Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинку

Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуЗамислюючись над встановленням опалення, спочатку визначаються, який вид палива буде використовуватися. Але поряд з цим украй важливо вирішити, наскільки планований обігрів буде дійсно незалежним. Так, по-справжньому автономної буде система опалення без насоса, для роботи не потрібна електроенергія. Для ефективної роботи знадобиться лише джерело тепла і правильно розташований трубопровід.

Зміст

  • 1 Види конструкцій
  • 2 Обігрів без насоса
    • 2.1 Переваги та недоліки
    • 2.2 Принцип дії
    • 2.3 Опалення однотрубного типу
    • 2.4 Контур двотрубного типу
  • 3 Монтаж системи
  • 4 Використання пара

Види конструкцій

Контур опалення — це сукупність елементів, призначених для обігрівання житла шляхом передачі тепла повітрю. Найбільш поширеним видом опалення є система, що використовує в якості джерела нагріву або бойлери котли, підключені до водопроводу. Вода, проходячи через нагрівач, досягає певної температури, а після направляється в опалювальний контур.

У системах з теплоносієм, в якості якого використовується вода, циркуляція може бути організована двома шляхами:

  • природним;
  • примусовим.

Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуКонтуру з природним рухом води прості і надійні, але для їх ефективного використання потрібна правильно побудована система. Для другого ж способу використовується насосне обладнання, яке, створюючи тиск, що змушує воду переміщатися.

В якості джерела тепла, службовця для нагрівання води, що використовуються котли (бойлери). Їх принцип дії заснований на перетворенні визначеного для них роду енергії в тепло з подальшою його передачею теплоносію. За типом джерела нагріву котельне обладнання буває газових, твердопаливних, електричних або мазутним.

Будь-який з цих видів котлів може використовуватися в системі опалення приватного будинку без насоса, але найбільш популярним є газовий та твердопаливний.

За типом з’єднання елементів контуру опалення може бути однотрубної або двотрубної. Якщо всі прилади контуру включені відносно один одного послідовно, тобто теплоносій проходить по черзі всі елементи і повертається в котел, то така система називається однотрубної. Її істотним недоліком є нерівномірність прогрівання. Це пов’язано з тим, що на кожному елементі відбувається втрата якоїсь кількості тепла, тому різниця температур котла може бути істотною.

Система двотрубного типу передбачає паралельне підключення радіаторів до стояка. До недоліків такого підключення відносять ускладнення конструкції і збільшений в два рази витрата матеріалу в порівнянні з однотрубною системою. Але побудова контуру обігріву для великих багатоповерхових приміщень виконується тільки таким з’єднанням.

Обігрів без насоса

Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуДо початку дев’яностих років опалення в приватному секторі будувалося саме на системах без використання насосного обладнання. Пов’язано це було з проблематичностью покупки і установки пристрою, що створює тиск в контурі. Потім у країну стало завозитися гарне європейське обладнання, багато споживачі перейшли на опалення з примусовою циркуляцією теплоносія.

Але усе ще існують місця, в яких трапляються перебої з подачею електроенергії.

При відключенні електрики рух води практично припиняється, в радіаторах вона швидко остигає, котли починають працювати неефективно, а то й зовсім відключаються від перегріву. Приміщення перестає опалюватися, а це призводить до додаткових витрат через замерзання системи і необхідності запуску джерела енергії на його максимальних можливостях.

Переваги і недоліки

Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуНеобхідно розуміти, що природна циркуляція (гравітаційна) ефективніше працює у високих будівлях. Пов’язано це з фізичною властивістю води передавати тиск з поверхні на весь свій обсяг до самої нижньої точки. Це було доведено ще в 1648 році фізиком Паскалем. Він провів експеримент: встановивши герметичну бочку і приєднавши до неї трубу вертикально, Блез Паскаль вилив зверху в неї кухоль води. Тиск в бочці збільшилася настільки сильно, що її розірвало.

Економічність — ось головне достоїнство гравітаційного руху теплоносія по трубах. Конструювання такої системи не вимагає витрат на купівлю дорогих циркуляційних насосів і підведення електрики до системи. Проектування, монтаж та обслуговування може бути виконано самостійно, без залучення дорогих консультантів і майстрів. Така система при правильному побудові зможе пропрацювати близько тридцяти років без капітальних ремонтів.

При опаленні виникає процес саморегулювання, із-за чого система має хорошу теплову стійкість.

Але поряд з цим виділяють і ряд недоліків: високу інертність, дотримання необхідних ухилів при монтажі, використання труб великого діаметру, небезпека замерзання із-за слабкого потоку води. Найбільша неприємність, яка може виникнути в контурі, це завоздушенность. Тому на радіаторах встановлюються пристрої стравлювання повітря, а в системі монтується розширювальний бак, в якому доводиться контролювати рівень теплоносія.

Природна / примусова циркуляція системи опалення

Схема опалення з природною циркуляцією. Схема опалення.

Принцип дії

Згідно з фізичними законами, всі тіла при нагріванні збільшуються в об’ємі, а їх щільність знижується. Це твердження відноситься і до води. Пристрій, в якому відбувається теплообмін між джерелом тепла і носієм, називається теплообмінником. Фактично це місце, в якому вода нагрівається до певної температури.

Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинку

Враховуючи, що нагріта вода легше холодної, теплогенератор розміщується внизу системи. Підігріта їм вода починає підніматися, а її місце заповнює холодна. При природній циркуляції діють три закони фізики: всесвітнього тяжіння, розширення фізичних тіл при підвищенні їх температури, нерозривності струменя. Опалення з природним рухом води складається з наступних елементів:

  • Теплогенератор. Являє собою котел, який у своєму теплообміннику здійснює нагрівання носія тепла.
  • Трубопровід. Формує напрям потоку води і підводить її до котла і батарей.
  • Опалювачі. Найчастіше це радіатори, виконані з різного матеріалу і мають різноманітні форми.
  • Розширювальний бачок. Використовується як елемент захисту для компенсації збільшення об’єму води із-за теплового розширення. Розташовується він в самій верхній точці системи.
  • У спрощеному вигляді схема опалення без насоса виглядає так: нагрітий теплоносій піднімається по трубам, залишаючи котел, а охолоджена вода опускається в нього.

    Досягнувши вершини, гаряча вода починає розподілятися по радіаторних батарей. У них починають відбуватися процеси руху води, аналогічні циркуляції в котлі. Холодна вода витісняється, а підігріта займає об’єм батареї. Віддаючи своє тепло радіатора, який далі передає його повітря приміщення, вода охолоджується і спускається назад до котла. Процес буде повторюватися по циклу, поки джерело нагріву буде підігрівати воду.

    Опалення однотрубного типу

    Такі системи вигідно відрізняються своєю економічністю, але їх монтаж зустрічається досить рідко. Гаряча вода піднімається і послідовно проходить усі опалювальні радіатори, розташовані на другому поверсі, а потім, спускаючись вниз, обходить батареї, які стоять на нижньому поверсі, і повертається в котел.

    Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуНа верхньому поверсі температура нагріву кімнати буде вище, ніж на першому. Для того щоб підняти воду, необхідно використовувати нагрівальний пристрій з великою продуктивністю, тому в одноповерховій споруді подібна схема більш ефективна.

    Ефективність системи може бути підвищено з допомогою використання обхідний лінії — байпаса. Цей замикає ділянку виконується з труби, діаметр якої не більше основного трубопроводу. Він може з’єднувати вхід і вихід батареї, або бути підключений до трійника, розташованому у верхній точці системи перед розширювальним баком, розділяючи контур на дві лінії.

    Правильна робота системи багато в чому залежить від розширювального бачка. Його розміри безпосередньо пов’язані з кількістю використовуваних радіаторів, а його заповнення не повинен перевищувати ? об’єму.

    Самотечная система опалення в будинку

    Для приватного сектора оптимальним варіантом буде вертикальне підключення. Монтуються два стояка: підйомний і опускний. Розширювальний бак можна не використовувати, якщо передбачити систему автоматичного стравлювання повітря в радіаторі, що знаходиться в самій верхній точці.

    Контур двотрубного типу

    Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуУскладнений порівняно з однотрубною системою контур опалення позбавлений від нестачі нерівномірного прогрівання радіаторів. Для цього в конструкції використовується відразу два контури. По першому пересувається гарячий теплоносій від джерела нагрівання до батарей, а по другому відбувається відтік остиглої води.

    Існує два підходи реалізації такого типу з’єднання: з попутним рухом і безнадійним. При застосуванні попутного руху всі циркуляційні відводи від радіаторів намагаються зробити однакової довжини, тому і прогрів виходить рівномірний. Але цей метод практично не використовується з-за великої витрати матеріалів. Тому застосовується з’єднання, при якому гаряча і охолоджена вода рухається в різних напрямках. Це призводить до неоднакової довжині кільця циркуляції, що позначається на рівномірності опалення. Радіатори, що знаходяться ближче до опалювального котла, будуть прогріватися сильніше.

    Класифікується таке опалення по типу розводки. Воно може бути з нижньою або верхньою обв’язкою. Іншими словами, подача нагрітої води відбувається з цокольного поверху або підвалу. Зворотний трубопровід розташовується там же, але встановлений він повинен бути нижче подачі.

    Монтаж системи

    Проектуючи схему водяного опалення без насоса, дуже важливо правильно розташувати котел і нижній опалювальний прилад. Чим котел буде нижче радіатора, тим швидше буде відбуватися протоку води. Тому і рекомендується встановлювати пристрій нагріву в підвалі. На швидкість руху води також впливає:

  • Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинкуДіаметр труб. Чим менше труба, тим більший опір вона надає теплоносію.
  • Матеріал трубопроводу. Найкращими характеристиками має поліпропіленова труба.
  • Кількість вигинів. Чим їх менше, тим ефективність контуру вище. На продуктивність системи також впливає кількість запірної арматури.
  • Для розрахунку потужності котла використовується рекомендація СНиП. Вона передбачає, що для приміщення площею в один квадратний метр необхідний обігрівач потужністю не менше 0,1 кВт. Монтуючи контур обігріву, слід утеплити стояк гарячої води для зменшення втрати тепла, а також приміщення, в якому розташовується розширювальний бак.

    Сам монтаж відбувається в наступному порядку. Спочатку встановлюється основний стояк, зверху якого монтується розширювальний бак. На відстані третини висоти приміщення від підлоги до стояка приєднується розводка. Це те місце, від якого прокладаються труби до батарей. При однотрубному виконанні з останнього радіатора труба опускається і підключається до місцем її забору котлом. Система двотрубного типу прокладається паралельно подачі гарячого теплоносія, а відводи від приладів опалення врізаються в неї.

    Використання пари

    В якості теплоносія необов’язково використовувати воду. У приватному будинку можна застосувати й парове опалення. Спеціальний котел (парогенератор) перетворює воду на пару і подає по трубах опалювального контуру.

    В роботі такого типу обігріву використовується принцип, що гаряче повітря легше холодного. Тому нагрітим парам дуже легко піднятися наверх системи і без штучного нагнітання. Потрапляючи в радіатори, газ охолоджується і переходить назад в рідкий стан. Після чого по зворотному стояку повертається назад в котел.

    При знаходженні в системі гарячого пара трубопровід і радіатори нагріваються до температури вище ста градусів за Цельсієм. Схема розведення використовується двотрубна. З-за високої температури трубопровід виготовляється із сталі або міді. Але парове опалення використовується рідко із-за сильного нагрівання труб і меншого терміну служби всієї системи в порівнянні з іншими видами опалення.

    Використання опалення без насоса залишається актуальним і зараз. При проектуванні системи опалення будівлі вкрай важливо все прорахувати і продумати. Вибравши найкращий спосіб, можна не турбуватися про те, що будинок залишиться непрогрітим в холодну пору року.

    Самотечная система опалення!Секрет-1й!Регулювання температури подачі на систему будинку!!!

    Схема опалення двоповерхового будинку з природною циркуляцією.

    Система опалення без насоса: види і принцип роботи, водяний і паровий контур для приватного будинку

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками