Автор: Стоит добавить, что отопительная система с конвективной циркуляцией используется в приватизированных домах очень давно – с начала прошлого столетия. По существу, она возникла совместно с традиционным отоплением и не теряет востребованности по сей день. Цель этой статьи – описать, благодаря чему функционирует подобная схема и рассказать интересующимся владельцам дома об имеющихся разновидностях таких систем.
Рабочий принцип и специфики систем самотечного типа
Как явствует из наименования, в нашем случае тепловой носитель двигается по трубопроводам своими силами, без какого-то влияния внешней среды с применением насоса. Аналогичный метод циркуляции применялся с самого начала во всех системах отопления водяного типа. В наше время, когда возникли циркулярные насосы, хозяева личных домов интересуются самотечными схемами с одной целью: быть независимыми от внешних источников электрической энергии.
В основе самостоятельного движения теплового носителя лежит явление конвекции. Одна и та же среда (в этом случае – вода), имеющая разную температуру, отличается и по удельному весу. Примитивными словами, куб холодной воды весит больше, чем 1 м3 горячей благодаря разной плотности. В середине закрытого пространства труб это может привести к тому, что остывающая среда станет регулярно выталкивать вверх более легкую горячую воду. Стандартная схема подобной системы показана на рисунке:
Вследствие разности плотностей и масс воды в середине самотечной отопительные системы появляется небольшое лишнее давление, преодолевающее гравитацию и силу трения, из-за чего появляется природная циркуляция теплового носителя. Отсюда и второе наименование – гравитационная.
Так как величина возникающего лишнего давления невелика, для конвективной циркуляции воды в системе обогрева необходимо создать прекрасные условия. Этому помогают следующие мероприятия:
- использование труб увеличенных диаметров, которые рассчитаны на медлительное течение воды (0.1—0.3 м/с);
- соблюдение уклонов горизонтальных магистралей. Величина уклона – не меньше 3 мм на 1 м трубопровода;
- существенная разница температур теплового носителя в подающей и обратной магистрали (не меньше 25 °С);
- процесс установки в самой верхней точке сети расширительного бачка открытого типа, сообщающегося с атмосферой;
- установка котла так, чтобы его отрезок трубы обратки находился по возможности ниже уровня дизайн радиаторов цокольного этажа.
Для справки. В практических условиях при устройстве систем самотечного типа собственными руками магистральные магистрали из труб прокладывают из труб диаметром не меньше 50 мм (2 дюйма), а подводки к радиаторам – 20 мм (3/4 дюйма).
Нередко владельцы дома спрашивают себя – а можно ли сделать систему с конвективной циркуляцией закрытой, поставив расширительный бачок мембранного типа? Ответ понятен: при расширении жидкость должна будет одолеть противодействие мембранные ткани бачка, а лишнее давление в сети и так невелико. Скорость движения теплового носителя уменьшится на минимум, а то и до нуля. Благодаря этому схемы, использующие гравитационный рабочий принцип, всегда выполняются открытыми.
Главное преимущество, которое даёт самотечная отопительная система, — независимость от электрической энергии, что очень важно в районах с ненадежным электроснабжением. Однако за это приходится платить достаточно не дешевым процессом установки и большими трубами, идущими через все помещения. Схема не может быть воплощена в приватизированных домах большой площади и этажности из-за невысокой эффективности и экономичной нецелесообразности. В подобных коттеджах применяется система закрытого типа с насосом и средствами бесперебойного электрического питания.
Схема системы отопления с одной трубой
В аналогичных схемах раздача горячего теплового носителя радиаторам и отбор остывшего выполняется по одной и такой же трубе. Если разводка – горизонтальная, то магистраль собой представляет закрытый контур, идущий от подающего отрезка трубы котла к обратному. Батареи же подсоединяются к нему обоими подводками. Примером послужит востребованная система отопления с одной трубой ленинградка, могущая работать с конвективной циркуляцией теплового носителя. Ее схема для дома в один этаж показана ниже:
Обязательным требованием нормальной водоподачи в радиаторы тут считается наличие петли разгонного коллектора. К его верхней точке подсоединяется открытый расширительный бачок. Вода которая нагрелась из котла подымается по коллектору, после этого по принципу сообщающихся сосудов затекает во все батареи. Если их кол-во не будет больше 5, то теплоснабжение будет работать без проблем, это проверено В практических условиях.
А дело все в том, что любой дальнейший устройство для обогрева помещения получает смесь горячего и остывшего теплового носителя из предыдущей батареи. Благодаря этому отдача тепла его уменьшается, если не нарастить численность секций. Когда количество радиаторов превосходит 5, то последние из них будут чрезмерно холодными, сколько секций ни добавляй. При подобной потребности необходимо устанавливать двухтрубную гравитационную систему, о чем пойдёт речь дальше.
Для в два этажа личного дома площадью до 200 м2 прекрасно подойдёт система отопления с одной трубой с вертикальными стояками и конвективной циркуляцией. Городить на каждый этаж горизонтальную однотрубную систему разводки, подключенную к вертикальному коллектору, смысла нет, да и работать это будет плохо. Правильнее провести подающую магистраль по чердачному этажу или под потолками второго этажа и опустить от нее стояки, как нарисовано на схеме:
Нагрузка на стояки маленькая – всего по 2 отопительных прибора, так что их температура будет практически одинаковой. Чтобы батареи не зависели один от одного, между подачей и обраткой можно поставить перемычки – циркулярные насосы.
Совет. Для балансировки или отсечения в самотечных системах нужно применять арматуру с самым меньшим сопротивлением – полнопроходные краны и специализированные термостатические вентили.
Схема системы двухтрубного типа
Тут тепло переносится к радиаторам по одной трубе, а остывшая вода идет назад по другой. Это дает возможность обеспечить производительную работу большего количества батарей, включенных к одной горизонтальной ветки. В одноэтажном доме подающий коллектор устанавливают на чердаке или под поверхностью потолка, обратный – над полом. Разгон тут не потребуется, труба и так поднята на достаточную высоту, что и показано на изображении:
Как видно по схеме, лучшее решение для хорошей конвективной циркуляции – это отопительная система с двумя трубами, разделенная на 2 ветки с одинаковым количеством радиаторов на каждой. В другом случае из-за уклонов на большой длине процесс установки трубопроводов будет затруднен. Что же касается дома в два этажа, то тут снова же уместна вертикальная конструкция разводки, однако с разделением на магистрали подачи и обратки. Как это правильно сделать, отражено на схеме:
При двухтрубной системе все батареи получают тепловой носитель с одной и той же температурой, это весомый плюс. Также оказывается легче совершать автоматическое управление, так как устройства не зависят один от одного. Недостаток находится в большем расходе материалов для вариантов разводки горизонтальной, к примеру, в двухэтажном здании:
Для справки. Большое количество владельцев дома для оптимизации работы системы все же ставят на обратном коллекторе насос циркуляционный. Но ставят его на байпасе, чтобы на случай отключения электроэнергии всегда можно было перейти на самотек, открыв подходящий кран.
Заключение
Природная циркуляция в системах отопления водяного типа хотя и даёт независимость от сети, но требует внимательного подхода в расчетах и монтаже. Тем более это касается однотрубных схем с разводкой горизонтальной, где необходимо тщательно выбирать мощность батарей. Не всех устроят и большие трубы, проходящие через помещения. Если даже подачу спрятать на чердачный этаж, а обратку – в подпольный канал, то все равно на виду останутся подводки к радиаторам.
