Самотечная система обогревания, достоинства и недостатки
В этом виде системы отопления частного дома горячая вода, подогретая внутри котла (обычно твердотопливного), движется наверх, после чего оказывается в отопительных батареях. От них тепло идет в помещение и снова направляется в обратный трубопровод. Из него уже попадает в нагревательный котёл. Постоянное движение нагретой воды обеспечивается необходимым наклоном подающего(прямого) трубопровода и обратки, а так же применением труб различного диаметра. Для подачи от котла используются трубы меньшего диаметра, а для обратки, трубопровода, в котором вода направляется в котёл, большего.
Самотечная схема разводки системы водяного отопления частного дома обладает специфическим устройством в виде открытого, соединённого с внешним пространством, расширительного бака, смонтированного вверху трубопровода. Бак предназначается для забора части воды при её нагреве, поскольку этот процесс сопровождается увеличением объема теплоносителя. Расширительный бак, заполненный водой, создаёт гидравлическое давление в системе отопления, нужное для движения жидкости.
При остывании воды её объем уменьшается. Часть жидкости из открытого бака снова поступает в систему трубопровода. При этом обеспечивается необходимая непрерывность циркуляции потока воды.
Самотечная система отопления имеет следующие преимущества:
- Равномерность распределения тепловой энергии
- Устойчивое действие
- Автономность от электросетей
У самотечной системы отопления есть и недостатки:
- Сложный монтаж. Требуется соблюдение угла уклона трубопроводов
- Значительная протяженность труб
- Потребность применения разнокалиберных труб
- Инерционная система. Она снижает степень управления отопительным процессом
- Потребность нагрева воды до относительно высокой температуры, что ограничивает использование полипропиленовых материалов для труб
- Значительный объем трубопровода
- Невозможность подключить «тёплые полы»
Канальный воздухонагреватель
Принцип работы канального воздухонагревателя заключается в обеспечении циркуляции нагретого воздуха по воздуховодам квадратного сечения, расположенным под полом.
При этом в отапливаемых помещениях происходит непрерывное вентилирование, обеспечивающее приток свежего воздуха взамен отработанного.
Функция климат-контроля осуществляет автоматическое регулирование температурных показателей в помещении в соответствие с заданными параметрами: существуют возможности установки режимов кондиционирования, тонкой очистки и увлажнения воздуха в помещениях, а также регулирования температуры горячего водоснабжения.
Преимуществами использования данного устройства являются отсутствие радиаторов и трубопроводов, равномерный обогрев помещений, а также отсутствие шума. Канальные воздухонагреватели работают на газе, что гарантирует экономный расход денежных средств, затрачиваемых на оплату энергоносителя.
Однотрубные системы
Однотрубные системы отопления, в отличии от двухтрубных систем отопления с естественной циркуляцией проще и дешевле монтируются, требуют меньше труб, поэтому разводка не портит интерьер помещения.
Монтаж осуществляется по схеме с верхней разводкой (как правило, по чердаку). Далее вода по стояку последовательно поступает в радиаторы отопления верхних и нижних этажей.
В отопительные приборы нижних этажей поступает вода меньшей температуры.
Чтобы обеспечить равномерное отопление помещений, на верхних этажах параллельно батареям отопления устанавливаются байпасы – отрезки труб с регулирующей арматурой, а на нижних – радиаторы с большим количеством секций.
Традиционно вентили устанавливаются как на байпасе, так и на входе в радиатор. Сейчас используют трехходовые краны, устанавливаемые в точке соединения подводящей трубы с перемычкой.
Применение современных контроллеров позволяет автоматизировать процесс управления краном.
К монтажу однотрубных систем отопления с естественной циркуляцией предъявляются повышенные требования, так как несоблюдение правил может привести к уменьшению скорости движения теплоносителя или отсутствию его циркуляции.
Необходимо прокладывать трубы, строго выдерживая угол наклона, выполнять разводку с минимумом поворотов, создающих сопротивление потоку теплоносителя, использовать трубы проектного сечения.
Водяное отопление
Данный тип отопления относится к категории наиболее простых и надежных. Принцип действия водяного отопления основывается на нагреве воды, осуществляемом при помощи котла, и ее последующем распределении к комнатным радиаторам благодаря системе трубопроводов.
Использование циркуляционного насоса обеспечивает постоянную циркуляцию воды в этой замкнутой системе. Теплоносителем в водяной системе отопления, как правило, выступает вода либо антифриз, а котел может работать на каменном угле, дровах, природном газе, керосине и прочих видах топлива.
Водяное отопление включает в себя следующие основные элементы: котел, трубопроводы, батареи, расширительный бачок, циркуляционный насос, манометры, запорная арматура, автоматические воздухоотводчики, предохранительные клапаны.
Трубопроводы, применяемые для устройства водяного отопления, могут быть изготовлены из различных материалов:
Стальные трубопроводы, в отличие от нержавеющих либо оцинкованных, характеризуются низким значением коррозионной стойкости. Медные трубопроводы отличаются высокой надежностью и способностью выдерживать высокую температуру и давление.
Трубопроводы, изготовленные из полимерных материалов, довольно прочны, исключают образование осадка на внутренних поверхностях, обладают высокой стойкостью к коррозии.
Их недостатком является наличие большого коэффициента теплового расширения, способствующего образованию течей.
Таким образом, самое эффективное водяное отопление коттеджа либо частного дома можно устроить с применением медных трубопроводов. Такого мнения придерживается подавляющее большинство специалистов.
Единственный недостаток изготовленных из меди трубопроводов — сравнительная дороговизна, которая компенсируется абсолютной надежностью и способностью прослужить несколько поколений.
Схема водяного отопления. Нажмите для увеличения.
Разводка трубопроводов внутри помещений может быть выполнена однотрубной, двухтрубной либо коллекторной.
Однотрубная разводка не позволяет в полной мере производить управление работоспособностью всей системы из-за невозможности перекрытия доступа теплоносителя к одному из радиаторов.
Вариант с применением двухтрубной системы — самое эффективное (для индивидуальных домов) отопление, позволяющее свободно производить регулировку температуры внутри каждого помещения.
Данный тип разводки предполагает подвод холодного и горячего трубопроводов к каждому радиатору. Распределение трубопроводов может быть осуществлено звездообразно либо в виде «шлейфа».
Коллекторная разводка предполагает подведение к каждому отопительному прибору от общего коллектора подающего и обратного трубопроводов.
Коллекторные системы отличаются высокой степенью универсальности благодаря простоте монтажа и регулировки, возможностью замены поврежденных участков трубопроводов (без разрушения конструкции пола).
Какое отопление лучше (одноконтурное, двухконтурное либо коллекторное) для загородного дома? Ответ очевиден — двухтрубное и коллекторное.
Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией
Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.
Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.
Закрытая система с самотечной циркуляцией
В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:
- При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
- Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
- При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.
В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.
Открытая система с самотечной циркуляцией
Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.
Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.
Однотрубная система с самоциркуляцией
Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.
Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.
Преимуществ у данного решения несколько:
- Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
- Экономятся средства на монтаж системы.
Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).
Двухтрубная система с самоциркуляцией
Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:
- Подача и обратка проходят по разным трубам.
- Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
- Второй подводкой батарея подключается к обратке.
В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:
- Равномерное распределение тепла.
- Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
- Проще выполнить регулировку системы.
- Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
- Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.
Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.
Если радиатор не греет.
Если из радиатора идёт вода, а радиатор всё равно не греет – в чём причина? При неаккуратном монтаже внутрь труб может попасть мусор и скапливаться в тонких местах, например, в вентилях. Придётся прочищать. Закрываем оба вентиля на холодном радиаторе. Отпускаем накидные гайки на вентилях
Сливаем осторожно воду из радиатора
Если давление в системе рабочее, то можно резко открыть вентиль на подающей трубе, при этом струёй воды мусор должно вынести. Ставим радиатор на место, открываем оба вентиля, снова травим воздух через кран Маевского… ну, полагаю, всё уже достаточно понятно. После таких манипуляций должно появиться два положительных результата:
1) все радиаторы греть;
2) у вас — привычка работать аккуратно, не допуская попадания в трубы мусора.
Ещё: разница между подачей и обраткой для нормально работающей системы составляет 15-20 градусов. Не больше. Но это и зависит от температуры окружающий среды в период запуска. В холодное время года системе нужно будет, так сказать, «разогнаться». И за разницей между подачей и обраткой имеет смысл пронаблюдать, когда в помещении установится температура.
Вот и всё, ничего сложного. Если система отопления собрана правильно, то других проблем быть не должно, и запуск системы отопления должен пройти без проблем.
Даже незначительный ремонт одного из радиаторов или трубы отопления неизбежно связан с полным сливом теплоносителя из системы отопления. После окончания работ придется заполнять контур водой. Возникает вопрос – как запустить отопление правильно? Какой температуры должна быть вода, с какой скоростью проводить заливку жидкости? Как подготовить и промыть домашнюю отопительную сеть? Лучше, если работой займутся мастера, – придется учесть множество факторов.
Твердотопливные котлы
Очевидно, что твердотопливные котлы работают на твердом топливе, в качестве которого выступают дрова или каменный уголь. Данный вид отопления частного дома имеет ряд преимуществ перед жидкотопливным, но все же его лучше использовать только в случае невозможности подключения газового и электрического оборудования. Нередко твердотопливные котлы используют на дачах, где проживание является непостоянным.
У современных твердотопливных котлов достаточно высокий КПД, а также высокий уровень безопасности и полная автоматизация работы. Так данный вид котлов имеет свои особенности в части циклической теплоотдачи, то есть вероятность колебаний температуры внутри помещения в пределах 5-7 градусов (в зависимости от размеров и мощности котла).
Данный недостаток довольно просто устранить, используя подключаемый к отопительной системе водяной теплоаккумулятор. При достаточно высокой автоматизации процесса у твердотопливных котлов есть один большой недостаток – необходимость по мере сгорания вручную закладывать очередную порцию топлива.
Как правило, обслуживание котла происходит через каждые 4-6 часов (если используется каменный уголь, для дров эта цифра будет значительно меньше), при установке пиролизованного котла периодичность обслуживания может быть снижена до двух раз в сутки. Если установка твердотопливного котла – единственная возможность организации системы отопления частного дома, тогда для полной автоматизации можно установить котел и с автоматической подачей топлива. Правда пеллеты – спецтопливо для таких котлов, имеет довольно высокую стоимость.
Система отопления «Ленинградка»
Эта отопительная система очень популярна благодаря относительно простому монтажу, не слишком высокой цене и возможности регулирования температуры воздуха в каждом отдельном помещении.
Однотрубная схема с последовательной установкой радиаторов на контуре. Разводка труб может быть горизонтальной или вертикальной. От котла теплоноситель попадает в сеть и возвращается к отопительному котлу. Вы можете устанавливать в доме столько радиаторов, сколько требуется для обогрева конкретной комнаты.
Плюсы
- Возможность устанавливать в каждом помещении желаемую температуру без полного отключения от отопительной системы.
- Если возникнет необходимость в ремонте одного отопительного прибора, вы можете отключить его, при этом остальная система продолжит работать.
- Радиаторы нагреваются быстро и равномерно.
- Для монтажа используются трубы небольшого диаметра, что позволяет сэкономить.
Минусы
- Установка насоса обеспечивает полноценное функционирование системы, но требует финансовых расходов, в т.ч. для оплаты электричества.
- При отключении электричества система не работает, так как останавливается насос.
Преимущества и недостатки коллекторной системы
В связи появлением разнообразных пластиковых и полиэтиленовых труб коллекторная система отопления вытеснила тройниковую систему, благодаря следующим преимуществам:
- При монтаже и эксплуатации коллекторной системы отопления можно обойтись без специалистов высокой квалификации.
- Коэффициент полезного действия (КПД) повышается за счет того, что теплоноситель быстрее и с меньшими потерями доносит тепло до радиаторов. Это достигается за счет работы циркуляционного насоса и плохой теплопроводности пластиковых труб. Эти трубы с наименьшими потерями доносят тепло до радиаторов, которые благодаря специальной своей конструкции эффективно обогревают помещение.
- Повышение КПД отопительной системы дает возможность уменьшить диаметры труб и мощность котла, а также экономит топливо.
- Так как пластиковые трубы от отопительных приборов до коллекторов не имеют разъемов (стыков), то их можно замуровывать в полы и стены дома. Это придает эстетичный вид помещению.
- Дает возможность отапливать дом без традиционных радиаторов, используя теплые полы.
- Высокая ремонтопригодность. Так как можно отключить любой участок трубопровода от водоснабжения, при этом, не нарушая работоспособность всей отопительной системы.
- Простота проектирования, так как нет необходимости применять сложные математические расчеты.
- Возможность регулировки температурного режима на каждом отопительном приборе. Что создает определенный комфорт
Недостатками коллекторной системы отопления являются:
- Завоздушивание системы. Воздух остается в системе после заполнения ее теплоносителем, который поступает в отопительные приборы горизонтально и быстро под воздействием насоса. Воздух из микроскопических пузырьков объединяется и накапливается в наивысших точках радиаторов.
- Высокая стоимость, из-за наличия насоса, коллекторов, запорной арматуры и большого количества труб для перемещения теплоносителя.
- Не может работать без циркуляционного насоса.
- Необходимо специальное помещение для коллекторного шкафа.
- Трудоемкость монтажа и материалоемкость.
Из вышесказанного видно, что коллекторная система отопления считается надежной и комфортной для малоэтажного коттеджа. Но стоимость этой системы намного выше тройниковой.
Добавление объема теплоносителя в обогревательную конструкцию
Рабочей средой может быть обычная дистиллированная вода и антифриз. Заполнение осуществляют прежде, как запустить в частном доме систему отопления, через подпиточный узел, находящийся в наиболее низкой точке. Такой порядок очень важен, поскольку попытка добавить жидкость посредством других патрубков, находящихся выше, приводит к образованию воздушных пробок.
Для обеспечения корректного запуска радиатора проверяют наличие и работоспособность кранов Маевского. Для этого каждый из них открывают.
Потом следует определенный порядок действий:
- Нужно открыть воздушные и спускные клапаны, имеющиеся в наиболее высокой точке конструкции.
- Далее плавно приоткрывают кран подпиточного узла, при этом напор воды делают небольшим, чтобы не возникали воздушные пробки.
- После того, как из патрубков обоих клапанов начинает течь теплоноситель, их перекрывают.
- Краны Маевского остаются открытыми, пока из них вместо воздуха не потечет рабочая жидкость. Данный момент важен, так как запуск нагревательного котла в случае наличия воздушных пробок может привести к повреждению всей системы.
Популярные варианты отопления частного дома
С наступлением холодов в наших домах остро возникает вопрос отопления, без которого пережить традиционно морозные зимы в нашей стране просто невозможно! В многоквартирных домах этот вопрос решается либо централизованной системой отопления (СО), либо типовой автономной установкой, которая устанавливается еще на стадии строительства здания. А вот с частными домами вопрос более сложный, и его нужно решать самому владельцу, чтобы обеспечить в помещениях должный уровень комфорта и для себя, и для всей семьи, и для гостей.
В коттеджах внедряются сложные ОС, в которых может использоваться распределительная гребенка, обеспечивающая подачу нагретого до нужного уровня теплоносителя сразу в несколько контуров, включая сеть радиаторов и системы теплых полов.
Зачастую в больших домах создают системы с принудительной циркуляцией, в которых теплоноситель, обычно вода, движется по контуру благодаря работе насоса. Для каждой ветки устанавливается свой отдельный насос. Перед гребенкой устанавливается гидравлическая стрелка, которая сравнивает давление в обратке и подающей магистрали. На сегодняшний день используется множество разнообразных вариантов создания СО в доме, и на основных типах отопления остановимся детально.
Исходные данные
Существуют различные способы отопления частного дома, и одним из решающих факторов при выборе отопления будут внешние условия. К ним можно отнести и нюансы, возникающие в каждой конкретной системе, и стоимость топлива с учетом динамики ее роста, и возможности, которым каждая система располагает.
Системы центрального отопления находятся в полной зависимости от удаленной котельной, поэтому контролировать температурный режим и уровень давления не получится, а вот автономное отопление целиком и полностью зависит от пользователя. Большинство котлов оснащено устройствами, позволяющими устанавливать температуру теплоносителя в довольно узких пределах. В центральном отоплении существует и такое явление, как возникновение гальванических пар. Происходит это из-за того, что на разных участках трубопровода устанавливаются элементы, изготовленные из металлов, которые при взаимодействии порождают небольшое напряжение, приводящее к форсированию износа деталей.
Когда речь заходит о стоимости энергоресурсов, то их все можно расположить в порядке повышения их цены:
- Магистральный газ.
- Дрова.
- Уголь.
- Сжиженный газ.
- Отработанное масло.
- Электричество.
Конечно, в зависимости от региона этот порядок может меняться, но существенных изменений не будет: газ всегда остается наиболее бюджетным энергоресурсом, а отопление за счет электричества в любом случае получается более затратным.
Но нельзя забывать о том, что ископаемые ресурсы ограничены, и их стоимость понижаться уже не будет, поэтому в ближайшие годы должен произойти переход на возобновляемые источники энергии. На сегодняшний день устройства, позволяющие использовать эти источники, имеют довольно высокую стоимость, но при эксплуатации расходы получаются очень низкими.
Результаты и выводы.
- Мне удалось повысить температуру воздуха в комнате на целых 6ºС, а в экстремальном режиме работы вентиляторов даже на 9ºС, что подтвердило предположение о том, что повысить теплоотдачу батареи центрального отопления можно, даже при такой низкой температуре теплоносителя.
- При использовании обычного бытового вентилятора без регулятора оборотов, в комнате становится слишком шумно. Однако если использовать накопленное комнатой тепло, то, например, в спальне можно на ночь отключать вентилятор, а в столовой, наоборот, включать. Тогда, можно использовать вентилятор на полной мощности.
- Если находиться в той части комнаты, где наиболее ощутимо движение воздуха, генерируемого вентилятором, то создаётся ложное ощущения снижения температуры.
- Те, кто опасается, что вентилятор много «намотает», могут посчитать месячное потребление энергии.
35(Ватт) * 24(часа) * 30(дней) ≈ 25(кВт*час)