Самотечное отопление частного дома своими руками схемы видео: Вот 12 ошибок самотечной системы отопления частного дома

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Содержание

• Схема отопления с естественной циркуляции
• Естественная циркуляция в контурах отопления
• Скорость движения воды
• Монтажные схемы контуров
• Схема циркуляции. Видео

Систему отопления с естественной циркуляцией водяного теплоносителя запантетовал в 1832 г. российский ученый-металлург П.Г. Соболевский. В наш век стремительно изменяющихся технологий эту схему (называемую также гравитационной или самотечной) теплоснабжения частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность. Самотечная система отопления по-прежнему широко используется в строительстве своими руками собственного дома и считается оптимальным технико-экономическим решением. Небольшое давление в сети ограничивает область ее применения, но для одноэтажного жилого здания данная схема весьма эффективна и часто рассматривается в качестве альтернативы отоплению с использованием насосных агрегатов.

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией

Схема отопления с естественной циркуляции

Схема движения водяного теплоносителя в системе отопления с естественной циркуляцией

В схеме приняты следующие обозначения:

• поз. 1 – котел отопления;
• поз. 2 – бак расширительный;
• поз. 3 – радиаторы отопления;
• Т1 – нагретый теплоноситель, красными стрелками показано направление его движения;
• Т2 – остывший теплоноситель, синие стрелки указывают на его движение в контуре.

В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается применение специальных незамерзающих составов-антифризов, но в системах с естественной циркуляцией теплоносителя использовать антифризы не рекомендуется.

Главные недостатки антифризов для использования в контуре отопления естественной циркуляции:

• В схеме отопления с естественной циркуляцией в конструкциях расширительных баков предусмотрен контакт с окружающим атмосферным воздухом. Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую экологию;
• Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и его периодическом пополнении;
• У антифризов низкая теплоотдача, способствующая малому съему тепла радиаторами от теплоносителя при его циркуляции. Это приводит к перегреву антифриза в контуре и самого котла;
• Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающих проходное сечение в трубках.

Наиболее оптимальным носителем тепла в контуре гравитационного типа для отопления одноэтажного или двухэтажного жилого здания является водяной теплоноситель благодаря своей дешевизне и доступности.

Естественная циркуляция в контурах отопления

Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого здания являются:

• Котел, нагревающий водяной теплоноситель;
• Расширительный бак, представляющий собой емкость для сброса излишков воды, появляющихся при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
• Трубопроводы подачи из котла горячей воды в отопительные радиаторы и возврата остывшей жидкости из радиаторов обратно в котел (за что возвратная часть теплосети в обиходе получила название обратки). Вместе они составляют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
• Отопительные радиаторы.

Схема теплосети отопления с естественной циркуляцией для обогрева частного дома

При разогреве теплоносителя его объем увеличивается, излишки нагретой воды поднимаются вертикально вверх к расширительному баку, в системе создается гидростатическое давление, зависящее от разности весов водяных столбов горячей (линия подачи) и холодной (линия обратки) воды.

Под этим давлением горячая вода поступает с верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления. Остывшая в радиаторах вода поступает по обратке (синяя линия) на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна лишь в том случае, если при монтаже обеспечены уклоны горизонтальных участков трубопроводной теплотрассы в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет перемещаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Другим фактором, влияющим на перемещение жидкости, является циркуляционный напор, обозначенный на рисунке буквой Н. Чем выше перепад уровней размещения радиаторов и котла, тем быстрее движение воды в контуре.

В гравитационных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому нередко данную систему называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, там и устанавливают бак, открытый для контакта с атмосферой. Систему, использующую герметичные баки, называют закрытой. В ее составе используется насос, по принципу действия она уже принудительного характера.

Скорость движения воды

Схема газового отопления частного дома

При цикличных изменениях температуры горячая вода находится в верхней части теплосети, холодная влага движется в нижних трубах. Основной побудительной силой для естественного (без принуждения от насоса) движения жидкости в контуре является циркуляционный напор, зависящий от соотношения высот расположения котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена графическая схема возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянную величину для данной схемы и не изменяется во время работы системы отопления.

Схема возникновения циркуляционного напора

Для создания оптимального напора отопительный котел устанавливается с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь, расширительный бак необходимо установить повыше. Довольно часто его ставят на чердаке дома.

Скорость циркулирования воды в контуре при монтаже своими руками гравитационной отопительной системы частного дома определяется следующими факторами:

1. Величиной циркуляционного напора. Чем он больше, тем выше скорость протекания воды в теплотрассе;
2. Диаметрами труб отопительной разводки. Малые размеры внутреннего сечения трубы будут оказывать большее сопротивление водяному потоку, чем трубы с диаметром побольше. Для однотрубной или двухтрубной самотечных систем под разводку намеренно завышают размеры труб до Д_у 32-40 мм;
3. Материалами изготовления труб контура. У современных полипропиленовых труб сопротивление потоку в несколько раз ниже, чем у поврежденных коррозией и покрытых отложениями стальных трубопроводов;
4. Наличием поворотов в сети теплотрассы. Идеальный вариант – прямой трубопровод;
5. Обилием арматуры, переходников, подпорных шайб. Каждый вентиль снижает величину напора.

Процессы естественной циркуляции весьма инертны и протекают медленно. Время между растопкой котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Монтажные схемы контуров

Схема отопления частного дома с газовым котлом

По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.

Однотрубная схема самотечной системы отопления

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

Схема циркуляции. Видео

О том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.

Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:

• излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
• сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
• отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
• постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.

Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и советы

Недоступность централизованного отопления заставляет задуматься о монтаже автономной системы. С ее помощью можно создать комфортные условия внутри здания в любое время года. Большинство выбирает водяное отопление частного дома. Своими руками схемы самых сложных контуров могут быть смонтированы практически каждым. Предлагаем познакомиться с отличительными особенностями водяного отопления и нюансами выполнения монтажных работ.

Водяное отопление: создаем комфортные условия в частном доме

Читайте в статье

• 1 Преимущества и недостатки водяных систем отопления
• 2 Теплоноситель и его свойства
• 3 Нормы и требования к автономному отоплению
• 4 Особенности водяной отопительной системы
• 5 Основные элементы водяной системы отопления
  • 5.1 Котел
    • 5.1.1 Калькулятор расчета необходимой мощности котла
  • 5.2 Трубы
  • 5.3 Радиаторы
  • 5.4 Водяные насосы для отопления частного дома
    • 5.4.1 Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса
    • 5.4.2 Калькулятор расчета необходимого напора циркуляционного насоса
  • 5. 5 Расширительный бак и система подпитки
    • 5.5.1 Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака
  • 5.6 Тепловой контур
• 6 Выбор отопительных устройств
• 7 Виды водяных систем отопления
  • 7.1 Водяная система «Теплый пол»
  • 7.2 Плинтусные системы отопления
  • 7.3 Радиаторные
  • 7.4 Системы отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией теплоносителя
  • 7.5 Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя
• 8 Схемы отопления в частном доме своими руками
  • 8.1 Схема однотрубной системы отопления частного дома своими руками
  • 8.2 Схема двухтрубной отопительной системы
  • 8.3 Схема водяного отопления двухэтажного дома
  • 8.4 Коллекторная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией
• 9 Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и нюансы монтажа

Преимущества и недостатки водяных систем отопления

Для водяного отопления характерен ряд преимуществ:

1. Возможность монтажа на любом этапе строительства частного дома. При необходимости разработать и смонтировать водяное отопление своими руками можно уже после вводы строения в эксплуатацию.
2. Доступный теплоноситель. Отличаясь высокой теплопроводностью, вода имеет невысокую стоимость.
3. Универсальность. Водяное отопление допускает использования котельного оборудования, работающего на различных видах топлива.
4. Возможность выбора подходящего конструктивного исполнения. Разводка труб подбирается индивидуально в зависимости от квадратуры частного дома, возможностей и предпочтений владельцев.
5. Возможность регулирования температуры в каждой комнате за счет установки специальных запорных клапанов.

Схема разводки труб прорабатывается индивидуально

К недостаткам водяного отопления следует отнести:

1. Низкий КПД.
2. Неравномерный прогрев теплоносителя в трубопроводе.
3. Необходимость установки расширительного бачка.

Для расширительного бачка требуется место

Теплоноситель и его свойства

В качестве теплоносителя широко используется вода. Этому способствуют ее основные свойства. Она не способна оказать негативного воздействия на человека даже при повреждении отопительного контура. Обладает высоким уровнем теплоотдачи. Вязкость воды делает ее подходящим вариантом для любого современного водяного отопления.

Вода не способна оказать вредного влияния на человека

К недостаткам воды следует отнести:

• замерзание при нулевой температуре;
• увеличение объема при изменении агрегатного состояния, что может стать причиной разрыва трубопровода;
• содержание солей, которые приводят к появлению осадку на внутренней поверхности.

Внимание! Чтобы предотвратить появление осадка на внутренней поверхности, в отопительный контур следует заливать только дистиллированную воду.

Вместо воды часто используются антифризы. Такие вещества не боятся низких температур, однако их не всегда можно использовать в традиционной системе водяного отопления. Они токсичны и способны оказать негативное влияние на здоровье человека при разгерметизации системы.

Нормы и требования к автономному отоплению

Требования к отопительной системе изложены в СНиП 2.04.05-91. Содержащиеся в данном документе нормы призваны создать комфортный микроклимат. Некоторые рекомендации приведены в СНиП 31-02, регламентирующем правила строительства одноквартирных домов.

Отдельно устанавливаются требования к используемому теплоносителю. Его температура должна находиться в диапазоне +60÷80ºС. Максимальный нагрев ограничен +90ºС. При этом наружная поверхность нагревательных элементов, доступ к которым ничем не ограничен, не должна нагреваться выше +70ºС.

Решая, как в частном доме сделать отопление, стоит обратить внимание на возможные способы монтажа отопительного трубопровода. Предпочтение может быть отдано:

• Открытой. Трубопровод прокладывается по строительным конструкциям. Для крепления используются хомуты и клипсы. Используются металлические трубы. Выбор в пользу полимерных изделий делается только при возможности их защиты от механического и/или термического воздействия;

Открытое исполнение является более предпочтительным

• Скрытой. Прокладка водяного контура выполняется в специально подготовленных каналах и штробах, спрятанных за различными декоративными элементами. Актуальны для строений, которые планируется эксплуатировать минимум 20 лет. При этом срок службы труб должен превышать 40 лет.

Внимание! Открытый способ прокладки является приоритетным.

Скрытая должна иметь достаточный срок службы

Особенности водяной отопительной системы

Такая система стала прямым продолжением печного отопления. Она позволяет одновременно обогревать несколько комнат, в то время как традиционная печь с данной задачей справиться не может. Для этого в каждой комнате монтируются отопительные приборы, схема расположения которых прорабатывается для каждого частного дома индивидуально.

Жидкий теплоноситель, нагретый в котле до нужной температуры, поступает в трубопровод. Продвигаясь по трубам, он начинает отдавать свое тепло отопительным приборам, в качестве которых могут выступать радиаторы или контур «Теплого пола». Отопительные приборы, в свою очередь, передают тепло в окружающее пространство. Остывший теплоноситель возвращается обратно в котел, нагревается до заданной температуры, и цикл повторяется. Благодаря непрерывному движению теплоносителя по трудам удается поддерживать температуру в частном доме на комфортном уровне.

Нагрев воды осуществляется в котле

Основные элементы водяной системы отопления

Узнавая, как правильно сделать отопление в частном доме, стоит познакомиться с основными элементами. Они могут иметь различное конструктивное исполнение или изготавливаться из разных материалов. От сделанного выбора будет зависеть срок службы водяного отопления и удобство эксплуатации.

Элементы и их характеристики заслуживают особого внимания

Котел

Данный элемент поддерживает работоспособность водяного отопления. Он вырабатывает тепло, нагревающее воду до требуемой температуры. Производители предлагают отопительные котлы, работающие на:

1. Электричестве. Оптимально с точки зрения безопасной эксплуатации. Такое оборудование не предъявляет повышенных требований к месту установки. Не выделяет продуктов горения. Однако высокие затраты на эксплуатацию и зависимость от энергоснабжения заставляет рассмотреть другие варианты;
2. Газу. Популярный вариант, если вблизи частного дома проходит газопровод. Низкие затраты на эксплуатацию и достаточно высокий КПД делают такое оборудование весьма популярным. Выполнить монтаж газового отопительного котла своими руками не представляется возможным;
3. Жидком топливе. Близок по конструктивному исполнению к газовому аналогу, но комплектуется горелкой другого типа. Устанавливается в отдельном помещении. Из-за большого количества продуктов горения нуждается в регулярной чистке;
4. Твердом топливе. Оптимальный вариант для частного сектора. Монтаж может выполняться своими руками. В процессе эксплуатации необходимо постоянно закладывать топливо в топку и убирать продукты горения.

Внимание! Производители предлагают комбинированные котлы, способные работать на различных видах топлива.

Выбирая подходящую модель, следует ориентироваться не только на вид используемого топлива, но и на мощность оборудования. В среднем 1 киловатт будет достаточно для обогрева 10 квадратов в частном доме, расположенном в южных районах. В средней полосе данный показатель возрастет до 1,5 кВт, а в северных – до 2,0. К полученному значению специалисты рекомендуют прибавить еще 20÷30%. Для облегчения расчетов нашей командой был разработан удобный калькулятор.

Котлы на твердом топливе экономичны в эксплуатации

Статья по теме:

Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром. В публикации мы расскажем о достоинствах и недостатках данного типа котлов, как они работают, каких бывают видов, как сделать своими руками, а также познакомим с популярными моделями и производителями.

Калькулятор расчета необходимой мощности котла

Трубы

Для отопительного контура используются изделия, изготовленные из различных материалов, каждый из которых имеет свои особенности. Предпочтение можно отдать трубам:

• стальным. Такие изделия еще сравнительно недавно пользовались наибольшей популярностью. Однако при возведении частных домов в настоящее время их применяют реже. Причина кроется в склонности к коррозии стальных поверхностей;

Совет! Решив отдать предпочтение стальным трубам, стоит приобрести оцинкованные изделия или изготовленные из нержавеющей стали.

Стальные трубы стоит защитить от коррозии

• медным. Трубопровод из меди способен сопротивляться воздействию высоких температур и давления. Для него характерен длительный срок службы, однако высокая стоимость элементов из меди значительного ограничивает их использование;

Трубы из меди способны прослужить много лет

• полимерным. Изделия из металлопластика, основу которого составляет алюминий, покрываемый слоем пластика, или из полипропилена, дополнительно усиленного алюминием, обладают рядом достоинств. Они не боятся коррозии, обладают достаточной прочностью, предотвращают появление осадка на внутренней поверхности. Монтаж водяного отопления не потребует значительных финансовых вложений, так как его можно выполнить своими руками без использования специального оборудования.

Внимание! Из-за высокого коэффициента теплового расширения полимеров велика вероятность повреждения труб при замораживании контура.

Полимерные трубы предъявляют требования к условиям эксплуатации

Радиаторы

Эффективность водяного отопления во многом зависит от характеристик установленных радиаторов. Производители предлагают батареи, изготовленные из:

• стали. Такие изделия имеют доступную стоимость. Однако склонность к коррозии значительно снижает возможную продолжительность их эксплуатации;
• алюминия. Изделия отличаются высокой стойкостью к коррозионным процессам при низкой сопротивляемости перепадам давления. Учитывая, что в частных домах давление, как правило, стабильно, алюминиевые радиаторы способны прослужить достаточно долго;
• стали и алюминия. Биметаллические радиаторы обладают преимуществами, характерными для изделий, изготовленных либо из алюминия, любо из стали;
• чугуна. Большой вес батареи предъявляет повышенные требования к используемым крепежным элементам.

Дизайн радиатором может отличаться

Водяные насосы для отопления частного дома

Используется для обеспечения непрерывной циркуляции насоса по отопительному контуру. От его характеристик во многом зависит стабильность работы отопления. Производители предлагают водяные насосы для отопления частного дома различной производительности с разным напором.

Первый параметр можно рассчитать следующим образом: мощность системы разделить на разность температур теплоносителя на входе и выходе и показатель теплоемкости воды. Напор выбирается таким образом, чтобы обеспечить нормальный ток теплоносителя в каждой точке. Специально для наших читателей мы подготовили удобные калькуляторы для расчета производительности и напора циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос нагнетает давление

Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса

Калькулятор расчета необходимого напора циркуляционного насоса

Расширительный бак и система подпитки

Входит в состав закрытой отопительной системы. Позволяет компенсировать разность объемов теплоносителя при нагреве и охлаждении. Расширительный бак состоит из двух частей: водяной и воздушной. Давление в последней регулируется таким образом, чтобы обеспечить гидростатическое равновесие при заполнении воздушной части до определенного уровня.

По мере заполнения камеры горячей водой давление повышается, и жидкость начинает продавливать мембрану, повышая давление в воздушной камере. После того как теплоноситель остынет, избыточное давление выдавливает жидкость обратно. Бывают различного типа и объема. Ниже вы можете воспользоваться удобным калькулятором для определения необходимого объема расширительного бака

Расширительный бачок состоит из двух частей

Калькулятор расчета минимального объема расширительного бака

Тепловой контур

Предназначен для передачи, распределения и возврата теплоносителя в котел. Нуждается в тщательном выборе материала труб, так как излишняя шероховатость может стать причиной торможения транспортируемого теплоносителя. В зависимости от гидравлического сопротивления выбор делается в пользу схемы с естественной либо принудительной циркуляции.

Схема контура водяного отопления может отличаться

Выбор отопительных устройств

При выборе котла для водяного отопления следует ориентировать на его мощность, особенности монтажа, геометрические параметры и вид используемого топлива. Наиболее практичными считаются газовые модели, которые в случае необходимости может заменить твердотопливный или электрический аналог. Затраты на эксплуатацию котла, работающего на твердом топливе, намного ниже электрической модели. Последние станут оптимальным вариантом для небольшого частного дома.

При выборе отопительного устройства следует учитывать, как установить котел отопления в частном доме. Отсутствие отдельного помещения значительно сужает перечень подходящей модели.

Отопительные устройства зависят от площади отапливаемого помещения

Виды водяных систем отопления

Прежде чем начать разбираться с тем, как провести отопление в частном доме, стоит познакомиться с существующими видами систем. Каждая из них имеет свои отличительные особенности, определяющие возможную область использования и порядок выполнения монтажных работ.

Водяное отопление бывает различным

Водяная система «Теплый пол»

Чаще всего используется совместно с отопительными системами другого вида. Монтаж достаточно сложный и требует тщательно соблюдения требования. Основное преимущество теплых полов – большая площадь обогрева. За счет того, что пол является одним большим радиатором, удается обеспечить теплообмен в оптимальном режиме. Нагретый воздух поднимается снизу вверх, заполняя пространство. При этом температура воды в контуре снижается до +55ºC.

К недостаткам водяной системы «Теплый пол» стоит отнести необходимость выполнения монтажных работ на этапе строительства частного дома. В готовом строении реализовать проект достаточно сложно. После укладки трубопроводом уменьшается высота потолка.

«Теплый пол» редко монтируется один

Плинтусные системы отопления

Нагревательные элементы водяного отопления имеют форму, внешне напоминающую одноименный строительный аналог. Внутри нагревателя располагаются элементы,включающие медные трубки. Прочный глухой металлический короб обеспечивает хороший теплоотвод.

Нагревательные элементы монтируются по периметру комнаты, благодаря чему удается поддерживать температуру на заданном уровне. По мере прохождения теплоносителя происходит последовательный нагрев медных трубок, металлического короба, воздуха, стен. В результате воздух в помещении прогревается не только из-за теплоотдачи плинтусов, но и стен, вдоль которых они смонтированы.

Наиболее рациональным является монтаж водяного отопления в местах, непосредственно граничащим с улицей. Это подходящий вариант для балкона, террасы или веранды. К преимуществам плинтусной системы следует отнести:

• формирование комфортного микроклимата без активной циркуляции воздуха;
• утепление мест, в которых чаще всего появляется плесень;
• простота выполнения монтажных работ;
• возможность выбора элементов с подходящим дизайном;
• доступность.

К недостаткам следует отнести ограниченную (до 15 метров) протяженность контура. Нередко в одном помещении монтируется 2÷3 контура. Еще одним негативным моментом является невозможность установки мебели вдоль горизонтальных элементов, так как это снизит эффективность водяного отопления.

Плинтусные схемы имеют ограничения по монтажу

Статья по теме:

Теплый водяной плинтус: цена, отзывы. Что из себя представляет эта новейшая система отопления? Цена, отзывы владельцев системы, обзор лучших производителей, рекомендации профессионалов по самостоятельной установке – в этом материале.

Радиаторные

Наиболее распространенный вариант. Теплоотдача осуществляется от нагретых до определенной температуры радиаторных батарей, установленных в каждой комнате. Радиаторному типу отдается предпочтение при устройстве водяного отопления не только в жилых домах, но и общественных зданиях.Грамотный подбор элементов отопительного контура позволяет разумно распорядиться внутренним пространством и создать комфортные условия в каждой комнате.

Популярность обусловлена простотой выполнения монтажных работ. Установку элементов можно выполнить своими руками.

Радиаторная схема самая популярная

Статья по теме:

Какие радиаторы отопления лучше для квартиры подскажет анализ отдельных моделей и характеристик оборудования, рассмотренные в данной статье. От правильного подбора батарей полностью зависит продолжительная работа всей системы и ее эффективность.

Системы отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Водяное отопление с естественной циркуляцией актуально для обогрева частного дома небольшой квадратуры. Движение теплоносителя по отопительному контуру обеспечивается за счет воздействия гравитационных сил и законов физики, обеспечивающих подъем воды по трубе.

Нагревшись да заданного значения вода, покину котел, начинается подниматься по трубопроводу, а затем спускается к дальнему радиатору. После этого по отводам теплоноситель начинает поступать внутрь остальных радиаторов. Остывший радиатор возвращается в обратную трубу и спускается к котлу.

При монтаже системы отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома следует создать достаточный уклон для облегчения протекания теплоносителя по трубопроводу. Протяженность горизонтального участка ограничена 30 метрами.

Монтаж системы отопление без насоса отличается доступностью, так как предполагает отказ от использования дополнительного оборудования. Однако из-за ограниченности горизонтального участка и необходимости монтажа труб большего диаметра многие отдают предпочтению отоплению с принудительной циркуляцией.

Радиаторная схема самая распространенная

Системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

Такая схема предполагает наличие специального насоса, обеспечивающего принудительную циркуляцию теплоносителя по трубопроводу. В результате становится возможным:

• обогрев частного дома большей квадратуры, включающего несколько этажей;
• формирование контура с многочисленными изгибами;
• монтаж труб с небольшими поперечными размерами.

Предпочтительным является замкнутый контур, при котором количество кислорода, переносимого теплоносителем, резко сокращается, что способствует увеличению срока службы монтируемого контура. Расширительный бачок может располагать в любом месте. К недостаткам следует отнести энергозависимости и большие затраты на выполнение монтажных работ.

Схема с циркуляционным насосом достаточно эффективна

Статья по теме:

Тепловой насос для отопления дома. Подобный способ организации отопления жилища вызывает огромное множество споров насчет эффективности и окупаемости. Давайте попробуем разобраться с этим в специальной публикации.

Схемы отопления в частном доме своими руками

Насколько эффективным будет обогрев, зависит от особенностей монтируемого контура. Схема отопления в частном доме своими руками может реализовываться по-разному. Предлагаем ознакомиться с возможными вариантами, чтобы выбрать наилучший вариант.

Всегда можно выбрать подходящий вариант

Схема однотрубной системы отопления частного дома своими руками

Однотрубная схема предполагает, что теплоноситель от котла начинает двигаться по единственной магистрали, а затем по ней же возвращается обратно. Радиаторы к магистрали подключают обоими концами. Правильно смонтированная однотрубная система отопления частного дома своими руками работает следующим образом:

• теплоноситель нагревается до +75÷85°С и начинает перемещаться по трубопроводу. Дойдя до первого радиатора, часть горячей воды заполняет батарею, а оставшаяся продолжает двигаться по трубам;
• пройдя по радиатору и отдав тепло в окружающее пространство, вода смешивается с теплоносителем, снижая его температур на пару градусов;
• на следующем радиаторе ситуация повторяется. В результате в последнюю батарею вода поступается значительно остывшая, что уменьшает количество отдаваемого тепла.

Схема и порядок монтажа однотрубного отопления предполагает наращивание секции радиаторов, начиная со второго от котла, чтобы обеспечить равномерный обогрев всех помещений частного дома. Водяное отопление работает достаточно эффективно, если содержит не более 5 батарей. В многоэтажном строении часто монтируется несколько стояков. Такая вертикальная схема предполагает наличие стабильно работающих 3÷4 батарей.

Внимание! Однотрубная схема может быть с естественной и принудительной циркуляцией.

Однотрубная модель не всегда эффективна

Схема двухтрубной отопительной системы

Стабильный и надежный вариант, обеспечивающий подачу к радиаторам, расположенным в различных комнатах, теплоноситель, прогретый до одинаковой температуры. Нагретая вода движется по одной трубе, а остывшая – возвращается по другой.

В зависимости от выбранной разводки двухтрубная схема может быть:

1. Тупиковой. Теплоноситель, подаваемый по соответствующей ветки, заполняет все радиаторы, а по обратной – возвращается. Балансировка позволяет обеспечить равномерный прогрев всех батарей;
2. Попутной. Петлеобразная схема отопления загородного дома.Своими руками выполняя монтажа, следует добиваться того, чтобы теплоноситель по основной и обратной ветви двигался в одном направлении. Подходит для достаточно протяжного контура;
3. Коллекторной. Подходящий вариант для большого частного дома. Для запитки каждого радиатора используется отдельная двухтрубная ветка, присоединяемая к распределительной гребенке.

Двухконтурный контур позволяет лучше прогреть все комнаты

Схема водяного отопления двухэтажного дома

При монтаже системы в двухэтажном строении редко выбирают самотечную схему. Здесь лучшим выбором становится водяное отопление в частном доме с принудительной циркуляцией. Контур может быть одно- , двухтрубным либо лучевым.

Схема выбирается индивидуально

Коллекторная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

В состав коллекторной (лучевой) системы водяного отопления входит коллектор, представляющий собой устройства, используемого для сбора теплоносителя. К каждому радиатору подсоединяются две трубы: прямая и обратка. Такая схема отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома позволяет лучше всего спрятать прокладываемые трубы. При этом в каждой комнате может быть своя температура.

Для размещения коллектора используется специальный шкаф. Недостатком такой схемы является повышенная стоимость из-за необходимости закупки нового оборудования.

Коллекторная схема обойдется дорого

Водяное отопление частного дома своими руками: схемы и нюансы монтажа

Выполнить монтаж отопления своими руками несложно, если придерживаться правил и требований производителей. Работы можно выполнять в следующей последовательности:

Иллюстрация	Описание работ
	Устанавливаем котел на место будущей эксплуатации.
	Монтаж теплового контура в соответствии с выбранной схемой.
	К котлу подключаем систему безопасности.
	За группой безопасности монтируется кран.
	Устанавливается циркуляционный насос.
	Монтируется расширительный бачок.
	Производится обвязка радиаторов.
	Проводится проверка работоспособность водяного отопления и его соответствие схеме.

Таким образом, выполнить монтаж отопления своими руками в частном доме относительно несложно. Делитесь в комментариях, как схема отопления в вашем доме и самостоятельно ли вы выполняли работу.

Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

видео инструкция по установке своими руками, с антифризом, цена, фото

С Бытует мнение, что гравитационный нагрев — анахронизм в наш компьютерный век. Но что делать, если вы построили дом в районе, где еще нет электричества или электроснабжение очень прерывистое? В этом случае придется вспомнить о старинном способе организации отопления. Вот о том, как организовать гравитационное отопление, и поговорим в этой статье.

Гравитационная система обогрева

Гравитационная система обогрева была изобретена в 1777 году французским физиком Боннеманом и предназначалась для обогрева инкубатора.

Но только с 1818 года гравитационная система отопления стала повсеместно распространенной в Европе, правда пока только для оранжерей и оранжерей. В 1841 году англичанин Худ разработал метод теплового и гидравлического расчета систем естественной циркуляции. Ему удалось теоретически доказать пропорциональность скоростей циркуляции теплоносителя корням квадратным из разности высот очага нагрева и очага охлаждения, то есть разности высот между котлом и радиатором. Естественная циркуляция теплоносителя в системах отопления хорошо изучена и имела мощное теоретическое обоснование.

Но с появлением насосных систем отопления интерес ученых к гравитационной системе отопления неуклонно угасал. В настоящее время гравитационное отопление поверхностно освещено в институтских курсах, что привело к безграмотности специалистов, монтирующих эту систему отопления. Стыдно сказать, но монтажники, строящие гравитационное отопление, в основном пользуются советами «бывалых» и теми скудными требованиями, которые изложены в нормативных документах. Стоит помнить, что нормативные документы лишь диктуют требования и не дают объяснения причин появления того или иного явления. На этот счет среди специалистов существует достаточное количество заблуждений, которые хотелось бы немного развеять.

Первая встреча

Вы когда-нибудь задумывались, что заставляет воду течь через радиаторы?

В многоквартирном доме все понятно: там циркуляция создается за счет разницы давлений между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы. Понятно, что если в одной трубе давление будет больше, а в другой меньше, то вода начнет двигаться в замыкающем их между собой контуре.

В частных домах системы отопления часто бывают автономными, использующими электричество или теплоту сгорания различных видов топлива. При этом теплоноситель приводится в движение, как правило, циркуляционным насосом отопления — крыльчаткой с маломощным (до 100 Вт) электродвигателем.

Но электрические насосы появились гораздо позже водяного отопления. Как вы обходились без них раньше? Наверняка этот опыт можно использовать и сейчас…

Когда-то котлы не оснащались насосами. Отопление, однако, работало.

Использовалась естественная циркуляция подогретой воды. Тепловое расширение порождает так называемую конвекцию: при нагревании любое вещество уменьшает свою плотность и вытесняется окружающими его более плотными массами вверх. Если речь идет о закрытом объеме — до его верхней точки.

Если создать контур соответствующей формы, конвекцию можно использовать для постоянного перемещения теплоносителя в нем по кругу.

Система с естественной циркуляцией представляет собой, говоря простым языком, два сообщающихся сосуда, соединенных трубами (контуром отопления) в кольцо. Первый сосуд – котел, второй – нагревательный прибор.

Обратите внимание: если быть точным в аналогиях, первым сосудом, где конвекция приводит воду в движение, правильнее было бы назвать котел вместе с ускорительным коллектором — вертикальный участок контура, начинающийся от котла. Чем больше будет общая высота этого сосуда, тем большую скорость он будет придавать поднимающемуся теплоносителю.

В бойлер вода, подогретая, устремляется вверх. Природа не терпит пустоты и заменяется более холодной (и более плотной) радиаторной водой. Горячий теплоноситель поступает в радиатор и остывает там, постепенно опускаясь в его нижнюю часть и затем на второй цикл в котел.

Несколько мер ускорят циркуляцию в закрытой системе:

• Котел опущен как можно ниже по отношению к отопительным приборам. Если есть возможность, его уводят в подвал.

Скорость циркуляции в контуре линейно зависит от высоты H на диаграмме.

• Коллектор повышения давления обычно заканчивается на потолке или даже на чердаке. Там установлен расширительный бак для отопления.
• Постоянный уклон от расширительного бака к котлу также способствует циркуляции. Охлаждающая вода будет двигаться по вектору силы тяжести на всем протяжении отопительных приборов.

Кроме того, проектируя такую ​​систему отопления своими руками, нужно понимать одну вещь. На скорость циркуляции влияют два взаимодействующих фактора: перепад в контуре и его гидравлическое сопротивление.

От чего зависит последний параметр?

• От диаметра заполнения … Чем он больше, тем легче воде течь по трубе.
• От количества витков и изгибов контура … Чем их больше, тем больше сопротивление контура потоку. Именно поэтому контур стараются сделать максимально приближенным к прямой (насколько позволяет форма здания, конечно).
• От количества и типов клапанов … Каждый клапан, задвижка, обратный клапан противостоит потоку воды.

Следствие: сами запорные вентили в основном контуре отопления должны иметь в открытом состоянии зазор, максимально приближенный к просвету трубы. Если контур открывается вентилем, то только и исключительно современным шаровым краном. Узкие ходы и сложная форма винтового клапана обеспечивают гораздо большую потерю напора.

В открытом состоянии шаровой кран имеет такой же зазор, как и идущая к нему труба. Гидравлическое сопротивление потоку воды минимально.

Самотечные системы обычно делаются открытыми с негерметичным расширительным баком. Он не только вмещает излишки теплоносителя при нагреве: в него вытесняются пузырьки воздуха при заполнении разряженной системы. Когда уровень воды падает, ее просто доливают в бак.

Классическое двухтрубное самотечное отопление

Для того, чтобы понять принцип работы самотечной системы отопления, рассмотрим пример классической двухтрубной самотечной системы, со следующими исходными данными:

• начальный объем охлаждающей жидкости в системе 100 литров;
• высота от центра котла до поверхности нагреваемого теплоносителя в баке Н = 7 м;
• расстояние от поверхности нагреваемого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h2 = 3 м,
• расстояние до центра радиатора первого яруса h3 = 6 м.
• Температура на выходе из котла 90°С, на входе в котел — 70°С.

Эффективное циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить по формуле:

Δp2 = (ρ2 — ρ1)g (H — h2) = (977 — 965) 9,8 (7 — 3) = 470,4 Па

Для радиатора первого яруса она составит:

Δp1 = (ρ2 — ρ1) g (H — h2) = (977 — 965) 9,8 (7 — 6) = 117,6 Па. расчет более точный, необходимо учитывать охлаждение воды в трубопроводах.

Преимущества и недостатки

Преимущества гравитационной системы отопления:

• высокая надежность и отказоустойчивость системы. Минимум несложного оборудования, прочные и надежные материалы, быстроизнашивающиеся элементы (клапаны) редко выходят из строя и без проблем заменяются;
• долговечность. Проверено временем – такие системы работают уже полвека без ремонта и даже обслуживания;
• энергонезависимость, из-за которой, собственно, до сих пор популярны гравитационные системы отопления. В районах без электроснабжения или там, где оно часто прерывается, альтернативой гравитационному отоплению может быть только печное отопление;
• простота конструкции системы, ее монтажа и дальнейшей эксплуатации.

Недостатки гравитационной системы отопления:

• высокая тепловая инерция. Большое количество теплоносителя требует значительного времени на его прогрев и заполнение горячей водой всех радиаторов;
• неравномерный нагрев. По мере движения по трубам вода остывает и разница температур между батареями значительна, а соответственно и температура в помещениях. Компенсировать этот недостаток можно установкой циркуляционного насоса с параллельным подключением, если в доме есть электричество, и использовать насос по мере необходимости;
• большая длина трубопроводов. Чем длиннее трубопровод, тем больше в нем перепад давления;
• высокая цена. Большие диаметры труб приводят к высокой стоимости системных расходных материалов. Хотя трубы большого диаметра тоже являются источником тепла;
• высокая вероятность разморозки системы. Часть труб проходит по неотапливаемым помещениям: чердаку и подвалу. В морозы вода в них может замерзнуть, но если в качестве охлаждающей жидкости использовать антифриз, то этого недостатка можно избежать.

Трубопровод самотечного отопления

Многие специалисты считают, что трубопровод необходимо прокладывать с уклоном в сторону движения теплоносителя. Я не спорю, что в идеале так и должно быть, но на практике это требование не всегда соблюдается. Где-то мешает балка, где-то потолки сделаны на разном уровне. Что будет, если установить подводящий трубопровод с обратным уклоном?

Уверен, что ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление теплоносителя если и снижается, то совсем незначительно (на несколько паскалей). Произойдет это за счет паразитного влияния остывающего в верхней заливке теплоносителя. При такой конструкции воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Такое устройство показано на рисунке. Здесь сливной клапан предназначен для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В рабочем режиме этот клапан должен быть закрыт. Такая система останется полностью функциональной.

Динамические параметры теплоносителя

Переходим к следующему этапу расчетов — анализу расхода теплоносителя. В большинстве случаев система отопления квартиры отличается от других систем – это связано с количеством нагревательных панелей и длиной трубопровода. Давление используется как дополнительная «движущая сила» для вертикального потока через систему.

В частных одно- и многоэтажных домах, старых панельных многоквартирных домах применяют высоконапорные системы отопления, что позволяет транспортировать тепловыделяющее вещество на все участки разветвленной, многокольцевой системы отопления и поднимать вода на всю высоту (до 14 этажа) здания.

Наоборот, обычная 2-х или 3-х комнатная квартира с автономным отоплением не имеет такого разнообразия колец и ответвлений системы; включает не более трех контуров.

Это означает, что транспортировка теплоносителя происходит с использованием естественного процесса течения воды. Но можно использовать и циркуляционные насосы, отопление обеспечивается газовым/электрическим котлом.

Для обогрева помещений свыше 100 м2 рекомендуем использовать циркуляционный насос. Насос можно монтировать как до, так и после котла, но обычно его ставят на «обратку» — ниже температура среды, меньше воздушность, длиннее насос срок службы

Специалисты в области проектирования и монтажа систем отопления определяют два основных подхода в части расчета объема теплоносителя:

1. По фактической мощности системы. Суммируются все без исключения объемы полостей, куда будет поступать поток горячей воды: сумма отдельных участков труб, участков радиаторов и т. д. Но это довольно трудоемкий вариант.
2. По мощности котла. Тут мнения специалистов сильно разошлись, одни говорят 10, другие 15 литров на единицу мощности котла.

С прагматической точки зрения нужно учитывать тот факт, что система отопления, вероятно, будет не только поставлять горячую воду в помещение, но и нагревать воду для ванной/душевой, умывальника, раковины и сушилки, и может быть, для гидромассажа или джакузи. Этот вариант проще.

Поэтому в данном случае рекомендуем ставить 13,5 литров на единицу мощности. Умножая это число на мощность котла (8,08 кВт), получаем расчетный объем массы воды — 1090,08 литра.

Расчетная скорость теплоносителя в системе и есть тот параметр, который позволяет выбрать определенный диаметр трубы для системы отопления.

Рассчитывается по следующей формуле:

В = (0,86*Вт*к)/т-к,

Где:

• Вт — мощность котла;
• t – температура подаваемой воды;
• к — температура воды в обратном контуре;
• к — КПД котла (0,95 для газового котла).

Подставляя расчетные данные в формулу, имеем: (0,86*8080*0,95)/80-60=6601,36/20=330кг/ч. Таким образом, за один час в системе перемещается 330 литров теплоносителя (воды), а пропускная способность системы составляет около 110 литров.

Движение охлаждаемого теплоносителя

Одно из заблуждений состоит в том, что в системе с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель не может двигаться вверх. Я тоже не согласен с этим. Для циркуляционной системы понятие верха и низа весьма условно. На практике, если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то опускается на такую ​​же высоту. В этом случае гравитационные силы уравновешиваются. Единственная трудность заключается в преодолении местных сопротивлений на изгибах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное охлаждение теплоносителя на участках подъема следует учитывать при расчетах. Если система рассчитана правильно, то схема, представленная на рисунке ниже, имеет право на существование. Кстати, в начале прошлого века такие схемы получили широкое распространение, несмотря на их слабую гидравлическую устойчивость.

Два в одном

Все вышеперечисленные проблемы самотечного контура можно решить, дополнив его насосной вставкой. При этом система сохранит возможность работы с естественной циркуляцией.

При выполнении этой работы стоит придерживаться нескольких простых правил.

• Клапан или, что гораздо лучше, шаровой обратный клапан ставится между врезками выходов на насосе. Когда насос работает, он не дает крыльчатке гнать воду по малому кругу.
• Перед насосом требуется поддон. Он защитит ротор и подшипники насоса от накипи и песка.
• Соединение помпы ограничено парой вентилей, что позволит прочистить фильтр или снять помпу для ремонта без потери охлаждающей жидкости.

На фото байпас между вкладышами оборудован шаровым обратным клапаном.

Расположение радиаторов

Говорят, что при естественной циркуляции теплоносителя радиаторы в обязательном порядке должны располагаться над котлом. Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При числе ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса могут располагаться ниже котла, что необходимо проверить гидравлическим расчетом.

В частности, для примера, показанного на рисунке ниже, при H = 7 м, h2 = 3 м, h3 = 8 м эффективное циркуляционное давление будет:

г · = 9,9 · [7 · (977 — 965) — 3 · (973 — 965) — 6 · (977 — 973)] = 352,8 Па.

Здесь:

ρ1 = 965 кг/м3 — плотность воды при 90°С;

ρ2 = 977 кг/м3 – плотность воды при 70°С;

ρ3 = 973 кг/м3 — плотность воды при 80°С.

Полученное циркуляционное давление достаточно для работы приведенной системы.

Гравитационный нагрев — замена воды на антифриз

Где-то читал, что гравитационный нагрев, рассчитанный на воду, можно безболезненно перевести на антифриз. Хочу предостеречь от подобных действий, так как без должного расчета такая замена может привести к полному выходу из строя системы отопления. Дело в том, что растворы на основе гликоля имеют значительно большую вязкость, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих жидкостей ниже, чем у воды, что потребует при прочих равных условиях увеличения скорости циркуляции теплоносителя. Эти обстоятельства значительно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Реализация системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

После выполнения теплотехнического расчета здания можно переходить к выбору отопительных приборов и их подбору. На первом этаже в одной из комнат допустим теплый пол в ванной и туалете. Систему все же планируется сделать гравитационной и энергонезависимой, поэтому большую площадь теплых полов делать не стоит. После выполненного теплотехнического расчета определим график температуры теплоносителя, из чего и будем исходить. Подберем типовой график систем водяного отопления 95 подача и 70 — обратка, немного поправим на некоторый запас в будущем и погрешности в неточностях расчетов и замеров, доведем до 80 до 60. Далее в жилых помещениях мысленно установим радиаторы, определим места где будут радиаторы и какие, и сразу продумаем разводку труб отопления, места где трубы будут проходить. Радиаторы нужно будет устанавливать с учетом потребности помещения в тепле. Если в ванной есть теплый пол, то радиатор необходимо устанавливать с учетом того, что теплый пол будет работать на вас по мере необходимости, учтите, что система должна быть энергонезависимой. То есть радиатор должен обеспечивать 70-80% необходимого тепла в помещении. В жилых помещениях, в комнатах также необходимо учитывать направление господствующего ветра и стороны света, куда выходят стены. Это же касается не только первого этажа, но и второго. Многое зависит от правильного размещения отопительных приборов. Также нельзя забывать об установке отопительных приборов или устройства у входной двери. На кухне можно уменьшить расчетную мощность отопительных приборов на 10-15%. Есть и другие источники тепла: газовая или электрическая плита, духовка, хлебопечка, холодильник и т. д.

Теплотехнический расчет и подбор отопительных приборов, а их расчет абсолютно одинаков для системы с любым напором циркуляции. Единственное, что при гравитационной системе надо еще учитывать охлаждение теплоносителя и иметь в виду, что на верхнем этаже температура теплоносителя выше, чем на нижнем, на 5-12С , в зависимости от типа стояков, их длины и высоты здания.

Использование открытого расширительного бака

Практика показывает, что необходимо постоянно доливать охлаждающую жидкость в открытый расширительный бачок, по мере ее испарения. Согласен, что это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого можно использовать воздушную трубку и гидрозатвор, устанавливаемые ближе к самой нижней точке системы, рядом с котлом. Эта трубка служит воздушной заслонкой между гидрозатвором и уровнем теплоносителя в бачке. Поэтому, чем больше ее диаметр, тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Особо продвинутые мастера умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым защищая систему от проникновения воздуха.

Оборудование

Гравитационная система возможна как замкнутая, не сообщающаяся с атмосферным воздухом, так и открытая в атмосферу. Тип системы зависит от набора оборудования, которого в ней не хватает.

Открытый

По сути, единственный необходимый элемент – открытый расширительный бачок.

Совмещает в себе несколько функций:

• Удерживает лишнюю воду при перегреве.
• Удаляет в атмосферу пар и воздух, образующиеся при кипении воды в контуре.
• Помогает доливать воду для компенсации испарения и утечки.

В тех случаях, когда на отдельных участках наполнения радиаторы расположены над ним, их верхние заглушки снабжены вентиляционными отверстиями. Эту роль могут выполнять как краны Маевского, так и простые водопроводные краны.

Для сброса системы в большинстве случаев ее дополняют ответвлением, ведущим в канализацию или легко выходящим за пределы дома.

Закрытый

В закрытой самотечной системе функции открытого резервуара распределяются по паре свободных устройств.

• Мембранный расширительный бак системы отопления обеспечивает возможность расширения теплоносителя при нагреве. В большинстве случаев его количество принимается равным 10% от общего объема системы.
• Клапан сброса давления сбрасывает избыточное давление при переполнении бака.
• За сброс воздуха отвечает ручной воздухоотводчик (например, тот же клапан Маевского) или принудительный воздухоотводчик.
• Манометр показывает давление.

Принципиально важно: в гравитационной системе хотя бы одно вентиляционное отверстие должно находиться в ее высшей точке. В отличие от схемы с принудительной циркуляцией, здесь шлюзовая камера просто не даст двигаться теплоносителю.

Помимо вышеперечисленного, закрытая система в большинстве случаев оснащается перемычкой с системой ХВС, что позволяет производить ее заполнение в конце слива или компенсировать протечку воды.

Использование циркуляционного насоса в гравитационном отоплении

В разговоре с одним установщиком услышал, что насос, установленный на байпасе основного стояка, не может создать циркуляционный эффект, так как установка запорной арматуры на основном стояке между котлом и расширительным баком запрещена. Поэтому можно поставить насос на байпас обратки, а между входами насоса установить шаровой кран. Это решение не очень удобное, так как каждый раз перед включением насоса нужно не забывать закрывать кран, а после отключения насоса открывать его. В этом случае установка обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Чтобы выйти из этой ситуации, умельцы пытаются переделать обратный клапан в нормально открытый. Такие «модернизированные» клапаны будут создавать в системе шумовые эффекты за счет постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости движения теплоносителя. Могу предложить другое решение. Поплавковый обратный клапан для самотечных систем устанавливается на основном стояке между входами байпаса. Поплавковый клапан при естественной циркуляции открыт и не препятствует движению теплоносителя. При включении насоса в байпас клапан перекрывает основной стояк, направляя весь поток через байпас вместе с насосом.

В этой статье я рассмотрел далеко не все заблуждения, которые существуют среди специалистов по установке гравитационного отопления. Если вам понравилась статья, я готов продолжить ее ответами на ваши вопросы.

В следующей статье я расскажу о строительных материалах.

РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧИТАТЬ ПОДРОБНЕЕ:

Самотечные виды отопления соматические схемы

Схемы отопления с естественной циркуляцией бывают двух видов: однотрубные и двухтрубные. В старых домах в системе отопления была только одна труба. Но в наше время чаще всего применяется двухтрубная система отопления с нижним или верхним разведением. В чем основные отличия схем? Однотрубное самотечное отопление считается самым простым. Трубопровод размещают под потолком помещения, а обратный контур – под полом. Из положительных моментов можно отметить небольшое количество компонентов, необходимых для функционирования системы. Он также отличается простой установкой. В качестве преимущества можно отметить возможность его эксплуатации при установке котла и радиаторов на одном уровне. Обычно в двухэтажном доме такую ​​схему применяют редко, потому что она не позволяет дому прогреваться равномерно. Однако это можно исправить, установив на первом этаже объемные трубы и радиаторы. При монтаже однотрубной схемы регулирующие вентили не предусмотрены, а значит регулировать температуру не получится.

Двухтрубная система отопления более сложна как в эксплуатации, так и в устройстве, т. к. предполагает несколько отопительных контуров. Один из них предназначен для подачи горячего теплоносителя, другой – для холодного. В этом случае вам понадобится гораздо больше компонентов. Тупиковая система отопления двухэтажного дома обязательно потребует утепления основного стояка во избежание теплопотерь. Для двухтрубной системы необходимо использовать трубы большого диаметра, не менее 32 мм, иначе гидравлическое сопротивление будет препятствовать самотечной циркуляции.

Планирование системы микрогидроэнергетики | Министерство энергетики

Энергосбережение

Чтобы узнать, подойдет ли вам микрогидроэлектростанция, определите доступное вертикальное расстояние (напор) и поток (количество) воды.

Чтобы построить микрогидроэлектростанцию, вам нужен доступ к проточной воде на вашем участке. Должно быть достаточное количество падающей воды, что обычно, но не всегда, означает, что лучше всего подходят холмистые или гористые участки. Другие соображения для потенциального участка микро-ГЭС включают ее выходную мощность, экономику, разрешения и права на воду.

Чтобы понять, подойдет ли вам микрогидроэлектростанция, вам необходимо определить количество энергии, которое вы можете получить от проточной воды на вашем участке. Это включает в себя определение следующих двух вещей:

• Напор — вертикальное расстояние, на которое падает вода
• Поток — количество падающей воды.

После того, как вы определили напор и расход, вы можете использовать простое уравнение для оценки выходной мощности системы с КПД от 50% до 70% или более, что характерно для большинства микрогидроэнергетических систем.

Просто умножьте чистый напор (расстояние по вертикали, доступное после вычета потерь, таких как трение трубы — потери будут зависеть, среди прочего, от размера трубы, но для предварительных расчетов могут быть оценены в пределах от 5 до 10 процентов) на расход (используйте галлоны США в минуту), деленный на 10. Это даст вам выходную мощность системы в ваттах (Вт). Уравнение выглядит следующим образом:

[чистый напор (футы) × расход (гал/мин)] ÷ 10 = Вт (мощность или ватты)

Определение «головы» на вашем потенциальном участке микро-ГЭС

На потенциальном участке микрогидроэлектростанции напор – это вертикальное расстояние, на которое падает вода. При оценке потенциального участка напор обычно измеряют в футах, метрах или единицах давления. Напор также зависит от характеристик канала или трубы, по которой он течет.

Большинство микрогидроэлектростанций относятся к категории низконапорных и высоконапорных. Чем выше напор, тем лучше, потому что вам потребуется меньше воды для производства заданного количества энергии, и вы можете использовать меньшее и менее дорогое оборудование. Низкий напор относится к изменению высоты менее чем на 66 футов (20 метров), а сверхнизкий напор относится к изменению высоты менее чем на 10 футов (3 метра). Вертикальный перепад менее 2 футов (0,6 метра), вероятно, сделает маломасштабную гидроэлектрическую систему невозможной.

Тем не менее, для очень малых объемов выработки электроэнергии текущий поток с толщиной воды всего 13 дюймов может поддерживать работу погружной турбины. Этот тип турбины изначально использовался для питания научных приборов, буксируемых за кораблями для разведки нефти, и похож на некоторые гидрокинетические энергетические системы, работающие от речных или приливных течений.

При определении напора необходимо учитывать как валовой, так и чистый напор. Общий напор — это расстояние по вертикали между верхним уровнем уровня воды в форбазе, где крепится водовод (или труба), по которому вода под давлением подается, и уровнем воды, куда сбрасывается вода из турбины. Чистый напор равен общему напору за вычетом потерь из-за трения и турбулентности в трубопроводе.

Самый точный способ определить общий напор — это провести профессиональный осмотр участка. Чтобы получить приблизительную оценку, вы можете использовать карты Геологической службы США для вашего района или метод шланга-трубы.

Метод шланг-трубка для определения напора включает в себя измерение глубины потока по ширине потока, который вы собираетесь использовать для своей системы, — от точки, в которой вы хотите разместить затвор, до точки, в которой вы хотите поставить турбину. Вам понадобится следующее:

• Помощник
• Садовый шланг малого диаметра длиной 20–30 футов (6–9 метров) или другая гибкая трубка
• Воронка
• Критерий или измерительная лента.
• Протяните шланг или трубку вниз по каналу ручья от точки, которая является наиболее удобной для впуска водовода. Попросите вашего помощника держать верхний конец шланга с воронкой под водой как можно ближе к поверхности.
• Тем временем поднимите нижний конец, пока из него не перестанет течь вода. Измерьте вертикальное расстояние между вашим концом трубки и поверхностью воды. Это валовой напор для данного участка потока.
• Попросите вашего помощника подойти к вам и поместить воронку в ту же точку, где вы проводили измерения. Затем идите вниз по течению и повторите процедуру. Продолжайте проводить измерения, пока не достигнете точки, где вы планируете разместить турбину.

Сумма этих измерений даст вам приблизительное представление о валовом напоре для вашего объекта.

Примечание: из-за давления воды на передний конец шланга вода может продолжать течь по шлангу даже после того, как оба конца шланга выровнены. Вы можете вычесть дюйм или два (2–5 сантиметров) из каждого измерения, чтобы учесть это. Лучше быть осторожным в этих предварительных измерениях общего напора.

Если ваши предварительные оценки кажутся благоприятными, вы захотите получить более точные измерения. Как уже говорилось, самый точный способ определить голову — это провести профессиональный осмотр вашего сайта. Но если вы знаете, что на вашем участке есть перепад высот в несколько сотен футов, вы можете использовать авиационный высотомер. Вы можете купить, одолжить или арендовать высотомер в небольшом аэропорту или аэроклубе. Однако предостережение: хотя использование альтиметра может быть дешевле, чем наем профессионального геодезиста, ваши измерения будут менее точными. Кроме того, вам придется учитывать влияние атмосферного давления и при необходимости калибровать высотомер.

Определение «потока» на потенциальном участке микро-ГЭС

Количество воды, падающей с потенциальной площадки микро-ГЭС, называется потоком. Измеряется в галлонах в минуту, кубических футах в секунду или литрах в секунду.

Самый простой способ определить сток вашего ручья — получить данные из следующих местных отделений:

• Геологическая служба США
• Инженерный корпус армии США
• Министерство сельского хозяйства США
• Ваш окружной инженер
• Местное водоснабжение противопаводковых служб.

Если вы не можете получить существующие данные, вам необходимо провести собственные измерения расхода. Вы можете измерить поток, используя метод ведра или взвешенного поплавка.

Метод ведра

Метод ведра включает перекрытие ручья бревнами или досками, чтобы отвести его поток в ведро или контейнер. Скорость, с которой контейнер наполняется, является скоростью потока.

Например, ведро объемом 5 галлонов, которое наполняется за 1 минуту, означает, что скорость потока воды в вашем ручье составляет 5 галлонов в минуту.

Взвешенно-плавающий метод

Другой способ измерения расхода включает измерение глубины потока по ширине потока и выпуск взвешенного поплавка выше по течению от ваших измерений. Из-за соображений безопасности на воде этот метод не рекомендуется, если течение быстрое и/или над вашими икрами. Вам понадобится:

• Помощник
• Рулетка
• Аршин или измерительная линейка
• Поплавок с грузом, например пластиковая бутылка, наполовину наполненная водой
• Секундомер
• Немного миллиметровой бумаги.

С помощью этого оборудования вы можете рассчитать расход для поперечного сечения русла реки при самом низком уровне воды.

1. Сначала выберите участок ручья с самым прямым руслом и наиболее равномерными глубиной и шириной.
2. В самом узком месте измерьте ширину ручья.
3. Затем, держа линейку вертикально, пройдите через ручей и измерьте глубину воды с шагом в один фут. Чтобы облегчить процесс, натяните веревку или веревку, на которой отмечены приращения, по ширине ручья.
4. Отметьте глубину на миллиметровой бумаге, чтобы получить профиль поперечного сечения потока.
5. Определите площадь каждой секции, рассчитав площади прямоугольников (площадь = длина × ширина) и прямоугольных треугольников (площадь = ½ основания × высота) в каждой секции.
6. Затем от той же точки, где вы измерили ширину ручья, отметьте точку не менее чем в 20 футах выше по течению.
7. Отпустите утяжеленный поплавок посреди потока и запишите время, которое потребуется поплавку, чтобы добраться до исходной точки ниже по течению. Не позволяйте поплавку волочиться по дну русла; если это так, используйте меньший поплавок.
8. Разделите расстояние между двумя точками на время плавания в секундах, чтобы получить скорость потока в футах в секунду. Чем больше раз вы повторите эту процедуру, тем точнее будет ваше измерение скорости потока.
9. Умножьте среднюю скорость на площадь поперечного сечения потока.
10. Затем умножьте результат на коэффициент, учитывающий неровность русла ручья (0,8 для песчаного русла, 0,7 для русла с мелкими и средними камнями и 0,6 для русла с большим количеством крупных камней). Результат даст вам скорость потока в кубических футах или метрах в секунду.

Расход воды может сильно меняться в течение года, поэтому важен сезон, в течение которого вы проводите измерения расхода. Если вы не планируете строить резервуар для хранения, вы можете использовать самый низкий средний расход за год в качестве основы для проектирования вашей системы. Однако, если вы ограничены по закону в отношении количества воды, которое вы можете отвести от вашего ручья в определенное время года, используйте средний расход в период наибольшего ожидаемого спроса на электроэнергию.

экономика

Если вы определите на основе расчетной выходной мощности, что микрогидроэнергетическая система будет осуществима, то вы сможете определить, имеет ли она экономический смысл.

Поскольку экономия энергии стоит меньше, чем ее производство, убедитесь, что ваш дом максимально энергоэффективен, сократите потребление электроэнергии, чтобы не покупать систему, которая больше (и дороже), чем вам нужно.

Сложите все предполагаемые затраты на разработку и обслуживание сайта в течение ожидаемого срока службы вашего оборудования и разделите сумму на мощность системы в ваттах. Это скажет вам, сколько будет стоить система в долларах за ватт. Затем вы можете сравнить это со стоимостью электроэнергии, предоставляемой коммунальными службами или другими альтернативными источниками энергии.

Какими бы ни были первоначальные затраты, гидроэлектростанция обычно служит долго, и во многих случаях обслуживание не требует больших затрат. Кроме того, иногда на уровне штатов, коммунальных предприятий и на федеральном уровне существуют различные финансовые стимулы для инвестиций в системы возобновляемых источников энергии. К ним относятся, среди прочего, льготы по подоходному налогу, освобождение от налога на имущество, освобождение штата от налога с продаж, кредитные программы и специальные программы грантов.

Разрешения и права на воду

При принятии решения об установке микрогидроэлектростанции на вашем участке вам также необходимо знать местные требования к разрешению и права на воду.

Независимо от того, будет ли ваша система подключена к сети или будет работать автономно, это повлияет на требования, которым вы должны следовать. Если ваша микро-ГЭС будет оказывать минимальное воздействие на окружающую среду, и вы не планируете продавать электроэнергию коммунальному предприятию, процесс получения разрешения, скорее всего, потребует минимальных усилий.

На местном уровне вашим первым контактным лицом должен быть окружной инженер.