к каждому все более остывшим. Часть магистральной трубы после последнего теплообменника называется обратной трубой или обраткой и служит для отвода холодной рабочей среды обратно к теплогенератору.

В двухтрубной системе энергоноситель циркулирует по двум параллельным контурам: подающему и обратному. Первый контур подает горячий теплоноситель в каждый теплоотдающий прибор, а второй собирает остывшую рабочую среду из теплообменников и отводит ее к отопительному прибору.

Типы циркуляции в системах отопления

Обогрев помещений происходит только в случае, если теплоноситель движется по контуру. Циркуляция бывает или естественной, или принудительной.

В системах с естественной циркуляцией разогретый отопительным прибором энергоноситель разгоняют, чтобы придать ему достаточный для прохождения всего теплового контура импульс. Для этого сразу после теплогенератора монтируют разгонный коллектор – вертикальный участок трубы, при спуске с которого рабочая среда набирает скорость под воздействием силы тяжести.

Типы компенсационных устройств

В зависимости от способа компенсации перепадов давления рабочей среды в контуре, выделяют два типа систем отопления: открытую и закрытую.

В открытой системе давление регулирует компенсационный бак, частично или полностью открытый. При увеличении давления в теплосети избыток рабочей среды поступает в бак, при снижении – уходит обратно в трубопровод.

Как устроена система отопления без насоса – варианты и способы устройства

Чтобы в построенном загородном доме можно было жить в любое время года, он нуждается в качественном отоплении. Среди большого разнообразия отопительных приборов подчас бывает сложно определиться, что именно нужно в той или иной ситуации. Одним из самых простых вариантов, которые возможно обустроить самостоятельно, является система отопления без насоса, то есть с естественным типом циркуляции теплоносителя. Именно о таком типе отопления мы и расскажем далее в материале.

Факторы, действующие на отопительные трубы в грунте

Отопительная труба, заглублённая в почву, предрасположена тем же влияниям, что и трубопровод наружного выполнения, плюс факторы, обусловленные углубляющим:

• внутреннее давление носителя тепла, вызывающее кольцевые и продолговатые растягивающие напряжения в сечении трубы;
• температура носителя тепла – фактор, помимо термического влияния, также вызывающий напряжения трубопровода;
• температура грунта – в зимнее время учёт данного момента очень важен;
• деформации грунта – на трубу влияют любые его смещения (осадка, сдвиг и т.д.);
• напряжение предварительного изгиба трубопровода – профиль канавы часто повторяет местный рельеф;
• вертикальная нагрузка – влияние веса слоя засыпки канавы;
• отпорное действие грунта на стены и низ трубопровода – сопротивление вертикальной нагрузке;
• вибрационные нагрузки – от проезжающего транспорта, земляных работ по соседству и т.д.;
• влага – осадки и подземные воды;
• влияние веществ химии – соединения в составе грунта и носителя тепла;
• биологический фактор – бактерии, разложение.

Аналогичным образом, кладка трубопровода в почву должна выполняться с учитыванием всех перечисленных выше факторов и решением проблемы, как сделать теплее отопительные трубы в земля.

Расчет труб отопления: диаметр, теплоотдача, уклон и другие характеристики

Одним из основных этапов планирования системы отопления в доме или квартире является расчет труб отопления. На этой стадии разработки проекта определяются вид труб, а также их диаметр. Именно от правильности подбора всех исходных материалов для создания отопительной системы будет зависеть продолжительность и качество её функционирования.

Правильно выбранные и смонтированные трубы отопления обеспечат минимальные потери тепла и бесперебойное функционирование системы

Особенности полипропиленовых труб

Для монтирования трубопровода требуется качественный и надежный материал. Это может быть, например, нержавеющая или оцинкованная сталь. Со временем полипропилен вытеснил из строительных сфер данные виды. Основной причиной послужило сочетание полезных свойств при умеренной цене.

Подходит полипропилен для проведения горячего и холодного водоснабжения, отопления. Материал долговечен и не требует обслуживания, поэтому можно безбоязненно замуровать водопроводные трубы в стену.

Главное, чтобы их использование не превышало температурного предела 95 °C, когда материал теряет устойчивость к давлению и деформируется. В водопроводных трубах и отопительных системах жилого фонда такие трубопроводы работают при более низких температурах рабочей среды, поэтому никаких проблем возникнуть не должно.

Недостатком материала является температурное расширение, что напрямую может сказаться на целостности стены, в которую замурованы трубы. Коэффициент расширения у полипропилена довольно высок. Линейное увеличение может составлять до 10 мм на один метр трубы при температуре 70 °C, соответственно, диаметр трубы тоже незначительно увеличивается.

Чем выше температура, тем сильнее увеличивается коэффициент расширения трубы. Поэтому особого внимания заслуживает прокладка тепловых сетей, их правильный монтаж, выбор видов труб, соответствующий условиям.

Труба отопления под уклоном, можно ли выровнять: рекомендации, монтаж

СНиП 2.04.05-86 в приложении №10 даёт указания по применению паровых и водяных систем отопления в промышленности и быту. Пар используется на производстве, вода – в жилом фонде. Пар нагревает приборы отопления до температуры свыше 100°С, что опасно для жильцов.

Действие указанного документа не распространяется на частные домовладения. Физика процессов обогрева паром состоит в использовании сухого пара, который конденсируясь, выделяет много тепла. В процессе конденсации 1кг пара выделяется 2300 кДж тепловой энергии.

Вода, остывшая на 50°С, даёт 120 кДж.

Паровое отопление

Уклон труб позволяет организовать отопительную систему без электричества

Разницей в выделяемой энергии объясняются преимущества парового отопления:

• уменьшенное число радиаторов;
• быстрый прогрев системы;
• отсутствие эффекта «размораживания» при перерывах в работе;
• заметно более низкие расходы на отопление в процессе монтажа и эксплуатации.

Второй и третий пункт важны для дач и загородных домов – строений, в которых жильцы бывают наездами.

Пластмассовые трубы бывают:

• металлопластиковыми;
• полипропиленовыми;
• из сшитого полиэтилена.

К их общим достоинствам можно отнести простоту монтажа, небольшой вес, приемлемую цену.

Рекомендации по установке и монтажу

После монтажа нужно проверить места стыков опрессовкой на предмет течи

Начиная монтаж, следует в соответствии с имеющимся проектом системы отопления определить места расположения котла, радиаторов, насосов, расширительного бака и т.п. Далее при помощи уровня на стены наносят метки, указывающие, какой уклон должен быть у системы отопления на всех её участках. При монтаже трубопроводов отопления с принудительной циркуляцией можно не выполнять уклоны.

Испытания системы после монтажа

После окончания монтажа визуально проверяют качество выполненных работ. задача испытания состоит в выявлении мест течи. Применяют, как правило, гидростатический метод. Систему заполняют водой и подают давление на 25-50% превышающее рабочее. Выдерживают 1 час.

Общая длина испытуемого участка не должна превышать 100 м. Другой способ – испытание сжатым воздухом. До заполнения отопления теплоносителем в систему подают сжатый воздух с давлением на 1-1,5 атм превышающим рабочее, в течение 30 минут контролируют падение давления. Если падения нет – система герметична.

В противном случае ищут место протечки. Определяют течь обмыливанием.

Как организовать подключение

Следующим этапом процесса идет выбор типа подключения. Наиболее эффективны следующие способы:

• Боковое одностороннее – подвод соединяется с верхним патрубком, а отвод – на той же стороне батареи, но к нижнему патрубку. Вариант обеспечивает отличную теплоотдачу, но подходит для батарей, состоящих из 12 секций.
• Нижнее – оба направления подсоединяются к нижним патрубкам отопительного прибора с разных сторон. Метод идеален для скрытой прокладки труб.
• Диагональное – подвод осуществляется через верхний патрубок, а отвод – с другой стороны через нижний патрубок. Способ используется для подключения приборов с более чем 12-ю секциями.

Подсоединение к полипропиленовым трубам

Для правильной установки радиаторов с пропиленовыми трубами отопления придется обзавестись специальным паяльником. Соединение реализуется по двум технологиям:

• В случае, когда радиаторный вентиль пропиленовый, то соединение осуществляется при помощи пайки непосредственно с подводкой. Далее с крана следует открутить металлический концевик «американки» и вкрутить его в радиаторную футорку. Для герметичности применяется лента ФУМ или льняная подмотка. В итоге «американку» снова собирать и затянуть накидную гайку ключом.
• Если радиаторный вентиль из металла, то для соединения с пластиковой подводкой применяют комбинированную муфту разъемного типа с внутренней резьбой. Она аналогична по принципу действия «американке», но накидная гайка приспособлена для пайки. Через соединительный фитинг пластиковую часть муфты припаивают к подводной трубе. После этого муфту нужно разобрать, и металлическую часть с подмоткой навернуть на вентиль. Муфту собрать и затянуть накидную гайку.

Подсоединение батареи к металлической подводке

Многие домовладельцы, желающие знать, как правильно установить отопительный радиатор, переживают, что при работе с трубами из металла может понадобиться сварочный аппарат и сопутствующие навыки по его использованию. Спешим успокоить – ничего подобного тут не нужно, все делается на резьбовых соединениях. Для этого на только что обрезаном участке подводки нарезают резьбу при помощи клуппа. Технология выполнения процесса выглядит следующим образом:

• Трубы подвода обрезать при помощи болгарки так, чтобы линия среза была четко перпендикулярна осевой линии трубы.
• Очистить конец трубы от коррозии или краски и сделать фаску напильником.
• На резцы клуппа и участок трубы нанести смазку.
• Поставить головку на фаску и отцентрировать ее.
• Используя газовый ключ, проворачивать головку по часовой стрелке.
• Для качественного соединения должен получиться резьбовой участок, равный длинной части сгона.

В итоге на готовую резьбу нужно накрутить контргайку и муфту, и совместив оси шарового крана и подводки, перегнать муфту с подводки на корпус крана. В процессе используется подмотка или лента ФУМ. Далее на резьбу около муфты следует навернуть подмотку и перегнать контргайку. После окончательной фиксации запорного крана или термпературного регулятора, его соединяют с радиаторной футоркой через «американку».

Симптомы и диагноз

Если в трубах появился характерный гул, возможно:

• на стенах труб скопилось большое количество отложений, что привело к сужению просвета;
• имеет место утечка воды из системы;
• в системе имеются устройства со слишком малым диаметром.

Чтобы установить причину шума точнее, следует осмотреть все элементы отопительной системы и найти место протечки

Если трубы выглядят неповрежденными, не видно пара или струек текущей воды, нужно уделить внимание соединительным элементам и запорной арматуре, возможно, утечка происходит именно здесь

Иногда место протечки установить сложно, поскольку оно скрыто слоем утеплителя. Для точной диагностики проблемы следует пригласить профессионального сантехника.

Если протечек нет, а трубы гудят, нужно найти источник звука. Скорее всего, именно в этом месте просвет трубы стал слишком маленьким из-за скопившихся минеральных отложений или попавшего в систему мусора. Устраняют проблему промывкой системы отопления. Об этом подробно рассказано в видеоролике:

Обычно хороший сантехник может определить элементы системы, которые не подходят по размеру, что становится причиной гудения труб. Возможно, такой элемент придется заменить или модифицировать. Разумеется, подобные работы следует выполнять как можно лучше, в полном соответствии с технологией, чтобы не появились новые причины для неприятного шума в трубах.

Щелкающие звуки и характерное звучание бурления воды может быть вызвано воздухом, попавшим в систему. Чтобы устранить проблему, достаточно спустить из радиаторов лишний воздух, например, с помощью крана Маевского. Щелчки также могут указывать на наличие в трубах посторонних предметов, мусора. В этом случае следует очистить систему.

Если в систему отопления попал воздух, это может вызвать щелчки и звуки бурления. Чтобы выпустить воздух из системы, следует воспользоваться краном Маевского

Периодический треск, стук и щелчки могут появиться, если:

• в трубах имеются мелкие посторонние частички;
• износились детали системы;
• оборвался вентиляционный клапан;
• нестабильная работа системы вызвала расширение металла.

Чтобы треск в трубах отопления прекратился, иногда достаточно слить часть воды с мусором. В остальных случаях понадобится помощь профессионального сантехника для ремонта или замены поврежденных элементов.

Иногда причиной шума в отопительной системе становится заросшая отложениями и частичками ржавчины труба отопления. Такую трубу следует промыть или заменить

К обрыву вентиляционного клапана нередко приводит его неправильный монтаж, например, когда клапан установлен в неверном направлении. Такая ошибка может привести к существенным повреждениям всей отопительной системы.

Причиной постукивания может быть и состояние кронштейнов, на которых крепятся трубы и радиаторы отопления. Расшатанный кронштейн движется под воздействием процессов расширения-сужения металла, что и вызывает стук. Чтобы прекратить это неприятное явление, достаточно укрепить старые кронштейны или заменить их новыми. Иногда между трубой и кронштейном устанавливают специальные прокладки.

Как и чем герметизируют стыки труб

Виды уплотнителей, способы герметизации

Чтобы предотвратить утечку рабочей среды трубопровода необходимо качественно герметизировать трубные скручивания.

При резьбовом соединении стальных труб в качестве уплотнителей используют:

• прокладку. Этот способ уплотнения резьбового соединения требует относительно толстых торцевых трубных срезов. Наличие ровных трубных торцов никогда не сможет обеспечить герметичность. При использовании резиновой или пластиковой прокладки эта проблема успешно решается. Данный вариант – идеальный в случае сочленения с помощью гайки накидного типа;
• подмотку. Материалами могут служить льняные пряди, полимерные нити, ФУМ ленты в комплексе затвердевающими герметиками, красками, пастами.

При монтаже пластиковых стояков применяют способ герметизации, основанный на деформационных свойствах материала. Сущность этого метода состоит в том, что пластиковую трубу с наличием внешней резьбы вкручивают в стояк с внутренней резьбой. Пластик во время деформации способствует отличному заполнению промежуточного пространства, исключая появление зазоров.

Когда речь идет о трубопроводных конструкциях с высоким давлением, то цилиндрические резьбовые соединения труб здесь – не совсем уместны. В таких случаях используется соединение конического типа. Принцип присоединения заключается в том, что при вкручивании наблюдается плотное прижимание труб до такой меры, пока полностью не исчезнет зазор.

Материалы для уплотнения стыков

Чтобы стык был непроницаемым, в качестве уплотнителей используют:

• лён (паклю);
• асбест;
• ФУМ ленту;
• натуральную олифу;
• белила;
• сурик;
• графитную смазку и др.

Надежным уплотнителем при скручивании стальных труб на резьбе является льняная прядь, пропитанная суриком или белилами. Такое соединение отличается простотой монтажа, надежностью в плане герметизации. Уплотнитель используется очень давно, не теряет своей популярности и сегодня, несмотря на появление искусственных аналогов.

Для тех, у кого небольшой опыт работ по монтажу фитингов и труб, подсказываем, что ни в коем случае не применяйте лён без краски.

На первых порах стык не будет пропускать влаги. Но пройдет несколько месяцев, льняные волокна намокнут, начнут разлагаться. Поэтому качество всех соединений ухудшится, а еще через месяц-другой – на стыке будет просачиваться вода.

Многие пользуются ФУМ лентой которая ничем не уступает старым традиционным материалам – пакле с краской.

Иногда в месте стыковки стояков отсутствует герметичность. Для устранения этого дефекта нужно заменить уплотняющий материал, а резьбовой участок очистить от грязи, остатков уплотнителя. После этого еще раз намотать льняную нить, ФУМ ленту или иной уплотнитель, собрать конструкцию.

В качестве дополнительных герметизаторов используют пасты, герметики химического происхождения, которые помогут усилить данный участок трубопровода.

Монтаж трубопроводов с уклоном в системе отопления

Итак, трубы куплены, проект разработан и все тщательно продумано, теперь можно приступить непосредственно к монтажу. Для работы потребуются следующие инструменты:

• разводной ключ;
• “универсальный” газовый ключ хорошего качества;
• специальный ключ для металлопластиковых труб;
• специальный ступенчатый ключ для разъемных соединений.

Пошаговая инструкция по монтажу трубопроводов отопления:

Схема монтажа отопительных труб.

1. Трубы нужно установить так, чтобы обеспечивалось склонение в сторону участка системы, который расположен внизу. В этом месте нужно установить клапан или сливной кран.
2. Затем трубопровод необходимо разграничить на участки. Каждый такой участок должен без затруднений перекрываться в случае необходимости. Это условие нужно выполнить для того, чтобы эксплуатация системы была максимально удобна, а также чтобы избежать аварийных ситуаций.
3. Если трубы из полипропилена, то при установке необходимо строго проследить надежность крепления. Для этого существует специальная система держателей, которая монтируется дополнительно и предупреждает о появлении в трубопроводе провисаний.
4. Если монтаж предусматривает разделение стояка на участки, то можно для этой цели соорудить неподвижную опору. Крепится она в точке ответвления под и над располагающимся там тройником. Это предотвратит оседание трубопровода.
5. Компенсацию трубопровода, которая необходима между неподвижными опорами, можно выполнить различными методами: изменить трассу трубопровода; установить П-образный компенсатор; установить компенсатор в форме петли.
6. Сварка выполняется строго по инструкции, которая прилагается ко всем материалам и оборудованию.
7. Если возникает необходимость нарезки труб, то для этого нужно взять только остро заточенный инструмент. Это могут быть специальные ножницы для нарезки либо труборез.
8. Если установка горячего трубопровода из полипропиленовых труб производится самостоятельно, то все переходы нужно сделать латунной запрессованной вставкой, в которой есть внутренняя и наружная резьба.

После выполненных работ по монтажу обязательно следует проверить систему отопления на возможные недостатки и погрешности с целью их обнаружения и устранения.

Особенности систем самотеком

Ввиду того, что образуются турбулентные потоки, точные расчеты систем провести не удается, поэтому при их проектировке берутся усредненные значения, для этого:

• максимально поднимают точку разгона;

• используют широкие трубы подачи;

Далее от начала первого расхождения до каждого последующего подключают трубу меньшего диаметра на шаг, равный ему, что задействует инерционные потоки.

Также существуют и другие особенности монтажа самотечных систем. Так, трубы должны прокладываться под углом 1-5%, на что влияет протяженность трубопровода. Если в системе достаточный перепад высот и температур, можно использовать и горизонтальную разводку

Важно следить, чтобы не было участков с отрицательным углом, поскольку движением теплоносителя их не удастся достать, по причине образования в них воздушных пробок

Так, принцип работы может основываться на открытом типе или быть мембранного (закрытого) типа. Если сделать монтаж горизонтальной ориентации, рекомендуется на каждом радиаторе установить краны Маевского. поскольку с их помощью легче ликвидировать воздушные пробки в системе.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об условиях возможности применения самотечной, безнасосной, гравитационной системы отопления:

В каких случаях без насоса можно обойтись

Движение теплоносителя внутри отопительного контура происходит под воздействием законов физики. Это значит, что нагреваясь, жидкость поднимается вверх, а по мере остывания – вновь опускается, обеспечивая тем самым обогрев помещения.

Более всего система отопления без циркуляционного насоса востребована именно в загородных домах и на дачах, поскольку в условиях пригорода электроснабжение не всегда бывает стабильным или отсутствует вовсе. В связи с этим оборудование отопления с принудительным типом циркуляции нецелесообразно.

Примечательно, что отопление с естественной циркуляцией теплоносителя вполне возможно обустроить самостоятельно. К тому же, такой системой очень удобно пользоваться.

Устанавливаем радиаторы отопления правильно: разметка

Для правильного расположения радиаторов необходимо выполнить разметку, соблюдая все рекомендации, изложенные в инструкции по установке подобных отопительных приборов. Суть состоит в следующем:

1) сначала нужно просто приложить радиатор к стене с соблюдением его горизонтального положения и требуемых расстояний от пола и подоконника;

2) после этого обозначить его очертание простым карандашом не стене;

3) потом отставить батарею в сторону и провести две горизонтальные линии, которые будут служить осями для расположения верхнего и нижнего ряда кронштейнов;

5) в конце следует забить в них дюбеля и закрутить кронштейны.

Если разметка выполнена правильно, батарея станет на все кронштейны без каких-либо затруднений. Отдельно стоит заметить, что для отопительных приборов длиной более 1 метра может понадобиться большее количество креплений.

Теперь можно приступать к подсоединению батареи к системе отопления.

Как правильно монтировать отопление

Чтобы готовая система отопления с естественным типом циркуляции функционировала правильно и эффективно, при ее монтаже важно придерживаться некоторых правил.

В целом схема установки выглядит так:

• Радиаторы отопления необходимо установить под окнами, желательно на одном уровне и с соблюдением необходимых отступов.
• Далее устанавливают теплогенератор, то есть выбранный котел.
• Монтируют расширительный бак.
• Выполняют разводку труб и стыкуют зафиксированные ранее элементы в единую систему.
• Отопительный контур наполняют водой и выполняют предварительную проверку герметичности соединений.
• Заключительный этап состоит в запуске отопительного котла. Если все работает правильно, значит, в доме будет тепло.

Обратите внимание на некоторые нюансы:

1. Котел должен быть расположен в самой нижней точке системы.
2. Монтаж труб необходимо выполнять с уклоном в сторону обратного потока.
3. Поворотов в трубопроводе должно быть как можно меньше.
4. Для повышения эффективности отопления необходимы трубы с большим диаметром.

Надеемся, данная статья будет для вас полезной, и вы сможете самостоятельно смонтировать систему отопления без циркуляционного насоса в вашем загородном доме.

Источник

Рекомендации по монтажу

При обустройстве однотрубной системы отопления требуется, несмотря на ее простоту, выполнять все этапы работы внимательно и грамотно, учитывая все нюансы и особенности конструкции.

Чтобы все было сделано правильно, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

Заключение

В итоге можно сказать, что однотрубная система отопления при всех ее достоинствах совершенно не подходит для больших и многоэтажных домов. К тому же, несмотря на простоту и низкую стоимость, такая система вызывает немало проблем и требует внимательного подхода при обустройстве.

Испытание системы трубопроводов после монтажа

Чтобы начать проверку системы, нужно обзавестись прибором для деаэрации труб без установки водомеров. Ход работы на испытание системы выполняется в таком порядке:

1. Наполнить трубопровод. Делать это следует с самого низкого места всей системы.
2. Участок, который выбран для испытания, не должен быть более 100 м.
3. Медленно повышаем давление и доводим его до предельного уровня.
4. Проверка длится не более часа. Этого времени достаточно для того, чтобы выявить возможные места протечек.

Монтаж завершен, и теперь трубопровод в совокупности должен составить единую систему отопления.

Другие способы решения проблемы

Кроме использования чугунных батарей, оптимизировать ситуацию помогает введение в состав одноконтурной системы циркуляционного насоса. После этого температура в обогревающих контурах становится более равномерной, однако слишком длинные трубопроводы все равно приводят к его заметному остыванию.

Для сглаживания этого неприятного явления предлагаются два способа:

1. По мере удаления от котла рекомендуется увеличивать количество секций на радиаторах. Таким образом достигается увеличение их теплоотдающей площади: тепловая энергия в большем количестве начинает распространяться в помещениях, способствуя их равномерному нагреванию.
2. Перед тем, как проводить однотрубное отопление, необходимо продумать максимально рациональное расположение батарей в комнатах. Приборы с наибольшей мощностью лучше разместить в детских, спальнях и помещениях на холодной северной стороне. Далее магистраль ведут в гостиную и кухню. В конце контур находятся нежилые и подсобные помещения.

Благодаря этим мерам достигается некоторая компенсация недостатков однотрубной системы. В особенности это касается малоэтажных зданий площадью до 150 м². В таких случаях однотрубное отопление является самым экономичным вариантом.

Что следует учесть при проектировании и монтаже?

Чтобы вода внутри батарей и труб не застаивалась, а свободно циркулировала, устанавливать трубы требуется с заметным уклоном. В проекте необходимо учесть, что их каждый погонный метр должен отклоняться от плоскости от 1 до 2 градусов. Такая конструкционная хитрость не будет очень заметна, но обеспечивает необходимый самотек теплоносителя.
Другая важная деталь – мощность котла. Его сильный нагрев заставит воду двигаться быстро, что увеличит температуру в радиаторах и трубах. Перед выбором и покупкой оборудования следует произвести расчеты и оценить будущую тепловую эффективность его работы.

Ухудшить производительность самотечной системы отопления в доме могут особенности расположения труб. Их частые изгибы, повороты под прямыми углами значительно снижают естественное давление воды, замедляют её ток, температура в доме значительно снижается.

Однотрубная и двухтрубная самотечные системы

Схема однотрубной системы.

Отопительная сеть самотечного типа может быть смонтирована в однотрубном или двухтрубном исполнении.

Однотрубное отопление предполагает последовательную схему монтажа труб и батарей. При его эксплуатации вода будет проходить по ним последовательно. Имеется два способа установки оборудования:

• поток теплоносителя проходит сразу через батареи;
• движение воды по системе осуществляется по основной трубе, к которой при помощи дополнительных ответвлений крепятся радиаторы.

Более равномерный прогрев воздуха достигается при втором способе.

Двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией предполагает обустройство отдельных магистралей для потока воды – основной и обратной подачи. Теплоноситель из котла (горячий) последовательно поступает в отопительные радиаторы, а после остывания возвращается уже холодным к котлу по обратным трубам.

Если монтировать самотечную систему отопления в двухэтажном доме в двухтрубном исполнении, для равномерного прогрева комнат, сохранения необходимой температуры в них потребуется установка дополнительного агрегата – циркуляционного насоса. Такое оборудование позволит увеличить давление воды внутри труб, сохранить оптимальную теплоотдачу отопительной системы.

Правила выбора и монтажа труб

Выбор между стальными или полипропиленовыми трубами при любой циркуляции происходит по критерию возможности их использования для горячей воды, а также с позиций цены, легкости монтажа и срока эксплуатации.

Стояк подачи монтируют из металлической трубы, так как через него проходит вода самой высокой температуры, а в случае печного отопления или неисправности теплообменника возможен вариант прохождения пара.

При естественной циркуляции необходимо использовать диаметр труб несколько больший, чем в случае применения циркуляционного насоса. Обычно, для обогрева помещений до 200 кв. м, диаметр коллектора разгона и трубы на входе обратки в теплообменник равен 2 дюймам.

Это вызвано меньшей скоростью воды по сравнению с вариантом принудительной циркуляции, что приводит к следующим проблемам:

• снижение объема переносимого тепла за единицу времени от источника к обогреваемому помещению;
• появление засоров или воздушных пробок, с которыми не сможет справиться небольшого напор.

Особенное внимание при использовании естественной циркуляции с нижней схемой подвода подачи необходимо уделить проблеме удаления воздуха из системы. Он не может полностью отводиться из теплоносителя через расширительный бак, т.к

закипающая вода поступает сперва в приборы по магистрали, расположенной ниже чем они сами.

При принудительной циркуляции напор воды сгоняет воздух к установленному в наивысшей точке системы воздухосборнику – устройству с автоматическим, ручным или полуавтоматическим управлением. С помощью кранов Маевского в основном производится регулировка теплоотдачи.

В гравитационных отопительных сетях с подачей, расположенной ниже приборов, краны Маевского применяются непосредственно для стравливания воздуха.

На всех радиаторах отопления современного типа присутствуют устройства для выпуска воздуха, поэтому для предотвращения образования пробок в контуре можно делать уклон, сгоняя воздух к радиатору

Воздух также может отводиться с помощью воздухоотводчиков, установленных на каждом стояке или на воздушной линии, проложенной параллельно магистралям системы. Из-за внушительного количества устройств для отвода воздуха гравитационные схемы с нижней разводкой применяются крайне редко.

При слабом напоре небольшая воздушная пробка способна полностью остановить систему обогрева. Так, согласно СНиП 41-01-2003 не допускается прокладывать без уклона трубопроводы систем отопления при скорости движения воды менее 0,25 м/с.

При естественной циркуляции такие скорости недостижимы. Поэтому кроме увеличения диаметра труб необходимо соблюдать постоянные уклоны для вывода воздуха из системы отопления. Уклон проектируют из расчета 2- 3 мм на 1 метр, в квартирных сетях наклон достигает 5 мм на погонный метр горизонтальной линии.

Уклон подачи делают по ходу движения воды, чтобы воздух двигался к баку-расширителю или системе, стравливающей воздух, расположенной в верхней точке контура. Хотя можно сделать и контр-уклон, но в этом случае необходимо дополнительно установить клапан для отвода воздуха.

Уклон магистрали обратки делают, как правило, по ходу движения охлажденной воды. Тогда нижняя точка контура будет совпадать с входом обратной трубы в теплогенератор.

Самая распространенная комбинация направления уклона подающей и обратной труб для удаления воздушных пробок из водяного контура с естественной циркуляцией

При установке теплого пола небольшой площади в контуре с естественной циркуляцией необходимо не допустить попадания воздуха в узкие и горизонтально расположенные трубы этой обогревательной системы. Необходимо поставить устройство удаления воздуха перед теплым полом.

Основные правила монтажа

Подключение отопительного элемента к однотрубной системе.

Для того, чтобы осуществить качественный монтаж обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо выполнить следующие важные шаги:

1. Отопительные радиаторы стоит расположить желательно под окнами и на одинаковом уровне.
2. Установить отопительный котел.
3. Закрепить расширительный бачок.
4. Соединить установленные элементы с помощью труб.
5. Завести в отопительную систему теплоноситель, и проверить все узлы на утечку.
6. Запустить котел, и начать наслаждаться комфортным теплом вашего дома.

Важные советы монтажников:

1. Котел следует располагать как можно ниже.
2. Трубы должны устанавливаться с уклоном в сторону «обратки».
3. Желательно в системе избегать большого количества поворотов.
4. Используйте трубы больших диаметров.

Возможно, Вам будет интересна статья о том, как установить теплонасос в частном доме.
О том, как выбрать циркуляционный насос, Вы можете почитать здесь .

Надеемся, что мы раскрыли все нюансы отопительной системы без насоса, которые помогут при оборудовании отопления вашего жилища.

Как смонтировать систему отопления без насоса, смотрите объяснение схемы самотечной системы в следующем видео:

Расчет мощности циркуляционного насоса для системы отопления: необходимые параметры и порядок вычислений, подробное видео Преимущества и особенности монтажа теплового насоса вода-вода для отопления частного дома Выбор насоса для отопления частного дома: виды насосов и критерии выбора Источник бесперебойного питания для насоса отопления: принцип работы и критерии выбора

Соединение металлических труб отопления без сварки

Наиболее быстрым способом соединение без применения сварки является компрессионный фитинг. Тем не менее, рассмотрим и другие методики: резьбовое соединение и установка ремонтно-монтажной обоймы. Последняя применяется как для стыковки, так и устранения протечек, возникших вследствие растрескивания металла.

Резьба

Создать резьбовое соединение получится только при условии свободного доступа к трубе, т.е. на этапе первично установки. В остальных случаях провести нарезку резьбы будет достаточно проблематично или невозможно. Сама процедура проводится по следующей схеме:

1. Очистить трубу от краски и ржавчины. Если имеются металлические наплывы после выполненной ранее сварки, их следует спилить. Соединяемая поверхность должная быть чистой и гладкой.
2. Используя напильник, снять фаску с торца, где был выполнен срез.
3. Взять плашку подходящего размера, вкрутить в нее ручки. Промазать резцы смазкой или салом.

Установить инструмент на трубе, убедиться, что он расположен строго перпендикулярно. Произвести пол оборота плашки по часовой стрелке, затем четверть оборота против. Затем повторять движение, пока резьба не будет нарезана.

Теперь разберемся, как врезаться в трубу отопления без сварки. Для этого потребуется использовать муфту с гайкой. Она может иметь три ответвления для создания разводки. При создании резьбы, следует помнить, что на одной трубе она должна быть в 2 раза длиннее. Закрепление муфты:

1. На более длинную резьбу накручивается гайка, затем муфта.
2. На вторую трубу накручивается гайка.
3. Детали сопоставляются вместе, после чего муфта скручивается с длинной резьбы и частично накручивается на короткую. Элемент должен оказаться примерно посередине разреза.
4. Осталось накрутить гайки с обеих сторон, предварительно намотав на резьбы уплотнительный материал (фум-ленту, паклю).

Подобное соединение считается достаточно прочным и может прослужить не один год.

Компрессионные фитинги для стальных труб

Данный вид соединения позволяет провести отопление без сварки труб и нарезания резьбы. При этом специалисты отмечают высокую надежность компрессионных фитингов, лидером производства которых является фирма Гебо. Отсюда часто возникает путаница понятий – многие называют эти соединительные приспособления в честь популярного производителя (яркая аналогия – марка Xerox, которая стала нарицательным именем для работ по копированию документации).

Среди плюсов данного способа соединения можно выделить скорость работы, и отсутствие необходимости использования специального инструмента. Все что понадобиться – это два баллонных ключа, которыми будет удерживаться и зажиматься фитинг.

Методика работы следующая:

1. Надеть на трубу детали фитинга в последовательности: гайка, зажимное кольцо, прижимное кольцо, уплотняющее кольцо.

Надеть муфту, убедиться, что все элементы расположились правильно и без перекосов. Затянуть гайку. Должен остаться виден один виток резьбы. Если после подачи теплоносителя появилась небольшая протечка – гайку можно подтянуть. Произвести те же действия в отношении второй стороны фитинга.

Больше узнать о компрессионных фитингах можно посмотрев видео:

Ремонтно-монтажная обойма

При эксплуатации старых систем или превышении давления, часто возникает вопрос, как заделать трубу отопления без сварки. Для этих целей применяется ремонтно-монтажная обойма. Она может быть выполнена в виде муфты или тройника. Внешняя часть детали металлическая с прижимными болтами, внутри резиновая прокладка.

Элемент зачастую используется для экстренного устранения течи, но может быть применен и как постоянный вариант соединения труб водоснабжения. Инструкция по применению:

1. Очистить места прилегания трубы от краски и прочих отложений, которые могут повлиять на будущую герметичность.
2. На место соединения наложить резиновый уплотнитель. Пронаблюдать, чтобы его разрез не попал на место стыковки верхней и нижней части обоймы.
3. Промазать разрез герметиком и, при возможности, дать некоторое время на высыхание.
4. Установить части обоймы, закрепить болтами.

Это все варианты создания прочного соединения между металлическими трубами без использования сварочного аппарата. Теперь опишем несколько методов при работе с металлопластиковыми деталями.

Угол наклона труб отопления с естественной циркуляцией

Применение такого типа отопления, как система отопления с естественной циркуляцией, является наиболее распространенным для загородных домов и дач. Ее преимущества – доступность, экономичность, простота монтажа и эксплуатации.

Создание системы отопления с естественной циркуляцией не требует использования насосов или дополнительного оборудования, источников питания, поскольку гидростатический напор возникает самопроизвольно во время движения теплоносителя.

Схема отопления с естественной циркуляцией

Многие считают недостатком то, что использование данной системы допустимо лишь в довольно небольших строениях. В частности, радиус системы (горизонтальное расположение) не должен превышать 30 метров. Кроме того, не все предпочитают использовать отопление без насоса, поскольку скорость включения сети также является достаточно низкой.

Преимущества системы с естественной циркуляцией

Первым и одним из основных достоинств системы можно назвать ее экономичность. На самом деле, ее монтаж, а также и дальнейшее обслуживание, требуют относительно небольших финансовых затрат.

Схема отопления с естественной циркуляцией не требует дополнительного оборудования в виде циркуляционных насосов. А это означает, вы не будете ощущать вибрацию и шум их работы.

Кроме того, отсутствие необходимости установки такого насоса означает, что вам не придется тратить дополнительные средства на оплату электроэнергии, необходимой для его работы.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией

Еще одним весомым преимуществом данной системы является то, что теплоноситель циркулирует непрерывно.

Это обусловлено тем, что постоянно происходит изменение температуры и плотности теплоносителя. При этом благодаря такой цикличности происходит равномерное распределение тепла всеми отопительными элементами, входящими в отопление дома с естественной циркуляцией.

Популярность системы связана еще и с тем, что ее проектировка, монтаж и дальнейшее обслуживание не требуют специальных навыков.

То есть, для того чтобы создать качественную отопительную систему, не требуется привлекать дополнительных специалистов – все можно сделать самостоятельно.

Точно так же самостоятельно в дальнейшем владелец здания сможет справиться и с незначительными поломками.

Однако при правильном планировании и качественном выполнении отопление частного дома без насоса сможет работать, не требуя капитального ремонта не менее 30-35 лет.

Как работает данная система?

Движение теплоносителя (воды) по трубам обусловлено тем, что при повышении и понижении температуры изменяется масса и плотность жидкости.

Снижение массы и плотности воды происходит, когда она нагревается в котле. В это время в трубах находится уже отдавшая свое тепло более холодная вода, имеющая большую массу и плотность.

При этом под действием гравитационных сил холодная вода в радиаторе замещается водой горячей.

Для того чтобы понять, как именно функционирует гравитационная система отопления, достаточно просто вспомнить курс физики. Нагретая в котле вода, являясь более легкой, свободно поднимается по трубам центрального стояка.

В этот момент тяжелая холодная вода опускается в отопительный котел. Горячая вода, достигнув верхней точки, равномерно распределяется по радиаторам.

В них холодная вода опускается к нижней части батареи, а после и вовсе покидает ее, потому что ее попросту «вытеснила» горячая.

В момент поступления в радиатор горячего теплоносителя происходит процесс отдачи тепла. То есть, постепенно нагреваются материалы радиатора, передавая тепло непосредственно в помещение. Далее – остывший теплоноситель вновь замещается горячим. Этот процесс непрерывен. Жидкость циркулирует до тех пор, пока идет ее нагрев – то есть, пока работает котел.

Принцип построения отопительной системы с естественной циркуляцией

Самотечная система отопления частного дома состоит из таких элементов:

• котел. Именно он осуществляет нагрев теплоносителя. Существует большое количество видов котлов, которые работают на различного типа топливе.
• трубопровод. Он может быть как одинарным, так и двойным (для обратного тока).
• отопительные элементы – радиаторы.
• расширительный бак.

При проектировании и монтаже такой схемы, как самотечная система отопления, крайне важно придерживаться обязательного требования – труба, по которой движется теплоноситель, непременно должна иметь уклон.

Он должен составлять минимум 0,005 м на метр погонный трубы и быть направленным в сторону нагревающего бака. То есть, если радиатор и котел расположены на одном этаже, то уровень входа трубы в радиатор должен быть несколько выше. Необходимость наличия уклона объясняется несколькими факторами:

• по трубе, которая имеет уклон, холодная вода значительно быстрее движется к нагревательному баку.
• наличие уклона крайне важно для того чтобы пузырьки воздуха, появившиеся в процессе нагревания теплоносителя, эффективнее поднимались в специальный расширительный бак, а оттуда – удалялись в атмосферу.

Необходимый уклон гравитационной системы отопления

Наличие расширительного бака в такой системе, как гравитационная система отопления из полипропилена, благотворно влияет на создание дополнительного давления в системе, что делает скорость передвижения теплоносителя несколько выше.

Следует отметить, что скорость перемещения теплоносителя в трубе напрямую зависит сразу от нескольких факторов. Прежде всего, это разница таких величин, как плотность, масса, объем теплоносителя в горячем и холодном состоянии.

Помимо этого, на скорость перемещения теплоносителя влияет также и уровень расположения отопительных элементов (радиаторов) относительно нагревательного котла. Однако гравитационное давление, возникающее во время перемещения теплоносителя, в некоторой степени расходуется в момент, когда жидкость преодолевает сопротивление трубопровода.

Дополнительными препятствиями, на которые также расходуется значительное количество гравитационного давления, являются дополнительные радиаторы, разветвления, повороты, присутствующие в системе.

Для более эффективного обогрева (и достижения максимальной скорости перемещения теплоносителя) следует проектировать отопление с естественной циркуляцией так, чтобы подобных препятствий было меньше.

В случае если подобная «сложность» системы вызвана необходимостью, решением возникшей сложности является использование труб большего диаметра.

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя

Более сложная гравитационная схема отопления, предусматривающая наличие сразу двух контуров отопительной системы. По одному происходит передвижение горячей воды, которая движется от котла к радиаторам.

А второй контур предназначен для оттока остывшего теплоносителя от радиаторов к нагревательному котлу.

Данная самотечная система отопления предусматривает более тщательное планирование и использования увеличенного количества материалов (труб).

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя

Принцип монтирования двухтрубной системы, предполагающей отопление самотеком, являет собой довольно трудоемкий процесс, который можно разделить на несколько этапов:

• монтаж основного стояка. Отопительная труба (по которой движется горячая вода) поднимается от котла к расширительному баку. Следует отметить, что наилучшее место присоединения стояка к баку – нижняя треть от общей его высоты.
• на уровне примерно трети высоты помещения (отмерять следует от уровня пола) отопительная труба соединяется с разводкой. Именно от нее и будут прокладываться трубы к приборам отопления – радиаторам.
• для своевременного удаления излишков жидкости в системе в бак должна быть врезана также труба перелива. Посредством ее использования лишняя жидкость будет направлена в канализацию.
• трубы для отведения уже отработанной (то есть – остывшей) воды следует врезать в нижнюю часть радиатора. По этим трубам вода возвращается к нагревательному котлу. Прокладываются они параллельно трубам подачи горячего теплоносителя.

Планируя естественное отопление дома, следует учитывать некоторые особенности. Прежде всего, труба основного стояка непременно должна быть утеплена – иначе существует вероятность существенной потери тепла.

Как выбрать насос

Прежде чем приступать к выбору оборудования и собственно к монтажу отопления необходимо рассчитать его характеристики. Важные параметры:

• Производительность;
• Гидравлическое сопротивление (напор);
• Размер устройства;
• Температурный режим.

Кроме того, следует продумать точку подключения электричества для питания насоса. В случае перебоев с питанием желательно иметь альтернативный источник энергии, например, генератор.

Совет! Нет смысла брать слишком мощный насос с одной скоростью. Он будет работать, потребляя излишнее количество электроэнергии. Логичнее приобрести устройство с несколькими скоростями.

Характеристики труб отопления: теплоотдача и уклон

Теплопроводность труб и радиаторов отопления

Установив в своём доме автономную отопительную систему, каждый для себя решает, какая будет температура протекающей по этим трубам воды. Всё зависит от пожелания домочадцев, внешних климатических условий и от типа батарей отопления, установленных в доме. Поскольку не существует какого-либо стандарта и ограничения на такой параметр, как температура теплоносителя, то определяющей величиной здесь должна быть теплоотдача труб отопления.

Чем меньше теплопроводность труб, тем меньше теплопотерь произойдет до непосредственной доставки теплоносителя к радиатору. Рассмотрим, какие трубы обладают меньшей теплоотдачей:

• Здесь наиболее оптимальным вариантом видятся полипропиленовые трубы, поскольку коэффициент их теплопроводности наименьший среди остальных видов труб, используемых в отопительных системах.
• Несколько большую теплопроводность имеют металлопластиковые и армированные полимерные трубы, хотя также являются неплохим вариантом для монтажа трубопровода отопления.
• И, наконец, стальные трубы, проложенные в подавляющем большинстве домов постройки прошлого века, отдают тепло быстрее всего.

Трубы для отопления различных диаметров на низкотемпературных участках окружающей среды рекомендуется теплоизолировать специальными материалами

Что касается радиаторов, то здесь, наоборот, приветствуются изделия из материалов с наибольшей теплоотдачей. Рейтинг по возрастанию качества радиаторов относительно их теплоотдачи будет выглядеть следующим образом:

• Радиаторы, изготовленные из чугуна, имеют самый низкий коэффициент теплопередачи среди современных приборов для отопления.
• За ними следуют радиаторы биметаллические.
• Алюминиевые батареи обладают наивысшим коэффициентом передачи тепла от носителя в окружающее пространство, поэтому именно их рекомендуется использовать для повышения эффективности системы.

Кроме того, существует параметр, который поможет определиться с количеством секций радиаторов. Это – их тепловая мощность, которая обязательно указывается в паспорте изделия. Обычно она соответствует величине, заданной из расчёта, что протекающая по трубам отопления вода будет иметь температуру 75°С. Для поддержания комфорта и экономии энергии в доме эту величину можно варьировать, изменяя в ту или иную сторону.

Также для нормальной работы системы внутридомового отопления важно знать, каково давление в трубах, отапливающих дом. Стандартный показатель – 1,5-2 атм. Повышение давления выше указанных величин может привести к тому, что толщина стенки трубы для отопления окажется недостаточной. В этом случае неизбежно произойдёт разгерметизация и выход оборудования из строя. Чтобы избежать подобной неприятности следует использовать манометры для контроля давления в системе.

Организация уклона труб отопления

Правильное направление уклона труб отопления при естественной циркуляции

Создавая автономную систему водяного отопления дома, не надо забывать, что она должна устраиваться с небольшим уклоном, помогающим правильному её функционированию. Особенно это актуально для системы естественной циркуляции теплоносителя по трубам. Правила выбора уклона труб отопления:

1. Правильно выбранный уклон труб отопления обеспечит беспрепятственную циркуляцию теплоносителя по системе. Величина уклона в сторону течения воды должна составлять 10 мм на 1 м трубы как в направлении от нагревательного котла к радиаторам отопления, так и при выводе из системы.

1. В системах, использующих принудительную циркуляцию теплоносителя с помощью насоса, уклон устраивать не обязательно. Обычно в таких системах трубы прокладываются горизонтально или с минимальным уклоном в сторону сливной запорной арматуры в 2–3 мм. Это помогает вылить воду из труб для проведения ремонтных работ или для недопущения разрыва трубопровода в случае, когда система длительное время не используется в холодное время года.
2. Горизонтальный отвод для подключения к батарее от вертикальных систем трубопровода длиной больше 0,5 м устраивают с уклоном в 10 мм в сторону движения воды. Если этот отвод имеет меньшую длину, уклон устраивать не обязательно.

Конструктивные особенности

Система отопления с принудительной циркуляцией бывает двух типов — закрытая и открытая.
Открытая система не предполагает наличие насоса, однако в ней обустраивается принудительная циркуляция. Для этого рассчитывают уклон трубопровода и устанавливают расширительный бачок. Котел для нагрева применяют твердотопливный или газовый. Такой тип отопления считается самым экономичным в плане стоимости обустройства.

«Открытой» система называется из-за постоянного контакта с окружающей средой через расширительный бачок. Поэтому возможна коррозия металлических комплектующих.

Для открытого вида обязательно использование труб с большим диаметром. При разработке проекта необходимо заранее учитывать способ их маскировки, а также рассчитать эффективный уклон труб.

Закрытая система – максимально производительна для любого жилья (квартиры, дачи, загородного дома). Чтобы смонтировать ее своими руками понадобятся следующие комплектующие:

В котле нагревается теплоноситель, его излишек поступает в расширительный бачок, а поток жидкости перекачивает насос. Также дополнительно ставят клапан для сброса давления. Расширительный бак для закрытой системы должен быть герметичным. Недостаток закрытого типа: обязательное наличие бесперебойного электропитания для насоса.

При обустройстве отопления своими руками первоначально следует определиться с видом схемы.

Однотрубная

В такой системе нет входящего и обратного трубопровода теплоносителя. Поток движется из котла, заполняет радиатор, выходи из него и движется далее к следующему. Затем жидкость возвращается в котел.
Такая, на первый взгляд, логичная и простая схема имеет существенный недостаток: по мере движения теплоноситель остывает, особенно, если система без насоса и в качестве принудительной циркуляции использовать уклон весьма проблематично. Однако сделать однотрубную разводку своими руками довольно просто.

Специалисты рекомендуют учитывать в однотрубной схеме такой нюанс, как быстрое остывание жидкости и холодную «обратку». Необходимо защитить котел от конденсата.

Двухтрубная

Схема разводки в системе этого типа сложнее, но при этом эффективнее. Теплоноситель поступает в трубу, затем в радиатор. После охлажденная жидкость идет в параллельный трубопровод обратки. Таким образом, подающий и обратный поток идут по двум ветвям, что гарантирует одинаковую температуру в последующем радиаторе.
Преимущество двухтрубной системы — постоянная температура в каждом элементе, а также возможность отключить какой-либо радиатор. Например, однотрубная схема не предполагает выборочного отключения – при перекрытии одного элемента блокируется вся система отопления. Недостаток — разветвленная система трубопровода, которую нужно монтировать своими руками, обладая профильными знаниями.

Принцип работы

При естественном движении в системе отопления, нагретая жидкость из котла под действием температуры сама создает давление и поднимается вверх по трубам, попадает в радиаторы, а остывая — возвращается в нагревательный прибор. Соответственно, близкие к котлу радиаторы будут прогреты хорошо, а дальние – наоборот. Чтобы поддерживать более-менее стабильную температуру в разных помещениях, приходится наращивать количество секций на батареях отопления и увеличивать диаметр труб, а также рассчитывать уклон трубопровода, чтобы теплоноситель перемещался по магистрали согласно законам физики.
Насос для принудительной циркуляции способствует быстрому движению жидкости без повышения давления и потери температуры. Существует еще несколько преимуществ:

• Нет необходимости использовать для монтажа трубы с большим диаметром;
• Нет перепада температур – нет быстрого износа элементов системы;
• Возможность регулировать температурный режим в отдельных помещениях;
• Не нужно рассчитывать уклон для беспрепятственного движения теплоносителя.

Недостаток насоса – его шум во время работы. Нужно выбирать хорошие малошумные модели.