Давление теплоносителя в системе отопления частного дома

Расширительные баки для отопления — выбор, настройка, монтаж

При работе системы отопления теплоноситель часто меняет свою температуру — то нагревается, то остывает. Соответственно при нагревании объем теплоносителя увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Излишки теплоносителя как раз и вытесняются в расширительный бак. Поэтому назначение этого устройства — компенсировать изменения объема теплоносителя.

Виды расширительных баков для отопления

В открытых системах отопления (чаще всего это энергонезависимые гравитационные системы) в качестве расширительного бака применяется любая емкость. Чаще всего это бак сваренный из металла и установленный на чердаке дома, через него же доливают воду или теплоноситель в систему.

В современных домах с настенными или напольными котлами (газовыми, твердотопливными или др.), в настоящее время, используются закрытые системы отопления, в которых теплоноситель закачан под давлением. В таких системах циркуляционных насос стоящий в системе отопления служит только для циркуляции теплоносителя и передачи ее от котла к приборам отопления. Т.е. этот насос не создает давление в системе отопления, давление создается внешним насосом при заполнении её водой или антифризом или водой из скважины, с помощью подпиточного вентиля расположенного в корпусе настенного котла.

Для закрытых систем отопления применяются мембранные или диафрагменные расширительные баки. Мембранный бак состоит из внешней металлической оболочки и внутренней эластичной мембраны. Между мембраной и стенками бака закачан воздух, а внутрь самой мембраны через штуцер поступает вода.

Некоторые мембраны являются проходными – то есть имеют выходное отверстие с противоположной от горловины стороны. Оно предназначено для вывода воздуха из воды или теплоносителя. В таком случае вход для воды (теплоносителя) расположен снизу гидроаккумулятора, а сверху находится резьбовое соединение для выпуска воздуха.

При нагревании теплоноситель расширяется и давит на стенки мембраны, сама мембрана также расширяется и давит на воздух. Объем воздуха уменьшается, а объем теплоносителя увеличивается. Весь принцип работы мембранного или диафрагменного бака сводится в свойствах воздуха сжиматься и расширяться, значительно меняя объем, который занимает. Вода же не сжимается и не расширяется, поэтому при нагревании, растет давление теплоносителя.

Расчет объема расширительного бака

Наиболее простой метод определения объема мембранного расширительного бака — объем бака равен 10% от объема теплоносителя в системе. Это можно сделать расчетом, просуммировав объем всех труб, радиаторов и котла. Или вторым способом — замерив объем воды при первом заполнении. При этом всегда лучше установить бак с запасом, чем меньшего размера. Из опыта монтажа систем отопления нашей компанией, получаются следующие цифры:

• для небольших домов до 150 м 2 , в том числе с теплым полом подойдут баки от 12 до 24 литров (или больше)
• для домов 150-200 м 2 можно смонтировать бак 24 литра, но лучше использовать бачек на 35 литров с ножками, по цене он будет стоить также как и 24х литровый с комплектом для крепления к стене
• для домов от 200 до 400 м 2 подходит бак 35 литров, но лучше применить на 50 литров (по цене и занимаемому объему в котельной, разница небольшая

Более точный метод расчета объема расширительного бака для отопления — расчет по формуле:

• максимальное давление Pмакс, при котором может работать система (обычно берут максимальное давление котла);
• начальное давление Pмин — с которого система начинает работу (это давление в расширительном баке, указано в паспорте);
• коэффициент расширения теплоносителя E (для воды 0,04 или 0,05, для антифризов указано на этикетке, но обычно в пределах 0,1-0,13);
• С — объем системы отопления

Давление воздуха в расширительном мембранном баке

Давление воздуха в расширительном баке системы отопления должно быть на 0,2 — 0,3 бар (грубо атмосферы) ниже, чем рабочее давление в системе. Рабочее давление в коттедже или доме с настенным или напольным котлом составляет 1,5 бара. Для некоторых котлов максимальное работчее давление может быть меньше 1 бара, поэтому необходимо читать паспорт на котел.

Поэмому в большинстве случаев давление воздуха необходимое для правильной работы системы отопления необходимо выставлять на уровне 1,2 — 1,3 бара. Измеряется давление обычным манометром, который подключается к ниппелю, расположенным в верхней части емкости. Ниппель спрятан под пластиковой крышкой, ее откручиваете, получаете доступ к золотнику.

Через него можно также стравить излишки давления. Принцип работы и размеры — такие же как у автомобильного золотника. С помощью насоса или компрессора также можно подкачать давление в системе.

Некоторые производители в своих паспортах указывают, что давление воздуха в баке необходимо проверять один раз в месяц, но из опыта, это никто не делает. Если не хотите чтобы мемрана быстро лопнула, проверяйте воздух хотя бы один раз в пол года.

Обязательное условие при настройке и проверке давления воздуха в баке — давление системы отопления не должно действовать на мембрану бака. Т.е. либо давление в системе должно быть равно 0, либо бак должен быть отсечен от системы запорным краном и сброшено давление теплоносителя с помощью сбросного вентиля, установленного между баком и запорным клапаном (шаровым краном). Если система собрана не грамотно, придется либо сбрасывать давление во всей системе, либо перекрывать бак и откручивать его от системы отопления.

Источник: vodocomfort74.ru

Давление в отопительной системе частного дома

Рабочее давление в системе отопления – важнейший параметр, от которого зависит функционирование всей сети. Отклонения в ту или иную сторону от предусмотренных проектом значений не только снижают эффективность отопительного контура, но и ощутимо сказываются на работе оборудования, а в особых случаях могут даже вывести его из строя.

Конечно, определенный перепад давления в системе отопления обусловлен принципом ее устройства, а именно разницей давления в подающем и обратном трубопроводах. Но при наличии более значительных скачков следует принимать незамедлительные меры.

Выделяют понятие предельного рабочего давления. Это максимально допустимая величина, превышение которой чревато разрушением отдельных элементов сети.

Какое давление в системе следует считать оптимальным?

Таблица предельного давление в системе отопления.

При проектировании отопления давление теплоносителя в системе рассчитывают исходя из этажности здания, общей длины трубопроводов и количества радиаторов. Как правило, для частных домов и коттеджей оптимальные значения давления среды в отопительном контуре находятся в диапазоне от 1,5 до 2 атм.

Для многоквартирных домов высотой до пяти этажей, подключенных к системе центрального отопления, давление в сети поддерживают на уровне 2-4 атм. Для девяти- и десятиэтажных домов нормальным считается давление в 5-7 атм, а в более высоких постройках – в 7-10 атм. Максимальное давление регистрируется в теплотрассах, по которым теплоноситель транспортируется от котельных к потребителям. Здесь оно достигает 12 атм.

Для потребителей, расположенных на разной высоте и на различном расстоянии от котельной, напор в сети приходится корректировать. Для его понижения применяют регуляторы давления, для повышения – насосные станции. Следует, однако, учитывать, что неисправный регулятор может стать причиной повышения давления на отдельных участках системы. В некоторых случаях при падении температуры эти приборы могут полностью перекрывать запорную арматуру на подающем трубопроводе, идущем от котельной установки.

Во избежание подобных ситуаций настройки регуляторов корректируют таким образом, чтобы полное перекрытие клапанов было невозможно.

Автономные системы отопления

Расширительный бак в автономной системе отопления.

При отсутствии централизованного теплоснабжения в домах устраивают автономные отопительные системы, в которых теплоноситель подогревается индивидуальным котлом небольшой мощности. Если система сообщается с атмосферой через расширительный бачок и теплоноситель в ней циркулирует за счет естественной конвекции, она называется открытой.

Если сообщения с атмосферой нет, а рабочая среда циркулирует благодаря насосу, систему называют закрытой. Как уже было сказано, для нормального функционирования таких систем давление воды в них должно составлять примерно 1,5-2 атм. Такой низкий показатель обусловлен сравнительно малой протяженностью трубопроводов, а также небольшим количеством приборов и арматуры, результатом чего становится сравнительно малое гидравлическое сопротивление. Кроме того, из-за небольшой высоты таких домов статическое давление на нижних участках контура редко превышает 0,5 атм.

На этапе запуска автономной системы ее заполняют холодным теплоносителем, выдерживая минимальное давление в закрытых системах отопления 1,5 атм. Не стоит бить тревогу, если через некоторое время после заполнения давление в контуре понизится. Потери давления в данном случае обусловлены выходом из воды воздуха, который растворился в ней при заполнении трубопроводов. Контур следует развоздушить и полностью заполнить теплоносителем, доводя его давление до 1,5 атм.

После разогрева теплоносителя в системе отопления его давление несколько увеличится, достигнув при этом расчетных рабочих значений.

Меры предосторожности

Прибор для измерения давления.

Поскольку при проектировании автономных систем отопления в целях экономии запас прочности закладывают небольшой, даже невысокий скачок давления до 3 атм может вызвать разгерметизацию отдельных элементов или их соединений. Для того чтобы сгладить перепады давления вследствие нестабильной работы насоса или изменения температуры теплоносителя, в закрытой системе отопления устанавливают расширительный бачок. В отличие от аналогичного устройства в системе открытого типа, он не имеет сообщения с атмосферой. Одна или несколько его стенок делаются из упругого материала, благодаря чему бачок выполняет функцию демпфера при скачках давления или гидроударах.

Наличие расширительного бачка не всегда гарантирует поддержание давления в оптимальных пределах. В ряде случаев оно может превысить максимально допустимые значения:

• при неверном подборе емкости расширительного бачка;
• при сбоях в работе циркуляционного насоса;
• при перегреве теплоносителя, что бывает следствием нарушений в работе автоматики котла;
• вследствие неполного открытия запорной арматуры после проведения ремонта или профилактических работ;
• из-за появления воздушной пробки (это явление может провоцировать как рост давления, так и его падение);
• при снижении пропускной способности грязевого фильтра по причине его чрезмерной засоренности.

Поэтому во избежание аварийных ситуаций при устройстве отопительных систем закрытого типа обязательной является установка предохранительного клапана, который сбросит излишки теплоносителя в случае превышения допустимого давления.

Что делать, если падает давление в системе отопления

Давление в расширительном баке.

При эксплуатации автономных отопительных систем наиболее частыми являются такие аварийные ситуации, при которых давление плавно или резко снижается. Они могут быть вызваны двумя причинами:

• разгерметизацией элементов системы или их соединений;
• неполадками в котле.

В первом случае следует обнаружить место утечки и восстановить его герметичность. Сделать это можно двумя способами:

1. Визуальным осмотром. Этот метод применяется в тех случаях, когда отопительный контур проложен открытым способом (не путать с системой открытого типа), то есть все его трубопроводы, арматура и приборы находятся на виду. Прежде всего внимательно осматривают пол под трубами и радиаторами, стараясь обнаружить лужицы воды или следы от них. Кроме того, место утечки можно зафиксировать по следам коррозии: на радиаторах или в местах соединений элементов системы при нарушении герметичности образуются характерные ржавые потеки.
2. С помощью специального оборудования. Если визуальный осмотр радиаторов ничего не дал, а трубы проложены скрытым способом и не могут быть осмотрены, следует обратиться к помощи специалистов. Они располагают специальным оборудованием, которое поможет обнаружить утечку и устранить ее, если владелец дома не имеет возможности сделать это самостоятельно. Локализация точки разгерметизации осуществляется достаточно просто: вода из отопительного контура сливается (для таких случаев в нижней точке контура на этапе монтажа врезают сливной кран), затем в него с помощью компрессора закачивается воздух. Место утечки определяется по характерному звуку, который издает просачивающийся воздух. Перед запуском компрессора с помощью запорной арматуры следует изолировать котел и радиаторы.

Если проблемное место представляет собой одно из соединений, его дополнительно уплотняют паклей или ФУМ-лентой, а затем подтягивают. Лопнувший трубопровод вырезают и приваривают на его место новый. Узлы, не подлежащие ремонту, просто меняют.

Если герметичность трубопроводов и других элементов не вызывает сомнений, а давление в закрытой системе отопления все-таки падает, следует поискать причины этого явления в котле. Проводить диагностику самостоятельно не следует, это работа для специалиста, имеющего соответствующее образование. Чаще всего в котле обнаруживаются следующие дефекты:

Устройство системы отопления с манометром.

• появление микротрещин в теплообменнике из-за гидроударов;
• заводской брак;
• выход из строя подпиточного крана.

Весьма распространенной причиной, по которой падает давление в системе, является неправильный подбор емкости расширительного бачка.

Хотя в предыдущем разделе говорилось, что это может стать причиной роста давления, никакого противоречия тут нет. Когда растет давление в системе отопления, срабатывает предохранительный клапан. При этом теплоноситель сбрасывается и его объем в контуре уменьшается. В результате со временем давление будет снижаться.

Контроль давления

Для визуального контроля давления в сети отопления чаще всего применяют стрелочные манометры с трубкой Бредана. В отличие от цифровых приборов, такие манометры не требуют подключения электрического питания. В автоматизированных системах используют электроконтактные датчики. На отводе к контрольно-измерительному прибору следует обязательно устанавливать трехходовой кран. Он позволяет изолировать манометр от сети при проведении обслуживания или ремонта, а также используется для удаления воздушной пробки или сброса прибора на ноль.

Инструкции и правила, регламентирующие эксплуатацию отопительных систем, как автономных, так и централизованных, рекомендуют устанавливать манометры в таких точках:

1. Перед котельной установкой (или котлом) и на выходе из нее. В этой точке определяется давление в котле.
2. Перед циркуляционным насосом и после него.
3. На вводе магистрали отопления в здание или сооружение.
4. Перед регулятором давления и после него.
5. На входе и выходе фильтра грубой очистки (грязевика) для контроля уровня его загрязненности.

Все контрольно-измерительные приборы должны проходить регулярную поверку, подтверждающую точность выполняемых ими измерений.

Источник: ultra-term.ru

Давление в системе отопления в частном доме

Бывает, морозным зимним вечером вы сидите у себя в тёплом доме, но постепенно ощущаете, что дома становиться холоднее. Одной из причин понижения температуры в частном доме может быть уменьшение давления в системе отопления. Об этом как раз так и поговорим по подробней.

Для начала хочу сказать, что увеличение значение температуры, соответственно всем физическим законам, должно сопровождаться возрастанием давления в системе отопления частного дома. При установлении системы отопления в частный дом, нужно установить манометры, которые собираются цифровые значения о величине давления и контролируется нужное нам давление благодаря этому температура в системе отопления остаётся на высоком уровне и при этом не затрачиваем колоссальное количество энергии. Игнорировать значения приборов и не замечать изменения давления категорически воспрещается, поскольку это отрицательно воздействует на величину той полезной энергии которая используется для того что бы в помещении было тепло, работоспособности установленной аппаратуры и сроке её эксплуатации. На основе этих значениями принимается решение о надобности проведения ремонта.

Расскажем поконкретней о значениях в цифрах, давление чаще всего измеряется в МПа(Мегапаскалях), атм.(атмосферах) и барах 1Мпа ~ 9.8атм. ~ 10 бар.

Давление в системе отопления в частном доме обязано находиться в промежутке от 1.6 до 2.4 атмосфер., к сравнения наилучшее давления в отопительной системе зданий с 2 — 4 этажами принимает значение 2.5-4.1 атмосфер. для девятиэтажных зданиях цифровой показатель принимает значение около 5.2-7.3 атмосфер.

Для систем отопления многоэтажных построек комфортным цифровым значением давления считается 7.4-10.1 атмосфер,внутри тепловых магистралей, ведущих к ТЭЦ под землёй, давление доходит до отметки в 12 атмосфер. Если сравнивать эти значения, и подумать, можно придти к выводу, что небольшие колебания этих значений не критичны, однако для системы отопления в частных домах изменение на 0.02 МПа уже считается критичным.

Для объяснения причин повышения или понижения давления в системе отопления в частном доме зайдём из далека. После завершения установки отопительного оборудования в частной дом, приступают к в качке теплоносителя в систему.

Теплоносителем является простая вода, это уже одна из возможных причин повышения давления, поскольку с увеличением температуры вода имеет свойство расширяться. На случай чрезмерного расширения теплоносителя в системе должен быть предусмотрен расширительный бак, с его помощью давление остаётся в пределах нормы. Но никто не застрахован от того случая, когда объёма расширительного бака будет не хватать, и давление всё так же неуклонно будет расти до критической отметки, в таком случае состояние отопительной системы может спасти предохранительный клапан, который освободит систему от временных излишек теплоносителя.

Что бы свести причину с нехваткой объёма расширительного бака, его объём следует высчитать. Это производится вот по такой формуле V=e*C * (Pмах+1)/(Pмах-Pгаза) тут V – объём дополнительного бака e – температурное расширение для воды, вычисляется в процентах к примеру 3% ~ 89 градусам Цельсия
С – объём занимаемый теплоносителем в системе Pгаза – давление газа внутри бака, Pмах – наибольшее значение давление, зачастую принимает значение равное 3 барам.

Однако, когда ситуация нормализуется, вода выступающая в качестве теплоносителя снова уменьшит свой объём, в случае когда из системы были удалены на тот момент излишки теплоносителя, их нужно будет восполнить после нормализации ситуации.

Отметим, что выбирать оборудование для системы отопления в частном доме стоит исходя из цифровых данных измерительных приборов, давления в системе и высоты дома. Если вы выбираете чугунные батареи, имейте в виду, что они имеют порог максимального давления в 0.6МПа. В частных домах высотность здание не играет важную роль, в силу того, что эти дома имеют один или два этажа, в редких случаях три этажа, но стоит знать, давление увеличивается с одной атмосферой на каждые десять метров вверх.

Теперь поведаем немного о частой и распространённой причине понижения давления в системе отопления в частном доме. Как бы банально это не звучало, но основной причиной выступает утечка теплоносителя. Обычно эта утечка происходит в местах, которые являются соединениями отдельных деталей, протечку в таких местах можно заметить не сразу, однако утечка может происходить прямо из батареи отопления. И это уже говорит о сильной изношенности оборудования или его бракованном изготовлении.

Обычно, маленькую утечку теплоносителя внешне заметить удаётся не сразу, поскольку большинство деталей скрыты от нашего повседневного взора, и тут нам на помощь в очередной раз приходит манометр, поскольку даже небольшая утечка даст о себе знать падением значения на этом приборе. Поэтому, временами следует обращать внимание на значение показателя давления, и если вы заметили падение, то стоит поискать место утечки.

Но если вы не сможете найти причину, то вам понадобится помощь профессионалов. Используя специальное оборудование мастера, сначала откачивают теплоноситель из системы, затем закачивают воздух, приём всю систему необходимо отделить от котла. Далее уже дело техники, по свисту в микротрещинах можно точно определить место протечки и на этой основе принять решения о полной замене неисправной детали или же о ремонте, если он возможен.

В случае если предположения о потери давления в отопительной системе себя не оправдали, приступают к тщательной проверке самого котла. И тут можно отметить несколько причин неисправности котла.

Во-первых, это накопление накипи в теплообменнике из-за жёсткой воды, поскольку теплоносителем является вода, проблему с накипью возможно решить благодаря добавлению особых химических компонентов.
Во-вторых, возможны появления микротрещин в теплообменнике, при их появлении, теплообменник подвергается запаиванию или же простой замене.
В-третьих, это разрушение теплообменника в результате гидро удара, и тут может помочь лишь замета теплообменника.
В-четвёртых, повреждение камеры расширительного бачка отопительного котла, в таком случаем поможет лишь его немедленная замена.

Отметим, что большинство этих причин не зависят от того какой котёл установлен электрический, газовый, или же вовсе кочегарка на дровах, ибо во всех случая энергия для повышения температуры поступает по одному и тому же принципу.

Зачастую складывается противоположная картина, давление в системе отопления в частном доме начинает расти. На это есть несколько причин, об их особенностях и решениях сейчас и поведаем. Хотелось бы дать такое предисловие о том, что без электроники в наш век никуда, вот и система отопления не является исключением для всех, на первый взгляд преимуществ применения электроники человеком. Но какой бы точной не была электроника никто не застрахован от ошибок в её расчётах.

Так одной из причин может являться неисправность в регуляторе, при понижении температуры, регулятор будет посылать команды на отсечение подачи теплоносителя от котла. В целом отопительная система в частном доме рассчитана на такие сбои и погрешности в электронике, но для того что бы пред остеречься от полного перекрытия всех клапанов, стоит всего лишь отрегулировать настройки регулятора.

Помимо этого, причиной увеличения давления в системе отопления в частном доме может быть её неправильная установка вследствие этого, система будет постоянно подпитываться, и следовательно давление будет повышаться. Это можно исправить не прибегая к переустановке системы, стоит перекрыть одну из линий и наладить автоматику в соответствии с особенностями установки.

Банальной проблемой повышения давления в системе отопления может являться человеческий фактор, к примеру не была открыта задвижка, перекрыт кран и так далее, в этом случае, совет лишь один, быть повнимательней.

В некоторых случаях причиной повышения давления может послужить засорившийся фильтр, после его чистки, требуется протестировать систему отопления, иногда, засорившийся фильтр просто заменяют на новый.

И последняя из причин, это образование воздушной пробки, стоит отметить, что эта проблема, так скажем, универсальна для повышения и понижения давления. Из-за воздушной пробки давление упадёт, если после повышения температуры теплоносителя, если излишки были удалены, но не возвращены, об этом было написано чуть выше, но если в систему каким-то образом попал воздух, то при незначительном повышении температуры, давление вырастет весьма и весьма высоко.

И вот вы ознакомились с причинами повышения и понижения давления. Но у вас, возможно, появится вопрос, как регулировать давление для избегания проблем? Ведь нормальное давление это не только тепло дома, но и исправное оборудование которое при должном обращении прослужит вам ещё долго, так же, нормальное давление означает правильный расход используемого топлива, энергия используется максимально эффективно.

Так вот, для регуляции достаточно пары простых действий. Сначала, взгляните на манометр, и отталкиваясь от значений на этом приборе, выполняйте следующее. Если давления по каким-либо причинам, приведённым выше, ниже нормы, то следует найти и открыть клапан нагнетателя, затем следить за манометром, когда значение дойдёт до нормы, закрыть вентиль. Если же ситуация обратная, то ищем вентиль стравливания, открываем его и сливаем теплоноситель до нормализации давления, но помним, что часть слитого теплоносителя нужно будет восполнить. Кроме этого необходимо проверять трубы на наличие в них воздуха и откачивать его.

И так, подведём небольшой итог. Причинами понижения давления может стать воздух, выходящий из труб. Возможно не восполнение теплоносителя вследствие его откачки или не восполнении время от времени, утечки теплоносителя связанные с как с неисправностью самой системы отопления, так и связанные с неисправностью котла. Повышение давления может быть связанно с ошибкой в работе электроники, банальным человеческим фактором, неправильной установкой системы отопления, засорением фильтра или же нахождение воздуха в батареях отопления.

Всегда лучше проводить профилактику, чем устранять возникшие проблемы. И в этом деле профилактика довольно просто и заключается в нескольких действиях. И стоит отметить, все они основываются на показателях манометра, так что на его значение стоит хотя бы время от времени обращать внимание. Как уже было написано выше, стоит лишь вовремя открывать и закрывать нужные клапана, сливать и доливать теплоноситель по необходимости и периодически проверять батареи отопления на наличие воздуха, и откачивать его.

Источник: sashakustov.ru

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Для частных загородных домов и дач, часто устанавливается система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. Данное решение имеет свои положительные и отрицательные стороны. Схему выполняют четырьмя различными способами.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

• Простой монтаж и обслуживание.
• Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
• Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

• Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
• Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы объединяет общий недостаток – отсутствие давления в системе. Любые нарушения во время проведения монтажных работ, большое количество поворотов, несоблюдение уклонов, моментально отражаются на работоспособности водяного контура.

Чтобы сделать грамотно отопление без насоса, учитывается следующее:

1. Минимальный угол уклонов.
2. Тип и диаметр труб, используемых для водяного контура.
3. Особенности подачи и вид теплоносителя.

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Нормы уклона труб при естественной циркуляции теплоносителя указаны в СП 60.13330 (ранее СНиП 41-01-2003) «Прокладка трубопроводов отопления».

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

• Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
• Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
• Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
• Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

• Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
• СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
• Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д.

Обратку наоборот собирают с расширением.

Если расчеты диаметра были выполнены верно, и соблюдены уклоны трубопроводов при проектировании и выполнении монтажных работ системы отопления с самотечной циркуляцией, проблемы в работе встречаются крайне редко и в основном происходят по причине неправильной эксплуатации.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома во многом зависит и от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Принято классифицировать все типы подключения или розлива на две категории:

Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Ошибки в выборе типа розлива приводят к необходимости модифицировать водяной контур посредством установки циркуляционного оборудования.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

• Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
• Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
• Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
• Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
• Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Источник: avtonomnoeteplo.ru