Безотказная, гравитационная система отопления для частного дома.

Использование систем отопления с жидким теплоносителем в частных домах сегодня строится на нескольких схемах работы системы. Одной из самых надежных, простых и проверенных временем схем выступает гравитационная система отопления. Основываясь на законах термодинамики гравитационное отопление, получило широкое распространение благодаря небольшому количеству элементов и простоте работ, как по расчету проекта, так и по практическому монтажу. Но, несмотря на кажущуюся простоту для правильной работы необходимо учитывать много моментов, о которых и пойдет речь в этой статье.

Суть работы системы

Как возникает циркуляционный напор

Поточное движение по трубам теплоносущей жидкости обусловлено тем, что при понижении и повышении её температуры она изменяет свою плотность и массу.

Изменение температуры теплоносителя происходит за счёт нагрева котла.

В трубах отопления находится более холодная жидкость, отдавшая радиаторам свое тепло, поэтому её плотность и масса больше. Под воздействием гравитационных сил в радиаторе холодный теплоноситель замещается горячим.

Иными словами, достигнув верхней точки, горячая вода (это может быть и антифриз) начинает равномерно распределяться по радиаторам, вытесняя из них холодную воду. Остывшая жидкость начинает опускаться в нижнюю часть батареи, после чего и вовсе уходит по трубам в котел (её вытесняет поступившая из котла горячая вода).

Как только горячий теплоноситель попадает в радиатор, начинает происходить процесс отдачи тепла. Стенки радиатора постепенно нагреваются, а затем передают тепло в само помещение.

Теплоноситель будет циркулировать в системе до тех пор, пока будет работать котел.

Как это работает

Принцип

Давайте попробуем более наглядно представить себе механизм работы подобной системы.

Упрощенно говоря, она представляет собой два сообщающихся сосуда, соединенные трубами (отопительным контуром) в единое кольцо. Первый сосуд – котел, второй – собственно система отопления, состоящая из радиаторов, розлива и подводок. Высота обоих сосудов одинакова.

После нагрева теплообменника его содержимое устремляется вверх, вытесняемое более холодными массами. Достигнув верхней точки разгонного коллектора, горячий теплоноситель начинает спускаться вниз, по пути проходя через отопительные приборы и постепенно отдавая им тепловую энергию.

Остывая, он увеличивает свою плотность и в нижней точке своего маршрута уже готов вытеснить нагревшуюся жидкость, находящуюся в теплообменнике котла, в разгонный коллектор, начав новый цикл работы системы.

Принцип работы самотечной системы.

Факторы

Очевидно, что чем больше скорость циркуляции – тем более равномерным будет распределение тепла в контуре, тем меньше будет разброс температуры батарей. Чем определяется эта скорость?

Балансом двух противодействующих друг другу факторов: создаваемого при работе системы напора и гидравлического сопротивления контура.

От чего зависит каждый из факторов?

Напор

• От высоты разгонного участка контура (то есть суммарной высоты участка котел – разгонный коллектор). Для его увеличения котел, если есть возможность, монтируется в подвале, а верхняя часть розлива выносится на чердак.
• От уклона розлива. Как правило, он делается постоянным: из верхней точки розлив спускается к котлу, теряя не менее сантиметра высоты над уровнем пола на погонный метр длины. Благодаря уклону остывший теплоноситель проделывает свой маршрут, увлекаемый собственной тяжестью.

Розлив прокладывается с постоянным уклоном.

Гидравлическое сопротивление

Чем оно ниже, тем легче воде или другому теплоносителю при фиксированном напоре проделать свой путь.

Что влияет на гидравлическое сопротивление системы?

• Диаметр розлива. Чем он больше, тем меньшее сопротивление труба оказывает потоку воды. Абсолютный минимум диаметра – 32 миллиметра; чаще при сооружении гравитационной системы своими руками в качестве розлива используется труба размером 40 – 50 мм.
• Протяженность розлива. Контур протяженностью более сотни метров при разумном диаметре будет просто-напросто неработоспособен. Обычно гравитационные системы отопления не делают длиннее 40-50 метров.
• Количество изгибов и переходов диаметра. Каждый из них увеличивает сопротивление движению воды.
• Количество и тип запорной арматуры. Чем меньше завихрений на дросселирующих приспособлениях – тем лучше.

Корпус винтового вентиля создает значительное сопротивление движению потока воды.

Наконец, сильнейшее влияние на сопротивление движению потока оказывает материал трубы и ее возраст. Если быть точным, определяющим фактором является так называемый коэффициент шероховатости. Сравните его значение для разных труб.

Подробный анализ самотечного отопления

В процессе анализа мы предлагаем рассмотреть однотрубную схему, которая в дальнейшем может вам помочь при построении вашей системы отопления.

Давайте договоримся, что в схеме в качестве теплоносителя будем рассматривать воду. Для круглогодичного применения в системах отопления рекомендуют использовать составы, которые не замерзают при температурах ниже нуля (антифризы и пр.)

Применяя антифризы, вы исключите возможность размораживания вашей системы.

Самотечные системы отопления своим названием говорят о своём принципе работы. В такой системе горячая вода перемещается без применения насоса. Происходит это за счёт разной температуры теплоносителя на входе и выходе из котла .

Как уже писалось выше, такая система устарела и редко встречается в эксплуатации.

Объясняется это существенными недостатками:

• большая стоимость;
• невысокий КПД;
• не экономична.

Но если посмотреть с другой стороны, то эта одна система, с помощью которой можно отапливать дачный домик или не большой частный дом без наличия электроэнергии. Таких домов практически нет, но всякое может быть.

Подбор котла, труб и рассмотрение схемы

Поэтому лучшим выбором в нашем случае будут железные трубы.

Как следствие сразу получаются недостатки:

• маленький КПД;
• дорогой и сложный монтаж системы;
• размер труб не эстетичный;
• цена труб высокая.

Нужно также учесть то, что при входе в первый радиатор вода будет иметь самую высокую температуру. Следовательно, вначале нужно устанавливать меньшее количество секций радиаторов, чем в конце. Большой объём секций радиатора компенсирует низкую температуру воды (теплоносителя) .

Расширительный бак – это важный элемент системы отопления. Нужно учитывать, что при нагревании вода, как и любой материал, имеет свойство расширяться. Для того чтобы не деформировать систему устанавливают расширительный бак. Инструкция поможет вам правильно подобрать его объём.

Расширительный бак устанавливается в самой верхней точке системы отопления.

Недостатки.

Как и всё рукотворное, гравитационная отопительная система имеет свои недостатки, которые выражаются в следующем:

1. В системе присутствует достаточно низкое циркуляционное давление, из-за чего радиус её действия сокращается до тридцати метров по горизонтали.
2. Тот же фактор, наряду с большой теплоёмкостью воды, определяют низкую скорость запуска оборудования.
3. Зачастую расширительный резервуар для воды устанавливается в неотапливаемом помещении, что может спровоцировать замерзание указанной жидкости в зимний период. Сие чревато нежелательными последствиями, проявляющимися в разрушении труб.

Схема отопления частого дома с принудительной циркуляцией

Двухтрубная схема с принудительной циркуляцией

Если рассматривать преимущества схемы, использующей принудительную циркуляцию, то основные недостатки самотёчной системы являются явными её преимуществами. Не стоит особого внимания уделять однотрубной системе, так как она, практически, ничем не отличается от самотёчной системы. Разве что наличием циркуляционного насоса, и закрытого расширительного бака, создающего давление, необходимое для обратного движения остывшего теплоносителя. Поэтому в большей степени нас интересует двухтрубный вариант схемы с принудительной циркуляцией. Она выгодна, как в экономическом аспекте, так и с позиции дизайна, так как в этом случае не надо создавать уклон трубы — их можно спрятать в стены, пол, и даже под потолком.

Это стало возможным благодаря тому, что радиаторы отопления подключаются параллельно, что позволяет регулировать температуру отдельно в каждом из них, вплоть до полного отключения. Это очень выгодно также с точки зрения экономии

Вот только пользоваться этим преимуществом надо осторожно. В частности, для устройства такой системы при работе на твёрдотопливных котлах, требуется серьёзный подход к установке систем автоматики, которые смогут уберечь систему от последствий перегревания

В случае с газовыми котлами – это беспроигрышный вариант.

Говоря о схеме с принудительной циркуляцией, было бы неправильно не затронуть сами циркуляционные насосы, обеспечивающие работу системы. Не стоит говорить о том, что покупать необходимо только насосы проверенного производителя. К слову сказать, в современных двухконтурных газовых котлах циркуляционные насосы являются составной частью конструкции. Что касается мощности, которую используют циркуляционные насосы, то можно отметить тот факт, что они являются очень экономичными. Так, стандартный циркуляционный насос потребляет мощность равную той, которая нужна для работы обычной комнатной лампочки.

Учитывая то, что в схеме принудительной циркуляцией не важно, чтобы котёл находился ниже радиаторов, более пристальное внимание должно уделяться установке самого насоса, обеспечивающего циркуляцию жидкости. Очень важно выбрать место для его установки в систему. В большинстве случаев насос устанавливается на линии обратной подачи – непосредственно перед входом её в котёл отопления. Хотя этот вопрос не столь принципиален, и насос может устанавливаться в любом месте системы

Что касается долговечности устройства, то установка на обратной линии позволит продлить срок службы насоса

Хотя этот вопрос не столь принципиален, и насос может устанавливаться в любом месте системы. Что касается долговечности устройства, то установка на обратной линии позволит продлить срок службы насоса.

Схема отопления с естественной циркуляцией

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя сегодня не особенно популярны в виду их «морально старческого возраста», низкого КПД, громоздкости, дороговизны материалов и монтажа, невозможностью дифференцированного регулирования температуры в отдельных радиаторах и т. д.

Но они незаменимы в тех домах, где отсутствует электричество, так как такие системы, оборудованные твердотопливным котлом, могут работать автономно (с периодическим присутствием человека, естественно).

Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией (ее еще называют самотечной) заключается в создании разницы температур теплоносителя на выходе из котла и его входе. Благодаря разной плотности теплоносителя при разных температурах он движется по трубам самотеком, без использования циркуляционного насоса, то есть теплая вода поднимается вверх, а на ее место «приходит» из обратной трубы уже остывшая вода. По мере последовательного прохождения через радиаторы теплоноситель понижает свою температуру, отдавая тепло в окружающую среду, а после «полного круга» и возврата в теплообменник котла он вновь нагревается, и цикл повторяется.

Объем теплоносителя в таких системах достаточно большой и зависит от диаметра труб и длины системы. В среднем, объем воды в 3 раза будет больше в системе с естественной циркуляцией, чем в системе с принудительной. И это при равной площади обогреваемых помещений.

Большое количество теплоносителя в системе повышает ее инерционность. В этом есть и положительный момент, если котел «потухнет», тепло в системе будет сохраняться еще некоторое время. А в случае использования в системе отопления антифриза, Вы просто заплатите за дополнительные десятки литров этого вещества.

Последовательное прохождение теплоносителя через радиаторы отопления приводит к его охлаждению. Таким образом, те радиаторы, которые находятся в начале системы (от центрального стояка) будут нагреваться сильнее, чем те, которые находятся в конце отопительной магистрали (перед котлом). Регулировать степень нагрева радиаторов при таком их соединении практически невозможно.

Еще одной особенностью такой системы является ее «переборчивость» к материалу используемых труб. В обязательном порядке они должны быть металлическими — обычно стальными. Полимерные трубы просто не выдержат высокой температуры, которая может возникнуть в системе при перегреве теплоносителя в котле. Последствия такого «ограничения» в выборе материалов — низкий КПД всей системы в целом, дороговизна монтажа и сведение на «нет» эстетики современных отопительных приборов большим диаметром стальных труб и громоздкостью всей системы в целом.

Обязательным элементом такой системы отопления является , который в обязательном порядке должен находиться в верхней точке системы. Его объем должен составлять примерно 1/10 от объема теплоносителя в системе. Например, при объеме теплоносителя в системе 200 л, емкость бака должна составлять 15-20 л. Открытый тип бака предполагает, что система постоянно имеет контакт с атмосферным давлением. Это также является обязательным условием существования системы.

Подводим итоги.

Самотечная имеет такие преимущества:

• возможность автономного использования;
• достаточно высокая тепловая инерционность.

Недостатки:

• большой объем теплоносителя (антифриза);
• неэстетическая «громоздкость»;
• невысокий КПД;
• дорогостоящий (сложный для самостоятельного выполнения) монтаж;
• достаточно высокая стоимость;
• отсутствие возможности регулировки температуры.

Параллельный двухтрубный вариант системы отопления частного дома

В системе, схема которой изображена на рисунке, температура отдельных радиаторов уже не будет сильно зависеть от расположения, можно уже регулировать температуру отдельных радиаторов, но не всех! Также обязателен уклон горизонтальных труб (стояков) и их достаточно большой диаметр.

Переходим к следующей схеме системы отопления.

Выбор комплектующих

Появление полимерных труб стало довольно важным событием в сфере монтажа гравитационных котлов. Этот материал легко поддается обработке, а при соединении отдельных участков трубопровода, требуется минимальный набор оборудования. Впрочем, не все полимерные трубы подходят для использования в отопительных системах. Основные аспекты, которым нужно уделять внимание, это:

• Наличие армирующего слоя. Температура теплоносителя может достигать 95°С, поэтому трубы обязательно должны быть термоустойчивыми и сохранять первоначальную жесткость. Для укрепления обычно применяется прослойка из фольги или стекловолокна;
• Толщина стенок. Высокое давление является неотъемлемой частою гравитационных систем, поэтому чтобы избежать аварийных ситуаций, следует использовать изделия не ниже класса PN20. Толщина стенки будет зависеть от выбранного диаметра.

Такие трубы следует укладывать при обустройстве разгонного коллектора. Обратную магистраль рекомендуется собирать из стальных изделий — они будут дополнительно снижать температуру теплоносителя и уменьшат гидравлическое сопротивление.

Несмотря на расширенную экспансию чугунных напольных газовых котлов и бойлеров косвенного нагрева, гравитационное газовое отопительное оборудование по-прежнему пользуется стабильным спросом у большей сельского населения.

Чем можно объяснить данный факт?

Гравитационные чугунные котлы способны эффективно обогревать жилые помещения без дополнительной подводки электричества. Достаточно иметь стабильное давление газа (не менее 5-6 атмосфер), как гравитационный котел будет работать с высокой мощностью и отличными показателями по части расхода газового топлива. Расход газа в данных видах котлов относительно невелик. Даже самые мощные (до 17-20 кВт) гравитационные котлы редко способны расходовать природный газ в объеме более 3-4 куб/м час! Экономия топлива достигается тем, что газовый котел устанавливается на ж/б пол в отдельном помещении. И чем ниже будет установлен котел, тем лучше наблюдаться будет тяга – топливо будет сгорать практически полностью.

Основное преимущество гравитационных котлов состоит в главном – это тип используемого материала. Ведь сих пор котлы гравитационного типа принято выпускать из доброго старого чугуна, который практически не подвержен коррозийным процессам. Обыкновенная сталь имеет свойство корродировать со средней скоростью 0.1 мм/год. Именно поэтому стальные газовые котлы имеют предельный срок эксплуатации не более 8-10 лет! Когда хозяину дома важно, чтобы его котел мог проработать не менее 30-40 лет, изначально рекомендуется покупать исключительно гравитационный котел, целиком и полностью отлитый из чугуна!

Последние версии гравитационных котлов чаще всего выпускаются производителями в двухконтурном виде. Что это означает на практике? В данном случае производители, помимо основного теплообменника, выполненного из антикоррозийного серого чугуна, устанавливают второй, в котором в непрерывном режиме и будет нагреваться феноменально внушительный (до 6-9 л) объем горячей воды. Покупать и устанавливать различные версии электроводонагревателей или бойлеров косвенного нагрева, отличающихся высокой ценой, более не придется.

Минус гравитационных котлов:

• время от времени необходима очистка котлов
• они не способны нагревать вторые или третьи этажи частных домов, поскольку нужно нагреть теплоноситель до 100 С, после чего он начнет расширяться и устремляться вверх. Но для одноэтажных домов, в которых используется одно- или двухтрубная система отопления, данный вариант окажется наиболее оптимальным. В особенности, если установить трубы отопления внушительного (до 80-100 мм) диаметра, благодаря которым теплоноситель сможет куда более эффективно циркулировать во внутренней системе дома.

Преимущества отопления гравитационной схемы

Схема возникновения циркуляционного напора.

Вместе с тем данная схема имеет преимущества, которые определяют их выбор в отдельных случаях:

• относительная простота эксплуатации устройства;
• независимость от снабжения электроэнергией;
• отсутствие циркуляционных насосов, шума и вибрации;
• сравнительная долговечность (действуют без капитального ремонта при правильной эксплуатации 35-40 лет и более);
• увеличенная тепловая надежность ввиду действия количественного саморегулирования.

Следует остановиться на количественном саморегулировании. В гравитационной системе создают своеобразный механизм регулирования: при проведении качественного регулирования, то есть при контроле температуры, происходит самопроизвольно количественное регулирование — меняется расход воды. В действительности, если менять температуру греющей воды в зависимости от температуры наружного воздуха, из-за другого распределения плотности меняется естественное циркуляционное давление и, соответственно, объем циркулирующей жидкости.

Усиление или ослабление циркуляции жидкости в двухтрубной системе в циркуляционном кольце всех отопительных приборов изменяет теплопередачу в помещение, которая, изменяясь, во взаимодействии с теплопотерями помещения сама влияет на расход жидкости, изменяя циркуляционное давление и температуру обратной воды. В итоге сохраняется соответствие между теплопередачей прибора и теплопотерями помещения, то есть обеспечивается надежность тепловых характеристик каждого отдельного прибора и, соответственно, всей отопительной системы.

Схема разводящего трубопровода горячей и холодной воды.

Таким образом, естественное циркуляционное давление, вызывающее в насосной двухтрубной системе отопления тепловое вертикальное разрегулирование, поддерживает тепловую надежность двухтрубной гравитационной системы.

В однотрубной вертикальной системе есть количественное аналогичное саморегулирование, но в циркуляционных кольцах не конкретного прибора, а целых стояков с их соединенными последовательно приборами. Ослабление или усиление циркуляции жидкости происходит при этом более интенсивно, чем требует того график оптимального режима. В итоге в теплый период отопительного сезона можно наблюдать отклонение от нужной теплоподачи у некоторых приборов: при движении сверху вниз в стояке сильно уменьшенного объема жидкости нижние приборы не догревают помещения. Это явление с увеличением числа этажей здания усугубляется.

Таким образом, циркуляционное естественное давление, которое способствует тепловой надежности вертикальной насосной однотрубной системы отопления, вызывает тепловое вертикальное разрегулирование однотрубной гравитационной системы.

Схема монтажа отопления в доме.

При естественной циркуляции жидкости преимущество необходимо отдавать двухтрубным системам отопления. Вертикальная однотрубная система дает возможность увеличивать циркуляционное естественное давление и скорость перемещения жидкости в сравнении с двухтрубной, а также расположить конкретные отопительные приборы ниже, чем теплообменник.

Схемы гравитационных систем похожи на схемы насосных систем отопления. Понимая зависимость циркуляционного естественного давления от расстояния по вертикали между центрами нагревания и охлаждения и закономерности перемещения воздушных скоплений в трубах по горизонтали, можно установить, необходимо ли применять верхнюю разводку в гравитационной схеме подающей магистрали. Расширительный бак при этом присоединяют непосредственно к основному стояку, делается уклон подающей магистрали в сторону движения жидкости, используется бак для удаления воздуха. В отопительных приборах получается самая рациональная схема движения жидкости для двухтрубной схемы — сверху вниз.

Особенности проектирования и монтажа

В основные узлы гравитационной системы входят:

• отопительный котел, в котором нагревается вода или антифриз;
• трубопровод (двойной или одинарный);
• батареи отопления;
• расширительный бак.

При проектировании, а также непосредственно при монтаже системы очень важно соблюсти одно обязательное условие: труба, по которой будет двигаться теплоноситель, должна быть под уклоном в сторону котла отопления. Уклон должен быть не менее 0,005 м

на один метр погонный трубы.

В общем, если котел и радиатор расположены на одном этаже, то вход в радиатор трубы должен быть немного выше.

Схема гравитационной системы с уклоном труб

Наличие этого уклона объясняется следующими факторами:

• по наклонной трубе холодный теплоноситель быстрее будет поступать в котел;
• наличие уклона также необходимо для того, чтобы появившиеся в процессе нагрева теплоносителя пузырьки воздуха эффективнее поднимались в расширительный бак, из которого они испаряются в атмосферу.

Расширительный бак создает дополнительное давление, которое благотворно сказывается на скорости передвижения воды по трубам.

Скорость движения рабочей жидкости напрямую зависит от разницы таких величин, как масса, плотность и объем теплоносителя в холодном и горячем состоянии. На скорость перемещения потока также влияет и уровень расположения радиаторов относительно котла.

Гравитационное давление в системе отопления в некоторой степени расходуется на то, чтобы преодолеть сопротивление трубопровода. В качестве дополнительных препятствий выступают повороты и разветвления в системе, дополнительные радиаторы.

Поэтому для максимального обогрева помещения при проектировании гравитационной системы нужно следить за тем, чтобы подобных препятствий было как можно меньше.

Для чего нужна напорная петля в гравитационной системе отопления

Чтобы было понятно, можно привести простой пример с мячом. Возьмём резиновый мячик, утопим его рукой в ванне с водой на небольшую глубину, отпустим его. Мячик вылетит из воды, всплывёт, замеряем расстояние на сколько он вылетит. Проделаем опыт повторно, только мячик утопим как можно глубже и так же отпустим, опять замеряем, на сколько он выпрыгнет. Во втором случае мяч выпрыгнет выше. То же самое происходит и теплоносителем, когда речь идёт о системе отопления с гравитационной или естественной циркуляцией. Горячая вода легче, чем холодная, а значит, будет идти вверх. Котёл нагревает воду, и чем выше она поднимется по стояку от котла, да если ещё он прямой и диаметр его не занижен в сравнении с выходом из котла, тем больше вода сможет разогнаться внутри стояка, а стало быть создаст давление.

Горячая вода устремиться вверх и будет за собой из обратки тянуть холодную воду в котёл, где она опять же нагреется. Таким образом, в системе отопления будет реализована естественная циркуляция.

Чем быстрее и лучше будет идти циркуляция, тем меньше в системе будет разница температур подачи и обратки. Скорость воды при хорошо работающей системе может достигать 1м/с. От опуска варится розлив будущей системы отопления.

Какие трубы можно использовать?

Для монтажа системы можно использовать не только стальные трубы. Можно и полипропиленовые, медные, нержавейку и др. Главное, при использовании полимерных труб смотреть на температуру, на которую допустимо использовать данную трубу. К розливу системы потом варятся стояки, которые и служат для подключения радиаторов.

Причём, розлив в гравитационной системе может быть по этажам и нижним, так всеми любимым. Но для этого должно выполняться условие: верх котла должен быть по горизонту ниже, чем низ радиаторов. То есть котёл должен стоять в подвале или, как уже говорилось, быть заглублён. Но ничто не мешает сделать смешанную разводку, первый этаж, с верхним розливом, а второй и более верхний с нижним. Причём, нижний розлив второго или иного верхнего этажа может быть как однотрубным, так и двухтрубным.

Какие трубы использовать?

Длина и диаметр труб, будет известен по окончанию проекта. Остается определиться с материалом. Для монтажа используют стальные трубы, медные, из нержавейки и полипропилена. У последнего, есть ряд преимуществ перед остальными. Это легкий вес материала, еще он удобен в процессе установки, обладает высокой шумоизоляцией, антикоррозийным эффектом и устойчивостью к размораживанию.

Важно!

При установке труб из полипропилена, обращайте внимание на температуру, максимум которой, характерен для данной трубы. Важную роль сыграет армирующий слой, который поможет сохранить первоначальную форму труб и защитит от воздействия высоких температур.

Но, обратную часть трубы, входящую в котел, советуют ставить из стали. Своим материалом, она обеспечит снижение температуры воды и поспособствует уменьшению гидравлического сопротивления.

Двухтрубная система отопления

Существует два варианта подключения радиаторов к системе отопления:

Единственный плюс однотрубной системы – экономия на трубах. Но минус существенный – ближний к котлу радиатор самый горячий, а самый дальний – самый холодный. А ещё проблематично отключить какой-то радиатор – они все в одной цепи. Если это не критично, почему бы не использовать такой вариант? Вполне нормальная схема.

Двухтрубная схема более гибкая:

• Все радиаторы почти в равных условиях. К каждому вода подаётся одной температуры;
• Можно на каждом радиаторе устанавливать свою температуру за счет регулирования потока воды через него;
• Можно безболезненно перекрывать подачу воды в любой радиатор, например, когда жарко или нужно промыть радиатор;
• Более удобна для наращивания количества радиаторов.

Ради справедливости нужно сказать, что и в двухтрубном варианте последний радиатор несколько «обижен», ему меньше достаётся тепла. Причина в том, что на нём разница давлений между подачей и обраткой практически нулевая и поток воды минимальный.

Итак, какой же выбор я сделал?

На сегодня всё. В следующих статьях предложу вашему вниманию систему газового отопления, тёплый пол, инфракрасное отопление. Комментируйте, задавайте вопросы. Спасибо, до встречи!

Централизованная система отопления не всегда справляется с возложенными на неё задачами. Поэтому многие стремятся к энергетической независимости и беспокоятся об устройстве автономного отопления. Особенно востребовано это в частных домах, где часто централизованной системы отопления просто нет. Существуют различные схемы отопления частного дома, вот только выбрать нужно ту, которая подходит под конкретные условия вашего дома.

Разводка

Инструкция по разводке радиаторов определяется прежде всего количеством этажей в доме.

Один этаж

При разводке на один этаж автор настоятельно рекомендует не изобретать велосипед и использовать проверенную временем ленинградку. В правильной реализации она представляет собой кольцо, проложенное по периметру дома, с врезанными параллельно этому кольцу отопительными приборами.

Каждый радиатор подключается снизу вниз или диагонально. Подводки снабжаются двумя вентилями или вентилем на подаче и дросселем на обратке. Запорная арматура позволит отключить батареи для ремонта, не останавливая всего контура, или дросселировать часть отопительных приборов для выравнивания температур.

Ленинградка с нижним подключением радиаторов.

Упрощенный вариант системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Ставится котёл, место для него определяется заранее. От котла выводится подающий стояк, причём по заранее определённому месту вверх, на сколько это возможно в здании. Как правило, на чердак или в какую-нибудь кладовку верхнего этажа загородного дома.

К стояку наверху устанавливается расширительный бак с переливной трубой, выведенной в подсобное помещение, где есть канализация. Если же расширительный бак предполагается закрытый, то тогда он устанавливается на обратке в котельной или ином помещении, в самой верхней точке устанавливается автовоздушник. Группа безопасности также устанавливается в котельной на 1 этаже. Котёл необходимо установить как можно ниже, в приямке или подвале. Газовый котел в подвале ставить запрещается. С верхней точки, там, где устанавливался открытый расширительный бак или автовоздушник, делается опуск. Получается напорная петля. Далее поговорим для чего нужна напорная петля.

Водяное отопление дома

В этом случае топлоноситель – вода или специальные жидкости, например, незамерзающие. Здесь источники тепла также самые разные в зависимости от топлива. Но если в воздушной системе теплый воздух приходит

в помещение, то в водяной воздух помещения
нагревается приборами
, которые отдают ему
накопленное водой тепло
.

А накапливает вода тепла очень много. Есть такое понятие: «теплоёмкость», помните? Если своими словами,

Так вот этот показатель у воды очень неплохой. Посмотрите на таблицу справа.

Получается, шикарный теплоноситель мы получаем практически даром.

Да, водяная система несколько сложнее, но зато и более гибкая.

Представьте, нагретую воду по трубам можно подать куда угодно и там она отдаст накопленное тепло.

А трубы можно легко упрятать в стены, а можно и вообще не прятать, современные выглядят очень эстетично.

Как вода отдаёт тепло? Для этого создано несколько типов приборов:

Радиаторы – массивные, например чугунные, секции, собранные в батареи.

Внутри них протекает горячая вода. Тепловую энергию они отдают, в основном, за счёт инфракрасного излучения (радиации).

Они, как правило, стальные или алюминиевые, реже медные. Окружающий воздух, нагреваясь от конвектора, начинает естественное движение вверх. То есть создаётся поток (конвекция) воздуха, отводящего тепло от конвектора.

Современные алюминиевые приборы тоже относятся к конвекторам, хотя называют их радиаторами. Нужно отметить, что сейчас практически все тепловые приборы водяного отопления называют радиаторами, хотя строго говоря, это неправильно. Но не будем умничать.

Через них прокачивается воздух, который нужно нагреть. Используются часто в системах приточной вентиляции для нагрева поступающего снаружи холодного воздуха.

«Тёплые стены» — применялись в семидесятые годы в панельном домостроении. В бетонные панели вмуровывался змеевик из стальной трубы, в которую подавалась вода из системы отопления. Помню из детства тёплые стены панельных пятиэтажек.

Давайте немного подробнее разберём варианты систем отопления для малоэтажных домов.

Видео типы, виды радиаторных систем отопления

Самотечная система отопления – единственный выход, если нет электричества и газа. Такой вид отопления в наши дни практически не встречается, но бывают случаи, когда он приходится «ко двору».

От выбора схемы отопления в дальнейшем будет многое зависеть, поэтому к такому делу необходимо отнестись ответственно.

От того, какой вид отопления вы изберете может зависеть:

• дизайн комнат;
• равномерное распределение тепла;
• удобство эксплуатации;
• объёмы работ;
• цена за материалы.

На просторах интернета при желании можно отыскать много фото чертежей и даже видео о разных системах отопления. Но в таких схемах трудно разобраться, и к тому же, её нужно будет подстраивать под себя.

Мы вам напомним, что существует две базовые схемы системы отопления:

с принудительной циркуляцией (с использованием насоса);

Эти два вида систем отопления успешно применяются как в двухтрубных системах, так и однотрубных. Поговорим подробно о последней.

Теплый пол или батареи

Так же часто приходится слышать вопрос, какое отопление лучше для дома: теплые полы или радиаторы. На самом деле ответа на этот вопрос нет. Все зависит от ваших предпочтений. И та и другая система отопления отлично справится с обогревом вашего дома. Поэтому давайте выделим несколько критериев и сделаем упор уже на них.

1. Цена монтажа. Теплые полы по стоимости монтажа выходят дороже радиаторов, по материалам так же дороже. Разница составляет 20%-30%
2. Затраты в процессе эксплуатации будут у Вас примерно одинаковы. Теплопотери – величина постоянная при любой системе отопления. И каждая система будет затрачивать одинаково ресурсов для их компенсации.
3. Комфорт. Теплые полы будут комфортнее радиаторов. Тепло по помещению распространяется более равномерно, по полу ходить комфортнее, распределение тепла так же более рационально.

При выборе системы отопления отталкивайтесь на свои предпочтения. Единственно, учитывайте, что теплые полы далеко не в каждом будет достаточно для полноценного отопления.

Основные схемы для систем отопления домов

Система отопления частного дома

Притом, что системы отопления различаются по виду используемого источника энергии, они имеют всего лишь две основные схемы. Определиться с выбором схемы отопления помогут правильные замеры дома и прилегающей территории. Размер строения – главный показатель, определяющий выбор схемы. Рассмотрим эти схемы:

• Схема, использующая самотёк теплоносителя;
• Схема, работающая с принудительной циркуляцией теплоносителя.

В чём же принципиальные различия этих схем — постараемся разобраться. Сразу следует заметить, что обе схемы отопления могут иметь однотрубное и двухтрубное исполнение. Относительно самотёчных систем можно сказать, что они имеют целый ряд недостатков, а поэтому используются они, гораздо реже, чем системы отопления, имеющие принудительную циркуляцию. Вот эти недостатки:

• Большая стоимость системы. Учитывая тот факт, что линия подачи находится далеко от линии возврата остывшей воды, и всё происходит под действием силы тяжести теплоносителя, необходимо устройство трубопровода, имеющего достаточную протяжённость.
• Сложность монтажа, связанная с необходимостью строгого соблюдения величин угла уклона для обеспечения естественного тока теплоносителя в обоих направлениях.
• Не эстетичный внешний вид системы, связанный с тем, что не всегда можно использовать современные материалы, так как температура воды в системе может достигать достаточно высоких температур, вплоть до температуры кипения.
• Сложность регулирования температуры отдельных отопительных приборов.
• Низкий КПД за счёт больших потерь, возникающих из-за большой протяжённости системы.
• Большой объём используемого теплоносителя.

Среди преимуществ самотёчной схемы отопления можно отметить два факта. Во-первых, такая система может работать без электроснабжения, хотя редко сейчас найдёшь район, где всё ещё нет света. Во-вторых, система обладает высокой инерционностью, то есть, тепло распространяется равномерно и внешние факторы мало воздействуют на состояние теплоносителя.

О чём пойдёт речь

Я предлагаю не углубляться в подробное изучение различных схем отопления.

Давайте рассмотрим их с точки зрения применения именно в частном доме.

Частный дом ведь может быть и для постоянного проживания, и временного, как дача, например.

Так сказать, сузим нашу тему и приблизимся к практике.

Насчёт десяти лет, наверное, я ошибся. Обслуживать первую систему отопления я начал 33 года назад, когда был студентом Уральского Политехнического Института. Мне повезло устроиться на работу в котельную института дежурным слесарем. Правда, тогда я и не задумывался, какая она там, эта система? Работал и всё.

Работа была иногда нелёгкая, когда авария какая-нибудь. А если всё нормально – красота, сиди себе учи конспекты. Ночь отдежурил, утром на учёбу, «в школу», как мы тогда говорили. Через две ночи снова на дежурство. А главное, платили 110 – 120 рублей! В то время молодые специалисты получали столько же. Да плюс стипендия 40 рублей. Шикарная жизнь! Но, давайте поближе к теплу.

Виды самотёчных схем отопления

Существует не один десяток схем самотёчной системы отопления. Знающий специалист, и даже начинающий, способны самостоятельно придумать новую схему, исходя из конкретных условий строения. В общем понимании это выглядит так: теплоноситель, нагреваясь в котле под действием высокой температуры, поднимается по стояку и попадает в радиаторы отопления. Там теплоноситель постепенно остывает и согласно законам физики направляется обратно в котёл

Здесь очень важно, чтобы линия подачи от котла к радиаторам не имела резких поворотов и значительных уклонов

Самотёчная однотрубная схема отопления

Рассмотренная схема отопления работает без перебоев, но отсутствует в ней главное – возможность регулирования температуры в отдельно взятом устройстве. Есть схемы, в которых эта проблема, хотя и на примитивном уровне, но решается. В некоторых случаях возможно отключение одного и более радиаторов отопления. Более современные схемы, если так можно сказать о самотёчных системах в принципе, предлагают не только возможность отключения отдельно взятых приборов, появляется возможность установки терморегуляторов.

Выше были рассмотрены типичные самотёчные схемы отопления в однотрубном исполнении. Что касается её двухтрубного варианта, то последний вариант и есть пример типичного двухтрубного исполнения. Такая схема, хотя и является ещё самотёчной, но возможность регулирования температуры в отдельных приборах повышает её авторитет. Однако главный выбор потребитель делает, всё-таки, в пользу схемы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Расположение радиаторов

Говорят, что при естественной циркуляции теплоносителя, радиаторы, в обязательном порядке, должны располагаться выше котла.

Данное утверждение справедливо только тогда, когда отопительные приборы расположены в один ярус. Если количество ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, обязательно должно быть проверено гидравлическим расчетом.

В частности, для примера, показанного на рисунке ниже, при H = 7 м, h1 = 3 м, h2 = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

g · = 9,9 · [ 7· (977 – 965) – 3 · (973 – 965) – 6 · (977 – 973)] = 352,8 Па.

Здесь:

ρ1 = 965 кг/м3 – плотность воды при 90 °С;

ρ2 = 977 кг/м3 – плотность воды при 70 °С;

ρ3 = 973 кг/м3 – плотность воды при 80 °С.

Получившееся циркуляционного давления достаточно для работоспособности приведенной системы.