Отопление с естественной циркуляцией: особенности и принцип действия

30.12.2016

Одной из довольно обычных считается система обогрева с гравитационной циркуляцией. Однако эта простота при отсутствии надлежащего рабочего опыта с системами такого типа может «вылезти боком» во время эксплуатации.

Отопление с гравитационной циркуляцией было широко популярно еще десяток лет тому назад в загородных маленьких домах и некоторых квартирах с автономным отоплением. Теперь же рынок «завоевывают» системы с циркуляцией принудительного типа теплового носителя, благодаря возможностям, которые они предъявляют.

Но побеседуем все же про традиционное отопление с гравитационной циркуляцией.

Конструкционные специфики системы

Пример схемы системы отопления квартиры с естественной циркуляцией

Пример схематики отопительной системы квартиры с гравитационной циркуляцией

Системы обогрева с гравитационной циркуляцией включают в собственный состав:

  • котел отопления, нагревающий воду;
  • подающий провод труб, «поставляющий» горячую воду к радиаторам (отопительным приборам);
  • обратный провод труб, по которой вода идет назад в котел;
  • нагревательные устройства — отопительные приборы, отдающие тепло во внешнюю среду;
  • бачок расширительный, который предназначен для компенсации теплового расширения жидкости.

Рабочий принцип системы

Вода, нагреваясь в котле, подымается вверх по центральному стояку и по подающему трубопроводу поступает в батареи отопления (нагревательные устройства), где отдает часть собственного тепла. Дальше уже охлажденная вода по обратному трубопроводу вновь поступает в котел и опять греется. После цикл повторяется, обеспечивая хорошую температуру в отаплюемом помещении.

Для обеспечения конвективной циркуляции теплового носителя (в большинстве случаев воды) в системе горизонтальные части трубопровода устанавливаются с уклоном не меньше 1 см на метр погонный длины горизонтального участка системы обогрева.

| []).push({});| || []).push({});

Горячая вода, вследствии уменьшения собственной плотности при нагреве, подымается по центральному стояку вверх, выдавливаемая холодной водичкой, возвращающейся в котел. Дальше самостоятельно растекается по подающему трубопроводу к системам отопления. После «нахождения» в них вода также самостоятельно течет назад в котел, вновь выдавливая вверх уже нагретую в котле воду.

Воздух, попавший с тепловым носителем в систему, может сделать пробку воздуха в отопительных радиаторах, но, очень часто, в таких отопительных системах с гравитационной циркуляцией воздушные пузырьки благодаря уклонам трубопровода «путешествуют» вверх и выходят в бачок расширительный открытого типа (бачок, контактирующий с атмосферным воздухом).

  Как выбрать циркуляционный насос для отопления

Бачок расширительный предназначается для поддержания непрерывного давления в системе обогрева, в силу того, что он наполняется увеличившимся при нагреве объемом теплового носителя, который после «отдает» назад в систему при уменьшении температуры жидкости.

Делаем выводы!

Итак! Подъем воды в системе (стояке к подающей трубе) выполняется за счёт разности между плотностями нагретой и охлажденной жидкости. Движение же (циркуляция) поддерживается так же и благодаря гравитационному давлению (обратная труба).

При движении теплового носителя по трубопроводу в системе обогрева с гравитационной циркуляцией на жидкость работают силы сопротивления:

  • трение жидкости о стены труб (для понижения применяются трубы крупного диаметра);
  • перемена назначения движения жидкостью на поворотах, ответвлениях, каналах дизайн радиаторов (отопительных приборов).

Важные физические параметры системы обогрева с гравитационной циркуляцией

Циркуляционный напор Рц — физическая значение, определяемая разностью высот центров котла и самого нижнего радиатора (отопительного прибора).

Гравитационная схема

Гравитационная схема

Чем больше разность высот (h) и разность плотностей нагретой (?г) и охлажденной (?о) жидкостей в системе, тем более высококачественная и устойчивая будет циркуляция теплового носителя.

Рц=h(?о-?г)=м(кг/м3-кг/м3)=кг/м2=мм.вод.ст.

«Поищем» причину возникновения циркуляционного напора в системе обогрева с гравитационной циркуляцией в «дебрях» законов физики.

Если позволить, что температура теплового носителя в системе обогрева «выполняет прыжок» между центрами приборов (котла и отопительных приборов), другими словами верхняя часть системы имеет более горячую воду, чем часть снизу системы.

Схема

Плотность (?г)(?г).

Отсекаем (мысленно) часть сверху на схеме контура и… Что мы видим2 Знакомую картину со школы — два сообщающихся сосуда, находящиеся на разном уровне. А это может привести к тому, что жидкость с наиболее высокой точки по воздействием гравитационной силы будет перетекать в намного меньшую.

Схема

Потому, что система отопления собой представляет закрытый контур, то вода не выплескивается, а просто устремляться поровнять собственный уровень, что приводит к выталкиванию воды которая нагрелась вверх и к последующему ее «самостоятельному гравитационному» пути по отопительной системе.

Вывод такой! Главным показателем циркуляционного напора считается разность высот установки котла и последнего (нижнего) в системе отопительного прибора. Благодаря этому в системах обогрева частных строений котлы если есть возможность располагают в подвалах, выполняя предельную высоту в 3 м.

В квартирных вариациях котлы пытаются «углубить» до части перекрытия, исходя из этого «пожарообезопасив» «гнездо» посадки котла в пол.

Благодаря формуле, приведенной выше, на циркуляционный напор значительной воздействие оказует и разность плотностей горячей и холодной воды в системе.

  Варианты современных систем отопления частного дома

Система обогрева с гравитационной циркуляцией считается саморегулируемой системой, другими словами, к примеру, при увеличении температуры нагрева теплового носителя по настоящему (см. формулу) становится больше циркуляционный напор и, исходя из этого, водный расход.

При малой температуре в отаплюемом помещении разность плотностей воды не маленькая и циркуляционный напор довольно большой. При прогреве помещения тепловой носитель совсем не так стынет в отопительных приборах, и разность плотностей нагретого и охлажденного теплового носителя уменьшается. Исходя из этого уменьшается и циркуляционный напор, уменьшая «расход» воды.

Охладился воздух в помещении? К примеру, кто-то открыл двери на улицу. Разность плотностей снова возросла, увеличив водонапор.

Преимущества и недостатки систем обогрева с гравитационной циркуляцией

К минусам гидравлических систем отопления с гравитационной циркуляцией можно отнести:

  • Маленькое циркуляционное давление, которое определяет ограниченное применение систем такого типа отопления — маленькой горизонтальный радиус действия (до 30 м).
  • Не маленькая инертность системы обогрева, обусловленная значительным объемом теплового носителя в системе и невысоким циркуляционным давлением.
  • Вероятность замерзания воды в расширительном баке открытого типа, который, в большинстве случаев располагается в холодном (неотапливаемом) чердачном помещении.

Важным достоинством систем такого типа считается энергетическую независимость твердотопливных котлов. То есть подобные системы можно применять в домах, где отсутствует электрическое снабжение. Не маленькая инертность системы из-за довольно значительного объема теплового носителя в системе может играть как хорошую (определенное подобие теплового аккумулятора при «потухшем» котле), так и отрицательную роль — внушительное время температурного изменения системы, особенно на стадии запуска.

Виды отопительных схем с гравитационной циркуляцией

Однотрубная горизонтальная система водяного отопления с естественной циркуляцией

Однотрубная горизонтальная система отопления водяного типа с гравитационной циркуляцией

Двухтрубная горизонтальная система водяного отопления с естественной циркуляцией

Двухтрубная горизонтальная система отопления водяного типа с гравитационной циркуляцией

Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией с верхней разводкой

Система из двух труб отопления водяного типа с гравитационной циркуляцией с верхней разводкой

Какую систему обогрева с гравитационной циркуляцией теплового носителя Вы подберете? Верим правильную!

Если подобные Вариации Вам не подойдут, советуем обращать собственное внимание на разнообразие имеющихся вариантов использования систем обогрева с принудительной (искусственой) циркуляцией.

Видео: циркуляция теплового носителя в системе обогрева


Отопление / , , ,

Добавить комментарий