Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми руками

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиСистема опалення з природною циркуляцією вибирається користувачами тоді, коли неможливо або недоцільно монтувати насос для примусового руху теплоносія, а також нереально підключитися до централізованого опалення. Для безперебійного функціонування такого обладнання необхідно правильно зробити всі розрахунки, вибрати схему і встановити всі комплектуючі.

Зміст

  • 1 Принцип дії
  • 2 Зменшення гідравлічного опору води
  • 3 Правила вибору комплектуючих
  • 4 Двотрубні і однотрубні схеми
    • 4.1 Одна магістраль
    • 4.2 Застосування системи обратки
  • 5 Корисні поради

Принцип дії

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиПринцип дії такої системи набагато простіше, ніж опалення з примусовою циркуляцією або інших схемах. Все відбувається за рахунок елементарних законів фізики — сили тяжіння, розширення рідини і т. п. Для того щоб спорудити систему правильно, потрібно зрозуміти ці закони і принципи роботи пристрою.

Основний фізичний принцип для опалення гравітаційного типу — здатність будь-якого теплоносія (води або антифризу) зменшувати щільність за рахунок збільшення температури. З-за цього і виникає різниця в гідравлічному тиску. Холодна вода, маючи більш високу щільність, опускається по трубі, витісняючи вгору гарячу.

Систему опалення будинку можна умовно розділити на кілька ключових елементів. Верх контуру функціонує для руху гарячої води, а нижня частина — холодної. Найважливішою завданням при конструюванні системи є створення максимально можливої різниці між тиском у лівому стовпі (гарячому) і нижньому (холодному).

Опалення в будинку 80 кв. м.,з природною циркуляцією і байпасом.

Також одним з ключових елементів є колектор розгону теплоносія. Це стояк, спрямований безпосередньо від котла вгору. Теплоносій в трубі повинен мати найвищу температуру, тому стояк максимально утеплюють. З іншого боку, якщо протяжність колектора невелика, то можна і не утеплювати його, оскільки вода в ньому не встигне охолонути.

При проектуванні необхідно враховувати і те, що верхня точка разгоночной труби повинна співпадати з верхньою точкою всього контуру. В цьому ж місці робиться вихід на розширювальний бачок відкритого типу.

Нижня точка водяного контуру, по якій рухається охолоджена вода, повинна збігатися з нижньою точкою котла. Хоча і необов’язково так робити завжди, але в більшості випадків вкрай бажано, так як верхня частина системи не повинна поєднуватися з нижньої.

Для частини, де протікає охолоджений теплоносій в системі з природною циркуляцією води, теж є свої правила облаштування:

  • Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамипри збільшенні відстані між верхом і низом системи, де підключається безпосередньо батарея, буде збільшуватися довжина стовпа води з найнижчим градусом і самим високим тиском;
  • від кількості втрат тепла на нижній ділянці буде залежати функціонування системи, оскільки воно можливе тільки при хорошій тепловіддачі.

Звертаючи увагу на перший пункт, варто відзначити, що ідеальним варіантом для установки та монтажу котла буде підвальне приміщення. Так можна забезпечити необхідну відстань між виходить трубою (стояком) і входить (обратку).

Висота системи не повинна перевищувати більше десяти метрів. Якщо відстань між входом і виходом буде більше, то вона не буде достатньо прогріватися. Можлива навіть ситуація, коли нагріватися буде тільки котел і нижня частина колекторної труби.

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми руками

Також є і протилежна сторона такої схеми опалення з природною циркуляцією, коли висота буде недостатньою. Таким чином, тиск у гарячій частині впаде незначно, і процес не буде запущений.

Схема опалення з природною циркуляцією.

Зменшення гідравлічного опору води

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиПри проектуванні однотрубної системи опалення з природною циркуляцією необхідно враховувати і час, за який теплоносій буде проходити по контуру від початку і до кінця. Це потрібно для того, щоб тепло передавалося швидко від котла в кімнату по водяному контурі через радіатори.

Також це важливо для запобігання закипання води, особливо якщо використовується пічне опалення. Якщо це станеться, то ремонт або заміна теплообмінника може обійтися в круглу суму.

Якщо говорити про опалення з установкою циркуляційного насоса, то від його потужності залежить швидкість руху води. При природною схемою ці показники збільшуються за рахунок таких факторів:

  • внутрішнього опору;
  • відмінності в тиску на вході і виході пристрою.

Опір системи відрегулювати непросто. Це пов’язано зі складними математичними розрахунками, величезною кількістю факторів, вхідних даних, які потрібно враховувати. Але є й загальні правила розрахунків, які застосовуються і дозволяють (хоча і приблизно) відрегулювати необхідну опір системи.

Основними чинниками, з-за яких знижується швидкість руху води, є:

  • опір труб і стінок;
  • зменшення самого контуру, поява звужень за рахунок установки фітингів і кранів.

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми руками

Якщо швидкість руху теплоносія невелика, то й опір від стінок водяного контуру і труб практично нульове. Винятком з правила є тонкі і довгі труби, які застосовуються для теплої підлоги. Для нього встановлюють окремий циркуляційний насос.

Опалення з природною циркуляцією з поліпропіленових труб робити небажано, оскільки вони з’єднуються фітингами з набагато меншим діаметром. Тобто, вибираючи труби для такої схеми, необхідно враховувати фактор наявності технічних звужень при монтажі системи.

Схема опалення двоповерхового будинку з природною циркуляцією.

Правила вибору комплектуючих

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиВибирати тип труб (металеві або поліпропіленові) для опалення гравітаційного типу або з примусовою циркуляцією необхідно по ряду критеріїв. До них необхідно віднести ціну, можливість роботи з гарячою водою, легкість монтажу і експлуатації.

У зв’язку з тим, що в колекторі (стояку) проходить найвища температура теплоносія, саму трубу потрібно встановлювати металеву. Крім цього, якщо використовується пічка, а не котел як джерело тепла, то всередині можливо проходження пара, що може згубно позначитися на роботі системи.

Варто враховувати й те, що при опаленні гравітаційного типу діаметр труб водяного контуру повинен бути трохи більше, ніж в схемі з насосом. Як показує практика, для опалення будинку в 160 квадратних метрів досить дводюймових труб на виході (стояк) і на вході в теплообмінник. Це потрібно, оскільки за природною схемою швидкість води менше, що може призвести до наступних проблем:

  • при низькому тиску вода не зможе пробити засмічення і повітряні пробки;
  • у кілька разів менший об’єм тепла отримує приміщення від котла за період проходження води від початкової до кінцевої точки.

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиКрім цього, не треба забувати і про необхідному діаметрі магістральних труб. Як правило, одного дюйма буде достатньо, але потрібно враховувати особливості всієї схеми. Такі розрахунки краще не робити самостійно, не маючи досвіду подібної роботи, а замовити їх у майстра.

Якщо схема передбачає подачу води знизу радіаторних батарей, то важливим завданням залишається облаштування виведення повітря з системи. Він не може повністю віддалятися через розширювальний бак, оскільки вода надходить по магістралі, яка знаходиться за рівнем нижче, ніж самі споживчі прилади (радіатори).

Якщо використовується примусова схема, тиску достатньо, щоб кисень виходив через воздухосборники, встановлені у верхній точці приладу. З допомогою кранів Маєвського можна регулювати тепловіддачу. Такі крани в гравітаційною схемою якраз використовуються для відведення повітря з системи, в якій подача води здійснюється по трубі, розташованій нижче батарей.

Система опалення Ленінградка

Двотрубні і однотрубні схеми

Котли з природною циркуляцією можуть працювати як з одним контуром, так і з підключенням в одну систему кількох, наприклад, теплої підлоги і т. п. Вони можуть мати суттєву різницю у своїй конструкції.

Система може працювати як з однотрубної, так і з двотрубною системою. Загальні параметри — довжина контуру, кількість батарей і т. п. — значення не мають.

Одна магістраль

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиСистема, де для подачі води в радіатори використовується одна труба, називається однотрубної. Більш спрощений варіант не передбачає радіаторів, оскільки тут використовується тільки площу самих труб для тепловіддачі. Така схема є одним з найдешевших варіантів, але з одним істотним мінусом — неестетичний вигляд великих труб в приміщенні.

Якщо схема передбачає радіатори, то найбільш економними і простим варіантом буде протікання теплоносія по контуру з однією трубою подачі, який по черзі нагріває кожен радіатор і повертається вже охолодженим назад в котел. Важливо правильно розрахувати кількість секцій (батарей) у схемі, оскільки по мірі проходження кожної точки теплоносій остигає. Також не потрібно максимально зменшувати довжину схеми і встановлювати мінімальну кількість запірної арматури.

Для цієї схеми ідеальним варіантом буде діагональне розташування. Тобто вода буде надходити в кожен радіатор зверху і спрямовуватися до наступної точки. На останній батареї охолоджений теплоносій буде повертатися по трубі обратки назад в котел. Таким чином, радіатори отримують максимальну кількість тепла.

Якщо подача води і її вихід здійснюється знизу, така система має значно менший рівень тепловіддачі, так як теплоносію доводиться долати набагато більшу довжину, ніж у попередньому варіанті. У народі цю схему називають «ленинградкой».

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми руками

Хоча вона і має значні тепловтрати при роботі, система за принципом нижньої подачі води активно застосовується для квартирного опалення через естетичного зовнішнього вигляду, оскільки застосовується невелику кількість секцій в кожному радіаторі. Така схема ідеально підійде для одноповерхового приватного будинку.

Застосування системи обратки

Якщо говорити простими словами, то така схема характеризується наявністю другої труби для відводу охолодженої рідини — труби-обратки. З-за цього систему називають двотрубної. Її використовують набагато частіше, ніж однотрубну. І хоча бюджет на такий пристрій доведеться збільшити, воно має ряд значних переваг:

  • розрахунок кількості секцій батарей щодо квадратури приміщення виконати простіше;
  • температура по системі розподіляється рівномірніше;
  • регулювання необхідної кількості тепла в кожному радіаторі відбувається легше.

Важливо при проектуванні правильно розрахувати кут нахилу труби. Пов’язано це саме з природною, а не примусовою циркуляцією. При недостатньому ухилі система працювати не буде.

Корисні поради

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми рукамиВже доведено, що найкращим теплоносієм для системи гравітаційного типу є вода. Антифриз використовувати недоцільно, оскільки він має меншу щільність і тепловіддачу.

Застосовувати гліколеві речовини також не можна. Для того щоб їх нагріти до необхідної температури, потрібно набагато більше часу і грошей на паливо.

Але з іншого боку, у антифризу є і плюси в порівнянні з водою. Він може зберігати рідкий стан до -15 градусів, а також має більш високу плинність, ніж вода. Пов’язано це з меншою щільністю.

Якщо говорити про доцільність використання закритих котлів з природною циркуляцією теплоносія в порівнянні з примусовою, то потрібно взяти до уваги кілька чинників. Виправдана така схема в невеликих одноповерхових будинках. Якщо площа котеджу понад 150 квадратів, краще вибрати примусову. Але при виборі варіанту опалення для будинку варто враховувати і те, що установка насоса дає значні переваги в області більш високої тепловіддачі та енергоефективності, хоча й зробити її своїми руками складніше.

Природна циркуляція опалення

Система опалення з природною циркуляцією: яку краще вибрати схему для виготовлення своїми руками

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками