Если нет циркуляции теплоносителя в системе отопления, то ни о каком комфортном житие-бытие в доме зимой и говорить нечего. Потому что, сколь котёл ни «раскочегаривай», а радиаторы всё равно будут холодными. Однако думать об этом нужно не тогда, когда система «работала, работала и вдруг перестала», а ещё на стадии проектирования, т. е. сейчас. В этой статье разберёмся с проблемами, приводящими к плохой циркуляции теплоносителя.
Циркуляции теплоносителя в системе отопления может не быть по следующим причинам:
- недостаточная мощность циркуляционного насоса (или насосов, если их больше, чем один). По этой причине теплоноситель просто не доходит до самых удалённых от котла радиаторов, вот они и холодные (или чуть тёплые, отчего всё равно не легче). О том, как подобрать мощность циркуляционного насоса, есть несколько статей и видео в разделе по расчётам отопления;
- не установлены обратные клапаны. Обычно их отсутствие «болезненно» для сложных систем с несколькими контурами. Обратные клапаны служат для того, чтобы теплоноситель двигался по нужному контуру и в нужном направлении (подробней читайте дальше);
- загрязнение системы. Бывает, что трубы забиты по всему диаметру, – какая уж тут циркуляция! Лечится это только одним способом: заменой труб. Это как раз тот случай, когда лучшее лечение – профилактика. И «профилактику» следует проводить ещё на стадии монтажа трубопровода и радиаторов. Во-первых, следить, чтобы внутрь труб не попал мусор. Для этого, убедившись сперва, что внутри ничего нет, торцы труб закрываем до монтажа чем-нибудь. Например, это удобно простыми полиэтиленовыми пакетами. Во-вторых, мусор может быть в радиаторах. Даже в новых! Так что проверяем и избавляемся;
- диаметр труб слишком мал. Маленький диаметр труб – большое гидравлическое сопротивление – насос не в состоянии «продавить» теплоноситель по всему трубопроводу – нет циркуляции в системе отопления (ну, или она настолько плоха, что всё равно, что её нет). Опять-таки, на этапе проектирования нужно рассчитать гидравлическое сопротивление;
- скопление воздуха в системе (завоздушивание). Воздух, конечно, не мусор, но воздушные пробки точно так же не дадут теплоносителю свободно циркулировать. Воздушные пробки могут появляться из-за нарушений правил монтажа отопительной системы. Избавиться от воздуха просто – установить автоматический воздухоотводчик в самой высокой точке системы и краны Маевского на радиаторах.
Начнём разбор циркуляции теплоносителя со сложной системы – тогда с простыми схемами вы разберётесь без проблем.
Вот схема такой системы отопления:
В ней три контура:
1) котёл – радиаторы — котёл;
2) котёл – коллектор — водяной тёплый пол — котёл;
3) котёл – бойлер косвенного нагрева — котёл.
Во-первых, обязательно наличие циркуляционных насосов (Н) для каждого контура. Но этого мало.
Чтобы система работала, как мы того хотим: бойлер отдельно, радиаторы – отдельно, нужны обратные клапаны (К):
Без обратных клапанов, допустим, мы включили бойлер, однако и радиаторы «ни с того, ни с сего» начали греться (а на дворе лето, нам всего-то нужна была горячая вода в водопроводе). Причина? Теплоноситель пошёл не только в контур бойлера, который нам сейчас нужен, а и в контуры радиаторов. А всё потому, что мы сэкономили на обратных клапанах, которые не пропустили бы теплоноситель, куда не надо, а позволили бы каждому контуру работать, независимо от других.
Даже если у нас система без бойлеров и не комбинированная (радиаторы + водяной теплый пол), а «только» разветвлённая с несколькими насосами, то и тогда на каждую ветку ставим обратные клапаны, цена которых однозначно меньше, чем переделка системы.
Как было сказано выше, одной из причин того, что нет циркуляции теплоносителя, может оказаться скопление мусора в трубопроводе. Чтобы этого стопроцентно избежать, опять-таки, не экономим на копейках, а ставим перед каждым устройством фильтр грубой очистки:
С помощью фильтра поймать грязь проще, чем исправлять последствия засорения трубопровода или теплообменников котла.
Вывод! Фильтры грубой очистки ставим перед каждым устройством системы отопления (насосом, котлом и т. д.) и перед каждым сантехническим устройством. НЕ экономим копейки, чтобы «купить» проблемы. На корпусе фильтра выбиты стрелки, указывающие направление движение теплоносителя или воды в водопроводе…
Чистить фильтр нужно регулярно. И делать это очень просто: закрываем вентили до и после фильтра – откручиваем пробку (1) на фильтре – вынимаем и промываем под краном сеточку – вставляем её на место и закручиваем пробку. Всё. Не то, что трубы менять 🙂
Вот такие простые «телодвижения» нужно совершить, чтобы никогда не жаловаться, что нет циркуляции в системе отопления. Успехов.
нет циркуляции в системе отопления
Отопительная система должна обеспечить равномерный нагрев всех помещений. Если в радиаторах или стояках понижается температура, то зачастую причиной этого становиться нарушение циркуляции. Для эффективной работы сети отопления и комфортных климатических условий в жилье должна быть свободная циркуляция теплоносителя по магистрали. Об этом следует побеспокоиться еще на этапе проектирования. Почему нет циркуляции теплоносителя в стояке и магистрали и что нужно делать, следует знать досконально, чтобы оперативно устранить эту проблему в будущем.
Причины плохой циркуляции
Циркуляция воды в системе нарушается из-за полного либо частичного засорения в стояке или в подводке к прибору отопления, завоздушивания магистрали, замораживания сети, ошибках при укладке труб. Также к этому приводит разрегулирование системы центрального отопления и появление утечек теплоносителя.
Слабая работа насосов
Предназначение насоса – это поддержка необходимого напора воды в контуре отопления. Хорошо работающая помпа должна соответствовать таким требованиям:
- Необходимый показатель продуктивности работы;
- Напор;
- Давление прибора;
- Соответствие типу жидкости;
- Соответствие диаметру труб;
- Размеры устройства в соответствии с длиной магистрали.
Что нужно учитывать при выборе насоса
Насос должен справляться со своею нагрузкой. Но обязательно нужно учесть, будет ли он работать постоянно или будет включаться только для подпитки системы отопления и корректировки давления. Это следует учитывать при выборе мощности помпы. Для помпы, которая работает в постоянном режиме, важно учитывать показатель энергопотребления.
Если выбрать насос неправильно, то он будет плохо «проталкивать» теплоноситель, и как результат – батарея прогревается неравномерно, а сама помпа может сгореть от перегрева. Также будет отмечена плохая циркуляция воды, если неправильно подобрать диаметр комплектующих для подключения к системе.
Когда насос выбран правильно, система отопления при этом функционирует надежно и полноценно, и движение воды осуществляется беспрепятственно.
Если возникают трудности с выбором помпы, то лучше обратиться к специалистам, они помогут выбрать подходящее устройство для конкретной отопительной системы.
Неправильно выбранный диаметр труб
Это тоже одна из распространенных причин плохой циркуляции воды в магистрали отопления. Выбирать диаметр труб нужно еще на этапе проектирования.
В первую очередь, необходимо учесть, что для разных систем отопления существуют свои правила, по которым выбирают трубы.
Если обогревательная сеть подводится к центральной магистрали отопления, то диаметр труб выбирают аналогично квартирной системе отопления. Для автономного отопления такие диаметры могут отличаться. Все зависит от того, присутствует ли в системе циркуляционный насос или работа будет осуществляться за счет естественной циркуляции воды.
Также на выбор оказывает влияние:
- Материал производства труб;
- Вид используемого теплоносителя;
- Специфические особенности разводки отопительной магистрали;
- Планируемое давление в системе;
- Скорость передвижения воды по магистрали.
Важно! При расчете диаметра обязательно учитывают тип труб, потому что система измерений различается исходя из материала изготовления. Стальные и чугунные изделия маркируют с учетом внутреннего диаметра, а материалы из меди по наружному сечению. Это обязательно следует учесть при планировке трубопровода, где в магистрали комбинируются несколько разных материалов.
Засорение системы
Как уже было отмечено, если нет циркуляции воды в стояке и системе отопления, то проблема может быть в скопившемся в системе мусоре. Избавиться от него поможет фильтр грубой очистки.
Грязь, которая попала в трубы, легче удалить, поймав ее в фильтр. Прежде всего, таким фильтром защищают насос. Также рекомендуется установка фильтра на входе котла. Такой фильтр воды следует ставить перед каждым сантехническим устройством. При монтаже прибора необходимо обращать внимание на корпус фильтра. На нем есть стрелка, которая указывает, какой стороной устанавливать фильтр в зависимости от направления движения теплоносителя.
Фильтр следует регулярно чистить. Для этого необходимо перекрыть воду, открутить пробку, достать сеточку, промыть ее, поставьте на место и обратно закрутить пробку, после чего можно открывать краны.
Совет! Чтобы предотвратить засорение трубопровода, во время укладки необходимо контролировать, чтобы в трубах не оказался мусор, для этого в трубах прикрывают торцы. Также необходимо сделать проверку радиаторов, так как в новых изделиях может оказаться заводская стружка или другой мусор.
Завоздушенность системы отопления
Если монтаж магистрали выполнен с нарушением правил, то образуются воздушные пробки. Они перекрывают движение воды. Чтобы оперативно решить такую проблему, устанавливают воздухоотводчики или кран Маевского. Для центральной системы, где скапливается много воздуха, применяют автоматические краны Маевского. Воздух быстро выводиться и движение теплоносителя по сети восстанавливается.
Эти устройства не только улучшают циркуляцию теплоносителя по магистрали центрального отопления, но и позволяют снизить затраты на отопление.
Обратные клапаны
Часто для нормальной циркуляции в сети одних насосов становится мало, тогда ставят обратные клапаны. В таком случае каждый контур может работать независимо от других. Даже в радиаторной разветвленной системе с несколькими контурами, где стоит несколько насосов, лучше поставить обратные клапаны. Экономить на их установке не стоит.
Отсутствие этих механизмов приводит к тому, что замедляется движение воды в системе. Такое бывает в тех ситуациях, если проложена сеть с несколькими контурами. Чтобы теплая вода текла по такому контуру, где работает насос, и ее движение происходило в нужном направлении, применяют обратные клапаны. Эти элементы ставят не всегда, а только в тех ситуациях, когда нет других технических решений. Все объясняется тем, что эти элементы создают высокую гидравлическую сопротивляемость в зависимости от конструкции. Поэтому для установки этих клапанов в системах с естественной циркуляцией есть свои ограничения, а причиной для ограничений становится маленькое давление воды в магистрали.
Исполнительным механизмом в изделии является пружина, которая закрывает затвор при изменении нормальных условий функционирования сети отопления. Для систем с различными рабочими параметрами подбирают изделия с соответствующей упругостью и массивностью пружины. Клапаны являются очень важным элементом, они обеспечивают безаварийную работу системы центрального отопления, повышают эффективность работы всего оборудования и улучшают циркуляцию.
Утечки в системе
Если в системе нет хорошей циркуляции воды, возможно, на отдельных участках есть течь. В результате утечки — сеть работает некорректно, движение воды плохое и начинаются сбои в работе котла.
Первое, что необходимо сделать – это найти «слабые» места. Утечки случаются в таких местах, где ослабли соединения из-за коррозийных повреждений, или причиной становится некачественный монтаж системы. Если сеть смонтирована открыто, то делать проверку нетрудно. Все такие повреждения определяются быстро и легко. А для осмотра закрытой магистрали придется вызывать специалиста.
Если найдено проблемное место, то необходимо:
- Подтянуть ослабленные соединения и подмотать уплотнительной лентой или паклей;
- Заменить пришедшие в негодность узлы;
- Вырезать и заменить поврежденные участки труб.
Вторая статья из цикла поиска неисправностей в системе отопленияДмитрий Белкин
Автор: Дмитрий Белкин
После написания первой статьи прошло уже довольно значительное время и я, в преддверии отопительного сезона 2011-2012, решил продолжить цикл, тем более, что вопросы на тему «сделал отопление, а оно не работает» продолжают поступать.
К сожалению, методы поиска неисправностей, которые не лежат на поверхности, довольно трудно поддаются классификации, и я решил посвятить вопросу неисправностей системы отопления несколько небольших статей. В этой статье я хотел бы рассмотреть проблему слабой циркуляции теплоносителя и неравномерного прогрева радиаторов. Сам я не совершал никогда ошибок, подобных описываемым и, соответственно, здесь мне придется немного потеоретизировать.
Друзья! Перед поиском неисправностей в своем отоплении, пожалуйста, найдите грязевой фильтр и прочистите его! Возможно после этого и искать будет уже нечего!
Итак, имеем двухтрубное отопление. Рассмотрим одну ветвь этой системы отопления, обслуживающую, скажем условно, один этаж. Вот ее схема. Ток воды показан стрелками.
Радиатор, находящийся ближе к началу ветви, или к котлу, горячий. Это самый левый крайний радиатор. Радиаторов может быть значительно больше, чем показано на схеме. Например, в моем крохотном домишке 3 ветви. Самая длинная имеет длину порядка 25 метров и на ней стоит 5 радиаторов. Проблема в том, что радиаторы, следующие за первым, либо вовсе холодные, либо имеют температуру значительно ниже, чем у первого. Причем, чем дальше к концу ветви, тем радиаторы холоднее и холоднее.
Первый радиатор у нас горячий (рука еле терпит). Щупаем следующие и обнаруживаем, что все радиаторы горячие, но их температура уменьшается по мере продвижения по ветви. Последний уже не горячий, а чуть теплый. Возвращаемся к первому радиатору, но щупаем его низ. Щупаем низ всех радиаторов по ветви и обнаруживаем, что низ радиаторов значительно холоднее их верха. Даже у первого.
ВыводМы имеем циркуляцию воды в нашей ветви отопления. Воздух в трубах отсутствует. Однако циркуляция не достаточно быстрая. Она на столько слаба, что вода успевает охладиться, пока движется от входа радиатора к его выходу. Таким образом, проблема диагностирована. Нам остается только найти ее причину и уничтожить ее.
Есть ли у нас в системе циркуляционный насос?
Если его нет, то проблему ускорения циркуляции решить довольно сложно. Нужно ставить ниже котел, нужно увеличивать диаметр стояка, нужно увеличивать диаметр подающей и обратной ( горизонтальные магистрали) нужно менять трубы на такие, у которых внутренняя поверхность более гладкая, нужно уменьшать количество углов и делать их тупыми, то есть градусов 100 или 110. По крайней мере больше, чем 90.
Если циркуляционный насос есть, то … решить проблему вовсе не проще.
Для начала проверим, работает ли насос. Сделать это в общем случае не так просто как кажется. Хороший циркуляционный насос работает абсолютно бесшумно и без вибраций. Услышать его работу можно только приложив к нему ухо, а он горячий и можно обжечься! Я не рекомендую, вам, уважаемые друзья рисковать своими органами! Запаситесь медицинским стетоскопом или просто трубкой большого диаметра (подойдет кусок пластмассовой трубы от канализации диаметром 50 мм. Приложите один конец к мотору, а в другой конец засуньте свое ухо. Если вы услышите, как работает мотор, это хорошо!
Кстати, если ваш мотор работает шумно, то он, возможно сломался и его надо заменить, чтобы не стало мучительно холодно, но куда большая вероятность того, что в нем бурлит воздух. Может быть из-за этого и циркуляция слабая? В этом случае выключите мотор и спустите воздух. На любом моторе для этого есть средства. А можно спустить воду из насоса прямо пока он работает, но делать это надо крайне осторожно, чтобы его (мотор) не сломать. Как только из мотора перестанет выходить вода с пузырями, процедуру выпуска воздуха надо прекратить, то есть, все отверстия закрутить и добавить в систему свежей воды, доведя давление по барометру до нужного уровня.
Важное замечание!Перечитывая свои особо удачные статьи, а эта статья несомненно довольно удачная, я заметил одну неточность. Касается она спуска воздуха на работающем насосе. Дело в том, что если насос у вас особо мощный и создает заметное давление, то процедура спуска воздуха может превратиться в завоздушивание всей системы. Смысл в том, что напор воды настолько велик, что в систему засасывается воздух, а вода не выливается. Это зависит от конструкции и мощности насоса. Возможно и от каких-то других факторов. Короче говоря, если спуск воздуха представляет в вашей системе проблему, то обязательно выключите циркулятор, прежде чем воздух спускать. Лишняя осторожность не помешает!
Работает насос? Отлично! Можно увеличить на нем скорость циркуляции? Замечательно! Увеличиваем смотрим, что получилось. Если все радиаторы стали равномерно горячее, то считаем, что у нас просто слишком длинная ветвь и мы использовали слишком тонкие трубы. Возможно, что трубы плохого качества или есть какие-нибудь препятствия для циркуляции в виде большого количества углов, вмятин на трубах и так далее. Дальше мы даем себе обещание когда-нибудь все переделать и живем спокойно. Ну может быть меняем циркуляционный насос на более мощный. При этом мы миримся с увеличенными затратами на электричество. А что же вы думали? Так просто что ли в большом доме жить? За все приходится платить.
Предположим, что увеличение скорости циркуляции на моторе не дало ничего.
Считаем, что это чудо! Что-то должно было измениться, либо мотор неисправен, все-таки. Как минимум на первом радиаторе ветви низ должен стать почти таким же горячим, как и верх. Предположим, что чуда не было! На первом радиаторе и верх и низ стали горячими, но дальше по ветви температура нас все также не устраивает.
Я надеюсь, у вас есть вентили как минимум на входах всех радиаторов? Перекрываем вентиль первого радиатора наполовину и щупаем остальные. Стали они горячее? Если да, то делаем следующий вывод.
ВыводМы получили такое отопление, в котором воде легче пройти по радиатору, чем идти по всей ветви. Почему так произошло? Ну, например, потому, что диаметр подающей магистрали (или обратной, что то же самое) меньше, чем диаметр патрубков на вход и выход радиатора. А должно быть наоборот. Проходной диаметр магистралей должен быть больше, чем диаметр отводов на радиаторы. Если вы пользуетесь качественными, например, медными трубами, то к радиаторам должны быть подключены трубки не больше 15 мм внутреннего диаметра. Этого хватает! Проверено вашим покорным слугой!
После вынесения этого замечательного вывода мы считаем, что легко отделались и живем, регулируя циркуляцию в нашей ветви вентилями. Это, конечно, не добавляет комфорта. Меняем вентили на автоматические термостатические и получаем, я надеюсь, вполне нормальное отопление, которое регулирует само себя. После этого живем спокойно.
Следующий вариант. Обе магистрали горячие, а радиаторы холодные. При этом вентили на радиаторах открыты полностью.
По большому счету это тоже чудо. В этом случае радиаторы не могут быть абсолютно холодными. А вот если по магистралям вода носится со скоростью гоночной машины, а в радиаторы не заходит, то это означает, что проблема либо в радиаторах во всех сразу), либо в узле подключения радиатора к магистрали, причем не обязательно узел верхний, входной, так сказать. Если проблема в нижнем, выходном узле, то эффект будет точно такой же. Другими словами, если перекрыть выход радиатора, то он будет абсолютно холодным, как если бы мы перекрыли вход. Почему регулирующие вентили ставят сверху? Только чтобы не нужно было наклоняться слишком низко, чтобы их регулировать, и ногой не задеть случайно.
Если рассматривать неисправности радиаторов, то куда больше вероятность того, что проблема будет только в одном из них, но не во всех сразу. В этом случае и разбираться нужно с одним. Самое вероятное, что проблема в вентиле. Вот с него, я думаю, и стоит начинать.
И последнее. Если мы имеем воздушную пробку или засор в середине магистрали, то что мы получаем? Все радиаторы и магистраль до засора будут горячие, а подающая и обратная магистрали сразу за работающим радиатором будут холодные. ЗАМЕТЬТЕ!Если так произошло, это совсем не значит, что проблема где-то рядом с работающим радиатором. Проблема может быть где угодно в промежутке подающей и обратной магистрали между работающим радиатором и первым неработающим. Это очень важно понимать! Понимание этого важнейшего момента может сэкономить вам кучу времени и сил. Да и денег тоже.
Вот не поленюсь даже схему нарисовать
Вот и все. Надеюсь, эта статья стала для кого-то полезной. Как обычно буду рад комментариям и «случаям из жизни».
Дмитрий Белкин
Статья создана 19.10.2011Содержимое:Принцип работы системы с естественной циркуляцией</li>ды систем отопления с гравитационной циркуляциейДля 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: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:
- 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.
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: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:
- Подача и обратка проходят по разным трубам.
В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества: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:
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: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: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: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.</li>
Сооружение автономной сети отопления гравитационного типа выбирают, если нецелесообразно, а иногда и невозможно установить циркуляционный насос или подключиться к централизованному электроснабжению.
Такая система обходится дешевле в обустройстве и полностью независима от электричества. Однако ее работоспособность во многом зависит от точности проектирования.
Чтобы система отопления с естественной циркуляцией функционировала бесперебойно, необходимо рассчитать ее параметры, правильно установить компоненты и обоснованно выбрать схему водяного контура. Мы поможем в решении этих вопросов.
Мы описали главные принципы работы гравитационной системы, привели советы по выбору трубопровода, обозначили правила сборки контура и размещения рабочих узлов. Отдельное внимание мы уделили особенностям проектирования и функционирования одно- и двухтрубной схемам отопления.
Принципы процесса естественной циркуляции
Процесс движения воды в контуре отопления без применения циркуляционного насоса происходит в силу естественных физических законов.
Понимание природы этих процессов позволит грамотно разработать проект системы отопления для типовых и нестандартных случаев.
Галерея изображенийЕстественный вариант, предопределяющий движение теплоносителя под влиянием сил гравитации, используется в коттеджах и квартирах с независимой системой отопленияРезервный объем, необходимый для расширения теплоносителя в процессе нагревания, обеспечивает открытый расширительный бачокВ сооружении систем с естественным движением теплоносителя есть одно- и двухтрубные схемы. Однотрубные контуры устраивают с верхней разводкойДвухтрубные гравитационные системы сооружают с верхней и нижней разводкой. Горизонтальные участки всегда прокладывают с уклоном в 2-3 мм на погонный метрВеским недостатком гравитационных систем отопления является слабый напор, ввиду чего не сооружают контуры более 30 м по горизонталиВ системах с гравитационным движением теплоносителя минимум технических устройств, как следствие, минимум проблем с наладкой и починкойВ подготовке теплоносителя используются твердотопливные, жидкотопливные и все виды газовых котловДопустим разогрев теплоносителя до температуры парообразования +105º на выходе из котла. Этот факт необходимо учитывать при подборе оборудования и труб для сооруженияЕстественный вариант отопленияОткрытый расширительный бачокОднотрубная схема разводкиДвухтрубные разновидностиОграничения гравитационного отопленияПростота естественной системы отопленияКотлы для естественного вида отопленияПодбор приборов отопления и оборудования
Максимальная разность гидростатического давления
Основное физическое свойство любого теплоносителя (воды или антифриза), которое способствует его движению по контуру при естественной циркуляции – уменьшение плотности при увеличении температуры.
Плотность горячей воды меньше, чем холодной и поэтому возникает разница в гидростатическом давлении теплого и холодного столба жидкости. Холодная вода, стекая к теплообменнику, вытесняет горячую вверх по трубе.
Движущей силой воды в контуре при естественной циркуляции является перепад гидростатического давления между холодным и горячим столбами жидкости
Отопительный контур дома можно условно разделить на несколько фрагментов. По “горячим” фрагментам вода направляется вверх, а по “холодным” – вниз. Границами фрагментов являются верхняя и нижняя точка системы отопления.
Главной задачей при моделировании системы с естественной циркуляциейводы является достижение максимально возможной разницы между давлением столба жидкости в “горячем” и “холодном” фрагментах.
Классическим для естественной циркуляции элементом водяного контура является коллектор разгона (главный стояк) – вертикальная труба, направленная вверх от теплообменника.
Коллектор разгона должен иметь максимальную температуру, поэтому его утепляют на всей протяженности. Хотя, если высота коллектора не велика (как для одноэтажных домов), то можно не проводить утепление, так как вода в нем не успеет остыть.
Обычно систему проектируют таким образом, чтобы верхняя точка коллектора разгона совпадала с верхней точкой всего контура. Там устанавливают выход на бак-расширитель открытого типа или клапан для отвода воздуха, если используют мембранный бак.
Тогда длина “горячего” фрагмента контура является минимально возможной, что приводит к уменьшению теплопотерь на этом участке.
Также желательно, чтобы “горячий” фрагмент контура не сочетался с длительным участком, транспортирующим остывший теплоноситель. В идеале нижняя точка водяного контура совпадает с нижней точкой теплообменника, помещенного в устройство нагрева.
Чем ниже в системе отопления расположен котел, тем меньше гидростатическое давление столба жидкости в горячем фрагменте контура
Для “холодного” сегмента водяного контура тоже есть свои правила, увеличивающие давление жидкости:
- чем больше теплопотери на “холодном” участке отопительной сети, тем ниже температура воды и больше ее плотность, поэтому функционирование систем с естественной циркуляцией возможно только при значительной теплоотдаче;
- чем больше расстояние от нижней точки контура к подключению радиаторов, тем больше участок столба воды с минимальной температурой и максимальной плотностью.
Чтобы обеспечить выполнение последнего правила, часто печь или котел устанавливают в самой нижней точке дома, например, в подвале. Таким размещением котла обеспечивают максимально возможное расстояние между нижним уровнем радиаторов и точкой входа воды в теплообменник.
Однако высота между нижней и верхней точками водяного контура при естественной циркуляции не должна быть слишком большой (на практике не более 10 метров). Печь или котел, нагревают только теплообменник и нижнюю часть коллектора разгона.
Если этот фрагмент незначителен относительно всей высоты водяного контура, то падение давления в “горячем” фрагменте контура будет несущественным и процесс циркуляции не будет запущен.
Использование систем с естественной циркуляции для двухэтажных строений вполне оправдано, а для большей этажности будет необходим циркуляционный насос
Минимизация сопротивления движению воды
При проектировании системы с естественной циркуляцией необходимо учитывать скорость движения теплоносителя по контуру.
Во-первых, чем быстрее скорость, тем быстрее будет происходить передача тепла по системе “котел – теплообменник – водяной контур – радиаторы отопления – помещение”.
Во-вторых, чем быстрее скорость жидкости через теплообменник, тем меньше вероятность ее закипания, что особенно важно при печном отоплении.
Закипание воды в системе может обойтись очень дорого – стоимость демонтажа, ремонта и обратной установки теплообменника требует много времени и средств
В системах отопления с принудительной циркуляцией скорость движения воды в основном зависит от параметров циркуляционного насоса.
При водяном отоплении с естественной циркуляцией скорость зависит от следующих факторов:
- разницы давления между фрагментами контура в нижней его точке;
- гидродинамического сопротивления отопительной системы.
Способы обеспечения максимальной разницы давления были рассмотрены выше. Гидродинамическое сопротивление реальной системы не поддается точному расчету по причине сложной математической модели и большого числа входящих данных, точность которых трудно гарантировать.
Тем не менее, существуют общие правила, соблюдение которых позволит уменьшить сопротивление отопительного контура.
Основным причинами снижения скорости движения воды являются сопротивление стенок труб и присутствие сужений из-за наличия фитингов или запорной арматуры. При небольшой скорости потока сопротивление стенок практически отсутствует.
Исключение составляют длинные и тонкие трубы, характерные для отопления с помощью теплого пола. Как правило, для него выделяют отдельные контуры с принудительной циркуляцией.
При выборе типов труб для контура с естественной циркуляцией придется учитывать наличие технических сужений при монтаже системы. Поэтому металлопластиковые трубы использовать при естественной циркуляции воды нежелательно по причине соединения их фитингами, со значительно меньшим внутренним диаметром.
Фитинги металлопластиковых труб несколько сужают внутренний диаметр и являются серьезной преградой на пути воды при слабом напоре (+)
Правила выбора и монтажа труб
Выбор между стальными или полипропиленовыми трубами при любой циркуляции происходит по критерию возможности их использования для горячей воды, а также с позиций цены, легкости монтажа и срока эксплуатации.
Стояк подачи монтируют из металлической трубы, так как через него проходит вода самой высокой температуры, а в случае печного отопления или неисправности теплообменника возможен вариант прохождения пара.
При естественной циркуляции необходимо использовать диаметр труб несколько больший, чем в случае применения циркуляционного насоса. Обычно, для обогрева помещений до 200 кв. м, диаметр коллектора разгона и трубы на входе обратки в теплообменник равен 2 дюймам.
Это вызвано меньшей скоростью воды по сравнению с вариантом принудительной циркуляции, что приводит к следующим проблемам:
- снижение объема переносимого тепла за единицу времени от источника к обогреваемому помещению;
- появление засоров или воздушных пробок, с которыми не сможет справиться небольшого напор.
Особенное внимание при использовании естественной циркуляции с нижней схемой подвода подачи необходимо уделить проблеме удаления воздуха из системы. Он не может полностью отводиться из теплоносителя через расширительный бак, т.к. закипающая вода поступает сперва в приборы по магистрали, расположенной ниже чем они сами.
При принудительной циркуляции напор воды сгоняет воздух к установленному в наивысшей точке системы воздухосборнику – устройству с автоматическим, ручным или полуавтоматическим управлением. С помощью кранов Маевского в основном производится регулировка теплоотдачи.
В гравитационных отопительных сетях с подачей, расположенной ниже приборов, краны Маевского применяются непосредственно для стравливания воздуха.
На всех радиаторах отопления современного типа присутствуют устройства для выпуска воздуха, поэтому для предотвращения образования пробок в контуре можно делать уклон, сгоняя воздух к радиатору
Воздух также может отводиться с помощью воздухоотводчиков, установленных на каждом стояке или на воздушной линии, проложенной параллельно магистралям системы. Из-за внушительного количества устройств для отвода воздуха гравитационные схемы с нижней разводкой применяются крайне редко.
При слабом напоре небольшая воздушная пробка способна полностью остановить систему обогрева. Так, согласно СНиП 41-01-2003 не допускается прокладывать без уклона трубопроводы систем отопления при скорости движения воды менее 0,25 м/с.
При естественной циркуляции такие скорости недостижимы. Поэтому кроме увеличения диаметра труб необходимо соблюдать постоянные уклоны для вывода воздуха из системы отопления. Уклон проектируют из расчета 2- 3 мм на 1 метр, в квартирных сетях наклон достигает 5 мм на погонный метр горизонтальной линии.
Уклон подачи делают по ходу движения воды, чтобы воздух двигался к баку-расширителю или системе, стравливающей воздух, расположенной в верхней точке контура. Хотя можно сделать и контр-уклон, но в этом случае необходимо дополнительно установить клапан для отвода воздуха.
Уклон магистрали обратки делают, как правило, по ходу движения охлажденной воды. Тогда нижняя точка контура будет совпадать с входом обратной трубы в теплогенератор.
Самая распространенная комбинация направления уклона подающей и обратной труб для удаления воздушных пробок из водяного контура с естественной циркуляцией
При установке теплого пола небольшой площади в контуре с естественной циркуляцией необходимо не допустить попадания воздуха в узкие и горизонтально расположенные трубы этой обогревательной системы. Необходимо поставить устройство удаления воздуха перед теплым полом.
Однотрубные и двухтрубные схемы отопления
При разработке схемы отопления дома с естественной циркуляцией воды возможно проектирование как одного, так и нескольких отдельных контуров. Они могут существенно отличаться друг от друга. Вне зависимости от длины, количества радиаторов и других параметров, их выполняют по однотрубной или двухтрубной схеме.
Контур с использованием одной магистрали
Систему отопления с использованием одной и той же трубы для последовательного подвода воды к радиаторам называют однотрубной. Самым простым однотрубным вариантом является отопление металлическими трубами без использования радиаторов.
Это наиболее дешевый и наименее проблемный способ решения обогрева дома при выборе в пользу естественной циркуляции теплоносителя. Единственный значимый минус – внешний вид громоздких труб.
При самом экономном варианте однотрубной схемы с радиаторами отопления, горячая вода последовательно протекает через каждое устройство. Здесь необходимо минимальное количество труб и запорной арматуры.
По мере прохождения теплоноситель остывает, поэтому последующие радиаторы получают воду более холодную, что необходимо учитывать при расчете количества секций.
Простая однотрубная схема (вверху) требует минимального количества монтажных работ и вложенных средств. Более сложный и затратный вариант внизу позволяет отключать радиаторы без остановки всей системы
Самым эффективным способом подключения приборов отопления к однотрубной сети считается диагональный вариант.
Согласно этой схеме контуров отопления с естественным типом циркуляции горячая вода поступает в радиатор сверху, после охлаждения отводится через расположенный внизу патрубок. При прохождении подобным образом нагретая вода отдает максимальное количество тепла.
При нижнем подключении к батарее как входного патрубка, так и выходного, теплоотдача существенно уменьшается, потому что нагретому теплоносителю надо пройти максимально длинный путь. Из-за значительного остывания в подобных схемах не используются батареи с большим количеством секций.
«Ленинградка» характеризуется внушительными теплопотерями, которые необходимо учитывать при расчете системы. Плюс ее в том, что при использовании запорных вентилей на входном и выходном патрубке приборы выборочно можно отключать для ремонта без остановки отопительного цикла (+)
Отопительные контуры с подобным подключением радиаторов получили название “Ленинградка“. Несмотря на отмеченные потери тепла, им отдают предпочтение в обустройстве систем квартирного отопления, что обусловлено более эстетичным видом прокладки трубопровода.
Существенным недостатком однотрубных сетей является невозможность отключить одну из секций отопления без прекращения циркуляции воды по всему контуру.
Поэтому обычно применяют модернизацию классической схемы с установкой “байпаса” для обхода радиатора с помощью ответвления с двумя шаровыми кранами или трехходовым краном. Это позволяет регулировать подачу воды к радиатору, вплоть до полного его отключения.
Для двух и более этажных строений применяют варианты однотрубной схемы с вертикальными стояками. В этом случае распределение горячей воды более равномерное, чем при горизонтальных стояках. К тому же вертикальные стояки менее протяженные и лучше вписываются в интерьер дома.
Однотрубную схему с вертикальной разводкой успешно применяют при обогреве двухэтажных помещений с использованием естественной циркуляции. Представлен вариант с возможностью отключения верхних радиаторов
Вариант с применением обратной трубы
Когда одну трубу используют для подачи горячей воды к радиаторам, а вторую – для отвода охлажденной к котлу или печи, такую схему отопления называют двухтрубной. Подобную систему при наличии радиаторов отопления используют чаще, чем однотрубную.
Она более дорогая, так как требует монтажа дополнительной трубы, но имеет ряд значимых преимуществ:
- более равномерное распределение температуры подаваемого к радиаторам теплоносителя;
- проще выполнить расчет зависимости параметров радиаторов от площади отапливаемого помещения и необходимых значениях температуры;
- эффективней регулировка подачи тепла к каждому радиатору.
В зависимости от направления движения охлажденной воды относительно горячей, двухтрубные системы подразделяют на попутные и тупиковые. В попутных схемах движение охлажденной воды происходит в том же направлении, что и горячей, поэтому длина цикла для всего контура совпадает.
В тупиковых схемах, охлажденная вода движется навстречу горячей, поэтому для разных радиаторов длины циклов оборота теплоносителя отличаются. Так как скорость в системе небольшая, то и время нагрева может существенно отличаться. Те радиаторы, у которых длина цикла круговорота воды меньше, будут нагреты быстрее.
При выборе тупиковой и попутной схем отопления исходят в первую очередь из удобства проведения обратной трубы
Существует два типа расположения подводки относительно радиаторов отопления: верхняя и нижняя. При верхней подводке труба, подающая горячую воду, располагается выше радиаторов отопления, а при нижней подводке – ниже.
При нижней подводке возможно удаление воздуха через радиаторы и отсутствует необходимость проведения труб поверху, что хорошо с позиции дизайна помещения.
Однако без коллектора разгона перепад давления будет гораздо меньше, чем при использовании верхней подводки. Поэтому нижнюю подводку при отоплении помещений по принципу естественной циркуляции практически не применяют.
Выводы и полезное видео по теме
Организация однотрубной схема на основе электрокотла для небольшого дома:
Работа двухтрубной системы для одноэтажного деревянного дома на основе твердотопливного котла длительного горения:
Использование естественной циркуляции при движении воды в отопительном контуре требует точных расчетов и технически грамотного выполнения монтажных работ. При выполнении этих условий система отопления будет качественно нагревать помещения частного дома и избавит хозяев от шума насоса и зависимости от электроэнергии.
Если возникли вопросы по теме или есть желание поделиться личным опытом по организации и эксплуатации отопительной системы гравитационного типа, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для обратной связи расположен ниже.
Используемые источники:
- http://vodotopim.ru/radiatornoe-otoplenie/cirkulyaciya-teplonositelya.php
- http://domotopim.ru/obsluzhivanie-otopleniya/proektirovanie-i-montazh/net-tsirkulyatsii-v-sisteme-otopleniya.html
- https://belkin-labs.ru/articles/60/
- https://avtonomnoeteplo.ru/armatura/696-sistema-otopleniya-s-estestvennoy-cirkulyaciey.html
- https://sovet-ingenera.com/otoplenie/razvodka-o/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html
