Как сделать систему отопления самотеком

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 29.08.2024

Система отопления с естественной циркуляцией хороша тем, что работает вне зависимости от наличия электричества, что в некоторых районах очень важно. Другое дело, что получить комфортные условия при такой схеме чрезвычайно сложно, а в некоторых случаях невозможно. Потому часто отопление делают самотечным (одно из названий) для использования такого режима в качестве аварийного, а все остальное время работает насос. Но в некоторых случаях, например, на неэлектрофицированных дачных участках, система отопления без насоса – единственный возможный вариант.

Система с естественной циркуляцией (ЕЦ) называется иногда гравитационной из-за того, что работает на принципе гравитации. Еще одно название – самотечная. Все эти термины обозначают один принцип построения – без использования насоса.

Принцип работы системы ЕЦ

Теплоноситель в самотечных системах движется из-за разности температур теплоносителя и, соответственно, разной их плотности: из котла выходит горячая вода, плотность и вес которой гораздо меньше, чем у холодной. Потому горячая вода вытесняется вверх. Отсюда и главная особенность таких систем – котел должен располагаться ниже радиаторов. Далее теплоноситель движется по трубе с небольшим уклоном. От основной магистрали отходят трубы меньшего диаметра, ведущие к радиаторам/регистрам.

Проще такая система реализуется в системах с верхней раздачей воды – это когда от котла труба поднимается под потолок и оттуда уже опускается к радиаторам. В системах с нижней раздачей гравитационная система может быть реализована только при наличии разгонного контура – создается искусственный перепад высот: от котла труба поднимается почти под полоток, там, в верхней точке устанавливается расширительный бачок. После него труба опускается до уровня выше радиаторов, но не под потолком, а на уровне окон. Оттуда уже идет разводка на радиаторы. При устройстве разгонного контура помешать вам может только низкий потолок – желательно, чтобы от вершины котла труба отходила выше, чем на 1,5метра (а еще бачок).

Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка

Виды систем отопления с естественной циркуляцией

Отопление ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах.

При этом принцип сохраняется – от котла поднимается вверх труба на максимальную высоту, и лишь затем идет раздача теплоносителя по элементам отопления. Разница лишь в том, что в двухтрубной системе остывшая вода собирается в другую магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего радиатора.

Все представленные выше схемы однотрубных разводок – с вертикальными стояками. Они более затратные по количеству материалов, но удобны тем, что к каждому стояку можно присоединить отопительные приборы на каждом из этажей. В принципе, в двухэтажном доме с большой площадью выгоднее реализовать водяное отопление с естественной циркуляцией с горизонтальной разводкой. Примерно выглядеть это может так (смотрите схему ниже).

Радиаторы отопления ЕЦ

Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические, но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.

Особенности подключения радиаторов в однотрубных системах

Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).

Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

При подборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и количество радиаторов, но и материал, из которого они сделаны, вернее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень важный параметр. Хуже всего дело обстоит у обычных металлических труб: внутренняя поверхность шероховатая, а после использования она становится еще более неровной из-за процессов коррозии и накопившихся отложений на стенках. Потому такие трубы берут самого большого диаметра.

Предпочтительнее с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Но в металлопластиковых используются фитинги, значительно заужающие просвет, что для самотечных систем может стать критичным. Потому более предпочтительными выглядят армированные полипропиленовые. Но они имеют ограничения по температуре теплоносителя: рабочая температура 70 о С, пиковая – 95 о С. У изделий из особого пластика PPS рабочая температура 95 о С, пиковая – до 110 о С. Так что в зависимости от котла и системы в целом можно использовать эти трубы, с условием, что это качественные фирменные изделия, а не подделка.

Но если предполагается установка твердотопливного котла, то никакой полипропилен таких тепловых нагрузок не выдержит. В этом случае или все-таки использовать стальные, или оцинковку и нержавейку на резьбовых соединениях (сварку при монтаже нержавейки не использовать, так как швы очень быстро протекают). Подойдет и медь , но она также имеет свои особенности и с ней нужно обращаться осторожно: не со всеми теплоносителями она будет нормально себя вести, а уж с алюминиевыми радиаторами ее в одной системе лучше не использовать (они быстро разрушаются).

Особенность систем с естественной циркуляцией – их невозможно рассчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются. Проектируют их основываясь на опыте и усредненных, опытным путем выведенных, нормах и правилах. В основном действуют правила:

поднять как можно выше точку разгона;
не заузить трубы подачи;
поставить достаточное количество секций радиаторов.

Потом применяют еще одно: от места первого разветвления и каждое последующее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. Например, от котла идет 2-х дюймовая труба, далее от первого разветвления 1 3/4 , потом 1 1/2 и т.д. Обратку собирают от меньшего диаметра к большему.

Есть еще несколько особенностей монтажа гравитационных систем. Первая – трубы желательно делать под уклоном в 1-5% в зависимости от протяженности трубопровода. В принципе при достаточном перепаде температур и высоты, можно сделать и горизонтальную разводку, главное чтобы не было участков с отрицательным уклоном (наклоненных в обратную сторону), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение потока воды.

Самотечная система однотрубная с вертикальной разводкой на два крыла (контура)

Котел для гравитационных систем

Так как в основном такие схемы нужны для устройства независимого от электричества отопления, то и котлы должны работать без использования электричества. Это могут быть любые неавтоматизированные агрегаты, кроме пеллетных и электрических.

Чаще всего в системах с естественной циркуляцией работают твердотопливные котлы. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает топливо быстро. А если за окном сильные морозы, а дом не утеплен в достаточной мере, то чтобы ночью удержать приемлемую температуру приходится вставать и подкидывать топливо. Особенно такая ситуация часто встречается там, где топят дровами. Выход – купить котел длительного горения (энергонезависимый, конечно).

Второй способ, который поможет увеличить время между топками, – повысить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Работают они хорошо именно с твердотопливными котлами, у которых нет возможности регулировать интенсивность горения: излишек тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия накапливается и расходуется по мере остывания теплоносителя в основной системе. Подключение такого устройства имеет свои особенности: его нужно располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для эффективного отбора тепла и нормальной работы — максимально близко к котлу. Впрочем, для гравитационных систем это решение далеко не самое лучшее. Они достаточно медленно выходят на нормальный режим циркуляции, но зато являются саморегулируемыми: чем холоднее в помещении, тем сильнее остывает теплоноситель, проходя по радиаторам. Чем больше разница в температурах, тем больше получается перепад плотности и быстрее движется теплоноситель. А установленный ТА делает отопление более инерционным, и времени, и топлива на разгон требуется намного больше. Правда, и отдается тепло дольше. В общем, решать вам.

Примерно те же проблемы у печного отопления с естественной циркуляцией. Тут роль аккумулятора тепла играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Но в случае использования ТА обычно предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

Теплоноситель для систем с естественной циркуляцией

Лучшим теплоносителем для таких систем является вода. Использование антифризов возможно, но при планировании нужно учесть этот момент и увеличить площадь радиаторов – или выбирать их большего размера, или увеличивать количество секций. Все дело в том, что эти составы имеют меньшую теплоотдачу, из-за чего хуже отнимают и передают тепло, что часто приводит к перегреву и котла и теплоносителя.

Повышение температуры незамерзающей жидкости выше рабочей — очень неприятное явление, так как начинается обильное образование осадков и отложений. За два месяца эксплуатации антифриза с постоянным перегревом теплообменник котла забивается наглухо, система почти зарастает. Так что если планируете использовать незамерзающую жидкость, позаботьтесь о том, чтобы она могла отдавать тепло и не перегревалась.

Заключение

Система с естественной циркуляцией не самый лучший по эффективности метод отопления, но иногда – единственно возможный – в тех местностях, где нет электроснабжения. В тех же регионах, где электроэнергия есть, на случай перебоев, схему можно создавать как самотечную, но встраивать при этом насос для штатной работы. Правда и такое решение не самое лучшее: увеличивается объем системы, она становится более инерционной и требует больших затрат на нагрев теплоносителя. Если перебои – исключение из правил, можно обезопасить себя установив резервное электропитание (блок бесперебойного питания и/или генератор). Если же перебои случаются часто – тогда ваш выход – системы с естественной циркуляцией.

В случае отсутствия в помещении электроэнергии или газа устанавливается самотечная система отопления частного дома. Схема составляется после проведения всех расчетов. В зависимости от количества контуров она бывает разной степени сложности. По сравнению с принудительной циркуляцией воды самотек жидкости имеет множество недостатков, но иногда монтаж такой системы является единственно возможным вариантом.

Самотечное отопление частного дома представляет собой несложную конструкцию. В основу положены физические законы гидравлики. В качестве теплоносителя в большинстве случаев используется вода. Если в доме отсутствует газ, то устанавливается твердотопливный котел. Размещается он в самой нижней точке помещения.

В процессе нагрева начинается движение жидкости по стояку вверх. Перемещаясь дальше, она попадает в радиаторы. Схема отопления самотеком не предусматривает использования дополнительного оборудования, поэтому для обеспечения движения воды трубы прокладываются с уклоном. В процессе циркуляции теплоноситель остывает и возвращается в котел со значительно меньшей температурой. Одновременно с этим новые порции горячей воды постоянно поступают в систему.

Система отопления самотеком имеет много недостатков. К наиболее ощутимым из них относятся:

низкий коэффициент эффективности;
монтаж трудоемкий, требующий больших денежных затрат;
проложенные трубы смотрятся неэстетично;
высокая цена приобретаемых материалов.

Первые радиаторы нагреваются сильнее, учитывая последовательность движения воды. В дальнейшем идет остывание теплоносителя. Система нуждается в установке расширительного бачка. Он необходим для выхода воздуха, случайно попавшего в трубы.

Несмотря на большое количество недостатков, система востребована. Часто дачный домик располагается в загородной зоне и только так его можно отопить. Поскольку система простая, она меньше ломается, а движение теплоносителя проходит бесшумно.

Самотечная система отопления дома имеет несколько разновидностей, которые применяются в зависимости от характера помещения. Существует 4 разновидности самоциркуляции:

закрытая;
открытая;
однотрубный контур;
двухтрубный контур.

Закрытый или замкнутый водяной контур используется для отопления одноэтажных и двухэтажных домов. Принцип его работы заключается в следующем:

1. В процессе работы идет вытеснение воды из контура в расширительный бачок.
2. Бак состоит из 2 частей, которые разделены между собой мембраной. Одна часть заполнена воздухом или азотом, а во вторую попадает вытесненная жидкость.
3. Нагретый теплоноситель давит на мембрану и сжимает газ, частично заполняя вторую часть бачка.
4. Со временем температура воды падает, газ давит на мембрану и выдавливает воду. Она снова поступает в систему и заполняет ее до прежнего уровня.

К преимуществу такого вида самотека относится небольшая коррозия металла, поскольку в систему не попадает воздух. Однако есть и существенный недостаток — стоимость бачка с мембраной очень высокая.

У открытого варианта принцип работы такой же. Отличие заключается только в бачке, представляющем собой емкость открытого типа. Сверху располагается негерметичная крышка. Монтируется система в самой верхней точке (под потолком или на чердаке). От нее отходит труба, которая идет на слив в канализацию или на открытую местность. Этот вариант имеет ряд недостатков:

1. Поскольку в систему постоянно попадает воздух, идет коррозия металлических частей.
2. В контур попадает воздух. Приходится прокачивать всю систему, открывая вентиль подпитки. Иногда батареи монтируются под небольшим углом, а сверху ставится кран Маевского для выхода воздуха.
3. Регулярно происходит испарение жидкости, которую требуется постоянно доливать.

К преимуществу открытой самоциркуляции относится возможность изготовления бачка своими руками.

Однотрубный контур применяется только для отопления небольших площадей одноэтажного дома. После выхода из котла вода последовательно заходит во все радиаторы. Чтобы шло равномерное распределение тепла, в местах подключения радиаторов устанавливаются байпасы. В противном случае последние в цепи радиаторы заполняются остывшей водой.

К преимуществу однотрубного контура относится простота монтажа. Нет необходимости располагать трубы под потолком.

В двухтрубном контуре подача и возвращение жидкости ведутся по отводам, которые подведены к каждому радиатору отдельно. Другие отводки выполняют функцию забора воды от каждого прибора. Затем она подается в трубу, ведущую в котел. Это дает следующие преимущества:

тепло распределяется равномерно по всем радиаторам;
температура в системе легче контролируется;
используются трубы меньшего диаметра;
не такие жесткие условия соблюдения уклона.

Двухтрубный контур более эффективный. Допускается его монтаж в двухэтажном доме.

Самостоятельная циркуляция воды имеет существенный недостаток — отсутствие давления в системе. Любое отклонение от стандартов (маленький уклон, нарушение радиуса изгиба трубы или излишнее количество поворотов) приводит к нарушению работы. При монтаже учитываются следующие моменты:

необходимость обеспечения минимального уровня уклона;
материал и диаметр применяемых труб.

Такие нормативы прописаны в документации. Согласно норме, на каждый метр расстояния необходимо соблюдать понижение на 10 мм.

Если не придерживаться этого правила, то циркуляция воды нарушится. Ближайшие радиаторы прогреются, а до остальных тепло не дойдет. В некоторых случая может произойти закипание жидкости из-за отсутствия движения воды.

При самостоятельном монтаже системы учитывается материал, из которого сделаны трубы. Он бывает следующим:

1. Сталь. Материал стойкий к высокому давлению и недорогой. Монтаж отличается сложностью. Требуется применение сварочного аппарата.
2. Металлопластик. Благодаря гладкой внутренней поверхности на ней не задерживается грязь. Небольшой вес облегчает монтаж. Однако срок службы составляет только 15 лет.
3. Полипропилен. Самотечная система отопления из полипропилена характеризуется высокой прочностью и герметичностью. Монтаж ведется при помощи паяльника. Срок эксплуатации составляет 25 лет.
4. Медь. Лучший материал для использования. Обладая хорошей теплоотдачей, выдерживает температуру до 500 °C. Эксплуатируется в течение 100 лет.

Перед началом монтажа просчитывается необходимый диаметр используемых труб. Сначала рассчитывается величина тепловой энергии, необходимая для обогрева помещения. Затем к полученному значению прибавляется 20%. С учетом этой величины подбираются диаметры труб. При этом учитываются некоторые особенности:

завышение диаметра приводит к излишнему использованию энергии;
трубы из стали не ставятся диаметром меньше 50 мм;
после каждого разветвления сужение труб ведется на 1 размер.

Схема подачи жидкости оказывает существенное влияние на работу системы. Она бывает двух видов:

1. С нижним разливом. Характеризуется низкой эффективностью. Трубы прокладываются на уровне пола.
2. С верхним разливом. Подача горячей воды ведется из трубы, которая располагается под потолком. Часто используется в условиях частного сектора.

Как правило, в систему заливается вода, однако допускается применение антифриза. При этом следует учитывать, что он обладает меньшей теплоотдачей и более высокой плотностью. Поэтому энергии на его нагрев тратится больше, а отдача тепла такая же, как у воды.

Система самостоятельной циркуляции воды оправдывает себя только при отсутствии газа или электричества. В таком случае допускается ее установка в небольших домах. Расчеты показывают, что монтаж ее в целях экономии нецелесообразен из-за низкой эффективности.

Отопительная система, использующая принцип самотека, является единственным возможным вариантом обогрева дома, когда к нему не подведены электричество и магистральный газ. Самотечная система отопления частного дома на сегодняшний день не пользуется спросом, но заострить внимание на ней все же стоит, поскольку иногда возникают ситуации, когда такая система отопления оказывается востребованной.

Существуют разные схемы самотечного отопления, и от правильного выбора будет зависеть большое количество параметров, начиная от дизайна помещений, заканчивая стоимостью материалов. Большинство представленных схем довольно сложны, поэтому в этой статье будут рассмотрены наиболее простые, установка которых не потребует наличия специфических знаний и умений от домовладельца.

Все системы отопления можно разделить на две больших категории:

системы с принудительной циркуляцией теплоносителя;
самотечные системы, в которых циркуляция осуществляется естественным путем.

Принципиальная схема самотечной системы отопления

Наиболее удобной для рассмотрения является однотрубная система, на примере которой можно выявить практически все рабочие моменты, связанные с самотечной системой отопления. Для примера в качестве теплоносителя будет использована вода, поскольку в таком случае принцип работы системы получается наиболее понятным.

Конечно, при необходимости постоянного отопления в систему можно заливать и другие жидкости, которые не боятся замерзания (антифризы и др.). Использование антифризов позволяет избежать размораживания всей отопительной системы. Кроме того, после сборки системы желательно залить ее именно антифризом, который позволит выявить все негерметичные участки трубопровода.

Как выглядит отопление самотеком - схема довольно проста: самотечная отопительная система работает по принципу естественной циркуляции теплоносителя за счет разности температур на входном и выходном канале котла (детальнее: "Как устроена система отопления с естественной циркуляцией – какие бывают схемы подключения"). Эта система используется очень давно, и ее популярность неуклонно падает вследствие ее низкой эффективности, высокой стоимости и неоправданном расходе энергоресурсов. На сегодняшний день использовать такую систему можно разве что в небольших домиках, к которым не подведено электричество, что встречается довольно редко.

Выбор схемы самотечного отопления

Как работает классическая однотрубная система? Прежде всего стоит понять, что каких-то сложностей в ее конструкции нет, но правильные расчет и установка отопления очень важны, поэтому для предельной ясности необходимы некоторые знания. Принцип работы однотрубной системы с естественной циркуляцией базируется на физическом явлении: при нагреве теплоносителя (воздуха или воды) теплая масса будет подниматься вверх, а холодная будет опускаться вниз.

Нагретая в котле вода двигается вверх по стояку, откуда она поступает в радиаторы, где и происходит процесс отдачи тепловой энергии. Сопровождающее этот процесс остывание становится причиной дальнейшего движения воды к следующим в контуре радиаторам. При постоянном остывании вода рано или поздно придет обратно в котле, где цикл нагрева-остывания будет возобновляться.

Система естественной циркуляции не подразумевает наличия каких-либо дополнительных устройств, которые могут ускорить движение воды, поэтому для нормального функционирования самотечной отопительной системы необходимо соблюдать постоянный уклон при прокладке трубопровода. Эти операции можно выполнить самостоятельно, поскольку они не отличаются особой сложностью. Выходной канал должен быть выполнен с точностью до наоборот: наличие различных поворотов и изгибов стояка запрещено.

Конечно, полностью избежать различных стыков практически невозможно, но если стояк будет вертикальным, то такая система будет гораздо более эффективной. Нюанс: для создания поворота в стояке лучше всего брать минимальные углы.

Хорошая циркуляция воды в немалой степени зависит и от диаметра труб для отопления частного дома, причем зависимость здесь прямая: чем больше внутреннее сечение трубы, тем проще будет осуществлять перемещение воды, поскольку сопротивление ее движению в таком случае будет снижено. Как правило, для однотрубного отопления используются трубы диаметром не менее дюйма, а сечение, составляющее полтора дюйма, является оптимальным в большинстве случаев.

Котел такой системы должен располагаться в самой нижней точке здания, а вот стояк необходимо расположить как можно выше, чтобы забор воды в радиаторы мог беспрепятственно осуществляться. Трубопровод должен иметь постоянный уклон в сторону котла: обычно этот показатель достаточно выдержать на уровне одного сантиметра на метр трубы. Именно это условие дает возможность реализовать самотечное отопление частного дома.

В самотечных отопительных системах обычно находится гораздо больше воды, чем в аналогах с принудительной циркуляцией, что обуславливается разными диаметрами трубопровода. Пару слов нужно сказать и о трубах: полиэтиленовых и полипропиленовые модели не подойдут, поскольку вода в трубах иногда достигает очень высоких температур, достаточных для плавления трубопровода.

В результате получается довольно внушительный список недостатков, присущих самотечным отопительным системам:

Низкая эффективность;
Трудоемкий и затратный монтаж системы;
Отсутствие эстетических качеств;
Высокая стоимость расходных материалов.

Отопительная система, описанная в данной статье, имеет как положительные, так и отрицательные качества. Одним из самых больших ее минусов является невозможность регулировки температуры на отдельных отопительных приборах. Для ремонта такой системы придется сбрасывать ее целиком. Тем не менее, несмотря на все недостатки, самотечная система отопления является отличным решением в тех случаях, когда альтернативные варианты обогрева дома невозможны.

Самотечная система отопления частного дома - выбираем схему

Все системы отопления можно разделить на две больших категории:

системы с принудительной циркуляцией теплоносителя;
самотечные системы, в которых циркуляция осуществляется естественным путем.

Принципиальная схема самотечной системы отопления

Конечно, при необходимости постоянного отопления в систему можно заливать и другие жидкости, которые не боятся замерзания (антифризы и др.). Использование антифризов позволяет избежать размораживания всей отопительной системы. Кроме того, после сборки системы желательно залить ее именно антифризом, который позволит выявить все негерметичные участки трубопровода.

Выбор схемы самотечного отопления

Нагретая в котле вода двигается вверх по стояку, откуда она поступает в радиаторы, где и происходит процесс отдачи тепловой энергии. Сопровождающее этот процесс остывание становится причиной дальнейшего движения воды к следующим в контуре радиаторам. При постоянном остывании вода рано или поздно придет обратно в котле, где цикл нагрева-остывания будет возобновляться.

В самотечных отопительных системах обычно находится гораздо больше воды, чем в аналогах с принудительной циркуляцией, что обуславливается разными диаметрами трубопровода. Пару слов нужно сказать и о трубах: полиэтиленовых и полипропиленовые модели не подойдут, поскольку вода в трубах иногда достигает очень высоких температур, достаточных для плавления трубопровода.

Низкая эффективность;
Трудоемкий и затратный монтаж системы;
Отсутствие эстетических качеств;
Высокая стоимость расходных материалов.

Все системы отопления можно разделить на две больших категории:

системы с принудительной циркуляцией теплоносителя;
самотечные системы, в которых циркуляция осуществляется естественным путем.

Обе категории могут работать в одно- и двухтрубных системах. В этой статье речь пойдет о системах, где осуществляется отопление самотеком.

Принципиальная схема самотечной системы отопления

Конечно, при необходимости постоянного отопления в систему можно заливать и другие жидкости, которые не боятся замерзания (антифризы и др.). Использование антифризов позволяет избежать размораживания всей отопительной системы. Кроме того, после сборки системы желательно залить ее именно антифризом, который позволит выявить все негерметичные участки трубопровода.

Выбор схемы самотечного отопления

Нагретая в котле вода двигается вверх по стояку, откуда она поступает в радиаторы, где и происходит процесс отдачи тепловой энергии. Сопровождающее этот процесс остывание становится причиной дальнейшего движения воды к следующим в контуре радиаторам. При постоянном остывании вода рано или поздно придет обратно в котле, где цикл нагрева-остывания будет возобновляться.

В самотечных отопительных системах обычно находится гораздо больше воды, чем в аналогах с принудительной циркуляцией, что обуславливается разными диаметрами трубопровода. Пару слов нужно сказать и о трубах: полиэтиленовых и полипропиленовые модели не подойдут, поскольку вода в трубах иногда достигает очень высоких температур, достаточных для плавления трубопровода.

Низкая эффективность;
Трудоемкий и затратный монтаж системы;
Отсутствие эстетических качеств;
Высокая стоимость расходных материалов.

Система отопления с естественной циркуляцией жидкости представляет собой замкнутое устройство гравитационного (самотечного) типа, позволяющее обогреть помещения в частном доме независимо от электропитания.

Такое преимущество конструкции даёт возможность использовать её в регионах с проблемами или полным отсутствием центральной электрической сети. Система экономична, но для её правильного функционирования потребуется сделать точные расчёты.

Описание системы отопления циркуляционного типа без насоса

Устройство водяного отопления, работающее самотеком, включает нагревательный элемент (котёл), трубы, прокладываемые разными способами, расширительный бак и радиаторы.

Принцип действия

Роль теплоносителя в контуре играет вода, которая движется по трубам под влиянием термодинамических сил. Принцип действия системы основывается на разнице физических свойств горячей и холодной воды.

Пока работает котёл, в трубах всегда есть горячая вода, которая постепенно остывает, проходя по контуру и отдавая тепло в окружающую среду.

Плотность и масса воды при нагреве уменьшается, поэтому она легко вытесняется вверх остывшей жидкостью.

После достижения верхней точки контура, горячая вода распределяется по трубам, соединённым с радиаторами, отдаёт тепло через материал батарей, а затем по нижней части контура стекает к котлу, где снова нагревается.

Достоинства установки

Основными достоинствами отопительного контура гравитационного типа являются:

простота установки и использования;
высокая отдача тепла и стабильность микроклимата помещений;
экономичность ресурсов при условии качественного утепления строения;
отсутствие шума;
полная независимость от электричества;
редкие поломки и долгий срок службы при условии проведения периодических профилактических мероприятий.

Справка! Сконструировать систему отопления с естественной циркуляцией можно самостоятельно. Правильный расчёт параметров, выбор схемы контура и грамотная установка всех компонентов гарантирует срок работы конструкции до 35 лет.

Главный недостаток — конструкция может отопить частные дома площадью не более 100 м 2 , имеющих радиус около 30 м.

Существует ещё несколько недостатков, ограничивающих применение самотечной конструкции:

обязательное наличие чердака для установки расширительного бачка;
медленный обогрев помещений;
необходимость утепления контура в неотапливаемых местах для предотвращения замерзания воды в трубах.

Разновидности отопительных систем с естественной циркуляцией

Конструкции могут быть реализованы в однотрубном или двухтрубном вариантах. По типу систем выделяют закрытые и открытые схемы установок. Правильно выбранный вид схемы обеспечит её максимальную эффективность.

Закрытый тип

Циркуляционная конструкция закрытого типа получила широкое распространение в странах Европы, а в России только начинает приобретать популярность.

Принципиальная схема

После нагрева, вода под давлением поднимается к расширительному баку, поделённому на 2 части мембраной. Нижняя часть бака заполняется водой, которая сжимает газ (чаще азот или воздух), находящийся в верхней части над мембраной. Создаётся дополнительное рабочее давление, способствующее движению жидкости.

Фото 1. Закрытый тип системы отопления с естественной циркуляцией. Должен быть оснащен герметичным расширительным баком.

Особенности

Основная особенность конструкции закрытого типа — герметичность бака и создание дополнительного давления в трубопроводе. Иногда для закрытых схем используют циркулярные насосы, которые работают от электросети. Благодаря низкой потребляемой мощности насоса, временное отключение электричества не скажется на работе системы.

Плюсы и минусы

Главные преимущества закрытых отопительных схем связаны с их герметичностью. Благодаря этому система почти не страдает от воздушных пробок, меньше подвергается коррозии, расходует меньшее количество теплоносителя, в качестве которого можно использовать не только воду, но и антифриз. Схема не требует больших уклонов трубопроводов, особенно если используется насос.

Внимание! Основной минус конструкции — необходимость установки большого бака, для которого нужно место. Длительные перебои с электричеством приведут к снижению эффективности схемы с насосом.

Самотёчная система отопления частного дома окажется выходом из ситуации, в которой помещение – жилое или рабочее – не оснащено ни газом, ни электричеством. Данный тип отопления на сегодня достаточно редок, однако востребованность на него отнюдь не сведена к нулю.

Начинаем со схемы

Одним из первых шагов при установке рассматриваемой отопительной системы является выбор схемы, определяющий дальнейший рабочий процесс и эффективность эксплуатационного периода.

Последствия сделанного выбора сказываются на дизайне помещений и равномерности распределения тепла, на удобстве эксплуатации, а прежде всего на общем объёме работ и цене за использованные при установке материалы.

Несмотря на наличие в виртуальном пространстве огромного количества схем и чертежей, в том числе видео, самостоятельно – без специалиста – разобраться в них достаточно сложно, и самое главное – каждая схема требует её адаптации под отдельно взятый заказ.

2 типа самотечной системы

Самотечная система отопления дома может быть успешно использована при любом из двух типов систем – однотрубной и двухтрубной. Более распространённым в самотечном типе является первый тип и поэтому нижеизложенный анализ будет сделан на базе этого типа.

Для рассматриваемого примера однотрубной схемы в качестве используемого теплоносителя берётся вода. Однако при круглогодичной эксплуатации целесообразней применять специальные составы, не замерзающие при температуре ниже нуля градуса по Цельсию – антифризы и др. Их использование обезопасит систему от риска размораживания.

По окончании монтажных работ самотёчной системы отопления частного дома рекомендуется произвести её заполнение – это поможет выявить элементы соединений, характеризующиеся отсутствием герметичности.

Перемещение воды в системах данного типа осуществляется без использования насоса – что является основным принципом их работы. Транспортировка происходит из-за разности температур воды – на входе котла и выходе из него.

На сегодня эта система считается устаревшей и редко применяемой в силу таких недостатков, как высокая стоимость, низкий КПД, отсутствие экономичности. Однако для дачного домика или просто частного дома, не оснащённого электроэнергией, это может быть удачным решением проблемы.

Возможности по выбору газового котла для самотечной системы отопления дома крайне ограничены, прежде всего потому, что при отсутствии электричества маловероятна возможность наличия газа, а значит, установка электрического газового котла полностью исключена. Единственным вариантом в этой ситуации становится котёл твердотопливный, функционирующий на таком топливе, как дрова, уголь и пр.

Принцип работы самотечной системы

Один из принципов, используемых при работе системы, известен всем из школьного курса физики: это подъём вверх горячих воды и воздуха и их опускание вниз – при низких температурах.

После того, как вода прогреется в котле, она начинает своё движение вверх – по стояку. В результате она попадает в отопительный радиатор, где передаёт часть своего тепла, став от этого холодней, чем в сточке. Охлаждённая, вода начинает двигаться вниз – и поступает в очередной радиатор. Так продолжается до возвращения воды в котёл.

Правила монтажа системы

Правильное функционирование самотечной системы отопления подразумевает прежде всего точность подбора диаметра труб, а также абсолютное соблюдение в течение монтажных работ нужных уклонов – во избежание создания контруклонов. При наличии определённого опыта можно провести все эти работы самостоятельно, без обращения к специалистам.

Особое внимание нужно уделить отсутствию у стояка изгибов и поворотов – на выходе из котла. Идеальным считается такой результат работы, при котором стояк, вплоть до его верха, обладает вертикально ровным видом.

При необходимости поворота оптимальным будет выбор угла минимального размера, а диаметр труб – равным полтора дюймам. При этом количество труб находится в прямой пропорциональной зависимости с протекающей циркуляцией: чем больше их будет использовано, тем интенсивней будет протекать циркуляция.

При осуществлении забора воды – теплоносителя – из стояка нужно соблюдать сохранение уровня, превышающего самый верхний из радиаторов, а котёл нужно разместить так, чтобы он находился ниже уровня любого из отопительных приборов.

Для труб нужно установить небольшой наклон – в направлении котла. Приемлемым будет при этом уклон с расчётом один сантиметр на метр трубы. Только так можно гарантировать обеспечение циркуляции.

Если сравнить две схемы циркуляции – естественной и принудительной, то о первом типе можно сказать как об обладающем большим объёмом воды. Причина кроется в разнице диаметров.

Осторожность нужно проявить при выборе труб – а точнее, обратить внимание на материал их изготовления: ни в коем случае не приобретать изделия, произведённые из полиэтилена и полипропилена. Их использование чревато риском плавления, к которому может привести закипание воды, находящейся в трубах. Последнее может быть вызвано отсутствием насоса, а также из-за наличия высокого уровня нагрузки, оказываемой на газовый отопительный котёл, установленный в частном доме. Самым надёжным вариантом в данной ситуации будет покупка железных труб, что, в свою очередь, расширяет диапазон неблагожелательных факторов использования самотёчной системы – ценовой показатель таких труб достаточно высок, а используемые размеры создают недостаточно эстетичный внешний вид.

Один из основных компонентов системы – это расширительный бак, выбор которого должен осуществляться с учётом того, что при нагревании вода начинает расширяться. Для предотвращения деформационных процессов и возникает необходимость в установке расширительного бака. Правильный его подбор можно сделать, если обратиться к инструкции. Установка бака производится в самой верхней точке отопительной самотёчной системы.

В заключении стоит подчеркнуть два основных преимущества этой системы – высокий уровень инерционности и отсутствие необходимости электричества в здании, которое планируется оснастить данным типом отопления. В принципе, последнее свойство и является основным при выборе системы, пригодной для домов, где отсутствует подача электроэнергии.

Описание системы отопления циркуляционного типа без насоса

Принцип действия

Плотность и масса воды при нагреве уменьшается, поэтому она легко вытесняется вверх остывшей жидкостью.

Достоинства установки

Основными достоинствами отопительного контура гравитационного типа являются:

простота установки и использования;
высокая отдача тепла и стабильность микроклимата помещений;
экономичность ресурсов при условии качественного утепления строения;
отсутствие шума;
полная независимость от электричества;
редкие поломки и долгий срок службы при условии проведения периодических профилактических мероприятий.

Существует ещё несколько недостатков, ограничивающих применение самотечной конструкции:

обязательное наличие чердака для установки расширительного бачка;
медленный обогрев помещений;
необходимость утепления контура в неотапливаемых местах для предотвращения замерзания воды в трубах.

Разновидности отопительных систем с естественной циркуляцией

Закрытый тип

Принципиальная схема

Особенности

Плюсы и минусы

Читайте также: