Зміст:
- Принцип роботи та особливості самопливних систем
- Схема однотрубної системи опалення
- Схема двотрубної системи
- Висновок
Необхідно зазначити, що система опалення з природною циркуляцією використовується в приватних будинках досить давно – з початку минулого століття. По суті, вона з’явилася одночасно з водяним опаленням і не втрачає популярності донині. Мета цієї статті – описати, за рахунок чого функціонує така схема і розповісти, хто цікавиться домовласникам про існуючі різновиди подібних систем.
Принцип роботи та особливості самопливних систем
Як випливає з назви, в нашому випадку теплоносій рухається по трубопроводах самостійно, без будь-якого зовнішнього впливу з допомогою насоса. Подібний спосіб циркуляції застосовувався спочатку у всіх системах водяного опалення. В нинішній час, коли з’явилися циркуляційні насоси, власники приватних будинків цікавляться самотечными схемами з однією метою: бути незалежними від зовнішніх джерел електроенергії.
В основі самостійного руху теплоносія лежить явище конвекції. Одна і та ж середовище (в даному випадку – вода), має різну температуру, розрізняється і за питомою вагою. Простими словами, куб холодної води важить більше, ніж 1 м3 гарячої із-за різної щільності. Всередині замкнутого простору труб це призведе до того, що остигає середовище стане постійно виштовхувати вгору легшу гарячу воду. Типова схема такої системи наведена на рисунку:
Внаслідок різниці густин і мас води всередині самопливної системи опалення виникає невеликий надлишковий тиск, преодолевающее гравітацію і силу тертя, в результаті чого виникає природна циркуляція теплоносія. Звідси і друга назва – гравітаційна.
Оскільки величина що виникає надлишкового тиску невелика, для природної циркуляції води в системі опалення потрібно створити сприятливі умови. Цьому сприяють наступні заходи:
- застосування труб великих діаметрів, розрахованих на повільний плин води (0.1—0.3 м/с);
- дотримання ухилів горизонтальних магістралей. Величина ухилу – не менше 3 мм на 1 м трубопроводу;
- значна різниця температур теплоносія в прямому та зворотному магістралі (не менше 25 °С);
- монтаж в самій верхній точці мережі розширювального бака відкритого типу, сообщающегося з атмосферою;
- установка котла таким чином, щоб його патрубок обратки знаходився якомога нижче рівня опалювальних приладів першого поверху.
Для довідки. На практиці при влаштуванні самопливних систем своїми руками магістральні трубопроводи прокладаються з труб діаметром не менше 50 мм (2 дюйми), а підводки до радіаторів – 20 мм (3/4 дюйма).
Часто домовласники задаються питанням – а чи можна зробити систему з природною циркуляцією закритою, поставивши розширювальний бак мембранного типу? Відповідь очевидна: при розширенні рідина повинна буде подолати опір мембрани бака, а надлишковий тиск у мережі і так невелика. Швидкість руху теплоносія знизиться до мінімуму, а то й до нуля. Тому схеми, що використовують гравітаційний принцип роботи, завжди робляться відкритими.
Важлива перевага, яке дає самопливна система опалення, — незалежність від електроенергії, що дуже актуально в районах з ненадійним електропостачанням. Але за це доводиться розплачуватися більш дорогим монтажем і великими трубами, що йдуть через все приміщення. Схема не може бути реалізована в приватних будинках великої площі та поверховості з-за низької ефективності та економічної недоцільності. У таких котеджах застосовується система закритого типу з насосом і засобами безперебійного електроживлення.
Схема однотрубної системи опалення
У подібних схемах роздача гарячого теплоносія радіаторів і відбір остиглого здійснюється по одній і тій же трубі. Якщо розводка – горизонтальна, то магістраль являє собою замкнутий контур, що йде від подаючого патрубка котла до зворотного. Батареї ж приєднуються до нього обома підводками. Прикладом може служити популярна однотрубна система опалення ленінградка, що може працювати з природною циркуляцією теплоносія. Її схема для одноповерхового будинку показана нижче:
Неодмінною умовою нормальної подачі води в радіатори тут є наявність петлі розгінного колектора. До його верхній точці підключається відкритий розширювальний бак. Нагріта вода з котла піднімається по колектору, після чого за принципом сполучених посудин затікає в усі батареї. Якщо їх кількість не перевищує 5, то опалення буде працювати без проблем, це перевірено на практиці.
Справа в тому, що кожен наступний опалювальний прилад отримує суміш гарячого та остиглого теплоносія з попередньої батареї. Тому тепловіддача його знижується, якщо не наростити кількість секцій. Коли кількість радіаторів перевищує 5, то останні з них будуть занадто холодними, скільки секцій ні додавай. При необхідності потрібно монтувати двотрубну гравітаційну систему, про що піде мова далі.
Для двоповерхового приватного будинку площею до 200 м2 добре підійде однотрубна система опалення з вертикальними стояками і природною циркуляцією. Городити на кожен поверх горизонтальну ленінградку, підключену до вертикального колектора, не має сенсу, та й працювати це буде погано. Правильніше провести подає магістраль по горищі або під стелями другого поверху і опустити від неї стояки, як зображено на схемі:
Навантаження на стояки невелика – всього за 2 опалювальних приладу, так що їх температура буде майже однаковою. Щоб батареї не залежали один від одного, між подачею і обратку можна поставити перемички – байпаси.
Рада. Для балансування або відсікання в самопливних системах необхідно використовувати арматуру з найменшим опором – полнопроходные крани і спеціальні термостатичні вентилі.
Схема двотрубної системи
Тут тепло переноситься до радіаторів по одній трубі, а охолоджена вода повертається за іншої. Це дозволяє забезпечити ефективну роботу більшої кількості батарей, підключених до однієї горизонтальної гілки. В одноповерховому будинку подає колектор розміщують на горищі або під стелею, зворотний – над підлогою. Розгін тут не потрібно, труба і так піднята на достатню висоту, що і показано на зображенні:
Як видно зі схеми, оптимальне рішення для гарної природної циркуляції – це двотрубна система опалення, розділена на 2 гілки з однаковою кількістю радіаторів на кожній. В іншому випадку з-за ухилів на великій довжині монтаж трубопроводів буде утруднений. Що стосується двоповерхового будинку, то тут знову ж доречна вертикальна розводка, але з поділом на магістралі подачі і обратки. Як це правильно зробити, відображено на схемі:
При двотрубної системі всі батареї отримують теплоносій з однаковою температурою, це важливий плюс. Також стає простіше здійснювати автоматичне регулювання, так як прилади не залежать один від одного. Недолік полягає в більшій витраті матеріалів для варіантів горизонтальної розводки, наприклад, у двоповерховій будівлі:
Для довідки. Більшість домовласників для поліпшення роботи системи все ж встановлюють на зворотному колекторі циркуляційний насос. Але ставлять його на байпасі, щоб у разі відключення електрики завжди можна було перейти на самоплив, відкривши відповідний кран.
Висновок
Природна циркуляція в системах водяного опалення хоч і дає незалежність від електрики, але вимагає ретельного підходу в розрахунках і монтажі. Особливо це стосується однотрубних схем з горизонтальною розводкою, де потрібно ретельно підбирати потужність батарей. Не всіх влаштують і великі труби, що проходять через приміщення. Навіть якщо подачу запроторити на горище, а обратку – підпільний канал, то все одно на увазі залишаться підводки до радіаторів.