Як не ладили у вісімдесятих роках інженери і будівельники, система опалення з природною циркуляцією живе і процвітає в двадцять першому столітті, та ще й наші будинки обігріває. Насосне обладнання істотно збільшує вартість котла і створює залежність від електромережі, тому від нього багато хто відмовляється. Гравітаційна система – найдешевша і найпростіша за своєю конструкцією. У неї, звичайно, є свої недоліки, головним з яких є обмеження по площі будівлі. Через невелику інерційності вона підходить для будинків площею до ста квадратних метрів.
Як працює принцип природної циркуляції?
Теплоносій, найчастіше це звичайна вода, переміщається по контурах від котла до радіаторів і назад завдяки зміні своїх термодинамічних характеристик. Коли при нагріванні щільність рідини зменшується, а обсяг збільшується, вона видавлюється холодним потоком, що йде їх обратки, і піднімається по трубах. У міру того, як теплоносій самопливом розподіляється по горизонтальних відгалуженням, температура падає і він повертається до котла. Так цикл замикається.
Схема системи опалення з природною циркуляцією: 1 – котел твердопаливний, 2 – головний стояк, 3 – розвідні магістралі, 4 – расширительная ємність, 5 – бак з водою для поповнення розширювача, 6 – труба, що відводить зайву обсяг теплоносія в каналізацію (ємність), 7 – теплообмінники, 8 – кульові крани, 9 – бойлер, 10 – обратка, 11 – зворотний стояк
Якщо для дому вибрано було водяне опалення з природною циркуляцією, то все горизонтальні ділянки труб прокладаються з ухилом, що йде по ходу руху рідини. Це дозволяє ефективно боротися з «завоздушіванія» батарей. Повітря легше води, тому він спрямовується вгору по трубах, надходить в розширювальну ємність, а потім, відповідно, в атмосферу.
Бак приймає в себе воду, обсяг якої збільшується із зростанням температури, і створює постійний тиск.
Від чого залежить циркуляційний напір?
Створення потрібного циркуляційного напору потрібно обов’язково прораховувати при проектуванні системи опалення. Він залежить від того, як відрізняються рівні середини котла і самого нижнього радіатора. Чим більше перепад висот, тим краще переміщається рідина по системі. На нього впливає і різниця густин гарячої та постигла води.
Циркуляційний напір у системі опалення, в першу чергу, залежить від перепаду висоти розташування котла і нижнього радіатора. Чим більше ця різниця (h), тим більше тиск
Характеризується опалення з природною циркуляцією циклічним зміною температури в теплообмінниках і в котлі, яке відбувається по центральній осі приладів. Гаряча вода знаходиться у верхній частині, холодна – у нижній. Під дією гравітації остиглий теплоносій переміщається вниз по трубах.
Циркуляційний напір безпосередньо залежить від висоти установки батарей. Його збільшення сприяє і кут нахилу подає магістралі, спрямований у бік радіаторів, і ухил обратки, зверненої до котла. Це дозволяє теплоносію легше долати місцевий опір труб.
При монтажі в приватному будинку системи опалення з природною циркуляцією котел встановлюють в самій нижній точці так, щоб всі радіатори знаходилися вище.
У котеджі при монтажі системи опалення з природною циркуляцією котел встановлюють в самій нижній точці. Всі теплообмінники (радіатори) повинні знаходитися вище
Для квартирних будинків схеми опалення з природною циркуляцією застосовуються дуже рідко, так як при установці в квартирі котел опускається в «яму» – безпосередньо на плиту перекриття. Пол навколо неї випилюється, а саме поглиблення і периметр навколо нього повинен бути захищений пожежобезпечними матеріалами.
Схеми таких систем опалення
Схема системи опалення незалежно від способу циркуляції теплоносія залежить від кількох факторів:
- способу з’єднання радіаторів з подаючими стояками. Тут виділяють однотрубну і двотрубну системи;
- місця прокладання магістралі, що подає гарячу воду. Вибирати потрібно між нижньою і верхньою розводкою;
- схеми прокладки магістралі: тупикова система або попутне рух теплоносія в магістралях;
- розташування стояків, яке може бути або горизонтальним, або вертикальним.
Однотрубна система: як регулювати температуру?
Однотрубна система опалення має тільки один варіант виконання розводки – верхню. У ній немає зворотного стояка, тому охолоджений в батареях теплоносій повертається в подає магістраль. Рух рідини забезпечується різницею температур рідини в нижніх і верхніх радіаторах.
Щоб забезпечити однаковий температурний режим у приміщеннях на різних поверхах, поверхня нагрівальних приладів на першому поверсі має бути дещо більше, ніж на другому і наступних. У нижні радіатори надходить суміш гарячої та охолодженої у верхніх теплообменниках води.
У однотрубної системі може бути два варіанти руху теплоносія: у першому одна частина йде в радіатор, інша – далі по стояку до нижніх приладів.
При паралельній однотрубної розводці теплообмінники на верхніх поверхах отримують гарячу воду, а самі нижні – вже остигнула. Тому площа останніх повинна бути збільшена, щоб зрівняти обігрів усіх приміщень
У другому випадку весь об’єм води проходить через кожен теплообмінник, починаючи з самих верхніх. Головна особливість такої розводки полягає в тому, що радіатора на першому та цокольному поверхах отримують тільки охолоджену воду.
При проточному варіанті однотрубної розводки не можна відключити або обмежити надходження теплоносія в окремий радіатор. Перекриття одного з них привело б до зупинки циркуляції у всій системі
І якщо в першому випадку регулювати температуру в приміщеннях можна за допомогою кранів, то в другому їх не можна застосовувати, тому що це призведе до зменшення подачі рідини до всіх наступних теплообмінникам. До того ж повне перекриття крана означало б зупинку циркуляції води в системі.
При монтажі однотрубної системи краще зупинитися на розводці, яка дає можливість регулювання подачі води до кожного радіатора. Це дозволить регулювати температуру в окремих приміщеннях і, природно, робить опалювальну систему більш гнучкою, а значить і більш ефективною.
Так як однотрубна розводка може бути тільки верхній, її монтаж можливий тільки в будівлях з горищним приміщенням. Саме там повинен розміщуватися подаючий трубопровід. Головний недолік полягає в тому, що пуск опалення можливий тільки по всій будівлі відразу. Переваги у системи, звичайно, теж є. Головні з них – простий монтаж і менша вартість. З точки зору естетики, чим менше труб, тим простіше їх заховати.
Як повинна бути влаштована двотрубна система?
Цей варіант схеми опалення передбачає наявність подачі й відведення магістралі. У верхній частині системи циркулює гарячий теплоносій, у нижній – остиглий.
Двотрубна система опалення більш гнучка щодо регулювання температури в окремих приміщеннях. Однак вона вимагає більшої кількості матеріалів, ніж однотрубна
Від котла відходить труба, поєднана з розширювальним баком. Від бака йде труба гарячої лінії контуру, яка потім з’єднується з розводкою. Залежно від розмірів ємності та обсягу води в системі, від бака може відходити переливна труба. По ній надлишки води зливаються в каналізацію.
Труби, що виходять з нижньої частини теплообмінників, об’єднуються у зворотний магістраль. По ній остиглий теплоносій знову потрапляє в котел. Обратка повинна проходити через ті ж приміщення, що і подаючий трубопровід.
Горизонтальний або вертикальний стояк в розводці?
Система опалення з вертикальним стояком передбачає підводку до нього радіаторів з різних поверхів. Її перевага: нижчий ризик «завоздушіванія» системи, недолік – більш висока вартість.
Коли теплообмінники з одного поверху з’єднані з подає трубою, – це система з горизонтальним стояком. Такий варіант обійдеться домовласникам в меншу суму, але доведеться вирішувати проблему утворення повітряних пробок. Як правило, досить встановити воздухоотводчики.
Плюси і мінуси облаштування опалення такого типу
Що стосується переваг системи опалення з природною циркуляцією води, то їх декілька:
- відсутність складнощів при монтажі, пуску та експлуатації;
- теплова стійкість системи. Заснована на гравітаційної циркуляції теплоносія вона забезпечує максимальну тепловіддачу і підтримує на заданому рівні мікроклімат в приміщеннях;
- економічність (при правильному утепленні будинку);
- тиха робота. Ні насоса – немає шуму і вібрації;
- незалежність від перебоїв в електромережі. Природно, у випадку, коли встановлений котел може працювати без електрики;
- великий термін експлуатації. При своєчасному технічному обслуговуванні без капітального ремонту система може працювати 35 років і більше.
Головний мінус гравітаційної системи опалення – обмеження по площі будівлі і радіусу дії. Її встановлюють в будинках, площа яких зазвичай не перевищує 100 квадратних метрів. Через малого циркуляційного напору радіус дії системи обмежується тридцятьма метрами по горизонталі. Обов’язковою вимогою є наявність горищного приміщення в будівлі, в якому буде встановлюватися розширювальний бак.
Істотним недоліком є і повільне прогрівання всього будинку. При системі з природною циркуляцією потрібно утеплювати труби, що проходять в неопалюваних приміщеннях, так як є ризик замерзання води.
Зазвичай на таку розводку йде небагато матеріалів, але, коли місцевий опір трубопроводу потрібно зменшити, витрати виростають з-за необхідності застосування труб більшого діаметра.