Системы обогрева с конвективной циркуляцией: характерности и принципы построения

Не обращая внимания на «пророчества» множества специалистов-теплотехников в 70-х годах ушедшего века, системы отопления, в которых тепловой носитель передвигается самостоятельно (гравитационные), прекрасно используются и в двадцать первом веке. Почему этот факт имеет место, какие силы вынуждают тепловой носитель передвигаться по контуру, что необходимо знать чтобы создать такую отопительную систему (СО) и будет темой нашей статьи.

Механизм естественного перемещения теплового носителя

В первую очередь, предлагаю разобраться, почему гравитационные СО так востребованы у нас в государстве. На это есть 2 ключевых причины:

1. Система водяной системы отопления с конвективной циркуляцией – энергонезависима, а у нас в государстве (и большинстве бывших советских республик) есть районы, в которых перепады с электричеством являются нормой.
2. Отсутствие насоса, сложного электронного оборудования очень сильно снижает цену сметную стоимость системы обогрева, что считается важным фактором для большинства застройщиков.

На самом деле, рабочий принцип этой СО не просит механизмов, которые вынуждают тепловой носитель передвигаться по трубам. Он построен на физическом принципе увеличения жидкостей при их нагреве. Работает система просто: в теплообменном аппарате котла происходит нагрев воды. Расширяясь, она подымается по стояку после этого начинает самостоятельно передвигаться по подающему трубопроводу, который смонтирован под уклоном. Из магистральной трубы вода поступает в отопительный прибор, проходит его изгибы и идет назад в обратную центральную трубу, которая также установлена под уклоном, однако уже к котлу.

Гравитационная циркуляция воды в отопительной системе обеспечивается расширением горячего теплового носителя и качественным монтажом контура отопления

• Котельной, которая может быть газовой, электрической, жидко – или твердотопливной.
• Контура. Центральную трубу лучше всего применять крупного диаметра (к примеру, 1 дюйм с четвертью), а расширения на радиаторы, диаметром не менее ? дюйма. Чем больше диаметр – тем меньше сопротивление движению теплового носителя.

Важно! Больший трубопроводный диаметр предполагает больший объем теплового носителя. Чем его больше, тем очень медленно происходит прогрев контура! Собственно поэтому перед разработкой гравитационной СО нужно провести расчет трубного диаметра на каждом участке контура.

• Отопительных приборов. Их в системе может быть до 10 шт. Важным считается хороший выбор количества секций, материала, и схемы их включения в контур.
• Расширительного бака, который служит для компенсации температурного расширения теплового носителя и отвода воздушных пробок.

Очень часто в СО с конвективной циркуляцией используются бачки открытого типа (атмосферные). Есть схемы, в которых применяются устройства закрытого типа (мембранные), что и определяет наименование – закрытая система обогрева с конвективной циркуляцией. Во-первых при чрезмерном давлении, ненужная вода из контура спускается в водоотвод; второе температурное расширение теплового носителя возмещается мембранной тканью.

Не считая перечисленного оборудования, в этой СО применяются запорные краны с круглым отверстием, которые служат для замены приборов отопления без вывода системы из рабочего состояния.

Исходя из сказанного выше делаем вывод о минусах этой СО:

• Много нюансов во время монтажа: уклон, продуктивная схема подключения батарей и др.
• Непростая балансировка.
• Относительно невысока протяженность контура (до тридцати метров.)
• Не самый красивый внешний вид. Конструкция подразумевает прокладку подающего трубопровода по поверхности стены сверху помещения, а обратного – по нижней.

Совет: Можно расположить подачу на чердаке, а обратку под полом, но тогда котел необходимо опустить ниже последнего отопительного прибора и принять все меры к подробному утеплению контура.

Востребованные гравитационные схемы

Как уже выше говорилось, очень простые самотечные системы обогрева – малоэффективны и сложны в настройке. Собственно поэтому их в нетронутом виде почти не используют. Еще в середине прошлого столетия стала активно использоваться модернизированная схема естественного отопления – «Однотрубная система разводки».

Модернизации коснулись способы присоединения батарей к контуру. Помимо прочего, в этой схеме возникли перемычки под отопительными приборами (циркулярные насосы). Есть гравитационные схемы СО с вертикальным и горизонтальным расположением контура, одно — и двухтрубные с разными вариантами подсоединения отопительных приборов.

• Однотрубные схемы предполагают наличие одной закольцованной магистральной трубы, к которой отопительные приборы подключаются постепенно. На рисунке предоставлена отопительная система ленинградка Ленинградка с конвективной циркуляцией закрытого типа.

  

• В двухтрубных, контур состоит из 2-ух труб: подачи и обратки. При подобной схеме отопительные приборы к контуру подключаются параллельно. На рисунке ниже показано подключение отопительных приборов к двухтрубному контуру.

  

• Горизонтальные СО имеют лежаки, по которой выполняется подача и отвод теплового носителя.
• В вертикальных схемах используются стояки, через которые тепловой носитель подводится к батареям и обводится в обратную магистраль.

  

Помимо прочего, есть разные способы прокладки магистрали: а) тупиковая и б)с попутным движением теплового носителя.

На результативность отопления оказывает влияние и способ подсоединения отопительных приборов, тем более это касается системы отопления с одной трубой с конвективной циркуляцией.

Как видно из рисунка, очень хорошим способом является диагональное подключение отопительных приборов.

Нюансы выбора оборудования

Выбор самой лучшей гравитационной схемы, расчеты и выбор оборудования стоит поручить специалистам. Большинство застройщиков, подобравшие для обогрева дома самотечную СО, предпочитают выбор оборудования делать своими руками не тратя больше очень дорогим мастерам.

1. Выбор котла. Как выше уже говорили, котел для гравитационных обогревательных устройств может быть фактически разного типа. Единственное, при циркуляции естественной невозможно сделать многоконтурную схему. Что касаемо топлива – подбирайте установку, которая работает на наиболее доступном для вашей местности топливе. Мощность установки рассчитывается исходя из потерь тепла каждого помещения которое отапливается.
2. Материал трубопровода. Как правило, вы можете применить сталь, медь и современный полипропилен. Одно, что необходимо знать: котлы на твердом топливе греют тепловой носитель до температур, при которых ни о каком полипропилене не стоит и говорить – только сталь или медь.

Совет: Контур из труб из стали просит непростых работ по сварке; медь очень и очень дорогой материал; полипропилен теряет форму при температуре более 80°С. Мы предлагаем применять для создания естественного отопления армированный полипропилен, который не дорог, имеет маленькую массу, легко устанавливается и не теряет форму.

1. Выбор диаметра трубопровода – это очень трудный процесс, требующий знаний и непростых вычислений. Если вы все таки захотели собственными силами высчитать нужный диаметр контура, то воспользуйтесь специализированным программным обеспечением или таблицами выбора, которые можно найти в теплотехнической литературе.
2. Емкость расширительного бака зависит от численности теплового носителя и коэффициента увеличения теплового носителя. Скажем сразу, что для водяной системы отопления необходим бак, с емкостью в 10% от численности воды в системе.

И на последок: для создания эффектной системы отопления с конвективной циркуляцией обратитесь к профессионалам. Правильно созданный и настроенный обогрев прослужит вам десятилетия, без какого-то вашего вмешательства с вашей стороны.

Tagged : естественной циркуляцией / отопление / построение / циркуляция