Водяне опалення в приватному будинку з природною циркуляцією. Система опалення приватного будинку з природною циркуляцією

Незважаючи на «пророцтва» більшості фахівців-теплотехніків в 70-х роках минулого століття, опалювальні системи, в яких теплоносій переміщається самопливом (гравітаційні), успішно застосовуються і в XXI столітті. Чому даний факт має місце, які сили змушують теплоносій переміщатися по контуру, що потрібно знати щоб створити таку систему опалення (СО) і буде темою нашої публікації.

Механізм природного переміщення теплоносія

Перш за все, давайте розберемося, чому гравітаційні СО так популярні в нашій країні. На це існує дві основні причини:

Система водяного опалення з природною циркуляцією - енергонезалежна, а в нашій країні (і більшості країн СНД) існують райони, в яких перепади з електропостачанням є нормою.
Відсутність насоса, складного електронного устаткування досить сильно здешевлює кошторисну вартість системи опалення, що є важливим чинником для багатьох забудовників.

Дійсно, принцип роботи даної СО не вимагає механізмів, які змушують теплоносій переміщатися по трубах. Він заснований на фізичному принципі розширення рідин при їх нагріванні. Працює система просто: в теплообміннику котла відбувається нагрів води. Зростаючи, вона піднімається по стояку після чого починає самопливом переміщатися по подаючому трубопроводі, який змонтований під ухилом. З магістральної труби вода потрапляє в радіатор, проходить його вигини і повертається в зворотний магістральну трубу, яка також змонтована під ухилом, але вже до котла.

Природна циркуляція води в системі опалення забезпечується розширенням гарячого теплоносія і правильним монтажем опалювального контура

На малюнку показана найпростіша гравітаційна схема обігріву, що складається з:

Котельні установки, яка може бути газової, електричної, рідко - чи твердопаливної.
Контуру. Магістральну трубу рекомендується використовувати великого діаметра (наприклад, 1 дюйм з чвертю), а відводи на опалювальні прилади, діаметром не менше ¾ дюйма. Чим більше діаметр - тим менше опір руху теплоносія.

Важливо! Більший діаметр трубопроводу на увазі більший обсяг теплоносія. Чим його більше, тим повільніше відбувається прогрів контуру! Саме тому перед створенням гравітаційної СО слід провести розрахунок діаметра труби на кожній ділянці контура.

Радіаторів. Їх в системі може бути до 10 шт. Важливим є правильний підбір кількості секцій, матеріалу, і схеми їх включення в контур.
Розширювального бака, який служить для компенсації теплового розширення теплоносія і відведення повітряних пробок.

Найчастіше в СО з природною циркуляцією застосовуються бачки відкритого типу (Атмосферні). Є схеми, в яких використовуються пристрої закритого типу (Мембранні), що і визначає назву - закрита система опалення з природною циркуляцією. По-перше при надмірному тиску, зайва вода з контуру стравливается в дренаж; по-друге теплове розширення теплоносія компенсується мембраною.

Крім перерахованого обладнання, в даній СО використовуються запірні кульові крани, які служать для заміни опалювальних приладів без виведення системи з робочого стану.

Виходячи з вищесказаного можна зробити висновок про недоліки даної СО:

Маса нюансів при монтажі: ухил, ефективна схема під'єднання батарей тощо.
Складна балансування.
Порівняно невелика протяжність контуру (до 30 м.)
Не самий привабливий зовнішній вигляд. Конструкція передбачає прокладку трубопроводу, що подає по стіні у верхній частині приміщення, а зворотного - по нижній.

Порада: Можна розмістити подачу на горищі, а обратку під підлогою, але тоді котел потрібно опустити нижче останнього радіатора і вжити всіх заходів до ретельного утеплення контуру.

Тонкощі вибору обладнання

Вибір найбільш підходящої гравітаційної схеми, розрахунки та підбір обладнання варто довірити професіоналам. Багато забудовників, які обрали для обігріву будинку соматичних СО, вважають за краще підбір обладнання робити самостійно не переплачуючи дорогим фахівцям.

Підбір котла. Як вже говорилося вище, котел для гравітаційних систем обігріву може бути практично будь-якого типу. Єдине, при природній циркуляції не можна створювати багатоконтурну схему. Що стосовно палива - вибирайте установку, яка працює на найбільш доступному для вашого регіону паливі. Потужність установки розраховується виходячи з тепловтрат кожного опалювального приміщення.
Матеріал трубопроводу. В принципі, ви можете використовувати сталь, мідь і сучасний поліпропілен. Єдине, що потрібно знати: твердопаливні котли нагрівають теплоносій до температур, при яких ні про яке поліпропілені не може бути й мови - тільки сталь або мідь.

Порада: Контур з сталевих труб вимагає складних зварювальних робіт; мідь досить дорогий матеріал; поліпропілен втрачає форму при температурі понад 80 ° С. Ми рекомендуємо використовувати для створення природного опалення армований поліпропілен, який не дорогий, має невелику масу, легко монтується і не втрачає форму.

Підбір діаметра трубопроводу - це досить складний процес, що вимагає знань і складних обчислень. Якщо ви вирішили самостійно розрахувати необхідний діаметр контуру, то скористайтеся спеціальним програмним забезпеченням або таблицями підбору, які можна знайти в теплотехнічної літературі.
Ємність розширювального бака залежить від кількості теплоносія і коефіцієнта розширення теплоносія. Скажемо відразу, що для водяного опалення потрібен бак, з ємністю в 10% від кількості води в системі.

І останнє: для створення ефективної опалювальної системи з природною циркуляцією зверніться до професіоналів. Грамотно створений і настроєний обігрів буде вам служити десятиліття, без будь-якого вашого втручання з вашого боку.

При створенні опалювальної системи необхідно визначитися з типом циркуляції. Вона може бути природною або примусовою (з використанням циркуляційного насоса). У кожен схеми є свої переваги і недоліки, які потрібно враховувати при проектуванні опалювальної системи і її монтажі. Що являє собою схема опалення приватного будинку з природною циркуляцією і як взагалі працює дана система опалення? Про це ви дізнаєтесь з нашого огляду.

Принцип роботи

В цілому принцип роботи опалення з природною циркуляцією досить простий:

Опалювальний котел нагріває теплоносій;
Під дією гідростатичного тиску теплоносій переміщається по системі і нагріває батареї опалення;
Остиглий теплоносій надходить назад в котел.

Проста схема циркуляції теплоносія в приватному будинку з системою опалення з природною циркуляцією.

Теплоносій в опалювальній системі тече самопливом, без допомоги циркуляційного насоса. Завдяки цьому система виходить простий в монтажі і дешевої в обслуговуванні. Нагрівається в казані вода (вона найчастіше виступає теплоносієм) рухається від котла вгору по відвідної труби - це відбувається через зміну її щільності і об'єму. Знизу її як-би підштовхує холодна вода.

Піднявшись по трубі вгору, теплоносій надходить в горизонтальні розлучення, звідки направляється в батареї. У міру свого руху від поступово віддає тепло самих труб і батарей. Захолола вода стає більш щільною, тому вона має властивість опускатися вниз. Далі вона надходить в котел, виштовхуючи з нього вже нагрівся теплоносій. Тим самим досягається природна циркуляція, що не вимагає застосування насоса.

Схема опалення приватного будинку з природною циркуляцією включає в себе наступні елементи:

Опалювальний котел;
Горизонтальні і вертикальні труби;
Батареї опалення;
Розширювальний бачок.

Тут ми бачимо граничну простоту всієї системи, що зменшує навантаження на її обслуговування.

У водяних і парових опалювальних системах замкнутого типу присутні додаткові елементи - це спускніка пара і запобіжний клапан.

Схема системи опалення з природною циркуляцією теплоносія в двоповерхових будинках.

Опалювальні системи з природною циркуляцією найчастіше монтуються в приватних будинках. Максимальна висота будівель - не більше двох поверхів. Тільки в цьому випадку можна розраховувати на нормальну роботу опалення. Також потрібно враховувати деякі інші обмеження, про що піде мова в нашому огляді.

Переваги і недоліки

Описуючи опалення з природною циркуляцією, не можна пройти повз опису ключових переваг і недоліків. Почнемо, як завжди, з позитивних рис.

Переваги природної циркуляції:

Відсутність дорогого циркуляційного насоса, завдяки чому зменшується вартість системи опалення;
Відсутність зайвих шумів - незважаючи на малошумність, циркуляційні насоси створюють тихий гул. Днем його практично не чутно через навколишнього нас шуму. Вночі його гудіння стає чутним, що доставляє деяким людям дискомфорт - не рятує навіть зниження швидкості обертання. В окремих точках домоволодіння гул може посилюватися;
Додаткові витрати в разі виходу насоса з ладу - хороші насоси стоять досить дорого;
Мінімум поломок - крім опалювального котла тут просто нема чому ламатися. А протікання, при грамотному монтажі, настільки рідкісні, легко усунути своїми руками;
Відсутність витрат на електроенергію - робота насоса викликає додаткові витрати на оплату електрики;
Енергонезалежність опалювальної системи - вона може бути змонтована в будинку без електрифікації (за умови використання енергонезалежного опалювального котла).

недоліки:

Неможливо опалювати багатоповерхові будівлі - так як опалювальна система вийде дуже великий, а натиск в ній дуже слабкий, то циркуляції теплоносія не буде. Отже, для обігріву великих будівель необхідна примусова циркуляція теплоносія з використанням циркуляційного насоса. Це актуально і для опалення 2-х поверхових приватних будинків великих розмірів;
Обмежена довжина опалювальної системи - максимальна довжина горизонтальних ділянок не повинна перевищувати 30 метрів. В іншому випадку природна циркуляція буде неможливою. Отже, тут знову ж необхідний циркуляційний насос;
Необхідність дотримуватися ухили труб - вони хоч і невеликі, але іноді вони бувають помітними. Якби в будинку прокладали система опалення з примусовою циркуляцією, ухили були б не потрібні;
Тривалий прогрів великих будинків - за рахунок слабкого тиску, тепло на початковому етапі поширюється з працею. Але після нагрівання системи ситуація поліпшується, обігрів стає рівномірним.

Звичайно ж, більшість недоліків пов'язано з неможливістю обігріву великогабаритних будинків. Якщо ж ваше домоволодіння відрізняється невеликою площею, то недоліками можна знехтувати.

особливості монтажу

В опалювальних системах з природною циркуляцією обов'язково повинен дотримуватися ухил труб, а розширювальний бачок повинен розташовуватися в самій верхній точці.

Якщо ми поглянемо на саму просту схему опалення приватного будинку з природною циркуляцією, то ми відзначимо необхідність дотримання правил по прокладці. Вихідна з котла труба з гарячою теплоносієм обов'язково піднімається вгору, до стелі. Тут же, в найвищій точці, розташовується розширювальний бачок (з відведенням надлишків води). Його наявність строго обов'язково, так як нагрітий теплоносій завжди розширюється в обсязі. Ємність бачка становить 20-30 літрів.

Після підйому вгору теплоносій відправляється в горизонтальні ділянки. І тут потрібно дотримуватися певний кут ухилу. Тобто труба з гарячою теплоносієм монтується з ухилом зверху вниз, в міру віддалення від верхньої точки. Тим самим забезпечується більш ефективна циркуляція води. Те ж саме відноситься і до зворотних ділянках - тут кут повинен бути таким, щоб теплоносій тек з найдальшої точки до котла зверху вниз (робиться ухил в бік котла).

Обов'язково дотримуйтеся ухили, так як це допоможе знизити гідравлічний опір, що перешкоджає нормальному протіканню теплоносія. Оптимальний ухил становить від 5 до 10 мм на метр труби.

Система опалення з природною циркуляцією може бути однотрубної або двотрубної:

При монтажі однотрубної системи теплоносій послідовно проходить по всім радіаторів і повертається за зворотною водопроводу практично безпосередньо;
Двотрубна система має на увазі створення індивідуальних підведень до кожної батареї і індивідуальних відводів в нижню трубу.

Застосування двотрубної системи дозволяє розраховувати на більш рівномірний прогрів будівлі. Також потрібно звернути увагу на той факт, що горизонтальна довжина всієї системи не повинна перевищувати 30 метрів, а поворотна труба повинна йти паралельно гарячої трубі.

Однотрубні системи орієнтовані на обігрів будівель невеликої площі. Якщо у вашому будинку 2-3 кімнати, рекомендується змонтувати двотрубну систему.

При самотоятельном монтажі опалення з природною циркуляцією приділяється увага вигинів, що впливає на гідравлічний опір. Вкрай бажано, щоб труби йшли по приміщеннях прямо, без зайвих вигинів. Також небажано використовувати арматуру і крани, застосовувати труби невеликого діаметру - для подібних систем бажано придбати нормальні металеві труби відповідного розміру. Якщо діаметр буде малий, це чинитиме опір і без того слабкому натиску теплоносія.

На закінчення розповімо про ще одну особливість розташування елементів системи опалення з природною циркуляцією. Справа в тому, щоб опалювальний котел повинен розташовуватися нижче, ніж будь-яке інше обладнання (тут маються на увазі батареї і радіатори). Тому для цих цілей необхідні підлогові котли. Оптимальне розміщення - в котельні з більш низькими, ніж у всьому будинку, статями. Тим самим поліпшується проходження теплоносія по всій опалювальній системі. Дотримуючись вищеописані правила, ви побудуєте відмінне опалення з високою ефективністю роботи.

Водяне опалення - це спосіб опалення приміщень за допомогою рідкого теплоносія (води, або антифризу на водяній основі). Передача теплоти в приміщення проводиться за допомогою опалювальних приладів (радіаторів, конвекторів, регістрів труб і т.д.).

На відміну від парового опалення, вода знаходиться в рідкому стані, а значить - має більш низьку температуру. Завдяки цьому водяне опалення більш безпечно. Радіатори для водяного опалення мають великі габарити, ніж для парового. Крім того, при передачі теплоти за допомогою води на велику відстань температура сильно падає. Тому часто роблять поєднану систему опалення: від котельні за допомогою пара теплота надходить в будівлю, де в теплообміннику нагріває воду, яка вже надходить до радіаторів.

У системах водяного опалення циркуляція води може бути як природною, так і штучною. Системи з природною циркуляцією води прості і відносно надійні, але мають невисоку ефективність (це залежить від правильного проектування системи).

Недоліком водяного опалення також є повітряні пробки, які можуть утворюватися після спуску води при ремонті опалення і після сильних похолодань, коли температуру в котельних підвищують і частина розчиненого в ній повітря виділяється з неї. Для боротьби з ними встановлюються спеціальні спускові клапани. Перед початком опалювального сезону за допомогою цих клапанів випускається повітря завдяки надмірному тиску води.

Системи опалення розрізняють за багатьма ознаками, наприклад: - за способом розведення - з верхньої, нижньої, комбінованої, горизонтальної, вертикальною розводкою; - за конструкцією стояків - однотрубні і двотрубні;

По ходу руху теплоносія в магістральних трубопроводах - тупикові і попутні; - з гідравлічних режимів - з постійним і змінним гідравлічним режимом; - за повідомленням з атмосферою - відкриті і закриті.

2. Системи опалення з природною циркуляцією води

Це одні з найпростіших і розповсюджених систем опалення для невеликих будинків і квартир з індивідуальним опаленням. Недоліки систем опалення з природною циркуляцією води: - невеликий радіус дії (до 30 м по горизонталі), що є результатом невеликого циркуляційного тиску; - уповільнене включення в дію через великий теплоємності води і малого природного циркуляційного тиску; - підвищена небезпека замерзання води в розширювальному бачку, якщо він змонтований в неопалюваному приміщенні.

Принципова схема системи опалення з природною циркуляцією складається з котла (водопідігрівача), виходу та повернення води, опалювальних приладів і розширювального бачка. Нагріта в котлі вода надходить по подаючому трубопроводі і стояках в опалювальні прилади, віддає їм частину своєї теплоти, потім по зворотному трубопроводу повертається в котел, де знову підігрівається до необхідної температури, і далі цикл повторюється.

Мал. 1.

Всі горизонтальні трубопроводи системи робляться з нахилом в сторону руху води: нагріта вода, піднявшись по стояку внаслідок температурного розширення і видавлювання більш холодною водою зворотного трубопроводу, розтікається по горизонтальних відводів самопливом, а охолоджена вода також самопливом надходить назад в котел. Ухили трубопроводів сприяють і відведення бульбашок повітря з труб до розширювального баку: газ легший за воду, тому він прагне вгору, а похилі ділянки трубопроводів допомагають йому ніде не затримуватися і надходити в розширювач, а потім в атмосферу. Розширювальний бачок створює постійний тиск в системі, приймає збільшується при нагріванні об'єм води, а при охолодженні віддає воду назад в трубопровід.

Вода в системі опалення піднімається за рахунок розширення при нагріванні і під дією гравітаційного тиску, рух (циркуляція) виникає через різницю щільності нагрітої (піднімається по подає стояка) і охолодженої води (спускається по зворотному). Гравітаційне тиск витрачається на рух теплоносія і подолання опорів в мережі трубопроводів. Ці опору викликаються тертям води об стінки труб, а також наявністю в системі місцевих опорів. До місцевих опорів відносяться: відгалуження і повороти трубопроводів, арматура і самі опалювальні прилади. Чим більше опорів виникає в трубопроводі, тим більше повинно бути гравітаційне тиск. Для зменшення тертя застосовуються труби збільшених діаметрів.

Циркуляційний напір Pц \u003d h (ρо- ρг) залежить (рис. 1): - від різниці відміток центру котла і центру нижнього опалювального приладу h, чим більше різниця висот між центрами котла і приладу, тим краще буде циркулювати теплоносій; - від щільності гарячої води ρг і охолодженої води ρо.

Як з'являється циркуляційний напір? Уявімо, що в котлі і радіаторах опалення температура теплоносія змінюється стрибкоподібно центральними осях цих приладів, що, до речі, недалеко від істини. Тобто в верхніх частинах котла і радіаторів знаходиться гаряча вода, а в нижніх - охолоджена. Гаряча вода має меншу щільність, а отже, і меншу вагу, ніж охолоджена вода. Подумки зріжемо верхню частину опалювального контуру (рис. 2) і залишимо тільки нижню частину. І що ж ми бачимо? А то, що ми маємо справу з двома сполученими посудинами, добре знайомим нам з шкільної фізики. Верх однієї судини знаходиться вище верху іншого; вода під дією сил гравітації прагне переміститися з верхньої судини в нижній. Опалювальний контур - замкнута система, вода в ньому не вихлюпується, як у сполучених посудинах, а прагне «заспокоїтися» (зайняти один рівень). Таким чином, високий стовп охолодженої важкої води після радіаторів постійно виштовхує низький стовп води перед котлом і підштовхує гарячу воду, тобто виникає природна циркуляція. Іншими словами, чим вище знаходиться центр радіаторів щодо центру котла, тим більше циркуляційний напір. Висота установки - це, перший показник напору. Ухили подають трубопроводів в сторону радіаторів і зворотної магістралі від радіаторів до котла лише сприяють цьому процесу, допомагаючи воді долати місцеві опори в трубах.

Мал. 2.

Тому в приватних будинках найкраще розміщувати котел нижче опалювальних приладів, наприклад, в підвалі. Другий показник, від якого залежить циркуляційний напір, це різниця між густиною охолодженої і гарячої води. Системи з природною циркуляцією теплоносія відносяться до саморегульованим системам. При проведенні якісного регулювання, тобто при зміні температури нагріву води, мимовільно виникають кількісні зміни - змінюється витрата води. Через зміни щільності гарячої води буде збільшуватися (зменшуватися) природне циркуляційний тиск, а отже - і кількість циркулюючої води. Тобто, коли на вулиці холодно, стає холодніше і в будинку і включає котел на повну потужність, збільшуємо нагрівання води, помітно зменшуючи її щільність. Прийшовши в опалювальні прилади, вода віддає теплоту охолодженого повітря в приміщенні, її щільність при цьому сильніше підвищується. Подивившись на частину формули, що стоїть в дужках, ми бачимо, що чим більше різниця між густиною охолодженої і гарячої води, тим більше циркуляційний напір. Отже, чим сильніше нагріта вода в казані і чим сильніше вона остигає в радіаторі, тим швидше вона циркулює по системі опалення і це відбувається до тих пір, поки повітря в приміщенні не прогріється. Після цього вода починає остигати в радіаторах повільніше, щільність її вже не сильно відрізняється від щільності води, що вийшла з котла, і циркуляційний напір починає поступово знижуватися. Але як тільки температура в приміщенні почне знижуватися, циркуляційний напір почне підвищуватися і швидкість циркуляції води в трубах підвищиться, підбиваючи до радіаторів більше теплоти і підвищуючи температуру повітря. Так відбувається саморегуляція системи - одночасна зміна температури і кількості води забезпечує необхідну тепловіддачу опалювальних приладів для підтримки температури приміщень.

Системи водяного опалення з природною циркуляцією бувають двотрубні з верхньої та нижньої розведеннями, а також однотрубні з верхнім розведенням.

2.1. Двотрубні системи опалення з верхнім розведенням

Вода з котла піднімається вгору по подаючому трубопроводі і далі надходить по стояках і підводках в опалювальні прилади (рис. 3-5). Горизонтальні магістралі прокладаються з ухилом. Від опалювальних приладів вода по зворотним підводках і стояках надходить в зворотний трубопровід і з нього в котел.

Мал. 3.

Мал. 4.: 1 - котел; 2 - головний стояк; 3 - подає магістраль; 4 - гарячі стояки; 5 - зворотні стояки; 6 - зворотна магістраль; 7 - розширювальний бак

Кожен опалювальний прилад даної системи опалення (рис. 4) обслуговується двома трубопроводами - подає і зворотним, тому така система називається двухтрубной. Підживлення води в систему здійснюють від водопроводу, а якщо його немає, то воду заливають вручну через отвір розширювального бака. Підживлення опалювальної системи з водопроводу краще робити в зворотну магістраль, так як холодна вода з водопроводу буде змішуватися з відносно гарячою водою зворотній магістралі і підвищувати її щільність, збільшуючи циркуляційний напір на час підживлення.

Системи опалення з природною циркуляцією роблять одно- і двоконтурними (рис. 5). В одноконтурних системах котел встановлюють на початку контуру, а трубну розводку роблять праворуч або ліворуч від нього, оперізуючи по периметру весь будинок або квартиру, при цьому довжина кільця по горизонталі не повинна перевищувати 30 м (краще до 20 м). Чим довше кільце, тим більше в ньому гідравлічні опору (сили тертя всередині труби). У двоконтурних системах котел розміщують в центрі, а трубну розводку (контури кілець) - в обидва боки від котла, загальна довжина труб по горизонталі не повинна перевищувати 30 м (краще - до 20 м). Щоб отримати гідравлічно збалансовану систему, довжини кілець двухконтурной системи і кількість секцій радіаторів треба робити приблизно однаковими.

Залежно від напрямку руху теплоносія в магістральних трубопроводах системи опалення можуть бути тупиковими і з попутним рухом води.

Мал. 5.

В тупикових системах опалення рух гарячої води в прямому трубопроводі протилежно руху остигнула води в зворотній магістралі. У цій схемі довжина циркуляційних кілець неоднакова, чим далі від котла розташований опалювальний прилад, тим більше протяжність циркуляційного кільця.

В тупикових системах домогтися однакових опорів в коротких і більш віддалених циркуляційних кільцях важко, тому опалювальні прилади, що розташовані близько до головного стояка, будуть прогріватися набагато краще, ніж віддалені від нього. А при малій теплової навантаженні найближчих до головного стояка циркуляційних кілець їх гідравлічна ув'язка стає ще складніше.

У системах опалення з попутним рухом води все циркуляційні кільця мають довжину протяжність, тому стояки і опалювальні прилади працюють в однакових умовах. У таких системах незалежно від розташування опалювального приладу по горизонталі щодо головного стояка їх прогрів буде однаковим. Однак системи опалення з попутним рухом води застосовують обмежено, так як часто при проектуванні реальних опалювальних систем, які враховують планування будинку, виявляється, що при монтажі потрібно більшу кількість труб, ніж для тупикових систем. Тому такі системи використовують в тих випадках, коли в тупиковій системі неможлива ув'язка циркуляційних кілець між собою.

Щоб розширити застосування тупикових систем, скорочують протяжність магістралей і замість одного контуру великої довжини роблять два коротких контуру або кілька. У таких випадках забезпечується краща горизонтальна регулювання системи. Балансування (гідравлічну ув'язку) опалювальних кілець контуру починають ще на стадії проектування системи опалення. Щоб вона працювала рівномірно, всі кільця контуру повинні мати приблизно однакові гідравлічні опору, тобто кільце, розташоване близько до головного стояка, повинно мати майже таке ж опір, як і кільце, віддалене від головного стояка, а сума гідравлічних опорів всіх кілець не повинна перевищувати величини циркуляційного напору. Інакше циркуляції теплоносія в системі може не бути.

2.2. Двотрубні системи опалення з нижнім розведенням

Мал. 6.

Відрізняється від системи з верхнім розведенням тим, що подає трубопровід прокладається знизу поруч із зворотним (рис. 6) і вода по подає стояках рухається знизу-вгору. Пройшовши через опалювальні прилади, вода по зворотним підводках і стояках надходить у зворотний магістраль і з неї в котел. Видалення повітря з системи здійснюється через повітряні спускніка (крани Маєвського), що встановлюються на всіх опалювальних приладах, або за допомогою автоматичних клапанів, що встановлюються на стояках або спеціальних повітряних лініях. Системи опалення з нижнім розведенням, так само як і з верхньої, можуть бути спроектовані з одним або декількома контурами, з тупиковим і попутним рухом теплоносія (рис. 7) в прямому та зворотному магістралях.

Мал. 7.

Системи з нижнім розведенням і природною циркуляцією теплоносія застосовуються вкрай рідко тому, що мають велику кількість кінцевих радіаторів, що вимагають установки повітряних спускніка. А так як в цих системах є розширювальні бачки, сполучені з атмосферою і залучають повітря в циркуляційний кільце, то процедура відведення повітря з радіаторів стає майже щотижневою. Для усунення цього недоліку трубопроводи подачі гарячої води закільцьовують так званими повітряними трубопроводами, які збирають повітря і виводять його в розширювальний бачок вище стоїть в ньому води (рис. 8-9).

Мал. 8.

Мал. 9.: 1 - котел; 2 - повітряна лінія; 3 - нижня розводка; 4 - стояки, що подають; 5 - зворотні стояки; 6 - зворотна магістраль; 7 - розширювальний бак

Такі системи застосовуються ще рідше, оскільки вони нагадують системи з верхнім розведенням і вимагає майже такої ж кількості труб. Загалом, втрачається перевага їх застосування: трубні стояки пронизують кімнати від підлоги до стелі, а весь сенс нижньої розводки системи опалення в тому й полягав, що при ньому в кімнатах (хоча б на верхньому поверсі) зникали стояки.

2.3. Однотрубні системи опалення з природною циркуляцією

Мал. 10. Однотрубна система опалення з верхньою розводкою і природною циркуляцією води (вгорі) і конструкції радіаторних вузлів (внизу)

Однотрубні системи з природною циркуляцією теплоносія робляться тільки з верхнім розведенням трубопроводу, що подає, в якій відсутні зворотні стояки (рис. 10). У порівнянні з двотрубними системами однотрубні простіше в монтажі, на їх пристрій потрібно менше труб і вони виглядають більш красиво.

Однотрубні системи опалення поділяються на два види.

За однією схемою - проточною, що подає стояк, як такої, немає, а радіатори по висоті будинку послідовно з'єднані один з одним. Гаряча вода подачі послідовно, зверху вниз, протікає через все радіатори, починаючи з верхнього, і в радіатори нижніх поверхів надходить охолодженою. Тому на верхніх поверхах жарко, а на нижніх - холодно. Щоб якось збалансувати опалювальний контур, в нижніх поверхах ставлять радіатори з великим числом секцій. У проточній системі не можна ставити регулювальні крани, так як при зменшенні або перекритті крана у того чи іншого радіатора частково або повністю перекривається весь стояк.

При такій схемі можна регулювати температуру повітря в приміщеннях. Якщо будинок двоповерховий, то неможливо здійснити пуск системи опалення тільки на одному поверсі. Проточні схеми опалення були вельми популярні в середині ХХ століття, коли основною метою була економія труб. В даний час її майже не застосовують.

При іншій схемі з замикаючими ділянками (байпасами), показаної на рис. 11, з стояка частина води надходить у верхні радіатори, а решта вода прямує по стояку до радіаторів, розташованим нижче. Вода в такій системі остигає трохи менше, а значить, менше і різниця між температурами на верхніх і нижніх поверхах. Фактично це поліпшена проточна схема, в якій між трубами підключення радіатора зроблений замикає ділянку - байпас.

Мал. 11.

Діаметр труби замикає ділянки роблять на один розмір менше, ніж діаметр труб підключення радіатора. В результаті надходить зверху теплоносій розділяється на два потоки: одна частина надходить в радіатор, інша через байпас - до нижніх радіаторів. Якщо діаметр байпаса зробити таким же, як і труби для підключення радіатора, то теплоносій в радіаторі перестане циркулювати, оскільки гідравлічний опір в радіаторі буде більше, ніж в байпасе. Адже вода завжди тече там, де менше гідравлічний опір.

При установці байпаса з діаметром, рівним діаметрами труб підключення радіаторів для балансування опалювальної системи, кількість що надходить в прилад води регулюється вентилями, які встановлюються на трубі підключення і байпасе. Таким чином, закриттям (відкриттям) вентилів на трубі, що подає підключення радіаторів або байпасе можна регулювати надходження теплоносія в радіатор або стояк. Наприклад, можна повністю відключити радіатор і перенаправити весь теплоносій в байпас і далі до нижніх радіаторів на стояку або, навпаки, закрити байпас і направити весь тепловий потік в радіатор.

Мал. 12.

У сучасних опалювальних системах два вентиля, встановлених на трубі, що подає і байпасе, замінюють одним, що називається ходовим краном. Залежно від положення закриває заслінки, триходовий кран одночасно відкриває шлях теплоносія в радіатор і закриває надходження в байпас або, навпаки, закриває байпас і відкриває шлях до радіатора. Такі крани можуть забезпечуватися електричним приводом, підключеним до спеціального приладу - контролеру. Контролер вимірює температуру повітря в приміщенні або температуру теплоносія і віддає команду на триходовий вентиль, який збільшує або зменшує подачу теплоносія в радіатор, а решті теплоносій скидає в байпас.

Як і в системах з двухтрубной розводкою, в однотрубної можна забезпечити тупиковий і попутне рух теплоносія в зворотній магістралі. При попутному русі все кільця опалювального контуру стають однакової довжини і систему можна збалансувати. При тупиковому русі робити балансування температури теплоносія дуже важко, оскільки розбалансування йде не тільки по довжині кілець, але і по висоті стояків, чим відрізняється від двотрубних систем, де розбалансування температури була тільки по кільцях.

3. Системи водяного опалення з насосною циркуляцією

В системі опалення з примусовою (насосної) циркуляцією використовують ті ж схеми підключення, що і в системі опалення з природною циркуляцією, але через відсутність можливості дотримання всіх ухилів або занадто великої довжини магістралі підключають циркуляційний насос, що забезпечує постійну циркуляцію теплоносія в замкнутій системі опалення (рис. 13-9-15).

Мал. 13.: 1 - котел; 2 - головний стояк; 3 - подає магістраль; 4 - подає стояк; 5 - радіатор; 6 - зворотний стояк; 7 - зворотна магістраль; 8 - циркуляційний насос; 9 - кран подвійного регулювання; 10 - труба расширительная; 11 - розширювальний бачок; 12 - труба переливна; 13 - збірники повітря

Мал. 14. Насос підключають до зворотної магістралі, що сприяє більш тривалій експлуатації системи опалення в цілому.

В системі опалення, показаної на рис. 15, всі радіатори на кожному поверсі з'єднані в загальну лінію. Її гідності - простота монтажу, менша витрата труб і відсутність стояків у кожного радіатора, а недолік - утворення повітряних пробок через наявність паралельних трубопроводів (його усувають установкою клапанів для спуску повітря).

Мал. 15.: 1 - котел; 2 - головний стояк; 3 - розширювальний бак; 4 - расширительная труба; 5 - циркуляційний насос

Застосування циркуляційного насоса дозволяє використовувати магістралі більшої протяжністю, що дуже важливо при опаленні багатоповерхових будинків. Єдиний мінус використання циркуляційного насоса - необхідна безперебійна подача електроенергії.

підтримка заданої температури в приміщенні, опалювальному системою водяного опалення, можливо кількома способами: зміною температури, витрати теплоносія через радіатор, і тим і іншим одночасно. Температура теплоносія, що надходить на радіатори, зазвичай регулюється централізовано в тепловому пункті. Для індивідуального регулювання температури в приміщенні радіатори оснащують регулювальними кранами (ручне регулювання), або термостатами (автоматичне регулювання).

Індивідуальне регулювання можлива як при двотрубної, так і при однотрубної системі, в останньому випадку перед краном або термостатом обов'язково повинен бути встановлений байпас.