Система самотечного отопления в частном доме: особенности, тонкости организации.

Использование самотечной системы отопления становится все более популярным, так как это эффективный, действенный и относительно экономичный способ обогрева дома или здания. Проще говоря, система отопления использует законы природы и силу гравитации для эффективной передачи теплого воздуха из одной области в другую. Это делается через сеть воздуховодов и вентиляционных отверстий, которые подключены к нагревателям. Несмотря на кажущуюся простоту, рассчитать и предсказать время жизни самотечных систем отопления сложно. Ошибки проектирования и установки могут привести к неправильной или даже неработоспособной работе.

самотечная система

Самотечные системы отопления в частных домах нагревают элементы за счет естественной циркуляции жидкости в трубах, без насосов.

Как рассчитывается?

Обязательным условием хорошего самотёка является наличие мансарды, которая нужна для установки в ней расширительного бака. Циркуляция происходит по принципу гравитации. Видно, что разница между водяным нагревом заключается в принципе самотёка и движения жидкости.

Вода расширяется вверх по стоякам, затем движется, охлаждается и спускается по горизонтальным трубным «лежакам». Это обусловлено законами физики: горячая вода имеет меньший вес в отличие от холодной.

Один кубический метр воды, нагретой до 90°С, весит 965,3 кг.

80°С – 971 кг воды.

40°C – 992 кг воды.

Горячая вода 30°С – 995 кг.

Эти цифры нужны для понимания движения теплоносителя. Разница в массе заставляет охлаждающую жидкость двигаться.

Потеря энергии и обеспечение движения жидкости

Какие условия необходимы для обеспечения циркуляции теплоносителя:

  • Для самотёка требуется специальный котел, для него характерны отверстия большого диаметра для подводящего и отводящего патрубков.
  • Наличие чердака требует размещения расширителей.
  • Трубка диаметром 1,5 дюйма (примерно 40 мм).
  • Средняя линия радиатора должна быть выше центральной линии котла.
  • Котел следует поместить в яму примерно на 20-30 см ниже уровня земли. Это условие необходимо для того, чтобы «отдача» через дверной проем была ниже порога и на уровне.
  • Правомочность – отсутствие потерь энергии и обеспечение безаварийной циркуляции теплоносителя.

Напор воды в самотечной системе отопления частного дома определяется в соответствии с классической кольцевой схеме. Восходящий поток воздуха от котла проходит в вертикальном направлении, и общий вес столба теплоносителя связан с соответствующей температурой. На второй вертикали находится нисходящий участок с охлаждающей водой и указанный вес башни с соответствующей температурой.

В этом случае не обязательно знать геометрию сети или диаметр труб, только разницу между верхней и нижней точками, и разницу температур по вертикальному сечению. Зная гравитационное давление, можно спроектировать для него сеть, выбрав диаметр и рассчитав сопротивление.

Считается, что самотечная система отопления требует уклонов. Однако это не всегда важно. Система отопления может работать как с уклоном, так и без него. За счет нагрева теплоносителя будет происходить работа. Хотя, конечно, с уклоном система работает лучше.

Уклон важен, так как при сверхмалых расходах в трубах большого диаметра термическая стратификация может происходить не только по длине трубы, но и по вертикальным участкам трубы. В поперечном сечении горизонтальной трубы уже очевидна разница температур.

Из-за малой мощности обогрева в межсезонье, в верхних лежаках с обратными скатами холодная вода может стекать по противоположному скату, по верхним водопроводным трубам обратно в котел, даже не доходя до радиаторов. Оказалось, что в одной из труб был обратный поток.

Это явление хорошо известно, когда радиатор работает на 30% мощности, когда перекрыт только верхний кран бокового питания. В этом случае через нижний вкладыш поток теплоносителя поступает внутрь по верхней половине трубы, а холодная вода – наружу по нижнему участку трубы.

Особенности системы отопления с естественной циркуляцией

Основная цель системы гравитационного отопления – обеспечить эффективный и равномерный обогрев как малых, так и больших помещений. Однако он особенно подходит для больших зданий и домов из-за того, что естественный поток самотека легко используется в таких пространствах. Системы отопления также идеально подходят для тех, кто хочет снизить затраты на электроэнергию, поскольку системы требуют небольших вложений в установку и обслуживание.

Есть нюанс: автонастройки в такой системе нет. Движение можно регулировать вручную: подачей топлива в газовый котел. Тушим горелку изменением положения ручки управления газовым краном. Если жарко, уменьшите подачу топлива, если холодно, увеличьте подачу газа. Гравитация «съедает» топливо на порядок сильнее, чем насос, регулирующий температуру.

Функции, влияющие на стоимость

Сила тяжести требует установки труб большого диаметра. Они дороже и не всегда помещаются внутрь. Несмотря на кажущуюся простоту, самотечное отопление обходится дороже, чем отопление насосом.

На стоимость влияют следующие факторы:

  • Большой диаметр трубы;
  • Сварочные работы: из-за большого количества перекосов это источник протечек и нанимать грамотного сварщика дорого;
  • Материала много, а работа сложная.

Какие трубопроводы использовать?

Диаметр трубки не менее 32 мм, но практикующие врачи говорят, что предпочтительнее 40 мм. Трубы 50мм ничем не хуже, они делают систему более эффективной.

Трубопроводы на территории помещения открыты. Это делается для улучшения циркуляции и поддержания гидростатического напора за счет охлаждения воды в трубах. Лучше всего подойдет металлическая труба. Сами они являются дополнительным ТЭНом и излучают тепло в помещение.

Котел, расширитель радиатора

Гравитация требует специального котла с собственным гидравлическим сопротивлением.

Для этого лучше использовать:

  • Твердотопливные котлы на дровах.отопление самотек
  • Напольные газовые котлы из чугуна Протерм Гризли КЛО мощностью от 65 до 150 кВт.

Особенности котла

Незаполненные котлы в схеме самотечной системы отопления не должны вводиться в эксплуатацию. Теплоноситель должен расширяться, увеличивая, таким образом, свой объем. Это то, что вода известна как «дыхание» при нагревании.

Обеспечить «дыхание» теплоносителя можно следующими методами:

  • Сверху установить открытый расширительный бачок – таким образом получится «открытая» система;
  • Установка расширительного бака мембранного типа, то есть организация закрытой самотечной системы отопления.

Фактором, уравновешивающим расширение при использовании открытого отопления, является водяной столб расширителя. Устанавливается в верхней точке нагрева.

Расширительный бак

В системе можно установить расширительный бак открытого типа. Это требуется потому, что бачки должны быть наводиться с открытым заливным отверстием сверху и переливным отверстием сбоку. Рекомендуется использовать фиксированный индикатор уровня для контроля наличия достаточного количества воды в баке. Резервуар следует располагать в отапливаемом помещении или на мансарде.

Уровень жидкости в расширительной емкости не должен быть менее четверти его высоты. Для этого необходимо обеспечить контроль за уровнем жидкости и регулярно пополнять систему охлаждающей жидкостью.

Прокладка труб на чердаке

Основное требование такой системы – возврат теплоносителя в трубы восходящего котла. Этот способ можно использовать только при наличии дверных проемов, отсутствии подвала и т. д. и невозможности прокладки по дну труб обратной циркуляции.

Трубопровод на два крыла

Что такое система обогрева крыла? От одной топки угольного или газового котла слева и справа проходит общая подводящая труба. Точки возврата для возвратов являются общими. Такая система эффективна только для угольных печей по следующим причинам.

Все зависит от температуры на выходе. В газовом котле нагревается до температуры выше 120°С – теплоноситель нагревается до 80°С. Поэтому угольный котел обеспечивает естественный толчок для теплоносителя. При 80°С такого удара нет. При этом одно крыло будет работать на 80% мощности, а второе будет нагреваться примерно на 30%.

Для эффективного использования газовых котлов необходимо обеспечить параллельное распределение теплоносителя через специальные подъемники с клапанным управлением.

Для двухэтажного дома

Для двухэтажных домов относительно хороший самотек возможен только при наличии мансарды. Проблема в том, что второй этаж большинства домов неисправен и является мансардой. Сложности в этом случае заключаются в следующем:

  • Расширительный бак устанавливать нельзя, он должен находиться в помещении;
  • На втором этаже скатной кровли затруднительно прокладывать прямые участки труб;
  • Дополнительные повороты, каждый со своим гидравлическим сопротивлением, повышают гидравлическую производительность всей системы;
  • В двухэтажных домах с мансардой трубы могут проходить через дверные и оконные проемы;
  • Если планируется организовать систему в двухэтажном загородном доме, то специалисты утверждают, что это не целесообразно, а также трудоемко.

Принципы и выводы

  • Первое, что должно быть соблюдено при организации системы – это то, что диаметр труб должен быть более 50 мм, а сечение – большим.
  • Второе условие. Наличие расщирительного бачка открытого типа, который должен быть подключен к основному стояку или «обратке». Если мембранный расширитель подключен к «обратке», то можно отключить систему, и она продолжит работу.

Уклон на «горизонте» важен для удаления воздуха, и чтобы охлажденная вода стекала по нижней части труб в правильном направлении, т.е. от котла к радиатору на верхней палубе и от радиатора к котлу на верхнем этаже и от радиатора к котлу в нижнем лежаке.

Заключение

Самотечные системы отопления – эффективный и экономичный способ отопления дома. Система использует горячую воду для передачи энергии от одного источника к другому и излучает тепло, позволяя распределять тепло по жилому пространству. Системы отопления являются хорошим выбором для старых домов или домов с низкими потолками, поскольку эти системы можно установить без серьезных изменений в планировке дома.

Самотечная система отопления состоит из нескольких основных компонентов. Во-первых, это самотечная система распределения, состоящая из ряда труб и радиаторов, установленных по всему дому. Трубы обычно герметизируются воздухонепроницаемой прокладкой, что обеспечивает непрерывное распределение тепла. Кроме того, трубы, используемые для этих систем, больше, чем трубы, используемые для большинства других систем отопления, поскольку они должны выдерживать больший уровень воды, необходимый для более тяжелых самотечных систем.

Вторым компонентом самотечной системы отопления является расширительный бак, который обычно устанавливается в подвале. В баке хранится горячая вода, которая циркулирует по всему дому. Чтобы вода оставалась горячей, к баку обычно подключают водонагреватель. Этот водонагреватель нагревает воду в баке, когда термостат установлен на более высокую температуру, и охлаждает ее, когда термостат установлен на более низкую температуру.

Третьим компонентом самотечной системы отопления является насос, который отвечает за проталкивание горячей воды через радиаторы. Стандартный циркуляционный насос обычно используется для подачи воды через распределительную систему. Кроме того, насос отвечает за регулирование количества потока к радиаторам.

Самотечные системы отопления обычно считаются более эффективными, чем электрические системы отопления. Кроме того, поскольку горячая вода нагревается в баке и только при необходимости, они, как правило, потребляют меньше энергии, чем другие системы.

Системы самотечного отопления обычно требуют минимального обслуживания и, как правило, не связаны с высокими первоначальными затратами. Кроме того, они совместимы с различными системами отопления, такими как радиаторы и теплые полы.

Рома Админ
Оцените автора
Utepleniem.ru
Добавить комментарий