Двухтрубная система отопления

Как работает система отопления на основе естественной циркуляции (самотека)?

Уклон пластиковых труб отопления
Жидкостная система теплоснабжения нуждается в обеспечении движения жидкости по трубам теплоносителя. Жидкость, нагреваясь в котле отопления, должна проходить по батареям или радиаторам, обеспечивая тепло в строении. Жидкостная теплоснабжающая система на основе самотека функционирует по такому же принципу.

Прохождение теплоносителя (воды) обеспечивается разностью ее плотности: температура окружающей среды и нагретое состояние. Попадая в котловой теплообменник, вода нагревается, и плотность ее уменьшается. В холодном состоянии плотность воды намного выше, и она вытесняет уже нагретый теплоноситель. Такое явление называется движением масс.

Принимая решение установить водяную отопительную систему на основе естественной циркуляции, желательно знать ее технические возможности и эксплуатационные особенности.

1. Отменные показатели по надежности обеспечиваются отсутствием крыльчатки, которым оснащается циркуляционный насос (лишний фактор поломки);
2. Отсутствие перепадов и высокого давления способствуют длительному эксплуатационному сроку функционирования отопительной системы в частном, загородном или дачном доме;
3. Минимальная скорость поступления теплоносителя к приборам отопления;
4. Уклон магистральных трубопроводов необходим в обязательном порядке. Это обеспечит соответствующее норме функционирование системы. Для этого магистральные трубы монтируются от котла, а для «обратки» – к котлу. Только такой порядок монтажа обеспечит оптимальный режим функционирования системы.
5. Протяженность отопительной системы на основе естественной циркуляции не должна превышать 30 метров погонных. Это связано с тем, что больший объем остывшей воды (теплоносителя) будет снижать скорость.

Система отопления с естественной циркуляцией может устанавливаться на любые виды котлов, которые предлагают производители: от газового до твердотопливного. Но должен присутствовать в конструкции обогревательного прибора – элемент защиты от возможности перегрева, в ситуациях обратного движения воды или при «завоздушенности».

Чем отличаются принудительная и естественная циркуляция в системе отопления

Принудительная циркуляция подразумевает передвижение воды по трубам за счет рабочего усилия насоса. Естественная система не требует задействования такого оборудования, здесь движение теплоносителя обеспечивается разницей значений веса горячей и уже охлажденной воды.

Читайте также:  Как врезать замок в пластиковую дверь

Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

После подогревания котлом вода расширяется, параллельно происходит уменьшение удельного веса теплоносителя. Последний поднимается вверх, после чего передвигается по горизонтальной трубе, которая проложена под небольшим уклоном, затем попадает в стояк, следом – в радиаторы отопления, где происходит теплоотдача и охлаждение. Охлажденная вода снова становится тяжелее и спускается к котлу.

Монтаж отопления с естественной циркуляцией доставляет куда меньше хлопот. Система служит намного дольше, работает бесперебойно, бесшумно, она не зависит от подачи электроэнергии.

Схема естественной циркуляции в отопительной системе

При таких преимуществах отопление с естественной циркуляцией не лишено и ряда недостатков:

• площадь отапливаемых помещений ограничена
• после остановки система медленно возвращается к работе
• высокий расход материалов, обусловленный необходимостью прокладки труб значительного диаметра
• малая скорость перемещения теплоносителя, чреватая замерзанием труб

Какой план отопительных систем применяются для самотека?

Утепление дома снаружи
Установка системы теплоснабжения, вне зависимости от вида циркуляции (естественная или принудительная) начинается с проектирования системы. Особенно важно подобрать схему размещения трубных магистралей, местонахождение котла и определиться с расположением радиаторов при естественной циркуляции. Для этого составляется план, в котором учитываются все особенности и нюансы.

В первую очередь нужно сделать анализ частного дома, в котором будет устанавливаться теплоснабжение. Для этого учитываются следующие факторы:

• площадь для проживания
• утепление стен снаружи
• вид котельного прибора

Только после такого анализа можно выбирать схему для отопительной системы с естественной циркуляцией. В основном это однотрубная и двухтрубная. Однотрубная система – лучший выбор для помещений небольших размеров. Двухтрубная система больше подходить для домов, которые имеют большую площадь или двухэтажные строения.

Но при этом важно учитывать такой аспект, как длина отопительной магистрали (до 30м) и наличие поворотных элементов (минимальное). Естественная циркуляция не применяется для трехтрубной и коллекторной разводки магистралей, так как в таких системах присутствуют большие гидропотери, что негативным образом складывается на скорости продвижения воды.

ВАЖНО! Отопительные системы с самотеком наполняются только водным теплоносителем. Антифриз для этого не годится, так как имеет высокую плотность, которая не дает возможности получить необходимый напор в трубах.

Системы воздушного отопления

Системы воздушного отопления в качестве теплоносителя используют воздух, который, нагреваясь в калорифере до заданной температуры за счет первичного теплоносителя – пара, горячей воды или газов, подается в отапливаемое помещение и, остывая, отдает свою теплоту. Количество теплоты, полученное при остывании воздуха, должно быть равно теплопотерям помещения. Основным преимуществом воздушного отопления являются высокие санитарно-гигиенические показатели, основными недостатками – значительные размеры воздуховодов, сложность регулирования и повышенные требования к герметичности здания.

Классификацию систем воздушного отопления осуществляют по нескольким признакам:

• по способу побуждения движения теплого воздуха – системы с естественной циркуляцией и механическим побуждением за счет вентилятора;
• по месту приготовления воздуха – местные системы, где нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении с помощью отопительных и отопительно-вентиляционных агрегатов, и центральные системы, где воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в одно или несколько помещений;
• по выполняемым функциям – только отопительные, полностью рециркуляционные и системы, совмещенные с вентиляцией, т.е. частичной рециркуляцией, или прямоточные, при этом количество наружного воздуха определяется требованиями вентиляции;
• по качеству подаваемого воздуха – системы с полной рециркуляцией, прямоточные или с частичной рециркуляцией.

В системе с полной рециркуляцией воздух, нагретый в калорифере, с помощью вентилятора направляется по вентиляционным каналам в помещение, где он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения и охлажденный возвращается по каналу в агрегат. Затем воздух вновь нагревается, и описанный процесс повторяется. В циркулирующем воздухе постепенно накапливаются вредности, выделяющиеся в помещении, и гигиена помещения ухудшается. Рециркуляционной системе присущи высокая экономичность и низкие гигиенические качества. Такое отопление широко используется в школах, административных и общественных зданиях, как дежурное, т.е. в нерабочее время, а также в складских, коммунально-бытовых и других помещениях, где нормами не предусматривается вентиляция. В прямоточной системе наружный воздух из воздухозаборной шахты вентилятором прогоняется через калорифер и по каналам подается в помещение. Там он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения, ассимилирует выделяющиеся в помещении вредности и удаляется через вытяжную шахту. Прямоточная система отопления обладает самыми высокими гигиеническими качествами, но характеризуется самыми большими потерями тепловой энергии, уходящей вместе с отработанным воздухом. В системе с частичной рециркуляцией в калорифере нагревается смесь наружного и рециркуляционного воздуха. Приточный подогретый воздух по каналам подается в помещение. Там он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения, ассимилирует вредности и частично удаляется через вытяжную шахту, а оставшаяся часть поступает по каналу на смешение с наружным воздухом. Такая система экономически целесообразнее, так как использует теплоту отработанного воздуха, но применение ее ограничено ( зависит от вида выделяющихся в помещении вредностей). Объем наружного воздуха определяется требованиями вентиляции.

Система воздушного отопления с рекуперацией теплоты отработанного воздуха наиболее совершенна в гигиеническом и технико-экономическом отношении. Системы воздушного отопления рекомендуется совмещать с вентиляцией, если вентиляция работает две или три смены. При остановке технологического оборудования предусматривается дежурное отопление, работающее при полной рециркуляции. В центральных системах подача воздуха в помещения может осуществляться: сосредоточенно и с помощью воздуховодов.

Отопление с сосредоточенной подачей воздуха получило широкое применение в производственных зданиях больших объемов и общественных, таких, как кинотеатры на 300-600 зрителей, плавательные бассейны, гимнастические, торговые и выставочные залы. При этом способе возможно равномерное достижение распределения температур в помещении, а отсутствие воздуховодов делает систему экономически выгодной. Выпуск воздуха при сосредоточенной подаче осуществляется компактными или веерными струями.

Воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией, экономично, так как для отопления используется все оборудование механической системы вентиляции – вентилятор, электродвигатели, воздуховоды, и только поверхность нагрева калориферов несколько больше, чем для вентиляционной установки. До настоящего времени воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией, устанавливается в больших производственных и общественных зданиях, но пока практически не нашло применения в строительстве жилых, гостиничных, административных зданиях, но имеется зарубежный опят строительства таких зданий.

Читайте также:  Возводим фундамент под забор из профнастила

Комбинированные системы отопления в последнее время широко применяются в зданиях с кратковременным пребыванием людей. Они состоят из централизованной водяной части упрощенной конструкции с приборами уменьшиной и одинаковой мощности, создающее устойчивое «фоновое» отопление, рассчитанное на температуру 5-10 гр.С, и периодически действующего воздушного отопления для обогрева помещений перед началом работы и во время работы. В настоящее время системами воздушного отопления оборудованы многочисленные здания школ. При введении прерывистого обогревания учебных помещений сократились теплозатраты зданий.

Воздушно-тепловая завеса в открытом проеме входа является одним из мероприятий по пресечению холодного воздушного потока извне, который возникает при движении людей или транспорта через входные двери и ворота, когда в здание поступает холодный наружный воздух, переохлаждая прилегающие помещения. В проемах ворот промышленных зданий создаются высокоскоростные воздушные завесы шиберующего типа, ограничивающие или даже предотвращающие попадание внутрь холодного воздуха. Во входах гражданских зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий устраивают низкоскоростные (скорость выпуска воздуха не более 5 м/с) воздушно-тепловые завесы смесительного типа, рассчитанные на нагревание холодного воздуха, проникающего снаружи. Завесы предусматриваются также во входах в помещения, оборудованных системами кондиционирования воздуха, в помещения со значительным выделением влаги или с близким к входам расположением постоянных рабочих мест. Воздушно-тепловые завесы применяют: при tн= -15….-25 гр.С и проходе в течение 1 ч более 400 человек; при tн= — 25….-45 гр.С и проходе в 1 ч более 200 человек; при tн= -45 гр.С и проходе в 1 ч более 100 человек. Воздушно-тепловая завеса создается рециркуляционной установкой местного или централизованного воздушного отопления. Внутренний воздух забирается обычно из верхней зоны помещения и подогревается до температуры не выше 50 гр.С.Воздухопроницание обычного входа можно сократить на 30% путем замены его обычными двойными дверями с тамбуром, в 2 раза – при замене его входом с тройными дверями – в 7-7,5 раза при установке на входе вращающейся (турникетной) двери.

Система в одну трубу

Однотрубное отопление
Если ваш дом не отличается большими размерами, или небольшая дача, отопительная система с самотеком – целесообразное решение. Это экономично и надежно. Особенность такой системы – одна труба, к которой параллельно подключаются батареи и радиаторы. Но обязательно нужно учитывать, что скорость здесь прохождение теплоносителя будет проходить с высокой скоростью, так как тепло передается последовательно. Чтобы оптимизировать тепловой режим нужно применить следующие элементы:

• байпас, ограничивающий поток теплоносителя, но не изменяющий эксплуатационные показатели всей отопительной системы. Применяя байпас, можно отключать батарею, но вся система будет продолжать функционировать;
• терморегулятор с байпасом. Терморегулятор позволяет изменять сечение в проходном патрубке батарее, регулируя ее нагрев;
• краником Маевского должны оснащаться батареи при однотрубной отопительной системе с самотеком. С его помощью можно удалять воздушные пробки, которые могут образовываться.

Основное достоинство однотрубной системы – минимально занимаемое место. Устанавливают систему с учетом предпочтений и возможностей: скрытый или открытый монтаж.

ВАЖНО! В однотрубной отопительной системе, которая функционирует на самотеке, котел и батареи могут располагаться в одном уровне, что недопустимо для других вариантов.

Особенности системы из двух параллельных труб

Двухтрубная система отопления
Дома и дачи, имеющие средние размеры, а длина магистральных труб превышает 30м, применяют двухтрубную систему, которая разделяет теплоноситель – холодная и горячая «ветвь».

При устройстве двухтрубной системы следует помнить, что котел монтируется ниже, чем уровень батарей. Установка котла ниже уровня батарей будет обеспечивать достаточный напор холодной воды, чтобы создавать естественную циркуляцию в системе отопления.

При устройстве системы нужно предусмотреть наличие разгонного стояка, на котором в наивысшей точке будет прикреплен расширительный бак. И уже от него будет отходить раздаточная труба, монтируемая под наклоном.

Чтобы двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией работала с минимальной разницей температур, необходимо принять во внимание следующие факторы:

• местонахождение котла. Он должен устанавливаться в подвале или цокольном этаже, с обеспечением нормальной температуры, вентиляции и освещения
• оснастить расширительный бак контрольным патрубком для пополнения системы
• подпитка и слив – узлы, позволяющие контролировать процесс

Материал для двухтрубной системы выбирается в зависимости от предпочтений или финансовых возможностей.

ВАЖНО! При устройстве двухтрубной системы желательно предусмотреть наличие запорной арматуры, чтобы можно было отключать отдельный радиатор от всей системы.

Схема для двухтрубной системы

Двухтрубная система

Систему отопления с циркуляцией естественного типа называют двухтрубной, в связи со специфичностью конструкции, которая имеет две трубы, по которым течет жидкость.

Вверх контура транспортируется уже горячая вода, а вниз, соответственно охлажденный теплоноситель.

Она состоит из:

Читайте также:  Утепление мансарды изнутри минватой своими руками.

1. Расширительного бака.
2. Котла.
3. Разводящих труб.
4. Приборов отопления.
5. Обратки.

Контур из двух труб представляет собой следующую конструкцию:

• От аппарата, нагревающего воду, идет наверх труба, которая соединена с расширительным баком. Для того чтобы не было теплопотерь, необходимо обернуть данную трубу теплоизолирующим материалом. Не лишним будет и утеплить чердак, который может повлечь за собой замерзание системы отопления.
• Треть бака, которая расположена снизу, должна быть оборудована трубой, идущей от верха контура. По этой трубе будет перемещаться горячий теплоноситель. Ее нужно будет соединить с разводкой на таком расстоянии, чтобы от потолка до трубы оставалось примерно две трети высоты всего помещения.
• В расширительный бачок необходимо включить специальную трубку, которая необходима для вывода лишней жидкости в канализационные каналы.
• Непосредственно от места развязки прокладывается сам трубопровод прямо к приборам отопления.
• С нижних частей радиаторов должны быть выведены трубы, которые соединяются в единую магистраль, называемую обраткой. Именно по этой магистрали и будет возвращаться охлажденная вода обратно в котел. Трубы, возвращающие воду обратно, должны быть проложены параллельно трубам, проходящих по верхней части помещения. Кроме этого они должны проходить по всей площади помещения в тех местах, где имеются трубы с нагретой водой.

Двухтрубная система требуют очень точных расчетов. Нужно, чтобы все было очень точно подсчитано и полностью продуманы все разницы высот.

Важно: Для того чтобы котел имел рабочий уровень давления, нужно установить его несколько ниже, чем расположены радиаторы. Именно такое расположение и будет стимулировать эффективную работу всей системы.

Чаще всего располагают всю систему в подвале, на цокольном этаже или в специальном углубление для агрегата отопления. После сооружения такой системы, в помещение будут прекрасно обогреваться во всех комнатах.

Как правильно составить схему отопления?

Котёл отопления на чердаке
Составляя схему разводки отопительной системы, которая имеет естественную циркуляцию, нужно учесть особенности проектирования и правильно выбрать, и купить комплектующие элементы

1. Магистральные трубы. Оптимальный диаметр для магистральных труб – 32 – 40мм. Это позволит компенсировать трение теплоносителя об их внутреннюю поверхность. Материал, который более всего отвечает этому требованию – полимеры. Трубы из полимеров идеально гладкие, что обеспечивает минимальное трение.
2. Составляя схему разводки нужно максимально избегать поворотных элементов, увеличивающих гидравлическое сопротивление в отопительной системе.
3. Длина разгонного стояка должна превышать высоту последнего потолка в строении, а бачок вообще устанавливается на чердаке.
4. Необходимо подбирать «правильную» запорную арматуру, которая не будет влиять на работу всей системы отопления с естественной циркуляцией.

ВАЖНО! Что исключить изменение потока теплоносителя, обязательно нужно установить на «обратку» клапан. Особенно это важно при запуске системы с небольшой разницей температуры воды.

Почему так важен уклон?

Система теплообеспечения с принудительной циркуляцией и естественной мало отличаются друг от друга. Разводка, применяемые материалы, радиаторы отопления, все это может быть идентичным, но вот наличие уклона – обязательно!

Уклон – расположение подающего трубопровода в наклонном состоянии от разгонного стояка к радиаторам отопления. Соотношение нижней и верхней точки стояка должно быть 1 к 10, что обозначает отклонение каждого метра трубы должно составлять 1 см. Это по отношению к подающей трубе. Для «обратки» применяется уклон в противоположную сторону. То есть, от отопительных радиаторов выполняется уклон к нагревательному прибору (котлу). Это дает возможность создавать гравитационное воздействие на воду, проходящую по обратной магистрали.

Преимущества отопительной системы на основе естественной циркуляции

Минимальный набор оборудования для данной системы
Чаще всего, владельцы жилья выбирают отопительные системы с естественной циркуляцией по следующим причинам:

1. Легкость монтажа, эксплуатации и обслуживания системы.
2. Не требуется устанавливать дополнительное оборудование, что экономит финансы домовладельца.
3. Экономия электроэнергии. Даже если нет электропитания для котла, система будет продолжать функционировать. Такая энергонезависимость позволяет сохранить тепло в доме при морозах и отсутствии электричества.
4. Ремонтопригодность. В случаях протечки или выхода из строя батареи домовладелец может легко устранить неполадки не вызывая специалистов.
5. При снижении температурных показателей система саморегулируется: поток теплоносителя увеличивается.
6. Возможность самостоятельной установки системы.

Есть ли недостатки в отопительных системах с естественной циркуляцией?

Без уклона такие трубы монтировать нельзя
Недостатки тоже присущи системе теплоснабжения, которая функционирует самотеком:

• ограничение по длине магистральных труб и объему помещения для отопления
• высокие показатели по инертности
• необходимость уклона
• желательно выполнять открытую разводку
• осуществление постоянного контроля уровня воды в баке расширения
• желательно применять магистральные трубы с увеличенного диаметра
• возможность замерзания при слабом потоке

Выбирайте оптимальный вариант для теплоснабжения дома, который будет вам выгоден!

В чем преимущества однотрубной схемы отопления с естественной циркуляцией

Установка однотрубных отопительных систем на порядок проще работы с двухтрубными. Для их организации не требуется большого количества труб, что позволяет сэкономить средства и не портить интерьер обогреваемого помещения.

Монтаж отопления с естественной циркуляцией осуществляется с верхней разводкой, преимущественно по чердаку. Оттуда теплоноситель постепенно опускается в радиаторы жилых помещений.

Однотрубные и двухтрубные отопительные системы

Обратите внимание! Однотрубная система при верхней разводке поставляет в оборудование на нижних этажах меньше тепла, так как на пути вниз теплоноситель теряет температуру.

Поэтому для обеспечения равномерного обогрева верхнего и всех нижних этажей дома используют технические уловки. Так, на верхних этажах рядом с радиаторами устанавливаются байпасы, представляющие собой отрезки труб, оборудованные арматурой регулировки. А помещения нижних этажей оборудуются батареями с большим количеством секций.

Вентили специалисты рекомендуют устанавливать и на байпасах, и на входе в каждый радиатор. В современных отопительных системах устанавливаются трехходовые краны, которые монтируются в точке, где соединяются подводящая труба и перемычка.

Схемы подключения радиаторов

Монтаж подобного отопительного оборудования требует строгого соблюдения технических требований. Несоблюдение правил чревато снижением и без того не слишком высокой скорости движения теплоносителя. При грубых ошибках в организации системы и вовсе не удается обеспечить циркуляцию воды по трубам.

Ключевые требования к прокладке труб:

• разводка с минимальным количеством поворотов, которые будут препятствовать потоку теплоносителя
• строгое соблюдение рекомендованного угла наклона
• использование труб с проектным сечением