Естественная циркуляция в системе отопления частного дома

Гравитационная циркуляция в отопительной системе приватизированного дома

Система обогрева с конвективной циркуляцией: рабочий принцип и варианты реализации

Как не прекращает работу система традиционного отопления с конвективной циркуляцией? Каковы ключевые принципы ее монтажного процесса?

Какие ключевые схемы можно осуществить, не прибегая к помощи циркулярного насоса? Давайте попробуем выяснить.

А если выкинуть из данной схемы насос?

Что это такое

Если для системы с принудительной циркуляций необходим перепад давлений, создаваемый циркулярным насосом или обеспеченный подключением к теплотрассе, то тут картина другая. Теплоснабжение конвективной циркуляцией применяет простой физический эффект — увеличение жидкости при нагревании.

Если выбросить тонкости в техническом плане, принципиальная рабочая схема такая:

Котел нагревает некий водный объем. Так, разумеется ясно, становится шире и, благодаря менее плотные, вытесняется более холодной массой носителя тепла вверх.
Поднявшись в верхнюю точку системы отопления, вода, поэтапно остывая, самостоятельно описывает круг по системе обогрева и возвращается к котлу. При этом она возвращает тепло радиаторам и к тому моменту, когда опять оказывается у трубного змеевика, имеет высокую плотность, чем сначала. Дальше цикл повторяется.

Полезно: разумеется ясно, ничто не мешает включать в схему насос циркуляционный. В нормальном режиме он будет давать более быструю движение воды по замкнутому контуру и одинаковый прогрев, а если нет электроэнергии система отопления будет работать с конвективной циркуляцией.

Работа насоса в естественной системе циркуляции.

На фото видно, как решена проблема взаимные действия насоса и системы гравитационной циркуляции. Во время работы насоса срабатывает клапан обратный, и вся вода идет благодаря насосу. Стоит его выключить — клапан открывается, и по более толстой трубе вода двигается за счёт температурного расширения.

Читайте также про то, чем закрыть отопительную батарею.

Общая информация

Ключевые моменты

Отсутствие циркулярного насоса и вообще подвижных компонентов и закрытый контур, в котором кол-во взвесей и минеральных солей разумеется, выполняет служебный срок системы обогрева данного типа очень длительным. При применении оцинкованных или полипропиленовых труб и радиаторов из биметалла — не меньше полувека.
Гравитационная циркуляция теплоснабжения значит очень небольшой перепад давлений. Трубы и приборы отопления неминуемо оказывают движению носителя тепла определенное сопротивление. Благодаря этому рекомендованный радиус интересующей нас системы обогрева ценится ориентировочно в 30 метров. Ясно, это не значит, что при радиусе в 32 метра вода застынет — граница довольно условна.
Инерционность системы будет очень большой. Между растопкой или запуском котла и стабилизацией температуры во всех обогреваемых помещениях может пройти пару часов. Причины понятны: котлу предстоит прогреть трубный змеевик, и только тогда вода начнет циркулировать, причем очень медленно.
Все горизонтальные участки трубо-проводов выполняются с необходимым уклоном по ходу движения воды. Он обеспечит свободное движение остывающей воды самостоятельно с очень маленьким сопротивлением. Что не меньше важно — в данном случае все воздушные пробки будут вытеснены в верхнюю точку системы отопления, где устанавливается бак расширительный — герметичный, с воздушником, или открытый.

Читайте также публикацию «Отопительная система ленинградка: общая информация и тонкости монтажного процесса».

Весь воздух соберётся в верхней точке.

Саморегуляция

Домашнее отопление с конвективной циркуляцией — саморегулирующаяся система. Чем холоднее в доме, тем быстрее двигается тепловой носитель. Как это работает?

А дело все в том, что циркуляционный напор зависит от:

Разницы в высоте между котлом и нижним радиатором. Чем ниже котел относительно нижнего отопительного прибора — тем быстрее вода будет переливаться в него самостоятельно. Принцип сообщающихся сосудов, не забывайте? Такой параметр стабилен и неизменен во время работы системы отопления.

Схема показывает рабочий принцип теплоснабжения воочию.

Интересно: благодаря этому котел отопления рекомендуется ставить в подвальном помещении или же просто по возможности ниже в середине помещения. Однако автору приходилось видеть очень хорошо функционирующую отопительную систему, в которой трубный змеевик в камере сгорания печи был намного больше отопительных приборов. Система была полностью рабочей.

Разницы в плотности воды на выходе из котла и в обратном трубопроводе. Которая, ясно, устанавливается водной температурой. И вот собственно благодаря этой специфики натуральное теплоснабжение выполняется саморегулируемым: как только температура в помещении падает, приборы отопления охлаждаются.

С падением температуры носителя тепла его плотность становится больше, и он начинает быстрее вытеснять воду которая нагрелась из части которая находится снизу контура.

Скорость движения

Кроме напора, скорость движения носителя тепла будет определяться рядом прочих моментов.

Диаметром труб разводки. Чем меньше сечение внутреннее трубы, тем большее сопротивление она будет оказывать движению жидкости в ней. Благодаря этому для разводки в случае гравитационной циркуляции берутся трубы с собирается завышенным диаметром — ДУ32 — ДУ40.
Материалом трубы. Сталь (особенно повреждённая коррозией и покрытая отложениями) оказывает потоку во много раз большее сопротивление, чем, например, труба ПП с тем же сечением.
Количеством и радиусом поворотов. Благодаря этому главную разводку если есть возможность лучше делать максимально прямой.
Наличием, количеством и типом арматуры запорной, очень разных подпорных шайб и переходов трубного диаметра.

Каждый вентиль, каждый изгиб вызывает падение напора.

Собственно из-за обилия переменных правильный расчет системы обогрева с конвективной циркуляцией исполняется очень нечасто и даёт очень приблизительные результаты. В действительности же нужно только воспользоваться уже приведенными советами.

Расчет мощности

Продуктивная теплопроизводительность котла рассчитывается теми же способами, что и в любой другой ситуации.

По площади

Самый простой способ — рекомендованный СНиП расчет по площади помещения. 1 КВт теплопроизводительности должен приходиться на 10 м2 площади помещения. Для южных районов берется показатель 0,7 — 0,9, для средней полосы страны — 1,2 — 1,3, для районов Крайнего Севера — 1,5-2,0.

Как и любой грубый подсчет, такой способ пренебрегает большинством факторов:

Потолочной высотой. Она далеко не везде составляет типовые 2,5 метра.
Утечками тепла через проемы.
Расположением помещения в середине дома или у стен с внешней стороны.

Все способы расчетов дают большие неточности, благодаря этому теплопроизводительность в большинстве случаев закладывается в проект с определенным запасом.

По объему с учетом добавочных факторов

Более точную картину даст иной способ расчета.

За основу берется теплопроизводительность в 40 ватт на метр кубический объема воздуха в помещении.
Районные коэффициенты работают и в данном случае.
Каждое окно классического размера прибавляет к нашим подсчетам 100 ватт. Любая дверь — 200.
Расположение комнаты у наружной стены даст в зависимости от ее толщины и материала показатель 1,1 — 1,3.
Личный дом, у которого внизу и вверху — не тёплые смежные квартиры, а улица, рассчитывается с показателем 1,5.

Однако: и этот расчет будет Очень приблизительным. Достаточно сказать, что в личных домах, выстроенных по технологиям энергосбережения, в проект закладывается мощность обогревания в 50-60 ватт на Метр квадратный. Чрезмерно многое устанавливается утечками тепла через стены и перекрытия.

Схемы разводки

Определенных примеров и схем того, как может быть реализовано теплоснабжение с конвективной циркуляцией собственными руками, Достаточно много. Мы приведем по одному примеру простых решений для двухтрубной и однотрубной разводки.

Двухтрубная

Разводка двухтрубного теплоснабжения с конвективной циркуляцией.

Определения на схеме:

Котел отопления.
Расширительный бачок, который служит для компенсации изменения объема носителя тепла при температурных изменениях и собирает вытесненный воздух.
Приборы отопления — дизайн радиатора или отопительные приборы.

Т1 — нагретая котлом вода, Т2 — остывшая. Красными и синими стрелками показано направление движения носителя тепла.

Тут при разводке важны те же ключевые принципы, которые были указаны выше:

Котел ставится если есть возможность ниже отопительных приборов.
По току воды выполняется уклон в 5-7 градусов.
Розливы там, где от них запитаны несколько отопительных приборов, делаются трубой не ниже ДУ32 мм. Лучше всего — полимерной или металлопластиковой. Подводки к отопительным приборам классически делаются трубой ДУ20.

Важно: не нужно путать ДУ, ориентировочно равной внутреннему сечению трубы, с ее внешним диаметром. В случае полипропилена внешний диаметр 32 миллиметра отвечает всего-то ДУ20.

Двухтрубное теплоснабжение приватизированного дома с конвективной циркуляцией при правильно выбранных диаметрах труб не просит балансировки, однако дроссели на подводках к отопительным приборам не будут лишними.

Наличие 2-ух контуров по периметру дома будет достаточно накладным: цена полипропиленовых армированных труб не так уж мала, да и сам монтаж занимает внушительное время. Благодаря этому для многих домов с одним этажем применяется однотрубная разводка.

Однотрубная

Самая простая схема состоящей из одной трубы барачного типа — Однотрубная система разводки.

Уклон и трубный диаметр тут аналогичные. Существует несколько невидимых моментов, главных конкретно для данной схемы.

Отопительные приборы не разрывают основное кольцо, а врезаются параллельно ему. Не волнуйтесь, что в дизайн радиаторах не будет циркуляции — опыт утверждает обратное.
Кроме бака расширительного, воздушником снабжается каждый отопительный прибор. Собственно, если не стравливать воздух полностью из одного радиатора — без бака расширительного и совсем успешно можно обойтись. Если, разумеется, система обогрева закрытого типа (отделенная от атмосферного воздуха).
Дроссели или термические смогут помочь поровнять температуру ближних к котлу и дальних отопительных приборов.

Вариант однотрубной схемы для дома в два этажа с котлом в подвальном помещении.

Заключение

Добавочная информация о системах обогрева с конвективной циркуляцией, как обычно, в видео в конце публикации. Мягких зим!

Читайте также публикацию об отопительной двухтрубной системе.

Какую конкретно схему теплоснабжения подобрать для приватизированного дома зависит от этих критериев, как:

вид котла отопления;
доступ электрического снабжения;
размер бюджета на обустройство теплоснабжения;
вкусы красивого характера.

Циркуляция носителя тепла в каждой системе отопления бывает как принудительной при помощи насоса, включенного в цепь, так и естественной.

Схематика отопительной системы с конвективной циркуляцией

Последние называются также гравитационными или самотечными. Они являются самыми недорогими и обычными по конструкции. Как последствие этого – схема традиционного отопления с конвективной циркуляцией считается наиболее недорогой.

В них не рассчитано включение в цепь циркулярного насоса. Тепловой носитель в трубах передвигается под воздействием природных сил (силы тяжести, в первую очередь). Системы данного типа являются рентабельным решением по наличным средствам, а еще хорошим – с точки зрения инженерного выполнения.

Читайте также публикацию о циркулярных насосах Wilo для отопительных систем.

Такой вариант реализации теплоснабжения уже не используется настолько широко, как до этого времени. Он относится к морально старым решениям и поэтапно заменяется очень эффектными схемами. Одинаково это можно отнести и к индивидуальному строительству.

Тем не менее, открытое водяное самотечное теплоснабжение и в настоящий момент продолжают достаточно широко использовать по очевидным причинам, которые связаны с экономией и надежностью. Перемещение носителя тепла в цепи происходит благодаря гидростатического давления в середине трубопровода.

Оборудование теплоснабжения по такой схеме в маленьком приватизированном доме не связано с приобретением дорогих деталей или материалов. Плюс ко всему, нет необходимости в источнике электричества. В большинстве случаев – это довольно основной фактор.

Фото подключенного отопительного прибора

В большинстве случаев такие схемы реализуются только в собственном строительстве. Эффектное самотечное теплоснабжение можно оснастить (тем более собственными руками) только в невысоком (один – два этажа), а также в маленьком по площади строениия.

Важно! Есть ограничение на горизонтальный радиус самотечной цепи. Длина горизонтальных трубо-проводов не должна быть больше тридцати метров. Связано это с сравнительно малым циркуляционным давлением в цепи.

Но в пользу реализации конкретно такой схемы можно привести пару важных фактов.

Расчет расширительного бачка для отапливания — смотрите тут.

Плюсы

Очень важное преимущество – стоимость материалов, оборудования, монтажного процесса, обслуживания и эксплуатации;
Отпадает необходимость в циркулярных насосах. Стало быть, отсутствует вибрация, шумовой фон, хороший ремонт;
Усредненный служебный срок подобных схем – около 35-40 лет (при условиях, что монтаж был проведен правильно и инструкция по эксплуатированию не нарушается);
Легкость ремонта (в большинстве случаев сам клиент может удалить практически все неисправности в подобных системах);
Отопительная схема с конвективной циркуляцией имеет способность к саморегуляции. Следствием этого считается хорошая тепловая стойкость. Движение носителя тепла в цепи происходит благодаря разницы температуры (стало быть, и плотности) на различных участках контура.

Рабочий принцип

Тепловой носитель передвигается к нагревательным приборам и обратно к котлу за счёт изменения термодинамических параметров жидкости в контуре. Как это происходит? Вода нагревается в котле, ее плотность уменьшается, проходя по трубам и отопительным приборам, плотность носителя тепла становится выше. Прохладная вода под воздействием гравитации заменяется носителем тепла, который имеет выше температуру и меньше плотность.
Вода, которая нагревается в котле, легче холодной и благодаря этому под воздействием природных сил она передвигается выше по стояку. По пути тепловой носитель возвращает тепло батареям и отопительным приборам, которые тепло отдают в помещениях, где они размещены. Остывшая вода из отопительных приборов вытесняется тёплой, и под воздействием гравитации идет вниз, где поставлен котел. Этот цикл обеспечивает работа котла.

Важные элементы самотечной схемы

котел;
трубопровод;
приборы отопления (отопительные приборы и батареи);
расширительный бачок.

Монтажный принцип

Горизонтальные трубы нужно устанавливать с соблюдением уклона по ходу движения носителя тепла. Это будет активизировать циркуляцию носителя тепла. Исполнять углы трубного уклона нужно для отвода в расширительный бачок.

Уклон в горизонтальном трубопроводе также обеспечивает выход воздуха из системы и мешает завоздушенности. При этом расширительный бачок получает добавочную стабилизационную функцию.

Важно! При установке горизонтальных труб угол уклона устанавливается так: на каждый метр длины уклон должен составлять 5-10 мм по высоте. Это даст нужную циркуляцию.

Гидродинамические силы, благодаря им тепловой носитель передвигается по контуру, зависят от высоты всего контура. Особенно имеет большое значение разница по высоте между котлом и отопительными приборами, а еще сопротивление трубопровода, которое зависит от диаметра труб.

Если контур смонтирован с бесчисленными ответвлениями и поворотами, то это – разумеется, повысит гидравлическое сопротивление. Также бесчисленные краны, фильтры и иная арматура, а еще трубопровод небольшого диаметра, будут мешать нормальной циркуляции.

Поэтому, чтобы создать в середине контура обычное давление, необходимо уменьшить действие всех объектов сопротивления или расширить трубный диаметр.

Двухтрубная самотечная система отопления

В данной схеме реализовывается конструкция, в которой рассчитано наличие 2-ух индивидуальных контуров для движения горячей воды. По одной части – двигается нагретый тепловой носитель, по второй – охлажденный.

Очередность монтажного процесса системы двухтрубного типа

От котла вверх отводится магистраль, которая совмещается с баком расширительным;
Расширительный бачок ставится либо в помещении под поверхностью потолка, либо на чердаке (который необходимо утеплить);
Снизу бака подводится труба горячего контура, которая совмещается с разводкой трубопровода в помещении на расстоянии в одну треть от пола;
В бачок подводится отводная труба лишней воды в канализацию;
От разводки магистрали из труб ведутся к отопительным приборам;
От приборов с функцией нагрева (с их части которая находится снизу) выводятся трубы в обратную магистраль, которая подводится к котлу;
Обратка должна монтироваться параллельно прямой магистрали через все помещения.

Параллельная прокладка прямой и обратной магистрали

Особенности монтажных работ системы с одной трубой

Преимущество схемы «Ленинградка» с конвективной циркуляцией по сравнению двухтрубной состоит в том, что гидродинамическое давление в таком контуре не зависит от высоты расположения приборов обогрева.

Бак расширительный следует заполнять всего на три четверти объема, а сам объем бачка – 25-30 л.

Видео с последовательностью монтажного процесса системы с одной трубой можно заметить тут:

Обычные и удобные отопительной схемы с конвективной циркуляцией – оптимальный вариант для приватного коттеджа, при надобности экономии. С теплоснабжением дома больших размеров подобные системы навряд ли прекрасно управятся, если их не усовершенствовать добавлением насоса (хотя при этом теряются важные достоинства подобных схем).

Читайте также публикацию об отопительной системе с конвективной циркуляцией.

Самотечная система обогрева с конвективной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Для приватных домов за городом и дач, часто ставится система обогрева с конвективной циркуляцией носителя тепла. Такое решение имеет собственные отрицательные и положительные стороны. Схему исполняют четырьмя всевозможными вариантами.Система с естественной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным в момент монтажа теплоснабжения.

Рабочий принцип системы с конвективной циркуляцией

Система обогрева с самоциркуляцией может использоваться в личных домах, делая потенциальным следующие подсоединения:

Подсоединение к полам с подогревом – просит установить насос циркуляционный, исключительно на гидроконтур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с конвективной циркуляцией. После отключения электроэнергии, помещение продолжит топиться при помощи установленных отопительных приборов.
Работа с косвеником воды – подключение к системе с конвективной циркуляцией возможно, без надобности в подсоединении насосного оборудования. Для этого электрический водонагреватель устанавливают в верхней точке системы, немного ниже воздушного расширительного бачка закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают конкретно на аккумулирующую ёмкость, дополнительно устанавливая клапан обратный, во избежание рециркуляции носителя тепла.

В системах с естественной циркуляцией, движение носителя тепла выполняется самостоятельно. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость подымается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «течет», через трубы, подключенные к отопительным приборам, обратно к котлу.

Виды отопительных систем с естественной циркуляцией

Закрытая система с самотечной циркуляцией

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система состоящая из одной трубы с самоциркуляцией

Система из двух труб с самоциркуляцией

Основным плюсом отопительной двухтрубной системы с верхней и нижней разводкой считается простота и в тоже время результативность конструкции, что позволяет убрать ошибки, допущенные в расчетах или Во время проведения работ по монтажу.

Как правильно сделать традиционное отопление с конвективной циркуляцией

Какой уклон труб необходим при самотечной циркуляции

Нормы трубного уклона при гравитационной циркуляции носителя тепла указаны в СНиП 41-01-2003 «Прокладка трубо-проводов теплоснабжения».

Какие трубы используют для монтажа

Какого диаметра обязаны быть трубы при циркуляции без насоса

Если расчеты диаметра были сделаны правильно, и исполнены уклоны трубо-проводов во время проектирования и выполнении работ по монтажу системы обогрева с самотечной циркуляцией, проблемы в работе встречаются очень нечасто и по большей части происходят из-за причины плохой эксплуатации.

Какой розлив лучше выполнить – нижний или верхний

Система с верхним розливом – такое решение прекрасно подойдет для приватизированного дома. Подача горячей воды выполняется при помощи трубы, расположившейся под поверхностью потолка. Поступающий сверху тепловой носитель, вытесняет собравшийся воздух (воздух спускается через воздухоотводчики). Система состоящая из одной трубы традиционного отопления с верхним розливом, также выделяется эффективностью.

Ошибки в подборе типа розлива приводят к надобности изменить гидроконтур при помощи установки циркуляционного оборудования.

Какой тепловой носитель лучше для систем с самоциркуляцией

Какое теплоснабжение лучше подобрать – натуральное или понудительное?

Основным плюсом схем с самоциркуляцией считается их энергетическая независимость, но произведя несложные расчеты, можно заключить , что экономия на электрической энергии не оправдует теплопотери в процессе самостоятельного движения носителя тепла. Схемы с циркуляцией принудительного типа имеют большую отдачу тепла и результативность.

Самостоятельная разработка и установка системы обогрева приватизированного дома с конвективной циркуляцией

Планирование и монтаж отопительной системы с конвективной циркуляцией является наиболее простым и не расходным способом нагреть дом. Но для функциональной реализации аналогичного проекта необходимо знать все тонкости и правила выбора элементов. Благодаря этому система обогрева приватизированного дома с конвективной циркуляцией должна быть правильно рассчитана и проработаная схема ее установки.

Рабочий принцип теплоснабжения с конвективной циркуляцией

Для работы любой водяной системы отопления требуется обеспечить циркуляцию носителя тепла по трубам. Нагреваясь в котле, горячая вода должна поступать в батареи и отопительные приборы для теплопередачи в домашние помещения. Гидравлическая система отопления с конвективной циркуляцией не исключение.

Отопительная схема с конвективной циркуляцией

Движение носителя тепла происходит благодаря разности плотности в нормальном и в нагретом состоянии. При попадании в трубный змеевик работающего котла происходит температурное увеличение воды и как последствие – уменьшение плотности. Так как удельная масса холодного носителя тепла выше – он начитает вытеснять нагретый. Благодаря этому образуется движение масс.

Прежде чем сделать традиционное отопление с конвективной циркуляцией собственными руками следует хорошо познакомиться с техническими свойствами и особенностью эксплуатации:

Большая степень надежности. Отсутствие двигающихся компонентов (крыльчатка циркулярного насоса) и давление, равное атмосферному, предоставляют продолжительную эксплуатацию естественной системы обогрева приватизированного дома;
Инерционность системы. Гравитационная циркуляция в закрытой системе обогрева обеспечивается за счёт маленькой разности давления. Благодаря этому скорость поступления горячей воды к отопительным приборам будет небольшой;
Принудительное соблюдение уклона магистралей. Для правильной работы уклон системы обогрева с конвективной циркуляцией должен подходить данным расчета. Трубы устанавливают с уклоном от котла, а для обратной магистрали – к котлу. Аналогичным образом обеспечивается идеальная работа системы.

Также нужно сказать, что монтаж системы обогрева с конвективной циркуляцией рекомендуется совершать для схем с протяженностью трубо-проводов не больше 30 м.п. В другом случае значительный объем остывшего носителя тепла значительно уменьшит его скорость.

Классическая отопительная схема дома в два этажа с конвективной циркуляцией может учитывать монтаж газового, твердотопливного или электро котла. Важно чтобы в их конструкции была предусматривается защитная система от перегревания в случае обратного движения носителя тепла или появления воздушных пробок.

Отопительной схемы с конвективной циркуляцией

В первую очередь нужно правильно выбрать схему расположения трубо-проводов, отопительных приборов и котла. Так как правильно провести отопление с конвективной циркуляцией можно только по заблаговременно разработанному плану – данному этапу работы необходимо выделить максим внимания.

Теплоснабжение с конвективной циркуляцией в квартире

На начальной стадии ведется первичный анализ помещения (дома), где предполагается оборудовать теплоснабжающую систему. Принимается во внимание площадь жилого помещения, степень тепловой изоляции фасадных стен и вид котла чтобы нагреть воду. Сейчас существует множество схем, благодаря которым можно провести отопление с конвективной циркуляцией собственными руками. Самыми популярными считаются:

Однотрубная. Идеальный вариант для маленьких домов и квартир;
Двухтрубная. Подбирается для обеспечения нагрева воздуха в домах со средней и достаточной площадью, двухэтажных строений.

Но если учитывать рабочий принцип системы обогрева с конвективной циркуляцией необходимо не забывать об основных ограничениях – общая длина магистрали, небольшое количество поворотных узлов. Благодаря этому данную схему нельзя использовать для коллекторной или последовательной разводки труб. Очень большие гидравлические потери будут плохо отображаться на скорости движения носителя тепла.

Исполняя расчет системы обогрева с конвективной циркуляцией нужно брать во внимание, что в данной системе можно использовать только воду. Антифриз обладает слишком высокой плотностью, что не сумеет обеспечить должный напор в трубопроводах.

Система состоящая из одной трубы

Для маленьких дачных и домов за городом во время расчета системы обогрева с конвективной циркуляцией берутся во внимание не только технические (рабочие) характеристики, но и общая отпускная цена проекта. В конце концов должна выйдет надежная и дешевая в обслуживании система отопления. Благодаря этому очень часто в данных домах выполняется отопительная система ленинградка с конвективной циркуляцией. Отопительная система ленинградка

Спецификой данной системы считается наличие одной магистрали. Отопительные приборы и батареи подсоединяются к ней параллельно, образовывая единый контур. Важными достоинствами однотрубной система обогрева с конвективной циркуляцией являются небольшое количество деталей, небольшой потребление материалов и легкость монтажа. Однако необходимо брать во внимание, что скорость остывания носителя тепла в данной системе очень большая из-за последовательной теплопередачи каждому теплообменнику в цепи.

Для оптимизации теплового режима в естественной системе обогрева приватизированного дома необходимо учесть наличие подобных элементов:

Циркуляционный насос в обвязке каждого отопительного прибора. Он позволит уменьшить приток носителя тепла в батарею, не меняя параметры всей системы. Воспользовавшись его помощью можно полностью выключить дизайн радиатор для замены или ремонта, не прекращая работу отопления;
Термостаты на батареях. Они устанавливаются в отопительную систему с конвективной циркуляцией в паре с циркулярным насосом. Автоматичный термический компонент будет менять сечение проходного диаметра отрезка трубы отопительного прибора, таким образом регулируя нагревательная степень прибора;
Воздухоотводчик. Обязательный элемент в обвязке отопительного прибора. Так как высчитать отопительную систему с конвективной циркуляцией не всегда выходит точно – следует рассчитать систему для убирания воздуха. Конкретно для этого и предназначается воздухоотводчик.

Дополнительным преимуществом системы с одной трубой теплоснабжения с конвективной циркуляцией считается маленькая занимаемая площадь. Монтаж магистрали можно создать как открытым, так и закрытым способом. Важно лишь обеспечить подключение к ней отопительных приборов.

Для гидравлической системы отопления с конвективной циркуляцией с одним трубопроводом котел и отопительные приборы можно располагать в одном уровне, что запрещено для остальных схем.

Система из двух труб

Постоянную работу теплоснабжения в средних и больших домах можно обеспечить исключительно при делении горячего и холодного водных потоков. В данном случае идеальным вариантом будет отопительная система с двумя трубами с конвективной циркуляцией.

Для правильной работы системы необходимо учесть монтаж котла пониже уровня отопительных приборов. Это нужно для создания напора охладившейся воды, которая и выполняет конвективную циркуляцию в закрытой системе обогрева. Для лучшего напора сразу же после котла требуется делать разгонный стояк. На его наивысшей точке ставится расширительный бачок. От него с возможностью наклона устанавливается разливная труба, к которой подключаются отопительные приборы.

Правильно просчитанная и поставленная отопительная система с двумя трубами с конвективной циркуляцией будет работать даже при небольшой температурной разнице между остывшим и нагретым носителем тепла. Для реализации аналогичного проекта необходимо брать во внимание такие факты:

Расположение котла традиционного отопления с конвективной циркуляцией собственными руками. Очень часто он находится в цокольном или подвальном помещении. В нем требуется обеспечить обычный режим температур, вентиляцию и природное освещение;
Контрольный отрезок трубы на расширительном баке. Если даже правильно высчитать отопительную систему с конвективной циркуляцией – все равно будет вероятность критического снижения объема воды. При помощи контрольного отрезка трубы можно отслеживать данный показатель;
Узлы подпитки и водного слива. Они находятся в самой невысокой точке – на обратной трубе. Для того чтобы правильно провести отопление с конвективной циркуляцией необходимо заблаговременно учесть способы автоматизированного (полуавтоматического) пополнения системы, а еще своевременного водного слива.

Благодаря возникновению материалов нового поколения можно создать отопительную систему с двумя трубами с конвективной циркуляцией собственными руками из стальных или полипропиленовых труб. Все может зависеть от бюджета, наличия соответствующих материалов и инструментов.

В отопительной двухтрубной системе с конвективной циркуляцией установка циркулярных насосов не обязательна. Важно лишь учесть монтаж арматуры запорной для предпологаемого выключения прибора от всей магистрали.

Расчет мощности теплоснабжения с конвективной циркуляцией

Для вычисления важных параметров отопления рекомендуется воспользоваться специальными программами. При их помощи можно высчитать отопительную систему с конвективной циркуляцией максимально точно. Но если это не получается – используют иные, упрощенные способы.

Программа по расчету теплоснабжения

Самый обыкновенный способ – определить необходимую мощность котла при помощи соотношения 1 кВт энергии тепла на 10 м? площади. При этом результат который получился необходимо помножить на показатель, который зависит от условий климата региона.

Его значения для водяной теплосети с конвективной циркуляцией даны в таблице. Эти коэффициенты являются рекомендуемыми и можно заменить на прочие в зависимости от фактических параметров дома. Однако в любом случае такой способ позволит найти приближенные параметры системы отопления. Благодаря этому его использование считается обязательным шагом во время проектирования отопления.

Но при этом не принимается во внимание степень утепление сооружения, кол-во и характеристики оконных и конструкций дверей. Благодаря этому наиболее целесообразно воспользоваться другой методикой расчета теплосети с конвективной циркуляцией. Этапы проведения вычислений:

На 1 м? жилой строения понадобится 400 Вт тепла. Умножая мощность на объем строения приобретаем первое значение энергии тепла.
Для компенсации потерь тепла через окна кол-во конструкций умножаем на 100 Вт. Аналогичная методика используется для входных дверей, но с компенсацией 200 Вт на каждую.
Если комната имеет наружную стену, то для правильной работы естественной система отопления приватизированного дома результат умножается на поправочный показатель 1,2.
Для личных домов потери тепла через кровлю и пол берутся во внимание при помощи коэффициента 1,5.

Нужно сказать, что даже этот расчет будет примерным. Намечая монтаж отопления с конвективной циркуляцией собственными руками для дома больших размеров рекомендуется обратиться к профессионалам для точного вычисления главных параметров системы.

Для минимизации потерь тепла в здании нужна хорошая тепловая изоляция фасадных стен, потолка, кровли. Это снизит текущие расходы на традиционное отопление с конвективной циркуляцией, сделанное собственными руками.

Правила составления отопительной схемы с конвективной циркуляцией

Зная ключевые принципы работы теплосети с конвективной циркуляцией и подобрав идеальную схему, можно приступить к комплектации. Данный этап не меньше важен чем предыдущие, так как от параметров в техническом плане элементов зависит последующая работы теплоснабжения.

Необходимо брать во внимание все специфики данной системы. В схемах с циркуляцией принудительного типа компенсация гидравлических потерь происходит благодаря работы циркулярного насоса. Для систем с конвективной циркуляцией в закрытом отоплении такого механизма нет. Благодаря этому для минимизации потерь необходимо посмотреть на такие моменты проектирования и выбора деталей:

Отопительные трубы. Их диаметр должен составлять от ДУ32 до ДУ40. Аналогичным образом возмещается трение воды о поверхность внутри. Также рекомендуется подобрать полимерные изделия с гладкой стенкой. Их практический внешний диаметр равён от 40 до 50 мм;
Схема разводки магистралей. Необходимо избежать поворотных узлов, которые делают больше гидравлическое сопротивление в системе;
Высота разгонного стояка. В схеме теплоснабжения дома в два этажа с конвективной циркуляцией он обязан быть выше потолка второго этажа. Расширительный бачок размещается на чердаке;
Характеристики арматуры запорной. Ее наличие не должно отображаться на параметрах системы.

Для лучшего понимания рабочих принципов отопительной схемы дома в два этажа с конвективной циркуляцией можно провести аналогию с популярными сообщающимися сосудами. В этом случае котел будет располагаться пониже уровня отопительных приборов, стало быть поток жидкости будет циркулировать в его сторону. Благодаря этому при разрабатывании схемы и монтажных работах системы отопления с конвективной циркуляцией его необходимо располагать по возможности ниже.

Для устранения изменения водного потока на обратную трубу устанавливают специализированный клапан. Явление это может появиться при первом запуске системы, когда температурная разница носителя тепла невелика.

Уклон теплоснабжения с конвективной циркуляцией

Установка теплосети с конвективной циркуляцией почти что не отличается ничем от типовой инновационной схемы. Чтобы это сделать применяют аналогичные инструменты и материалы. Разница состоит в обязательном уклоне системы обогрева с конвективной циркуляцией.

Для обеспечения работы системы подающий трубопровод от разгонного стояка обязан иметь Наклон в сторону отопительных радиаторов. Степень изменения положения нижней и верхней точки подающей магистрали определятся соотношением 1:10. Т.е. на каждый метр трубы нужен уклон 10 мм.

Для обратной магистрали следует скорректировать положение направления уклона. На этом месте системы он должен идти от отопительных приборов в сторону котла. Аналогичным образом создается дополнительное требование для гравитационного влияния на тепловой носитель.

Одним из положительных качеств системы обогрева с конвективной циркуляцией считается ее возможность ремонта. Владелец дома может без посторонней помощи удалить течь или поменять поломанный отопительный прибор. Но чтобы это сделать нужно заблаговременно приобрести ремонтные наборы.

В материале показана отопительная схема с конвективной циркуляцией с детальным описанием ее работы и комплектации:

Какими бывают системы обогрева с конвективной циркуляцией, как их сделать и что необходимо принимать во внимание

Система обогрева с конвективной циркуляцией прекрасна тем, что не прекращает работу не зависимо от наличия электричества, что в определенных районах особо важно. Иное дело, что получить уютные условия при подобной схеме чрезвычайно тяжело, а в большинстве случаев невозможно. Потому часто теплоснабжение делают самотечным (одно из названий) для применения этого режима в качестве аварийного, а все другое время не прекращает работу насос. Однако в некоторых случаях, к примеру, на неэлектрофицированных дачных участках, система обогрева без насоса – единственный допустимый вариант.

Система с конвективной циркуляцией (ЕЦ) именуется порой гравитационной в виду того, что не прекращает работу на принципе гравитации. Еще одно наименование – самотечная. Эти все термины обозначают один принцип построения – без применения насоса.

Рабочий принцип системы ЕЦ

Тепловой носитель в самотечных системах двигается из-за разности температур носителя тепла и, исходя из этого, различной их плотности: из котла выходит горячая вода, плотность и вес которой намного меньше, чем у холодной. Потому горячая вода вытесняется вверх. Отсюда и основная особенность подобных систем – котел должен находиться ниже отопительных приборов. Дальше тепловой носитель двигается по трубе с меньшим уклоном. От ключевой магистрали отходят трубы диаметра поменьше, ведущие к отопительным приборам/регистрам.

Самый простой вариант системы с конвективной циркуляцией

Легче система такого типа реализовывается в системах с верхней раздачей воды – это когда от котла труба подымается под потолок и оттуда уже опускается к отопительным приборам. В системах с нижней раздачей гравитационная система может быть воплощена только если есть наличие разгонного контура – создается ненастоящий перепад высоты: от котла труба подымается практически под полоток, там, в верхней точке ставится бак расширительный. После него труба опускается до отметки выше отопительных приборов, однако не под поверхностью потолка, а на уровне окон. Оттуда уже идет разводка на отопительные приборы. При устройстве разгонного контура помешать вам может лишь невысокий потолок – лучше всего, чтобы от вершины котла труба отходила больше, чем на 1,5метра (и вдобавок бак).

Система состоящая из одной трубы с конвективной циркуляцией. Разводка горизонтальная

Виды отопительных систем с конвективной циркуляцией

Теплоснабжение ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах.

Отопительная система с двумя трубами дома в два этажа с конвективной циркуляцией. Схема вертикальная

При этом принцип сберегается – от котла подымается вверх труба на допустимую высоту, и лишь потом идет раздача носителя тепла по отопительным элементам. Отличие только в том, что в двухтрубной системе остывшая вода скапливается в иную магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего отопительного прибора.

Система с конвективной циркуляцией дома в один этаж. Схема однотрубная, разводка — верхняя

Все представленные выше схемы однотрубных разводок – с вертикальными стояками. Они намного затратные по количеству материалов, но хороши тем, что к каждому стояку можно подсоединить приборы отопления на каждом из этажей. Как правило, в доме в два этажа с площадью больших размеров рентабельнее осуществить традиционное отопление с конвективной циркуляцией с разводкой горизонтальной. Ориентировочно смотреться это может так (смотрите схему ниже).

Система состоящая из одной трубы с конвективной циркуляцией. Разводка горизонтальная с разгонным коллектором

В этом проекте воплощена отопительная схема с конвективной циркуляцией «однотрубная система разводки». Для более энергичной циркуляции на втором этаже устроен разгонный коллектор, после которого 2 контура расходится по второму этажу – горизонтальное методичное подключение отопительных приборов. Еще 1 контур опускается на цокольный этаж, где также делится на две ветви. Также дополнительно на цокольный этаж опускаются стояки от последних в контуре отопительных приборов в любой из веток второго этажа.

Батареи отопления ЕЦ

Для гравитационных систем основное – небольшое сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет отопительного прибора, тем лучше через него польется тепловой носитель. Почти что безупречны с этой точки зрения радиаторы из чугуна – у них очень небольшое гидравлическое сопротивление. Хороши в применении металлические и биметаллические, однако необходимо смотреть, чтобы их диаметр внутри был не меньше 3/4”. Можно применять стальные трубчатые батареи, определенно не рекомендованы стальные панельные или любые иные с небольшим сечением и высоким на гидравлике сопротивлением – через них либо не начнет протекать вода или будет очень слабо, что, к примеру, при системе с одной трубой может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Системы с конвективной циркуляцией (кликните по картинке для увеличения масштаба)

Есть в подсоединении отопительных приборов собственные особенности. Особенно большое значение вариант монтажа играет в системе с одной трубой: исключительно с помощью различных типов подсоединения можно достичь лучшей работы элементов отопления.

Схемы подсоединения отопительных приборов

На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подсоединения отопительных приборов. Первое – нерегулируемое методичное подключение. При этом способе будут возникать все минусы «однотрубные системы разводки»: различная отдача тепла отопительных приборов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше обстоит дело, если установить обыкновенную перемычку из трубы. При подобной схеме возможность регулирования также отсутствует, однако при завоздушивании отопительного прибора система функционирует, так как тепловой носитель идет через циркуляционный насос (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы приобретаем возможность при перекрытом потоке снять/выключить отопительный прибор без останова системы.

Специфики подсоединения отопительных приборов в однотрубных системах

Два последних варианта монтажа дают возможность регулировать поток носителя тепла через отопительный прибор и циркуляционный насос — в них стоят устройства температурные регулировки отопительного прибора. При подобном включении схема уже может быть компенсирована (на каждом устройстве для обогрева помещения выставляется отдача тепла).

Очень важным считается и вид подсоединения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно упростить/сделать лучше компенсацию системы.

Трубы для систем с конвективной циркуляцией

При выборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и кол-во отопительных приборов, но и материал, из которого они выполнены, точнее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень основной параметр. Хуже всего обстоит дело у обыкновенных труб сделанных из металла: поверхность внутри шершавая, а после применения она становится еще более неровной из-за процессов ржавчины и скопившихся отложений на стенках. Потому подобные трубы берут самого крупного диаметра.

Трубы профильные спустя пару лет выглядят так

Лучше с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Однако в металлопластиковых применяются фитинги, существенно заужающие просвет, что для систем самотечного типа может стать критичным. Потому более предпочтительными смотрятся армированные полипропиленовые. Однако они имеют ограничения по температуре носителя тепла: температура работы 70оС, пиковая – 95оС. У изделий из особенного пластика PPS температура работы 95оС, пиковая – до 110оС. Так что в зависимости от котла и системы в общем можно применять эти трубы, с требованием, что это высококачественные брендовые изделия, а не подделка. Подробно о полимерных трубах читайте здесь.

Металоопластик и полипропилен также может применяться для монтажа отопительных систем

Однако если планируется установка котла на твердотопливных элементах, то никакой полипропилен подобных тепловых нагрузок не удержит. В данном случае или все же применять стальные, или покрытую цинком сталь и нержавеющую сталь на соединениях с резьбой (сварку при установке нержавеющей стали не применять, так как швы достаточно быстро протекают). Подойдёт и медь (о трубах из меди написано здесь), однако она также имеет собственные специфики и с ней необходимо обращаться осторожно: не со всеми тепловыми носителями она будет хорошо себя вести, а уж с отопительными приборами из алюминия ее в одной системе целесообразнее не применять (они быстренько приходят в негодность).

Система отопления с естественной циркуляцией без насоса и электричества

Характерность систем с конвективной циркуляцией – их невозможно высчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются. Проектируют их опираясь на опыте и усредненных, эксперементальным путем выведенных, нормах и правилах. По большей части работают правила:

поднять повыше точку разгона;
не заузить трубы подачи;
установить большое количество секций отопительных приборов.

Потом используют еще одно: от места первого разветвления и каждое дальнейшее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. К примеру, от котла идет 2-х дюймовая труба, дальше от первого разветвления 1 ?, потом 1 ? и т.д. Отбратку собирают от диаметра поменьше к большему.

Есть еще пару монтажных специфик гравитационных систем. Первая – трубы лучше всего делать под уклоном в 1-5% в зависимости от длине трубопровода. Как правило при достаточном температурном перепаде и высоты, можно создать и горизонтальную конструкцию разводки, основное чтобы не было участков с негативным уклоном (наклоненных назад), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение водного потока.

Самотечная система однотрубная с вертикальной конструкцией разводки на 2 крыла (контура)

Вторая характерность – в наивысшей точке системы необходимо установить расширительный бачок и/или кран Маевского. Расширительный бачок может быть открытого типа (система тоже будет открытой) или мембранного (закрытая). Во время установки открытого отводить воздух нет надобности он скапливается в наивысшей точке – в баке и выходит в атмосферу. Во время установки бачка мембранного типа требуется также установка автоматизированного крана Маевского. При разводке горизонтальной не будут лишними краны «маевского» на каждом из отопительных приборов – при их помощи легче убрать все воздушные пробки в ветке.

Котел для гравитационных систем

Так как по большей части такие схемы необходимы для устройства независимого от сети теплоснабжения, то и котлы должны работать без применения электричества. Это могут быть самые разнообразные неавтоматизированные агрегаты, не считая пеллетных и электрических.

Очень часто в системах с конвективной циркуляцией работают котлы, работающие на твёрдом топливе. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает горючее быстро. А если за окном крепкие морозы, а дом не утеплён в достаточной мере, то чтобы ночью удержать подходящую температуру приходится вставать и подкидывать горючее. Особенно подобная ситуация часто можно встретить там, где топят дровами. Выход – купить пиролизный котел (энергонезависимый, разумеется). К примеру, в литовских котлах твердотопливных Stropuva, при конкретных условиях дрова горят до 30 часов, а уголь (уголь) до нескольких суток. На котлы Сandle заявлены чуть хуже характеристики: небольшое время горения дров 7 часов, угля – 34 часа. Есть котлы без автоматики и насосов и у германской кампании Buderus, чешских Viadrus и у польско-украинских Wikchlach, а еще у отечественных изготовителей: «Энергия», «Огонек».

Энергонезависимый пиролизный котел Stropuva

Есть газовые энергонезависимые котлы отечественного производства, к примеру «Конорд», которые делают в Ростове-на-Дону. Их можно применять в системах с конвективной циркуляцией. На том же заводе выпускают энергонезависимые комбинированные котлы «Дон», которые также подойдут для работы без электричества. Работают в системах с конвективной циркуляцией газовые котлы для пола итальянской фирмы Bertta – модель Novella Autonom и некоторые прочие агрегаты евопейских и азиатских изготовителей.

Второй способ, который поможет расширить время между камерами сгорания, – увеличить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Они работают отлично собственно с котлами работающими на твердом топливе, у которых отсутствует возможность настраивать интенсивность горения: избыток тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия скапливается и тратится по мере остывания носителя тепла в ключевой системе. Подключение данного устройства имеет собственные специфики: его необходимо располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для хорошего отбора тепла и правильной работы — очень близко к котлу. Тем не менее, для гравитационных систем данное решение далеко не намного лучшее. Они очень неторопливо выходят на обычный режим циркуляции, зато являются саморегулирующимися: чем холоднее в помещении, тем крепче стынет тепловой носитель, проходя по отопительным приборам. Чем выше разница в температурах, тем больше выходит перепад плотности и быстрее двигается тепловой носитель. А установленый ТА выполняет теплоснабжение более инерционным, и времени, и топлива на разгон требуется на порядок выше. Правда, и отдается тепло длительнее. В общем, вам решать.

Для температурной стабилизации в системе устанавливают аккумулятор тепла

Ориентировочно те же проблемы у воздушного отопления с конвективной циркуляцией. Здесь роль теплового аккумулятора играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Однако в случае применения ТА в большинстве случаев предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

Тепловой носитель для систем с конвективной циркуляцией

Оптимальным носителем тепла для этих систем считается вода. Применение антифризов возможно, но при планировке необходимо принимать во внимание данный момент и сделать больше площадь отопительных приборов – или подбирать их больших размеров, или повышать численность секций. А дело все в том, что данные составы имеют меньшую отдачу тепла, благодаря чему хуже забирают и передают тепло, что нередко приводит к перегреву и котла и носителя тепла.

Для отопительных систем применяют специализированные антифризы

Температурное увеличение незамерзающей жидкости выше рабочей — довольно неприятное явление, так как начинается богатое образование осадков и отложений. За два месяца эксплуатации антифриза с постоянным перегревом трубный змеевик котла забивается плотно, система практически зарастает. Так что если намечаете применять незамерзающую жидкость, побеспокойтесь про то, чтобы она могла отдавать тепло и не перегревалась.

Необходимо принимать во внимание, что в системах обогрева можно применять исключительно специальные составы. Общего назначения или автомобильные полностью негодны, тем более для схем открытого типа, которые контактируют с атмосферой. Намечая применять антифризы, при подборе материалов внимательно посмотрите на их совместимость с незамерзающими жидкостями. Абсолютно не все котлы и трубы «дружат» с ними. О возможности применения незамерзающих жидкостей сообщается в большинстве случаев в реквизитах паспорта, если такой записи нет, необходимо узнать у продавца, а лучше – у изготовителя.

Заключение

Система с конвективной циркуляцией не очень хороший по эффективности способ теплоснабжения, но порой – единственно потенциальный – в тех местах, где нет электрического снабжения. В тех же регионах, где электрическая энергия есть, на случай перебоев, схему можно создавать как самотечную, но устанавливать при этом насос для штатной работы. Правда и подобное решение не намного лучшее: становится больше объем системы, она становится более инерционной и просит больших расходов на нагрев носителя тепла. Если перебои – исключение из правил, можно уберечь себя установив резервное электрическое питание (блок бесперебойного питания и/или генератор). Если же перебои случаются часто – тогда ваш выход – системы с конвективной циркуляцией.