Система отопления с естественной циркуляцией для отдельно стоящего дома

Содержание
  1. Схема для однотрубной системы
  2. Преимущества естественного кровообращения
  3. Как рассчитать мощность котла
  4. Однотрубная система с естественной циркуляцией
  5. Принцип работы
  6. Принцип системы естественной циркуляции
  7. Самовсасывающее двухтрубное отопление
  8. Что необходимо сделать
  9. Как работает гравитационная система отопления в частном доме: рабочая схема
  10. Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией в отдельно стоящем доме
  11. Паук
  12. Особенности конструкции
  13. Наклон трубы
  14. Гравитационное давление
  15. Возможные препятствия
  16. Как сделать систему водяного отопления с естественной циркуляцией
  17. Какой градиент необходим для гравитационной циркуляции?
  18. Какие трубы используются для монтажа
  19. Какие диаметры труб следует использовать для циркуляции без насоса?
  20. Нижняя или верхняя разгрузка
  21. Какой теплоноситель лучше всего подходит для самоциркулирующей системы?
  22. Как самостоятельно рассчитать однотрубную систему отопления
  23. Расчет мощности котла
  24. Как определить необходимую мощность радиатора и диаметр трубы?
  25. Материалы и оборудование системы отопления
  26. Котлы для системы отопления
  27. Выбор труб
  28. В чем разница между двухтрубной версией?
  29. Где разместить котел?
  30. Функционирование системы отопления с естественной циркуляцией
  31. Типы систем гравитационной циркуляции
  32. 2 Снижение водонепроницаемости
  33. Какие диаметры труб необходимы
  34. Как отопить загородный дом
  35. Недостатки автономного газового отопления дома

Схема для однотрубной системы

Однотрубная система

Самая простая схема отопления предполагает прокладку всех труб почти под потолком, а обратки — непосредственно под полом.

Эту систему часто выбирают потому, что она использует очень мало труб и приборов и не требует установки в стенах, что снижает затраты на монтаж.

Однотрубная система отопления состоит из:

  1. Отопительное оборудование.
  2. Система водоснабжения.
  3. Расширительный сосуд.
  4. Трубы, особенно для обратного потока.
  5. Радиаторы.

Объем расширительного бака должен выбираться в соответствии с оборудованием, используемым в системе отопления. Обычно выбирают баки объемом до 25 литров, но они не должны быть заполнены более чем на три четверти.

Трубы, уже подающие горячую воду, должны проходить непосредственно под потолком.

Схемы подключения радиаторов

Для долива воды в систему отопления в крышке бака необходимо прорезать отверстие или пароотводную трубку, а также кран для подключения системы отопления к водопроводу.

Также необходимо сделать еще один раструб для регулирования подачи теплоносителя в канализацию, на случай проведения ремонтных работ.

Поэтому естественная циркуляция является наиболее перспективным выбором для владельцев практичных загородных домов, которые знают, как рассчитать и как лучше сэкономить пространство в доме.

Конечно, он не подходит для больших домов, но для маленьких домов это лучший вариант.

Преимущества естественного кровообращения

Самым важным преимуществом этой системы отопления является ее экономичность — как в использовании, так и в монтаже.

Электронасосы не нужны для прогона теплоносителя, что приводит к высоким счетам от коммунальных компаний.

Кроме того, отсутствие электронасосов исключает дорогостоящий ремонт, сложные поломки, шум и постоянную вибрацию.

При правильном монтаже и эксплуатации системы ее нагревательный контур прослужит не менее сорока лет. Прочитав подробную инструкцию, даже владелец справится с установкой и возможными неполадками.

Неоспоримым преимуществом является термическая стабильность, обусловленная способностью системы отопления к саморегулированию. При изменении температуры плотность воздуха в доме меняется, и теплоноситель циклически перемещается по отопительному контуру.

Как рассчитать мощность котла

Эта процедура на самом деле очень сложная. Именно мощность котла определяет эффективность системы отопления. Прежде всего, при расчете следует исходить из того, что на 10 м2 площади дома требуется 1 кВт мощности.

Также учитываются поправочные коэффициенты для регионов:

  • для севера — 1,5-2,
  • для центральной зоны — 1,4,
  • Для юга — 0,8.

Мощность также может быть рассчитана на основе объема помещения. Это просто умножается на 40 Вт. Для дома на одну семью на свайном фундаменте используется поправочный коэффициент 1,4. Добавьте 300 Вт для каждой двери и 70-100 Вт для каждого окна.

Однотрубная система с естественной циркуляцией

Хотя эта система не является теплоэффективной, в некоторых случаях она все же востребована. Принцип работы схемы заключается в том, что основная труба подключается к радиаторам, а нагретый поток начинается в верхней части патрубка радиатора и постепенно перетекает в нижний отвод. Когда рекуперированная энергия направляется в каждый из последующих нагревательных блоков, все начинается сначала, и жидкость возвращается в исходную точку. Данное решение предлагает такие преимущества:

  • Нет необходимости подключать трубопроводы, устанавливать его под крышей или на уровне пола.
  • Значительная экономия может быть достигнута как при покупке аксессуаров, так и при внедрении выбранной системы.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема для отдельно стоящего дома, самотечная водяная, однотрубная и двухтрубная, почему

Недостатком является неспособность радиаторов обеспечить длительное отопление, интенсивность нагрева со временем значительно снижается. Согласно прошлому опыту, система, установленная по такой схеме, даже при соблюдении всех правил, быстро выходит из строя и требует установки дополнительного насоса. Основным преимуществом системы отопления частного дома с естественной циркуляцией считается энергонезависимость и простота монтажа. Исходя из этого, даже значительная экономия электроэнергии не покроет затраты на обеспечение управляемости источника тепла в процессе независимого движения охлаждающей среды.

Принцип работы

Диаграмма циркуляционного давления

Хладагент движется по трубам и радиаторам и передается в котел. Это приводит к тому, что масса и плотность воздуха в доме изменяется при повышении или понижении температуры.

Таким образом, нагретая вода в генераторе уменьшает свою массу и плотность, а в процессе охлаждения ее плотность и масса в трубах увеличивается.

Вода, отдавшая все свое тепло радиаторам, заменяется другой водой под действием гравитационных сил.

Легкая вода, нагретая в котле, направляется в главный стояк, поднимается и по специальной системе труб распределяется по радиаторам.

Вода в радиаторах охлаждается, поскольку отдает все свое тепло в помещение.

По мере охлаждения хладагент становится тяжелее и опускается на дно радиатора. В результате горячая вода с меньшей плотностью в котле и увеличенным объемом будет полностью выталкивать ее из радиаторов.

Охлажденная и уже тяжелая жидкость возвращается в котел, выталкивая оттуда горячую и легкую воду в трубы радиатора. Пока котел работает, этот цикл не будет иметь конца.

Как построить систему отопления с естественной циркуляцией

Принципы работы системы отопления с естественной циркуляцией

Как выглядит система отопления с естественной циркуляцией для одноэтажного дома?

Система отопления с естественной циркуляцией

Система отопления для одноэтажного дома с естественной циркуляцией: схема и диаметры труб

Система отопления с естественной циркуляцией. схема, установка

Системы отопления с естественной циркуляцией - принцип работы и основные компоненты

5 Принципы монтажа систем с естественным обогревом

Системы отопления с естественной циркуляцией

Принцип системы естественной циркуляции

Принцип гравитационного нагрева основан на теплофизических свойствах воды. При нагревании жидкость имеет меньшую плотность и, следовательно, массу. Нагретая в котле горячая вода поднимается по вертикальной трубе, часто называемой коллектором.

Освободившееся пространство естественным образом занимает более холодный теплоноситель, имеющий большую плотность и массу, сосредоточенный в нижней части системы. Разница в плотности между холодной и горячей средой вызывает постоянную циркуляцию воды в системе отопления.

Компонент гравитационной циркуляции может быть улучшен путем установки труб системы со стандартным уклоном не менее 2 мм на погонный метр. Наклон ориентирован в направлении потока теплоносителя.

Когда система находится в рабочем состоянии, вода имеет низкую скорость, и на качество циркуляции отрицательно влияет любое гидравлическое сопротивление. Не используется насосное оборудование и не расходуется электроэнергия.

Самовсасывающее двухтрубное отопление

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, однотрубная и двухтрубная, почему
лучше в разных направлениях.

В случае схемы с водяным потоком все циркуляционные кольца имеют одинаковую длину, поэтому радиаторы нагреваются одинаково. Однако эти системы редко используются из-за большого расхода материалов для трубопроводов. Чаще всего предпринимаются попытки повысить эффективность тупиковой системы путем установки двух или более контуров вместо одного.

Двухтрубная система состоит из двух отдельных труб, идущих параллельно: одна для горячей воды (из бойлера), другая для охлажденной воды (прошедшей через радиаторы). Двухконтурное отопление может быть установлено с использованием верхнего коллектора и труб диаметром 32 мм или больше.

Вода из котла поднимается в распределительный бак, из которого самотеком поступает в радиаторы. Если диаметр трубы слишком мал, будет возникать большое сопротивление воды, что затруднит циркуляцию.

Что необходимо сделать

Чердачное пространство должно быть теплоизолировано. Если температура в нем слишком низкая, существует вероятность замерзания жидкости в трубах.

Важно соблюдать несколько правил, одним из которых является расположение верхней трубы с определенным уклоном, который должен составлять около 7 градусов. Если возможно, установка котла должна располагаться намного ниже радиаторов отопления

При посещении магазина труб перед началом работ выбирайте трубы из металла или пластика. Внутренний диаметр изделий должен составлять 32 миллиметра. Если трубы подобраны правильно, нет необходимости балансировать двухтрубную систему отопления. Однако необходимо установить сальники в подводящих линиях к каждому радиатору.

Стоит отметить, что прокладка двух петель будет стоить довольно дорого. Это займет у мастера много времени, но эта система эффективнее и лучше.

Как работает гравитационная система отопления в частном доме: рабочая схема

Почему владельцы небольших домов выбирают систему отопления с естественной циркуляцией? Гравитационная система отопления считается самой дешевой из всех существующих систем отопления. Она не требует установки циркуляционного насоса, так как движение воды в трубах происходит естественным образом.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Для системы отопления необходим котел, трубопровод, высококачественный кран и расширительный бак. Самотечная система работает следующим образом — нагретая в котле вода поднимается по трубам и распределяется по всей системе, выталкивая холодную воду обратно в котел для нагрева.

Уклон труб необходим для облегчения потока холодной воды от радиаторов к котлу. Чем выше радиаторы расположены на вертикальной оси и, соответственно, чем ниже находится котел, тем быстрее теплоноситель будет двигаться по системе.

В самотечных полипропиленовых системах отопления рекомендуется устанавливать бак — расширительный бак, который будет создавать дополнительное давление и замедлять движение воды по трубам. Нагретая вода будет циркулировать непрерывно, пока работает нагревательный прибор.

Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией в отдельно стоящем доме

Двухтрубная гравитационная система отопления на порядок сложнее и дороже однотрубной. Такая конструкция отопления требует установки двух труб — одна предназначена для циркуляции горячей воды, а другая — для возврата охлажденного хладагента в котел. Перед установкой системы необходимо произвести расчеты материалов.

Этапы установки:

  1. Из котла выходит труба, которая соединена с расширительным баком. Бак может быть расположен под потолком или на чердаке.
  2. К баку снизу подсоединена труба циркуляции горячей воды, которая ведет к распределению горячей воды по всему дому. С другой стороны к баку подсоединена труба, ведущая к дренажной системе, для слива излишков теплоносителя.
  3. Распределительные трубы разводятся по всему дому и подключаются к радиаторам.
  4. В нижней части радиатора проходит обратная труба для возврата охлажденной воды в котел. Труба возврата проходит параллельно трубам горячей воды.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

При установке двухтрубной системы отопления с самотеком настоятельно рекомендуется утеплить чердачное пространство, где расположен расширительный бак. Это предотвращает охлаждение или частичное замерзание системы отопления.

Правильное планирование расположения котла и расширительного бака необходимо для эффективной работы всей системы отопления. Отопительный котел должен располагаться как можно ниже, предпочтительно в подвале, сделанном специально для этого оборудования.

Паук

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему
Система распределения, в которой вода подается к каждому радиатору отдельно, сохраняя при этом естественную циркуляцию, называется спайдером.

При таком расположении резервуар находится в чердачном помещении, точно посередине периметра здания. К нему подключаются стояки определенного сечения (от смесителей, радиаторов). Вода, которая уже охладилась, течет обычным путем и попадает в горизонтальную сеть.

Принцип прост:

  1. Вода нагревается в бойлере.
  2. Он поднимается к водохранилищу.
  3. Затем она самотеком течет по трубам меньшего диаметра.

Эта схема идеально подходит для зданий с небольшим количеством этажей.

На стороне подачи имеется только большой стояк, ведущий от бойлера к баку. Диаметр труб может достигать 25 мм. В качестве ответвлений часто используются трубы из ПВХ или металлопластика.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Система отопления с естественной циркуляцией и дренажом

Отопление с естественной циркуляцией: основные компоненты системы и особенности конструкции (85 фото)

Система проточного отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией: схема и диаметры труб
Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, однотрубная и двухтрубная, почему

Схемы отопления с естественной циркуляцией в частном доме

Система отопления с естественной циркуляцией: какую схему лучше сделать своими руками

Схема самотечной системы отопления с естественной циркуляцией

Недостатками этой естественной системы циркуляции являются:

  1. Наличие большого количества суставов.
  2. Используется множество труб различного диаметра.
  3. Требуется большое количество изоляции.
  4. Здание должно иметь чердачное помещение.

Особенности конструкции

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная водяная, однотрубная и двухтрубная, почему

Для того чтобы организовать самотечный поток жидкостей, необходимо выполнить следующие действия:

Разместите отопительный котел как можно ниже — на первом этаже или в полуподвальном помещении. Распределительный коллектор поднимается вверх, под потолок или на чердак здания.

Таким образом, вода достигает максимальной высоты, допустимой для здания. Это создает максимально возможную силу гравитации теплоносителя в трубах.

Устанавливаются агрегаты с большими внутренними зазорами. Трубы большего диаметра — с поперечным сечением не менее 40 мм. Радиаторы с большими внутренними зазорами — традиционные чугунные радиаторы. При необходимости установки запорных устройств — устанавливаются шаровые краны, которые в открытом положении минимизируют сужение внутреннего зазора.

  • Трубы укладываются с минимальным количеством изгибов, углов, без витков и спиралей.
  • Подающие и обратные трубы должны прокладываться с уклоном.

Примечание: Приведенные выше правила допускают естественное отступление воды и ее движение с необходимой скоростью. Вот узлы, которые используются при монтаже гравитационной системы отопления:

Перечислим узлы, которые используются для построения самонагревающейся цепи:

  • Котел — может работать на различных видах топлива — газ, дрова, уголь, электричество.
  • Радиаторы — оборудование прямого нагрева — излучают тепло в пространство помещения.
  • Главный подающий и обратный трубопровод.
  • Распределительный коллектор — расположен над котлом. Вода, нагретая в бойлере, поступает в него, а затем направляется (вытекает) в основную трубу.
  • Расширительный бак — используется для временного хранения охлаждающей жидкости, которая при нагревании расширяется и увеличивается в объеме. Он расположен в самой высокой точке системы и спроектирован как открытый резервуар.
  • Поворотные шаровые краны — на входе и выходе радиаторов отопления.
  • Сливной клапан (также шаровой кран) — в самой нижней точке системы.

Теперь давайте подробнее рассмотрим, как можно добиться максимально возможной скорости потока.

Наклон трубы

Для обеспечения естественной циркуляции теплоносителя принимается ряд мер, облегчающих его движение по охладителям и трубам. Один из них — прокладка подающей и обратной труб с небольшим уклоном. Уклон был выбран в 2-3° на погонный метр.

Эти перепады визуально не нарушают геометрию труб, но позволяют воде течь под действием силы тяжести. Они также позволяют сливать воду из системы при необходимости замены или ремонта аккумулятора.

Гравитационное давление

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Гравитационное давление относится к разнице давления воды на разных участках трубы.

В системе естественного стока гравитационное давление создается за счет нагрева воды и поднятия ее на высоту чердака или первого этажа дома. В результате система отопления работает под действием силы тяжести.

Величина гравитационного давления зависит от высоты подъема воды и разницы температур.

Примечание: Чем горячее вода в бойлере, тем больше будет разница давления и тем быстрее вода будет течь по трубам.

Возможные препятствия

Для достижения эффективной естественной циркуляции необходимо уменьшить количество препятствий, мешающих гравитационному давлению.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема для частного дома, самотечная водяная, одно- и двухтрубная, почему

Система организована с минимальным количеством углов и изгибов. Вместо того чтобы сгибать трубы под прямым углом, по возможности используются плавные изгибы. Для того чтобы вода не встречала препятствий, устраняются сужения отверстий и клапанов.

Внутреннее сечение радиаторов должно быть достаточно большим. В результате широких отверстий объем теплоносителя увеличивается, и процесс нагрева становится инертным.

Как сделать систему водяного отопления с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы имеют одну общую черту — отсутствие давления в системе. Любые неровности при монтажных работах, большое количество изгибов, несоблюдение уклона, сразу же сказываются на эффективности циркуляции воды.

Для того чтобы система отопления без насоса работала правильно, необходимо учитывать следующие моменты:

  1. Минимальный угол наклона.
  2. Тип и диаметр труб, используемых в водяном контуре.
  3. Специфика поставки и тип теплоносителя.

Какой градиент необходим для гравитационной циркуляции?

Строительные нормы для строительства гравитационной системы отопления основаны на соответствующих стандартах. Эти требования учитывают тот факт, что потоку жидкости в водяном контуре препятствуют сопротивление потоку, препятствия в виде углов и изгибов и т.д.

Уклон труб отопления регулируется в СНиП. Согласно стандартам, указанным в документе, требуется уклон в 10 мм на погонный метр. Соблюдение этого условия гарантирует свободное движение жидкостей в водяном контуре.

Несоблюдение уклона трубы приведет к завоздушиванию установки, недостаточному нагреву радиаторов, расположенных вдали от котла, и, как следствие, снижению тепловой эффективности.

Нормы наклона труб в контуре естественного хладагента указаны в СП 60.13330 (ранее СНиП 41-01-2003) «Монтаж трубопроводов отопления».

Какие трубы используются для монтажа

Выбор труб для отопительного контура очень важен. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическое сопротивление и т.д. Сложность монтажа дополнительно учитывается при самостоятельном выполнении монтажных работ.

Чаще всего используются следующие строительные материалы:

  • Стальные трубы — преимуществами этого материала являются его доступность, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложность монтажа, который невозможен без использования сварочного оборудования.
  • Металлопластиковые трубы — имеют гладкую внутреннюю поверхность, не допускающую засорения, малый вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничена из-за их короткого срока службы (15 лет) и высокой стоимости материала.
  • Полипропиленовые трубы широко используются благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку службы и устойчивости к усадке. Полипропиленовые трубы собираются с помощью паяльника. Срок их службы составляет не менее 25 лет.
  • Медные трубы — не получили широкого распространения из-за своей высокой стоимости. Медь обладает максимальной теплоотдачей. Он выдерживает температуру до + 500°C и имеет срок службы более 100 лет. Внешний вид трубы заслуживает особой похвалы. Под воздействием температуры поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какие диаметры труб следует использовать для циркуляции без насоса?

Правильный расчет диаметров труб для водяного отопления с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

  • Рассчитывается потребность в тепле для данного помещения. Приблизительно 20% добавляется к результату.
  • СНиП определяет отношение тепловой мощности к внутренней площади поперечного сечения трубы. Рассчитайте площадь поперечного сечения трубы, используя приведенные выше формулы. Чтобы избежать сложных расчетов, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором.
  • Диаметр трубы в системе со свободной циркуляцией должен быть выбран в соответствии с теплотехническими расчетами. Слишком широкие трубы снижают теплоотдачу и увеличивают расходы на отопление. На ширину поперечного сечения влияет тип используемого материала. Например, диаметр стальных труб должен быть не более 50 мм.

Есть еще одно правило, которое помогает усилить кровообращение. После каждого разветвления трубы ее диаметр уменьшается на один размер. На практике это означает следующее. К котлу подсоединяется двухдюймовая труба. После первого разветвления цепь уменьшается до 1 ¾, затем до 1 ½ и так далее. Обратная труба, с другой стороны, оснащена удлинителем.

Если расчеты диаметра были выполнены правильно, а при проектировании и монтаже гравитационной циркуляционной системы отопления было уделено внимание уклону труб, проблемы в эксплуатации возникают крайне редко и в основном из-за неправильного обращения.

Нижняя или верхняя разгрузка

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома также в значительной степени зависит от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Общепринято делить все типы соединений или потоков на две категории:

  • Нижняя подводка — имеет привлекательный внешний вид. Трубы размещаются на уровне пола. Однотрубная система с нижним подключением имеет низкую тепловую эффективность и требует тщательного планирования и расчета. Системы с нижней подачей наиболее популярны для трубопроводов высокого давления.
  • Система перелива — это решение, которое лучше всего работает в частных домах. Горячая вода подается через трубу, расположенную под потолком. Поступающая сверху горячая вода выталкивает запертый в ней воздух (воздух выводится через краны Мевско). Однотрубная система отопления с верхней подачей также очень эффективна.

Если вы сделаете неправильный выбор, вам придется модифицировать контур горячего водоснабжения, установив подходящую систему циркуляции.

Какой теплоноситель лучше всего подходит для самоциркулирующей системы?

Оптимальным теплоносителем для системы отопления с естественным потоком является вода. Это связано с тем, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплопроводность. Гликолевым композициям требуется больше времени для нагрева до требуемого состояния, что приводит к сжиганию большего количества топлива, в то время как теплопередача остается на уровне воды.

В пользу использования антифриза можно привести два аргумента:

  1. Высокая текучесть материала, что улучшает кровообращение.
  2. Способность оставаться жидким при температуре -10, -15°C.

Антифриз используется, когда отопление помещения не предполагается в течение длительного времени или только периодически, и нет возможности постоянно сливать воду из системы.

Как самостоятельно рассчитать однотрубную систему отопления

Основные этапы расчета нагрева воды:

  • Расчет необходимой мощности котла
  • Расчет мощности всех радиаторов, которые будут подключены к системе
  • Выбор диаметра трубы

Расчет мощности котла

Мощность котла рассчитывается на основе ожидаемых потерь тепла через стены, полы и крышу здания.

При определении мощности необходимо учитывать площадь этих поверхностей, материал, из которого они изготовлены, а также разницу температур внутри помещения и вокруг него в период, когда дом будет отапливаться.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, однотрубная и двухтрубная, почему
Тепловые потери для стандартного отдельно стоящего дома

Схема определения размеров мощности котла: Wk = Wud x S/10, где

  • S — общая площадь жилища
  • Wud — требуемая мощность агрегата на 10 м² поверхности
  • Wc — коэффициент мощности котла

Как определить необходимую мощность радиатора и диаметр трубы?

Приведенная выше формула используется для расчета мощности радиатора в системе отопления с естественной циркуляцией с небольшой поправкой: вместо общей площади здания используются площади отдельных помещений.

Расчет системы отопления

Для расчета требуемых диаметров труб выполните следующие действия:

  1. Определяется циркуляционное давление, которое зависит от длины и высоты труб, а также от разницы температур воды, поступающей в котел и выходящей из него.
  2. Рассчитываются потери давления в изгибах, прямых участках и на каждом радиаторе.

Без специальных знаний очень сложно выполнить эти расчеты и рассчитать весь отопительный контур с естественной циркуляцией. Малейшая ошибка может привести к огромным потерям тепла. Поэтому расчет и последующий монтаж системы отопления стоит поручить профессионалам.

Отопление с естественной циркуляцией: основные компоненты системы и особенности конструкции (85 фото)

Системы отопления с естественной циркуляцией в частном доме

Система отопления с естественной циркуляцией

Основные принципы работы систем отопления с естественной циркуляцией в частном доме

Система отопления с естественной циркуляцией потока с гравитационной циркуляцией

Принципы работы системы отопления с естественной циркуляцией

Схема самотечной системы отопления с естественной циркуляцией

Естественная циркуляция в системе отопления

Как выглядит схема отопления с естественной циркуляцией для одноэтажного дома?

Обзор популярных схем отопления для отдельно стоящих домов

Материалы и оборудование системы отопления

Рекомендуется устанавливать систему отопления в соответствии со следующими правилами:

  1. Котел должен быть установлен в самой низкой точке системы;
  2. Уклон трубопроводов должен быть минимальным. 2 мм на 1 погонный метр длины;
  3. Система должна быть смонтирована с минимальным гидравлическим сопротивлением — изгибы, сужения, минимальное количество запорной арматуры.

Котел для напольного отопления

Напольные котлы с увеличенными диаметрами соединений и размерами теплообменника в основном используются в качестве генераторов тепла в гравитационных системах отопления по сравнению с настенными моделями.

Основным типом отопительного оборудования в самотечных системах являются чугунные радиаторы. Они имеют увеличенную площадь поперечного сечения блока.

Система отопления с естественной циркуляцией: система отопления частного дома, самотечная, одно- и двухтрубная, почему
Чугунный радиатор в системе естественной циркуляции

Другие типы радиаторов (а также конвекторы) имеют небольшое внутреннее сечение и создают ненужное сопротивление.

Системы естественной циркуляции часто делаются без радиаторов — стальные трубы прокладываются по периметру помещения. В этом случае циркуляция имеет лучшую производительность, но для достижения требуемого значения поверхности теплопередачи может потребоваться увеличение диаметра труб. Кроме того, такая конфигурация отопления не является визуально привлекательной и занимает много места.

Стальные трубы в основном используются в отопительных установках.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему
Стальные трубы для отопления

Труба дисперсионного стояка в любом случае изготавливается из стали, так как температура в зоне котла достигает высоких значений. Трубы из стабилизированного полипропилена используются реже. Рекомендуемый диаметр трубопровода — 32 мм или более.

Не рекомендуется использовать другие полимерные трубопроводы — металлопластиковые трубы, трубы из сшитого полипропилена. Арматура в этих системах значительно уменьшает площадь поперечного сечения и вызывает чрезмерное гидравлическое сопротивление, что препятствует естественной циркуляции.

Трубы отопления следует прокладывать на открытом воздухе. Укладка заподлицо предполагает значительное увеличение количества стыков и изгибов.

Котлы для системы отопления

Ни одна система отопления — даже дровяная система отопления с водяным контуром — не может функционировать без такого компонента, как котел. Это самый важный — и поэтому самый дорогой — компонент системы.

Однако его следует использовать только при наличии прямого подключения к газовой магистрали. Электричество также может использоваться в качестве топлива для нагревателя. Если произойдет отключение электроэнергии, вы замерзнете. Цена топлива также очень высока, что делает его неприемлемым для большинства людей.

https://youtube.com/watch?v=vE2kiAUHod8

Вы можете выбрать котлы для нагрева горячей воды, работающие на твердом или жидком топливе. Будь то нагрев воды с помощью дровяной плиты или нагрев воды дровами, трудности могут возникнуть из-за необходимости постоянно контролировать количество топлива в котле. Кроме того, иногда очень трудно транспортировать топливо, которое используется в кухонном водонагревателе, в дом. Кроме того, не у всех есть место для хранения больших запасов угля или дизельного топлива.

Выбор труб

Поперечное сечение трубы является решающим фактором для циркуляции: диаметр трубы не должен быть слишком большим, но и не должен препятствовать потоку воды. Как правило, для отопления отдельно стоящего дома требуется 100 Вт/м2. Для обогрева 25 м2 необходимо 2500 Вт, т.е. 2,5 кВт. Определенный диаметр трубы соответствует определенной тепловой нагрузке. Три основные категории:

  • диаметр ½» — Тепловой эквивалент 5,5 кВт;
  • Диаметр ¾» — тепловой эквивалент 14,6 кВт;
  • Диаметр 1″ — тепловой эквивалент 29,3 кВт.

В этом случае для отопления одноэтажного дома площадью 25 м2 следует использовать трубу наименьшего диаметра ½». Материал труб может быть различным: качественная сталь, популярны также полипропиленовые трубы.

В чем разница между двухтрубной версией?

Он помогает разделить потоки холодной и горячей воды. Это позволяет создать систему водяного отопления с естественной циркуляцией на основе повышенной эффективности. Однако в его работе есть важные различия:

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Котел должен быть расположен ниже радиаторов — это помогает обеспечить давление воды, необходимое для циркуляции.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Для повышения уровня давления необходимо установить сбросную трубу непосредственно за котлом.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Если двухтрубный вариант установлен правильно, он сможет эффективно работать даже при небольшой разнице в температуре воды. Благодаря новым технологиям он может быть основан на стальных или пластиковых трубах.

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Детали его строительства могут зависеть от наличия средств для создания наиболее оптимального варианта.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема для частного дома, самотечная водяная, одно- и двухтрубная, почему

Мы рассмотрели простейшие варианты формирования отопления на основе естественной циркуляции. Однако, если использовать насос для отопления с естественной циркуляцией, возможности системы значительно возрастут.

Виды водяного отопления

Система отопления с естественной циркуляцией. схема, установка

Самостоятельное проектирование и монтаж системы отопления с естественной циркуляцией в частном доме

5 правил установки системы отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией

Основные принципы системы отопления в частном доме с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, однотрубная и двухтрубная, почему

Однако при этом придется использовать байпас и другие дополнительные элементы, что увеличит затраты.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, однотрубная и двухтрубная, почему

Где разместить котел?

В частном одноэтажном доме отопительные котлы лучше всего устанавливать ниже уровня оборудования для обогрева помещений. В квартирах ситуация несколько иная. В этом случае котлы часто устанавливаются на одном уровне с радиаторами, что не очень эффективно. По этой причине установку лучше производить в углублении, т.е. ставить котел на перекрывающие друг друга плиты.

Обычно это делается путем распиливания пола вокруг котла. «Раскопки должны проводиться в соответствии с пожарными нормами. Это предполагает выравнивание пола тонкой стяжкой и укладку железных и асбестовых плит. Котел в «отверстии» обеспечит наилучшую циркуляцию напора.

Функционирование системы отопления с естественной циркуляцией

Работа основана на физических законах. При нагревании плотность и масса воды уменьшаются, а при остывании показатели возвращаются к стандартным параметрам. В системе почти нет давления — формулы для теплотехнических расчетов предполагают соотношение 1 атм. на 10 м водяного столба на высоте напора. Так, при монтаже системы отопления в двухэтажном здании расчетное гидростатическое давление показывает не более 1 атм, а в одноэтажных зданиях — не более 0,7 атм на 10 метров напорного водяного столба.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема для отдельно стоящего дома, самотечная водяная, однотрубная и двухтрубная, почему

В связи с увеличением объема нагреваемой среды гравитационная система отопления частного дома дополняется расширительным баком, который устанавливается на трубе подачи теплоносителя в верхней части системы. Назначение емкости — компенсировать увеличение объема воды.

Самоходная система используется в частных зданиях и обеспечивает возможность подключения:

  1. Для напольного отопления. Циркуляционный насос необходим только для циркуляции воды в напольном отоплении, остальная часть системы отопления будет работать под действием силы тяжести. В случае отключения электроэнергии помещение будет обогреваться радиаторами.
  2. Для водонагревателя косвенного нагрева. В этом случае нет необходимости в насосном оборудовании, а котел размещается в самой высокой точке всей конструкции, рядом с расширительным баком или чуть ниже него. Если бойлер установить невозможно, системе помогает насос, установленный поверх расширительного бака. Для предотвращения рециркуляции теплоносителя на баке установлен обратный клапан.

Физические свойства воды облегчают транспортировку жидкости в трубопроводах — при нагревании жидкость поднимается под действием силы тяжести по диффузионному участку трубопровода, а при охлаждении движется от радиаторов обратно к котлу

Важно уложить трубы под определенным углом, иначе гравитационная циркуляция не будет работать.

Типы систем гравитационной циркуляции

Системы гравитационной циркуляции устанавливаются в автономных квартирах и небольших домах. Они не требуют электричества или дорогостоящего оборудования.

Гравитационная система отопления может быть однотрубной или двухтрубной.

Она состоит из:

  • котел;
  • контур (расширительный бак, трубы, соединения, клапаны);
  • Теплоноситель (вода или антифриз);
  • радиаторы (конвекторы, радиаторы, напольное отопление).

Основным преимуществом естественной циркуляции является ее независимость от других средств массовой информации.

Если в доме установлен дровяной котел, отопление становится полностью независимым даже от электроснабжения (без насоса), что очень важно в некоторых регионах. Однако такие системы подходят только для небольших участков, так как общая длина контура не должна превышать 30 м.

Когда котел работает на полную мощность, вода очень горячая и имеет низкую плотность. В радиаторах температура теплоносителя снижается, а плотность увеличивается. Поэтому расход зависит от температуры воды, выходящей из котла, и скорости охлаждения в радиаторах. Если в помещении очень холодно, вода быстро остывает и поток ускоряется. Если температура воздуха повышается, вода охлаждается медленнее, и скорость потока уменьшается.

Можно устанавливать как однотрубные, так и двухтрубные гравитационные системы отопления, но только с вертикальной разводкой.

2 Снижение водонепроницаемости

Система отопления с естественной циркуляцией: идеальная схема для отдельно стоящего дома, самотечная вода, однотрубная и двухтрубная, почему

Также важно не допускать перекипания воды, особенно если вы используете нагревательную плиту. Если это произойдет, ремонт или замена теплообменника может обойтись в значительную сумму денег.

Когда речь идет об отоплении с установкой циркуляционного насоса, скорость движения воды зависит от его эффективности. В естественной системе эти показатели увеличиваются под воздействием таких факторов, как:

  • внутреннее сопротивление;
  • разности давлений на входе и выходе устройства.

Регулировать сопротивление системы нелегко. Это связано со сложными математическими расчетами и огромным количеством факторов и исходных данных, которые необходимо учитывать. Однако существуют общие принципы расчета, которые применимы и позволяют (по крайней мере, приблизительно) установить требуемое сопротивление системы.

Основными факторами снижения скорости воды являются:

  • сопротивление трубы и стенки;
  • Уменьшение самого контура, появление сужений, вызванных фитингами и отводами.

Система отопления с естественной циркуляцией: схема для частного дома, самотечная водяная, однотрубная и двухтрубная, почему

Если скорость движения теплоносителя низкая, то сопротивление, оказываемое стенками водяного контура и труб, практически равно нулю. Исключением из этого правила являются тонкие и длинные трубы, которые используются в напольном отоплении. Для этого устанавливается отдельный циркуляционный насос.

Естественная циркуляция в системе отопления

Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

Обзор популярных систем отопления в отдельно стоящем доме

Виды водяного отопления

Независимая система отопления первого этажа с естественной циркуляцией: схема и диаметры труб

Система отопления с естественной циркуляцией: схема частного дома, самотечная, одно- и двухтрубная, почему

Система отопления с естественной циркуляцией: какую схему лучше выбрать для ваших нужд

Система отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома: проектирование и монтаж своими руками

Что такое закрытая система отопления?

Отопление с естественной циркуляцией с помощью полипропиленовых труб нежелательно, поскольку они соединяются фитингами гораздо меньшего диаметра. Другими словами, при выборе труб для такой системы необходимо учитывать фактор технического сужения при монтаже.

Какие диаметры труб необходимы

При расчете установки особое внимание следует уделить расположению нагревательного элемента, бака и радиаторов. Диаметр труб также очень важен, в них должно быть достаточное давление, чтобы вся система отопления работала эффективно.

Критерии выбора диаметров труб для отопления с естественной циркуляцией:

  1. Можно ли использовать его для горячей воды.
  2. Сложно ли его устанавливать.
  3. Время применения.
  4. Гарантии, предоставляемые производителем.

Для установок с естественной циркуляцией используются трубы с большим сечением. В случае отопления здания общей площадью 220 квадратных метров, сечение трубы на обратке к теплообменнику составляет около двух дюймов.

Это происходит потому, что скорость движения жидкости снижается, что может вызвать подобные проблемы:

  1. Уменьшение теплопередачи в единицу времени.
  2. Могут образоваться воздушные карманы.

Поэтому важно, чтобы при установке в контур не попадал воздух, иначе произойдет засорение. Внутренние стенки труб могут значительно ограничивать поток жидкости.

Кроме того, наличие большого количества сужений или засоров может значительно замедлить поток воды. Все эти факторы играют важную роль при выборе труб. Цельнопластиковые трубы используются не очень часто, поскольку они соединяются фитингами и имеют малый диаметр

Внутренние стенки труб могут значительно ограничивать поток жидкости. Кроме того, наличие большого количества сужений и засоров может значительно затруднить поток воды. Все эти факторы играют важную роль при выборе труб. Металлопластиковые трубы используются не очень часто, поскольку они крепятся с помощью фитингов и имеют небольшой диаметр.

Как отопить загородный дом

Грамотный дизайн не заканчивается на типе оборудования, которое компания хочет продать, а предлагает различные варианты отопления дома. Например, к дому подведена газовая система. Газ — это довольно недорогой вид топлива с высокой теплотворной способностью. Вы можете установить одноконтурный или двухконтурный котел. Газовые котлы относительно недороги, очень эффективны и работают без замены в течение нескольких десятилетий.

Проект газового отопления

Примерная схема проекта газового отопления в доме

Если речь идет о сетевом газе, то возможна поставка газа в баллонах.

Недостатки автономного газового отопления дома

Газ в баллонах:

  1. Требуется установка дорогостоящего регулятора давления в котле для снижения давления.
  2. Он будет подниматься вверх, как дым в трубе, в буквальном смысле. Например, дом площадью около 150-200 м2 с двухконтурным котлом, работающим на баллонном газе, может нуждаться в 10-14 баллонах в неделю.

Это реальные примеры из жизни. Есть дома с неплохой теплоизоляцией, температура за окном до минус 25, соседство не критичное, но им не повезло — поблизости нет газопровода. Каково решение? Используйте другие источники тепла или рассчитайте нетрадиционную систему отопления.

газовое отопление

Источники

  • https://oboiman.ru/teplo/shema-otoplenia-castnogo-doma-s-estestvennoj-cirkulaciej.html
  • https://AvtonomnoeTeplo.ru/armatura/696-sistema-otopleniya-s-estestvennoy-cirkulyaciey.html
  • https://Proekt-sam.ru/plans/cxema-otopleniya-chastnogo-doma.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строй портал электрика и не только