Системы отопления для дома с естественной циркуляцией

09.03.2017

Теперь системы обогрева стали настолько непростыми, что выполнить большинство из их разновидностей без посторонней помощи уже как правило невозможно.

Системы отопления для дома с естественной циркуляцией

Но еще совершенно недавно все было по-иному. Очень популярными и вот тогда, и теперь были системы обогрева, которые называются гравитационными, или с гравитационной циркуляцией теплового носителя. Принципиальная схема подобной системы включает очень немного элементов, однако она считается долговечной и надежной.

Схема гравитационного отопления

Изображение 1. Схема гравитационного отопления: 1-котел, 2-бак, 3-подающая труба, 4- отопительный прибор, 5-обратная труба.

Состав и рабочий принцип системы

Все системы обогрева приватизированного дома с гравитационной циркуляцией теплового носителя рассчитаны на маленькие длине трубо-проводов — меньше 25-35 м в одну сторону.

Состав системы обогрева приватизированного дома с гравитационной циркуляцией теплового носителя включает такие элементы:

  • котел, в основном, твердотопливный;
  • магистрали из труб: в зависимости от типа системы обогрева может быть один или два трубопровода — подающий и обратный;
  • радиаторы отопления;
  • бачок расширительный.

На первом рисунке видна связь всех вышеперечисленных элементов.

Схема возникновения циркуляционного напора

Изображение 2. Схема появления циркуляционного напора.

В котле горит горючее (дрова, брикет и так дальше). По подающему трубопроводу нагретый тепловой носитель транспортируется до отопительных приборов. Тут тепловой носитель отдает часть собственного тепла во внешнюю среду. При помощи обратного трубопровода остывший тепловой носитель системы для отопления проникает назад в котел. Бачок расширительный необходим для постоянной подачи теплового носителя в систему обогрева.

Такой цикл повторяется всегда. Тепловой носитель двигается за счёт создаваемого давления. Его выполняет бачок расширительный. Водное давление формируется за счёт атмосферного давления, Так как бачок расширительный находится выше всех других компонентов системы обогрева приватизированного дома. Собственно из-за этой причины подобные системы называются системами с гравитационной циркуляцией.

Системы обогрева в два этажа загородного дома работают по аналогичному принципу, исключительно в них еще существуют и отвесные магистрали из труб, которые называются стояками.

Вода протекает по ним за счёт давления, в образовании которого принимают участие сразу три фактора:

  • давление за счёт бака расширительного;
  • давление за счёт увеличения теплового носителя вследствии его нагревания;
  • давление за счёт действия холодного, более тяжёлого теплового носителя.

Вода, сильно нагреваясь от котла, подымается по стояку, а после вытесняется более тяжёлой холодной водичкой. Дальше вода растекается по горизонтальному трубопроводу. Эти движения происходят исключительно за счёт перечисленных выше составляющих всего давления, другими словами самостоятельно. Точно также вода попадает обратно.

Необходимо заметить, что все отопительные приборы и магистрали из труб обязаны быть размещены под маленьким углом, чтобы сделать добавочное давление в трубах.

Схема разводящего трубопровода горячей и холодной воды

Схема разводящего трубопровода холодной и горячей воды.

Более того, Наклон трубо-проводов содействует удалению воздушных подушек через бачок расширительный. Это происходит потому, что воздух легче воды, благодаря этому стремится попасть в самую верхнюю точку — расширительный бачок.

Расширительный бачок имеет и другое назначение — забирать воду которая нагрелась, объем которой при нагреве становится больше, при остывании вода идет назад обратно.

Если беседовать коротко, то рабочий принцип движения воды такой: вода подымается по стояку вследствии нагревания, а еще под влиянием давления. Циркуляция теплового носителя обуславливается разностью между 2-мя плотностями — нагретой и охладившейся воды.

Не обращая внимания на наличие давления, хотя и маленького, движение воды не имеет высокой скорости. Связывают это с тем, что атмосферное давление в системе обогрева приватизированного дома тратится на преодоление сопротивления, которое появляется в результате трения воды о внутренние стены труб. Особенно большущее противодействие тепловой носитель чувствует в точках поворота трубы, в местах прохода через арматуру водопровода и так дальше.

  Устройство простого кирпичного камина

В общем смысле скорость движения теплового носителя, другими словами ее напор, зависит от многих факторов:

  • от разности 2-ух высот — высоты центра котла и высоты центра отопительного отопительного прибора. Чем больше эта разница, тем быстрее двигается вода в системе обогрева в два этажа приватизированного дома с гравитационной циркуляцией;
  • от разности плотностей горячей и холодной воды — чем выше температура, тем меньше ее плотность, а исходя из этого, и разница больше.

Откуда берется напор?

Схема монтажа отопления в доме

Монтажная схема отопления в доме.

Нужно начать с того, что температура и котла, и элементов отопления меняется дискретно, другими словами скачками, относительно центральных осей данных приборов. Это означает, что гравитационная система частично горячая (сверху), частично прохладная (снизу).

Горячая вода владеет меньшей плотностью, чем прохладная. Если припомнить некоторые формулы из курса школьной физики, то можно понять, что при похожих объемах тело с меньшей плотностью владеет и маленьким весом.

Сейчас стоит представить, что части сверху отопительных контуров или одного контура система не имеет, существует только нижняя. Выходит простая система сообщающихся сосудов. Один сосуд (котел) размещен ниже второго сосуда (к примеру, трубопровода). Данный эффект и приводит к появлению движения, Так как вода стремится растечься одинаково. На рисунке 2 схематично показана система сообщающихся сосудов.

Однако труба в котле с горячей водой находится выше, чем обратный провод труб с холодной водичкой. Это должно препятствовать движению воды. Но этого не происходит потому, что вода в котле всегда нагревается, другими словами снижает собственную плотность. При всем этом масса холодной воды растёт, а это означает, она толкает поток горячей воды по трубам. Вот данный процесс и становится потокообразующим. Исключительно за счёт него система обогрева в два этажа дома имеет постоянное движение теплового носителя.

На величину напора, как мы уже говорили, основным образом действует разница высот между центром котла и центром радиаторов отопления. Маленькое воздействие для создания напора оказует и уклон отопительных приборов и трубо-проводов.

Схема уклона трубопровода

Схема уклона трубопровода.

Необходимо заметить, что подающие магистрали из труб обязаны иметь Наклон в пару градусов в сторону элементов отопления, а обратный провод труб — назад.

Сейчас становится понятно, что для обеспечения нормального напора нужно согласно правилам подобрать место для котла.

Если говорим о своем доме, то подобный котел в оптимальном варианте можно установить в помещении подвала. Но это не всегда можно. Хотя отопительная схема в два этажа дома сама по себе подразумевает наличие большой разности высот. Однако если все же не имеется возможности обеспечить нормальную разница, то для котла можно в полу выполнить нишу. При всем этом нужно побеспокоится обо всех мерах пожарной безопасности.

Явление саморегуляции скорости потока

Разница температур и масс нагретого и остывшего носителя тоже считается определяющим аргументом. Система обогрева приватного дома с в горизонтальном направлении или вертикальной конструкцией разводки данного типа считается саморегулирующейся. Это значит, что как только холодный поток становится настолько тяжелее горячего, чтобы хватило силы переместить заключительный, это выполняется в тот же момент. Аналогичным образом, влиять на данный показатель можно исключительно одним способом — крепче разогревать воду в котле.

  Котлы отопления на твердом топливе

Это природный процесс: чем холоднее в доме, тем больше необходимо топлива, чтобы его обгореть. Это означает, что горение течет более активно, другими словами и вода разогревается до высоких температур. Вода в водопроводе будет циркулировать с большей скоростью. Так произойдет до той поры, пока обратный провод труб сам чуть-чуть не прогреется, как и воздух в комнате. Нагревание воздуха и обратного трубопровода автоматично уменьшит разница температур и снизит быстрота потока.

Это, со своей стороны, приводит к тому, что температура в помещении начнет понижаться, что сделает больше разница температур. Система опять получит определённое добавление в скорости потока. Выполняется авторегулирование.

Виды систем с гравитационной циркуляцией и их плюсы

Схема однотрубной системы отопления

Схема системы отопления с одной трубой.

Если взять в рассмотрение очень старые дома, выстроенные еще до второй половины ушедшего века, то можно посмотреть, что практически везде была применена отопительная схема домов, которая содержала всего один провод труб — однотрубная схема, в основном, с верхней трубной разводкой.

Теперь данная схема нигде не применяется. Сегодня нормой считается такая система обогрева приватизированного дома, которая имеет два трубопровода. Причем она как правило имеет как верхнюю разводку, так и нижнюю.

Итак, она имеет ряд положительных качеств перед системами с циркуляцией принудительного типа:

  • легкость монтажа и эксплуатации;
  • полная энергетическую независимость, чего нельзя сказать про системы с циркуляцией принудительного типа, ведь насос в них работает от сети;
  • высокий служебный срок, который исчисляется 35-45 годами;
  • тепловая стабильность, что снабжается событием саморегуляции.

К примеру, в сегодняшних системах, если циркулярный насос выходит из действия или отчасти становится неподходящим, нарушается циркуляция, что даже при хорошей работе котла ведет к уменьшению температуры окружающей среды.

Вообще процесс саморегулирования считается характерной особенностью подобной системы от системы с циркуляцией принудительного типа. В них этот процесс, связанный с изменением давления теплового носителя, считается аргументом, снижающим результативность.

Определенные свойства использования гравитационных систем

Схемы двухтрубных разводок

Виды двухтрубных разводок.

Нужно заявить, что строительство в наше время подразумевает наличие системы с циркуляцией принудительного типа. Это связано с тем, что она содержит больше положительных качеств над гравитационными. Последние, со своей стороны, имеет недостатков, которые и ограничивают сферу их использования:

  • маленькая трубопроводная длина. Чем больше длина труб, тем выше требуется давление, чтобы обеспечить обычный напор теплового носителя. Очень часто его просто не удается обеспечить. Считается, что благоприятной длиной считается 25-35 м, из-за этой причины устраивать гравитационные системы обогрева в высотных домах просто не представляется возможным;
  • большущее время прогрева. Сама система, чтобы источать тепло, должна как следует нагреться. Так как масса и трубо-проводов, и отопительных приборов, и воды очень большая, то и их общая теплоемкость тоже. Стало быть, часть энергии уходит на свой прогрев, а часть — на обогрев окружающего воздуха;
  • из идущего до этого пункта можно понять, что пока вода не нагреется до конкретной температуры, циркуляции не будет. Из-за этой причины можно говорить, что первые пару минут котел отопления работает попусту, другими словами КПД подобной системы намного меньше, чем КПД отопления с принудительным движением теплового носителя.

Необходимо подчеркнуть, что схемы отопления приватизированного дома с гравитационной циркуляцией прекрасно подойдут для отапливания домиков на даче или маленьких домов. Тут они показывают себя с хорошей стороны.


Отопление / ,

Добавить комментарий