Система отопления с естественной циркуляцией использует обычный эффект – жидкость расширяется при нагреве воды. Здесь не используется никакой насос, а все работает за счет различия в температурах жидкости в трубах. И это очень хорошо в том, что нам не надо использовать электричество.
Для некоторых мест и районов такой вопрос очень глобальный, так как происходит постоянно отключение электричества или просто бывают сбои. Но все же в некоторых случаях такую схему применяют больше всего как запасной вариант, на аварийный случай. В остальном во всем им помогает насос. Но в любом случае тут не надо вставлять в работу насос и думать о его эффективности.
Преимущества системы отопления с естественной циркуляцией
Среди всего прочего стоит выделить основные преимущества, которые мы получаем в том случае, если приходим к использованию системы отопления с естественной циркуляцией:
- Экономичность. Это заключается не только в проведении работ по установке, монтажу, но и в процессе эксплуатации и обслуживания. Так как тут не используется в работе электрический насос, то мы не будем получать огромные счета на оплату электроэнергии.
- Кроме этого, за счет того, что отсутствует насос, мы избегаем таких моментов, как вибрации, шума, дорогостоящего ремонта, сложных процессов и поломок.
- Саморегуляция. Движение теплоносителя по системе повторяется циклами. Это достигается за счет того, что изменяется плотность его, а также и температура. Все приводит к тому, что тепло равномерно распределяется по всем помещениям, где в этом есть необходимость. Вода, которая нагрелась в котел, устремляется вверх и расходится по установленным радиаторам отопления. Как только тепло уходит, вода становится менее горячей и начинает спускаться вниз, отправляясь обратно в котел для нагрева. Пока будет работать котел, все эти циклы будут повторяться.
- Все поломки и неисправности можно устранить и самостоятельно. Для этого не потребуется огромных познаний в каких либо сферах, а достаточно просто потратить определенное количество времени. Если все делать грамотно и правильно устанавливать, то вся система может работать на протяжении нескольких десятков лет. За счет этого система и получает свою основную популярность и имеет огромный спрос на рынке.
Принцип работы
Что касается принципа работы системы отопления с естественной циркуляцией, то тут все очень просто:
— имеющийся в трубах теплоноситель транспортируется по системе и идет к приборам нагрева, а потом возвращается в имеющийся котел. Этот процесс происходит за счет того, что с течением времени изменяется температура теплоносителя, а также изменяется его давление. При нагреве воды в установленном котле, плотность становится меньшей, а при проходе по трубам, вода отдает тепло, в результате чего плотность наоборот увеличивается. Имеющаяся холодная вода в системе заменяется той, которая поступает из котла, и она отправляется вновь в котел для нагрева. Таким образом, происходит своего рода цикл, который будет продолжаться до момента отключения котла.
— от того, что нагретая вода легче, чем холодная, она поднимается вверх по стояку. При отдаче тепла радиаторам отопления, тепло уходит в помещения, где они и располагаются.
Здесь стоит помнить о том, что чем выше установлен котел в помещении, тем большим будет давление циркуляции. Это будет приводить к тому, что верхние этажи, а точнее установленные там радиаторы, будут греться куда быстрее и эффективнее, чем нижние. Если радиаторы, что касаемо двухтрубной системы отопления, будут располагаться ниже котла, то прогреваться они будут очень слабо. Таким образом, котел должен иметь достаточный уровень заглубления.
Расчет мощности
Мощность тепла котла будет определяться всеми известными и возможными способами:
- Расчет по площади. Выдаваемая тепловая мощность котла должна быть не меньше, чем соотношение 1 кВт на 10 метров квадратных помещения. Но это во многом зависит от района расположения вашего здания. Если это южный район, то достаточным будет и 0,8 кВт, а в северных несколько больше – 1,2-1,5 кВт. Но тут и свои недостатки, которые не будут учтены при проведении расчетов – высокие потолки, которые могут быть в любом помещении, что будет отличаться от стандарта в 2,5 метра; имеющиеся проемы в помещении, куда будет уходить наше тепло; расположение помещения в здании (находится внутри дома, или же примыкает к внешним стенам). Если последние факторы не брать в расчет, то тогда выдаваемой мощности будет недостаточно. То есть, лучше всего брать тепловую мощность с определенным запасом.
- По объему. В основе лежит расчет: 40 ватт на метр кубический объема помещения. Если имеются окна и проемы, то каждое из них должно добавлять как минимум 100 ватт тепловой мощности. Но к двери стоит прибавлять и все 200. Если еще помещение располагается со стороны внешних стен, то следует брать коэффициент 1,2. А для частного одноэтажного дома, где нет сверху и снизу никаких других помещений, то и все 1,5 коэффициент к мощности тепла.
Схема разводки
В сети можно найти огромное количество примеров и схем разводки системы отопления с естественной циркуляцией своими руками. Но все же стоит выбирать именно те, которые имеют большую эффективность и пользуются огромной популярностью.
- Двухтрубная. Располагать котел лучше всего как можно ниже радиаторов, чтобы получить больше тепла во все из них. Для нормального тока воды необходимо сделать уклон, равный 5-7 градусам. Что касается труб, то все разливы, от которых идут радиаторы, должны быть сделаны с использованием трубы как минимум ДУ32 мм. Материал для этого лучше всего выбирать металлопластик или полимер. А вот подводки осуществляются трубой стандарта ДУ20. Двухтрубное отопление частного дома с естественной циркуляцией, если правильно подберем все необходимые трубы, не потребует от нас проведения работ по их балансировке. Но в любом случае помехой не будут дроссели на имеющихся подводках. Но чтобы не тратить огромное количество средств в частном доме и к тому же с одним этажом, лучше всего использовать однотрубную разводку.
- Однотрубная. Здесь стоит выбирать точно такой же уклон труб, а также их диаметр, чтобы получить достойный вариант. Но тут есть и некоторые особенности данной схемы. Все радиаторы должны идти параллельно основному кольцу. Кроме использования расширительного бочка стоит также применять и на каждый радиатор воздушник. Чтобы урегулировать температуры, можно использовать термоголовки или дроссели.
Как появляется циркуляционный напор?
Вообще циркуляционный напор будет зависеть от следующих факторов:
- Плотность горячей (Рг) и холодной воды (Ро).
- Разность отметок центра котла и расположенного самого нижнего прибора отопления (H). Лучшая циркуляция воды достигается при наибольшем данном расстоянии.
Из этого всего можно вывести и определенную формулу для расчета циркуляционного напора:
Рц=H(Рг-Ро)
Появление циркуляционного напора выглядит следующим образом. Температура воды в котле и радиаторах изменяется скачкообразно, в основном по центральным их частям. В верхней части – горячая вода, а в нижней – охлажденная. Если мы мысленно срежем верхнюю часть контура отопления, то получим два сосуда, в которых вода стремится из верхней части в нижнюю. Высокий столб холодной воды опускается вниз и старается вытолкнуть оттуда горячую воду. Таким образом, и проходит один цикл. Циркуляционный напор будет тем выше, чем выше будет располагаться центр радиатора отопления по отношению к центру установленного рабочего котла. Отсюда исходит сразу то, что высота тут играет главенствующую роль.
Монтажные работы
Перед тем, как приступить к проведению монтажных работ всех элементов системы отопления с естественной циркуляцией, нам следует подобрать котел. Выбор котла обусловлен теми параметрами и требованиями, которые вы предъявляете к отоплению помещений. Существует и определенный минимум, который должен иметься в каждом помещении, в зависимости от площади и других моментов. То есть, котел следует подбирать определенной мощности.
Все горизонтальные трубы должны монтироваться под определенным уклоном, что будет необходимо для стимулирования потока теплоносителя. Углы уклона также должны быть соблюдены и при отводе в расширительный бак. Такой уклон также необходим и для избегания завоздушивания системы. Увеличение диаметра труб позволит нам создать необходимое давление внутри контура.
Огромное значение имеет и разница между расположением котла и радиаторов. Это позволит нам получать тепло к каждому отопительному прибору с наибольшими показателями.
Любые виды схем отопления с естественной циркуляцией будут отличным вариантом для самостоятельно устройства и частного домовладения. Это к тому же позволяет нам экономить некоторые ресурсы. Но вот для большого дома такие системы имеют малую эффективность. Можно конечно добавить насос, но при этом мы сразу лишимся основных преимуществ, за счет которых система отопления с естественной циркуляцией и набирает такую популярность.