Трубы для отопления с естественной циркуляцией. Что из себя представляет система отопления с естественной циркуляцией

Отопительные системы делятся на два основных типа: принудительные и естественные, которые в свою очередь имеют множество подвидов. Принцип работы таких систем практически одинаков, учитывая различие по транспортировке теплоносителя в самой отопительной системе. Системы отопления с естественной циркуляцией считаются более экономными, ведь их работа остаётся полностью независимой от электрической сети, чего нельзя сказать про принудительную систему отопления, для работы которой требуется электричество.

Естественная циркуляционная система работает по следующему принципу. Нагретый в нагревательном котле теплоноситель перемещается по отопительным трубам к приборам отопления, а после остывания транспортируется обратно к нагревательному котлу. Движение теплоносителя осуществляется по той причине, что нагретый и холодный теплоноситель имеет разную плотность, что приводит к образованию нужного давления в системе, которое и перемещает теплоноситель с меньшей плотностью к отопительным приборам.

Естественная циркуляция

Примерная схема системы

Основным вопросом системы естественной циркуляции является вопрос, который определяет силу движения теплоносителя к отопительным приборам и обратно в котёл. Сила движения нагретого теплоносителя появляется по той причине, что теплоноситель нагревается в тепловом генераторе, тогда, как в приборах отопления данный теплоноситель остывает и его выдавливает нагретый теплоноситель. Другими словами, теплоноситель, который нагрелся в тепловом генераторе до определённой температуры, имеет меньшую массу, чем теплоноситель в холодном состоянии.

Итак, нагретая до нужной температуры вода поднимается по определённому направлению в главном стояке и распределяется трубной разводкой по всем отопительным приборам, то есть радиаторам. Через некоторое время теплоноситель в радиаторах остывает, отдавая своё тепло металлу, что делает его отяжелевшим. По специально подведённым трубам обратного направления остывший теплоноситель транспортируется обратно к нагревательному котлу, где своей массой вытесняет горячую воду из теплового генератора.

Такой цикл движения теплоносителя в отопительной системе будет повторяться до того момента, пока нагревательный котёл будет работать, вследствие чего теплоноситель будет циркулировать по трубной магистрали. Системы отопления с естественной циркуляцией имеют разную силу давления, что приводит к разной интенсивности циркуляции и нагрева отопительных приборов. Сила движения теплоносителя в отопительной системе зависит от разных плотностей и весов холодного и горячего теплоносителя.

Из этого можно сделать вывод, что давление в отопительной системе и сила движения воды зависит от общей разницы горячего и холодного теплоносителя. Другими словами, чем больше эта разница, тем больше сила движения теплоносителя в системе отопления, циркуляция теплоносителя в которой осуществляется естественным путём. Кроме всего прочего, давление в системе отопления и сила движения нагретого теплоносителя зависит от того, на какой высоте располагается отопительный прибор относительно генератора тепловой энергии.

Как правило, теплоноситель в простой системе отопления водяного типа нагревается до 95 градусов, тогда, как остывший теплоноситель имеет температуру не выше 70 градусов. Из таких показателей можно определить общее давление в системе отопления и силу движения теплоносителя к верхним и нижним отопительным приборам. Для того, чтобы визуально представить себе распределение между верхними и нижними радиаторами в системе отопления необходимо нарисовать некое подобие схемы.

По центру обозначаем нагревательный котёл, от которого идёт разводка к верхним и нижним радиаторам, замыкающаяся напротив самого котла. Проведя линию между верхними и нижними нагревательными приборами (радиаторами), мы получим границу перепада температуры от 95 до 70 градусов. Далее рассмотрим отопительный процесс.

Схема системы

Отопительный котёл нагревает теплоноситель, в нашем случае воду, который из-за образовавшегося давления начинает своё движение от одного отопительного прибора к другому. Когда теплоноситель пересечёт проведённую нами линию и отправится в отопительные приборы нижнего этажа, его температура будет значительно ниже, а из последнего радиатора и вовсе выйдет теплоноситель с температурой всего в 70 градусов. При осуществлении движения теплоносителя от радиатора к радиатору не стоит забывать о том, что часть температуры отдаётся и самим трубам, вследствие чего температура теплоносителя постоянно снижается.

Из этого можно сделать смелый вывод, что нагревательные приборы, которые находятся выше линии разделения системы будут нагреваться больше, чем те, которые располагаются на нижнем этаже.

Всё это приводит к тому, что использование данной отопительной системы для двухэтажных домов неактуально, ведь первый этаж будет постоянно холоднее, чем второй. Кроме того, при использовании двухтрубной отопительной схемы, когда радиаторы будут располагаться ниже самого котла или на одном с ним уровне, добиться правильной циркуляции теплоносителя без использования вспомогательных механизмов практически невозможно.

По этим очевидным причинам расположение нагревательного котла должно быть таким, чтобы приборы отопления находились на уровень выше самого котла. Для этого нагревательные котлы располагают в небольшом углублении, а систему отопления немного поднимают под определённым углом, чтобы добиться должного давления и правильной естественной циркуляции теплоносителя. Таких явных недостатков лишены стандартные однотрубные схемы отопления.

Однотрубная отопительная система

Такая отопительная система имеет схожее устройство с двухтрубной отопительной схемой, только остывший теплоноситель перемещается по тем же трубам, по которым поступает в отопительные приборы. Работа такой системы состоит в том, что холодный теплоноситель выдавливается из радиаторов нагретой водой, что позволяет радиаторам получать одинаковую температуру по всей цепи. Охлаждение теплоносителя в однотрубных отопительных системах считается необходимым фактором, который создаёт давление в отопительной цепи, обеспечивая системе требуемую силу движения нагретого теплоносителя без вмешательства специального оборудования.

По той причине, что магистральные трубы такой отопительной системы осуществляют дополнительное отопление полезной площади жилого дома, их монтируют на стены, не замуровывая в поверхность стены или перегородки. Такой манёвр играет две роли: дополнительное отопление жилого пространства и ускоренное охлаждение теплоносителя в системе. Но не стоит забывать о том, что теплоноситель не должен охлаждаться в стояке подъёмного типа, ведь это может привести к сбою давления в отопительной системе и худшему прогреву всех отопительных приборов.

По этой причине стояк подъёмного типа подлежит качественной и надёжной тепловой изоляции. Тот уровень тепловой энергии, которая переходит от приборов отопления в обогреваемое помещение, зависит от того, сколько теплоносителя транспортируется по отопительным трубам, и какую температуру этот теплоноситель имеет. Количество теплоносителя в отопительной системе зависит не только от её общего объёма, но и от качества циркуляции теплоносителя в используемой системе отопления.

По этим показателям выбирается диаметр труб, которые будут транспортировать нагретый теплоноситель в приборы отопления. Чем качественнее выполняется циркуляция теплоносителя в отопительной системе, тем больше нагретого теплоносителя может поставляться в радиаторы по трубам, которые имеют меньший диаметр. Соответственно, если циркуляция теплоносителя в отопительной системе довольно слабая, то трубы должны быть на порядок больше, чтобы доставить в отопительный радиатор необходимое количество прогретого теплоносителя.

Не стоит забывать о том, что естественная система отопления должна иметь должное давление и движение теплоносителя в трубах, что позволит теплоносителю с нужной скоростью и силой движения преодолевать все возможные препятствия в отопительной схеме.

Движение воды в трубных магистралях встречает большое количество различных сопротивлений, к которым относится сила трения нагретого теплоносителя и внутренних стенок магистральных труб, а также наличие различных кранов и отводов, которые оказывают немалое сопротивление движению плотного или нагретого теплоносителя. Чем больше диаметр магистральной трубы, тем меньше скорость движения в ней теплоносителя, который встречает вдвое больше сопротивление от трения.

Соответственно, если диаметр магистральной трубы маленький, а её длина больше, то скорость перемещения теплоносителя в системе ускоряется в 4 раза, что ещё больше влияет на трение и оказанное воде сопротивление. На движение теплоносителя в отопительной системе естественного типа влияет и тип разводки отопительных труб и приборов.

Разводка верхнего типа

Радиаторы отопления

При использовании отопительной схемы с верхней разводкой нагретый теплоноситель транспортируется через стояк верхнего типа в главную трубную магистраль. Такая магистраль должна располагаться выше уровня расположения отопительных приборов, чаще всего это чердак. После того, как теплоноситель поднимется в верхнюю магистраль, он при помощи образовавшегося давления равномерно распределится по всем приборам отопления, что приведёт к равномерному прогреванию радиаторов в системе отопления.

Разводка нижнего типа

Отопительная система естественного типа с разводкой нижнего типа имеет следующее устройство. Главная магистраль такой системы отопления должна располагаться ниже уровня отопительных приборов, то есть под полом или в подвальном помещении, откуда будет организована специальная разводка на все приборы отопления. Основных отличий между отопительными системами с нижней и верхней разводкой нет, ведь в обеих системах прогретый теплоноситель поднимается по стояку благодаря своей меньшей массе и плотности.

Организация отопительной системы естественного типа становится актуальным только для небольших жилых домов, ведь выполнение такой системы в двухэтажном большом доме будет довольно дорогим. Скорость движения теплоносителя в трубах такой системы не должна быть большой, ведь циркуляция естественного типа не отличается высоким давлением. Это приводит к тому, что трубы должны быть максимально допустимого диаметра, что при устройстве относительно большой отопительной системы будет стоить довольно дорого.

Конструктивные особенности

Отопительные системы, независимо от того, естественные они или принудительные, делятся на следующие типы:

1. Система с верхней или нижней разводкой, которая отличается по способу и месту монтажа основной магистрали;
2. Однотрубные или двухтрубные отопительные системы, которые имеют отличия в способе монтажа радиаторов к распределяющим теплоноситель стоякам;
3. Отопительные системы с горизонтальными или вертикальными стояками, отличающимися способом монтажа и расположением главных стояков;
4. Отопительные системы тупикового или попутного типа, которые могут отличаться разностью способов прокладки и монтажа главной трубной магистрали.

Отличия однотрубной и двухтрубной отопительной системы

Подводка к котлу

Устройство однотрубной отопительной системы не предусматривает наличие стояков обратного типа, что позволяет охлаждённому теплоносителю возвращаться в нагревательный котёл по подающему главному стояку. По той причине, что в нижние отопительные радиаторы поступает не только нагретый теплоноситель, но и тот теплоноситель, который успел остыть в верхних отопительных радиаторах, общую поверхность нагрева радиаторов первого этажа необходимо увеличивать. Делается это при помощи добавления секций отопительным радиаторам первого этажа, что приводит к выравниванию температурного режима между верхними и нижними отопительными приборами.

Регулировка температурного режима в подобной отопительной системе осуществляется при контроле поступления нагретого теплоносителя в нагревательные приборы, что становится возможным благодаря наличию кранов на каждом отдельном радиаторе. Такое можно сделать только в той системе отопления однотрубного типа, в которой имеются отдельные стояки к каждому отопительному радиатору.

В том случае, когда таких стояков нет, а теплоноситель транспортируется от одного радиатора к другому, снизить количество теплоносителя в отдельном радиаторе невозможно, ведь в таком случае снизится общее количество теплоносителя и во всех остальных радиаторах в отопительной схеме. Из этого следует, что регулировать температуру воздуха в жилом помещении при использовании такой отопительной системы практически невозможно, что приводит к ощутимым неудобствам.

Для выполнения однотрубной отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя в жилом доме должен находиться чердак или подвал. В противном случае невозможно будет выполнить верхнюю или нижнюю разводку отопительной системы, что приведёт к сбою давления в системе и плохой циркуляции теплоносителя. К положительным моментам системы отопления однотрубного типа можно отнести тот факт, что такая система довольно проста в монтаже и эксплуатации.

Кроме того, внешний вид однотрубной схемы отопления значительно лучше, что позволяет организовывать такую систему в открытом виде. Не стоит забывать и о том, что однотрубная отопительная система нуждается в меньшем количестве трубного материала, что приводит к значительному снижению стоимости организации отопительной системы. Минусом такой схемы отопления считается ограниченная возможность температуры нагрева тепловых радиаторов.

Чтобы регулировать температуру воздуха в жилом доме при использовании такой отопительной системы приходится оборудовать её специальными регулировочными котлами, которые имеют прямую зависимость от электрической сети. И если подключать котёл к электрической сети, то нет никакого смысла применять отопительную систему с естественной циркуляцией теплоносителя.

Отопление в доме представляет собой сложное устройство. До недавнего времени практически повсеместно использовалась система, в которой теплоноситель естественно циркулировал по ней. Но в этой системе имеется много недочетов, а значительные повышения тарифов на газ и электроэнергию сделали ее дорогостоящей. Так, всё больше людей начало устанавливать у себя дома , о которой мы поговорим далее.

Отличия работы систем c естественной и принудительной циркуляцией

Принцип работы отопления при естественной циркуляции

Принцип системы с принудительной циркуляцией

Он позволяет расширить возможности естественного отопления, создать несколько вариантов его завязки и упростить устройство. При использовании насоса нет нужды в трубах с большим диаметром, которые необходимы при естественной циркуляции. От этого внешний вид развязки отопления только выигрывает.

В принудительной системе предусмотрена автоматическая регулировка температуры, благодаря этой функции можно создать в доме более комфортные условия существования. Единственный ее минус – зависимость от электроэнергии.

Так, работа закрытой системы схожа с отоплением, основанным на естественной циркуляции, но она получается более продуктивной, так как встроенный в нее насос обеспечивает высокую скорость теплоносителя и тем самым гарантирует ускоренное прогревание всего жилья.

Подключение радиаторов системы

На каждую батарею устанавливаются регулировочные краны, которые необходимы для равномерного нагревания всех радиаторов. Естественно, что близлежащие к котлу отопительные приборы нагреваются быстрее и сильнее, а самые последние могут быть немного теплыми. Чтобы этого избежать, вовремя перекрывают вентили на передних радиаторах, и теплоноситель прямиком поступает в последующие отопительные приборы.

В такой системе перекрыть один из радиаторов невозможно. Однотрубное соединение установлено в многоквартирных постройках, выполненных еще в прошлом столетии. Эта схема часто выбиралась из-за легкого монтажа и экономии на трубах, ведь их нужно в два раза меньше, чем при двухтрубной схеме.

Некоторые умельцы, чтобы устранить ее недостатки, выполняют самостоятельные врезки в основную трубу, и тем самым отапливают дополнительные площади (балконы, лоджии) или утепляют прохладные комнаты. Подробнее об однотрубном исполнении - .

В случае ее использования к каждому радиатору монтируется одновременно две магистрали: входящая и «обратка». Параллельный способ подводки теплоносителя обеспечивает прогревание одного радиатора. Каждая батарея в такой системе при необходимости легко отключается от трубы, это удобно для проведения ремонта, а также для регулировки обогрева комнаты. Для этих целей на входе радиатора устанавливается терморегулятор или обычный кран.

Двухтрубная система разводки бывает вертикальной и горизонтальной. Каждая из них подразделяется на несколько разновидностей.

Горизонтальные схемы

1. Т упиковая . Является самой простой. В ней температура радиаторов зависит от их удаленности от котла. Чем дальше от него находится батарея, тем хуже она обогревает. Контур становится длиннее, и нет возможности контролировать температурный режим.
2. Звездообразная . При ее использовании к котлу подводится две трубы - с холодной и с горячей водой. При этом температура в батареях получается одинаковой, но длина трубопровода увеличивается.
3. Коллекторная . Самая эффективная. В ее случае к каждой батарее идет своя труба, по которой поступает теплоноситель, за счет этого обеспечивается равномерное распределение тепла. У нее есть существенные недостатки - большие трудозатраты и необходимость закупки многочисленных материалов.

Вертикальные схемы

• Нижняя . В каждой комнате по две трубы. В целом имеется общий стояк, подающий теплоноситель на все этажи, а затем он наверху подсоединяется к радиатору, а от него охлажденная вода спускается вновь на первый этаж.
• Верхняя . Предполагает расположение стояка вертикально от котла до чердака или технического этажа. На нем производится разводка труб под каждый радиатор, расположенный на верхнем этаже. Затем уже от каждого из них спускаются трубы к батареям, расположенным на нижних этажах. В итоге в комнату подводится только одна труба.

Вертикальная схема подключения отопления защищена от таких проблем с воздухом, но она стоит дороже. Ее используют в многоэтажных домах, при этом стояк от нее проходит через перекрытия по всем этажам.

Циркуляционный насос может эффективно работать в любой из приведенных схем отопления. Созданная им принудительная циркуляция теплоносителя сможет обеспечить равномерное прогревание всего жилья, вне зависимости от расположения радиаторов относительно котла.

Преимущества насосной системы и ее недостатки

• Простотой монтажа . Это преимущество существенно в сравнении с естественной системой. Дело в том, что при установке циркуляционного насоса отпадает необходимость в сложной установке верхнего трубопровода, не нужно приваривать трубы, выдерживая угол в 300 и устанавливать главные стояки больших диаметров.
• Равномерным и быстрым нагревом жилья . В отличие от естественной циркуляции, при которой обогрев радиаторов зависит от расстояния до котла, в случае применения насосной версии теплоноситель попадает во все батареи одновременно, а если возникает какой-то диссонанс, то его можно отрегулировать.
• Обогревом большой территории . Это возможно выполнить, если выбрать разводку труб коллекторного типа. При нем обеспечивается равномерное прогревание радиаторов, на каком бы они ни были расстоянии от котла. Поэтому можно продлевать систему трубопроводов до нужной длины, не боясь из-за большой ее протяженности потерять тепло при транспортировке.
• Возможностью применения антифриза . Он обеспечит системе защиту от промерзания.
• Регулировкой нагрева . Она осуществляется по отдельным участкам сети. С помощью предусмотренных регулировочных кранов можно перекрывать целые участки магистрали. За счет чего можно изменять компоновку сети и переделывать схему ее подключения.
• Продлением срока службы оборудования . Котельные приборы в закрытой системе практически не страдают от разницы температур, она менее заметна на входе и выходе из котла.
• Возможностью введения в систему дополнительных элементов. Наличие циркулирующего насоса дает возможность встраивать «теплые полы».
• Отсутствием необходимости в регулировке воды в системе. Включив в обогревательный контур насос и расширительный бачок с мембраной, и сделав его закрытым, получили возможность уменьшить испарение жидкости из системы.

• Работа от электроэнергии . Зависимость системы от наличия постороннего ресурса оборачивается выходом из строя всего отопительного оборудования в отсутствии энергии.
• Стоимость насоса и его комплектующих . Сам прибор стоит недорого, но для его работы нужно приобрести специальные переходники, краны и другие детали.

Работа и схема принудительной системы отопления (видео)

Система циркуляции теплоносителя - это сеть труб, по которым горячая вода подводится к отопительным приборам и отводится от них. Этот циркуляционный контур содержит также вспомогательные элементы: вентили, расширительный бак и т. д. Перечень элементов циркуляционного контура таков:

• котел;
• главный стояк (подающий стояк);
• разводящая магистраль;
• горячие стояки;
• обратные стояки;
• обратная магистраль;
• расширительный бак;
• сигнальная линия;
• запорные вентили.

Традиционно существуют различные схемы разводки воды по радиаторам:

• верхняя разводка и нижняя разводка;
• однотрубные системы (с подающим стояком) и двухтрубные (с подающим и обратным стояками);
• системы с горизонтальной разводкой;
• системы с попутным движением воды и тупиковые.

Рассмотрим назначение этих элементов на примере двухтрубной системы. Она существует в двух вариантах. Самый простой из них - вариант с верхней разводкой воды (рис. 83).

Верхняя разводка

Рис. 83. Циркуляционный контур с верхней разводкой: 1 - котел; 2 - главный ствол; 3 - разводка; 4 - горячие стояки; 5 - обратные стояки; 6 - обратка; 7 - расширительный бак; 8 - сигнальная линия.

Нагретая в котле вода поднимается по главному стояку и поступает в расширительный бак. Расширительный бак находится в самой верхней точке системы и служит для того, чтобы давление в системе не зависело от объема и плотности воды. Для этого в расширительном баке предусмотрен достаточный объем над зеркалом воды, причем этот объем сообщается с атмосферой (через отверстия в крышке). Конструкция расширительного бака будет описана ниже.

Разводящая магистраль - это труба, по которой горячая вода поступает к горячим стоякам. Она должна иметь небольшой уклон по ходу движения воды. Горячие (подающие) стояки проходят через все этажи дома в непосредственной близости к радиаторам (как правило, в простенках между окнами).

Обратные стояки - это особенность двухтрубной системы. По ним через все этажи вода из радиаторов (охлажденная) поступает в обратную магистраль.

Обратная магистраль также имеет уклон по ходу движения воды и служит для сбора отработанной воды и подачи ее в отопительный котел.

Сигнальная линия - это вертикальная трубка, подключенная к патрубку, врезанному в расширительный бак чуть ниже уровня зеркала воды. Вода стекает по этой трубке в воронку, подключенную к сливу, причем трубка снабжена краном. Если при открывании крана вода не течет, то это сигнализирует о недостаточном количестве воды в системе.

Запорные вентили на входе горячей воды в радиатор позволяют регулировать расход горячей воды и тем самым температуру радиатора, а также отсекать его от системы для замены или ремонта.

Как при верхней, так и при нижней разводке горячая вода поднимается вверх и поступает в разводящие магистрали, а оттуда через подающие стояки в отопительные приборы. Отдав тепло в радиаторах, вода становится тяжелее и спускается самотеком через обратные стояки в обратную магистраль. Поступая в котел, она, будучи более плотной, вытесняет горячую воду вверх. Таким образом, разность плотности (и веса) столбов горячей и холодной воды и является источником напора.

Проследим, как образуется этот напор (рис. 83). Выше верхней штриховой линии вода горячая (95°С). Ниже нижней штриховой линии отработанная вода имеет температуру 70°С.

На участке АВ (главный ствол) циркулирует горячая вода (95 °С), она еще не отдала тепла. На участке ЕЗ - отработанная вода (70 °С). Эти два вертикальных столба АВ и ЕЗ имеют разный вес (он зависит от разности температур и высоты столбов), они то и создают напор в кольце АБВГДЛЕЖЗИК, то есть в радиаторах верхнего этажа.

Для нижнего этажа (кольцо АБВГДЛМЖЗИК) напор создает разный вес столбов АБ и ЖЗ (столб ЕЖ в этом контуре не участвует). Разница температур воды и ее плотностей та же, а вот высота столбов меньше, чем для верхнего этажа.

Рис. 84. Схема водяного отопления с естественной циркуляцией воды с нижней разводкой: 1 - котел; 2 - воздушная линия; 3 - разводка; 4 - горячие стояки; 5 - обратные стояки; 6 - обратка: 7 - расширительный бак; 8 - сигнальная линия.

Нижняя разводка

При нижней разводке подающая магистраль, которая питает горячие (восходящие) стояки, располагается ниже жилого помещения (в подпольном канале или в подвале). Обратные стояки присоединяются к общей обратной магистрали, проложенной еще ниже. Кроме того, как видно из рисунка 84, схему дополняет верхняя воздушная линия, которая нужна, чтобы скапливающиеся в радиаторах воздушные пузыри могли удалиться в атмосферу через расширительный бак (или специальный бак - воздухосборник).

Если рассмотреть схему с нижней разводкой, мы получим ту же картину: при двухтрубной системе радиаторы нижнего этажа работают хуже, так как для них напор воды мал. Приходится заглублять котел хотя бы на 3 м ниже этих радиаторов.

Однотрубные системы

Рассмотренная выше двухтрубная система отчасти напоминает параллельное подключение приборов (например, лампочек) в электрической цепи - фазный провод подобен горячей линии. Если следовать этой аналогии, однотрубная система напоминает последовательную электрическую цепь: отработанная вода верхнего этажа поступает в качестве горячей в батарею этажа, расположенного ниже, и т. д. Таким образом, если в двухтрубной системе на всех этажах вода на входе в радиатор имела одну и ту же температуру (95°С), но разный напор и скорость, то здесь при последовательном прохождении вода через все этажи течет с одной скоростью, а вот температура ее на верхнем этаже самая высокая, а чем ниже этаж, тем она ниже. Поэтому на нижних этажах приходится увеличивать площадь радиаторов. Можно частично исправить ситуацию, если у каждого радиатора поставить перемычку, чтобы часть горячей воды шла к нижнему этажу мимо радиатора, не остывая (рис. 85). Правда, эта маленькая хитрость не останется безнаказанной: напор и скорость циркуляции тут же несколько упадут. Почему так? Представим себе, что запорные вентили всех радиаторов перекрыты и вода от верхней магистрали движется вниз по перемычкам, минуя радиаторы, то есть не остывая. И в подающем, и в опускном стояках столбы воды имеют одинаковую температуру и плотность. Напора нет. И наоборот, если убрать перемычки и пропускать воду последовательно через радиаторы, вода будет остывать и тяжелеть от радиатора к радиатору. У радиаторов нижнего этажа самая неблагодарная роль - тепла им достается меньше, а работы по созданию напора - столько же.

Рис. 85. Однотрубный циркуляционный контур: 1 - котел; 2 - главный стояк; 3 - расширительная труба; 4 - расширительный бак; 5 - верхняя разводка; 6 - воздухосборник; 7 - обратные стояки; 8 - обратная линия;
9 - насос.

Рис. 86. Однотрубный циркуляционный контур с перемычками у радиаторов: 1 - котел; 2 - главный стояк; 3 - расширительная труба; 4 - расширительный бак; 5 - верхняя разводка; 6 - воздухосборник; 7 - обратные стояки; 8 - обратная линия; 9 - насос.

Отметим, что в однотрубных системах подъемный трубопровод следует защищать от теплопотерь, иначе снизится разность температур и напор. А вот опускные трубы утеплять не надо - остывая в них, вода становится тяжелее, что способствует увеличению напора.

Следует упомянуть однотрубные системы с горизонтальной проточной системой.

Все отопительные приборы каждого этажа объединены в общую линию. Система эта проста в монтаже, требует меньшего количества труб, не нужны стояки у каждой батареи. Но, к сожалению, она неудобна в эксплуатации, так как склонна к образованию воздушных пробок (см. рис. 87).

Рис. 87. Однотрубный контур с горизонтальной проточной системой: 1 - котел; 2 - главный стояк; 3 - расширительный бак; 4 - расширительная труба; 5 - насос.

Длина циркуляционных колец

Если рассмотреть схему с несколькими стояками, то нетрудно видеть, что чем дальше стояк от котла, тем длиннее проходящее через него циркуляционное кольцо. Поскольку гидравлическое сопротивление колец окажется также разным, ближние стояки получат преимущество в скорости протекания воды и количества тепла.

Избежать указанного недостатка можно с помощью так называемой схемы с попутным движением (рис. 88), где длина всех колец одинакова.

Рис. 88. Система водяного отопления с попутным движением воды: 1 - котел; 2 - главный стояк; 3 - расширительный бак; 4 - воздухосборник; 5 - подающие стояки; 6 - обратные стояки; 7 - обратная линия; 8 - расширительная труба; 9 - насос.

Принудительная циркуляция

Мы видим, что естественная циркуляция воды в системе плохо справляется в том случае, когда стояки с горячей и остывшей водой имеют малую высоту - напор тоже становится мал. Это существенно, например, для радиаторов первого этажа, если в доме нет подвала и котел находится на том же уровне, что и радиаторы.

В этой ситуации имеет смысл использовать циркуляционный насос, который и создает необходимый напор. Такой насос предпочтительно ставить в обратной магистрали, там, где вода охлаждена, - это увеличивает его срок службы.

Расширительный бак, как и насос, подключают к обратной магистрали, а к самой высокой точке разводки подключают воздухосборник.

Рис. 89. Система принудительной циркуляции с верхней (а) разводкой: 1 - котел; 2 - подающая линия; 3 - расширительный бак; 4 - сигнальная линия; 5 - подающая линия (верхняя магистраль); 6 - воздушная линия; 7 - воздухосборник; 8 - подающие стояки; 9 - обратные стояки; 10 - обратная магистраль; 11 - насос; 12 - расширительная труба.

Рис. 89. Продолжение. Система принудительной циркуляции с нижней (б) разводкой: 1 - котел; 2 - подающая линия; 3 - расширительный бак; 4 - сигнальная линия; 5 - подающая линия (верхняя магистраль); 6 - воздушная линия; 7 - воздухосборник; 8 - подающие стояки; 9 - обратные стояки; 10 - обратная магистраль; 11 - насос; 12 - расширительная труба.

В качестве циркуляционного насоса по своим параметрам хорошо подойдет малошумящий горизонтальный центробежный насос - у него достаточная производительность и не слишком большой напор. Отечественная промышленность предлагает насосы ЦНИПС и УВС.

Итак, выгоды применения насосной циркуляции таковы:

• равный напор на всех этажах;
• достаточный напор на первом этаже при отсутствии подвала;
• возможность подавать горячую воду достаточно далеко от котла;
• возможность уменьшения диаметра трубопроводов (и тем самым их стоимости).

Недостаток у насосной схемы один - зависимость от бесперебойного электроснабжения дома.

Какую систему выбрать?

Как мы убедились, существует немало схем разводки горячей воды по отопительным приборам дома. Каким из них следует отдать предпочтение в случае индивидуального малоэтажного загородного дома? Однозначного ответа нет - выбор зависит от ряда конструктивных особенностей жилища.

Расширительный бак

Напомним, что расширительный бак необходим в циркуляционной системе для исключения роста давления (из-за ее расширения при нагреве). При этом он выполняет следующие функции:

• принимает излишек объема воды при ее расширении;
• восполняет убыль объема воды из-за остывания, утечек или испарения;
• служит воздухосборником в системах с естественной циркуляцией для удаления воздушных пузырей (воздух, растворенный в холодной воде - около 0,04 г/литр, - выделяется при ее нагреве).

Рис. 90. Устройство расширительного бака системы водяного отопления (размеры в мм): 1 - расширительный (входной) патрубок; 2 - корпус бака (нерж. сталь толщиной 1 мм); 3 - крышка бака; 4 - переливной патрубок (соединен шлангом с воронкой сливной магистрали, соединение негерметично, что обеспечивает связь с атмосферой); 5 - сигнальный патрубок (соединен с сигнальной трубой); 6 - циркуляционный патрубок (из него вода поступает в циркуляционный контур); 7 - сливной штуцер с пробкой.

Расширительный бак можно приобрести, но лучше изготовить в соответствии с необходимым объемом и запланированным местом размещения. Форма бака может быть любой, хотя проще всего в изготовлении цилиндрический бак. В качестве материала лучше всего подойдет нержавеющая сталь.

Сначала нужно определить объем расширительного бака. Для этого необходимо рассчитать объем воды в системе:

Vc = V+N * Vрад + L * Vтр.

Эта формула означает, что полный объем воды в системе складывается из емкости котла Vкотла, емкости всех радиаторов (N - число радиаторов, Vрад - объем одного радиатора) и емкости всех труб (L - общая длина труб. Vтр - емкость одного метра трубы).

Колебания объема воды в системе составляют:

dVс = 0,0375 Vс

Полезный объем бака можно принять равным 0,04Vс, то есть четыре процента от общего объема воды в системе.

Выбирая размеры бака, следует помнить, что его полезный объем - это произведение площади основания на полезную высоту h, которая меньше полной высоты Н.

Конструкция расширительного бака показана на рис. 90.

Расширительный бак обычно устанавливают на чердаке, рядом с водонапорным баком системы водоснабжения, в теплоизолирующий короб (см. рис. 56).

Мембранный расширительный бак

Промышленность выпускает расширительный бак иной конструкции. Мембранный расширительный бак состоит из двух частей - водяного объема и воздушного объема, - разделенных частичной мембраной. При изменении объема воды в системе за счет изгиба мембраны изменяется соотношение воздушного и водяного объемов бака. Преимущество этой конструкции в том, что такой бак можно устанавливать не на чердаке, а внизу, рядом с котлом.

© 2000 - 2010 Oleg V. сайт™