Гравітаційна система опалення як вона працює, плюси і мінуси, схема, особливості монтажу
Вже більше двох століть для обігріву будинку використовується система з природною циркуляцією теплоносія. Незважаючи на появу циркуляційних насосів, менш популярною ця система не стала. І це цілком зрозуміло, тому що перебої з електропостачанням, особливо в приватному секторі і котеджних селищах, є основною причиною, по якій більшість господарів відмовляється від установки насоса.
Мало хто знає, що система опалення з природною циркуляцією (ЄЦ), конвекційна і гравітаційна система - це одне і теж. Коли будете зустрічати всі чотири назви, майте на увазі, що мається на увазі система, де рух теплоносія досягається за рахунок сили земного тяжіння, а не за рахунок роботи насоса.
Суть роботи системи
Як виникає циркуляційний напір
Потокове рух по трубах теплоносущей рідини обумовлено тим, що при зниженні і підвищенні її температури вона змінює свою щільність і масу.
Зміна температури теплоносія відбувається за рахунок нагріву котла.
У трубах опалення знаходиться більш холодна рідина, яка віддала радіаторів своє тепло, тому її щільність і маса більше. Під впливом гравітаційних сил в радіаторі холодний теплоносій заміщається гарячим.
Іншими словами, досягнувши верхньої точки, гаряча вода (це може бути і антифриз) починає рівномірно розподілятися по радіаторів, витісняючи з них холодну воду. Остившая рідина починає опускатися в нижню частину батареї, після чого і зовсім йде по трубах в котел (її витісняє надійшла з котла гаряча вода).
Як тільки гарячий теплоносій потрапляє в радіатор, починає відбуватися процес віддачі тепла. Стінки радіатора поступово нагріваються, а потім передають тепло в саме приміщення.
Теплоносій буде циркулювати в системі до тих пір, поки буде працювати котел.
Плюси і мінуси
Хоча природна система опалення користується великою популярністю, вона не позбавлена певних недоліків.
В першу чергу - це обмежена довжина трубопроводу.
Довгий трубопровід не здатний розподілити рівномірно тиск рідини всередині всієї системи, тому максимально допустима довжина по горизонталі становить 30 метрів. Перевищувати цей показник не має сенсу, тому що чим більше відстань між котлом і трубою, тим менше в ній тиск.
Також серед недоліків системи з ЄЦ виділяють високу вартість установки.
За підрахунками фахівців, витрати на монтаж гравітаційної системи опалення становлять близько 7% від вартості будівництва самого будинку. Це пов'язано з придбанням труб великого діаметра, які необхідні для створення потрібного тиску для великого обсягу теплоносія.
Ще одна негативна якість: повільне прогрівання радіаторів опалення.
Але і переваг у такої системи теж не мало.
Система з природною циркуляцією є найнадійнішим видом автономного опалення в плані кількісного саморегулювання.
Гравітаційна система опалення двоповерхового будинку
При зміні температури робочої рідини змінюється і її витрата.
Чим більше в системі теплоносія, тим вище тепловіддача радіаторів. Цей показник взаємодіє і з тепловтратами приміщення, в якому вони встановлені. Чим більше тепловтрати приміщення, тим вище тепловіддача.
Це і називається саморегуляцією.
Інші плюси гравітаційної системи:
- простотою монтаж і експлуатація;
- відсутність циркуляційного насоса, а значить - повна енергонезалежність;
- тривалий термін служби - близько 40 років;
- висока надійність.
Особливості проектування та монтажу
В основні вузли гравітаційної системи входять:
- опалювальний котел, в якому нагрівається вода або антифриз;
- трубопровід (подвійний або одинарний);
- батареї опалення;
- розширювальний бак.
При проектуванні, а також безпосередньо при монтажі системи дуже важливо дотримати одна обов'язкова умова. труба, по якій буде рухатися теплоносій, повинна бути під ухилом в бік котла опалення. Ухил повинен бути не менше 0,005 м. На один метр погонний труби.
Схема гравітаційної системи з ухилом труб
Наявність цього ухилу пояснюється наступними факторами:
- по похилій трубі холодний теплоносій швидше буде надходити в котел;
- наявність ухилу також необхідно для того, щоб з'явилися в процесі нагріву теплоносія бульбашки повітря ефективніше піднімалися в розширювальний бак, з якого вони випаровуються в атмосферу.
Розширювальний бак створює додатковий тиск. яке благотворно позначається на швидкості пересування води по трубах.
Швидкість руху робочої рідини безпосередньо залежить від різниці таких величин, як маса, щільність і обсяг теплоносія в холодному і гарячому стані. На швидкість переміщення потоку також впливає і рівень розташування радіаторів щодо котла.
Гравітаційне тиск в системі опалення в деякій мірі витрачається на те, щоб подолати опір трубопроводу. В якості додаткових перешкод виступають повороти і розгалуження в системі, додаткові радіатори.
Тому для максимального обігріву приміщення при проектуванні гравітаційної системи потрібно стежити за тим, щоб подібних перешкод було якомога менше.
Кількість контурів в системі
Двотрубна система опалення приватного будинку. яка передбачає наявність двох контурів, вважається найбільш складною.
По одному контуру нагрітий теплоносій переміщається від котла до радіаторів, а по другому охолоджений теплоносій повертається з радіаторів в котел. Така схема з природною циркуляцією вимагає більш ретельного проектування і збільшеного витрати матеріалу (труб).
Безпосередньо монтаж двухконтурной самопливної системи являє собою досить трудомісткий процес.
Його можна розділити на кілька етапів:
- установка основного стояка, який потрібно прокласти від розширювального бака до котла (по ньому буде рухатися гаряча рідина);
- на рівні 1/3 висоти приміщення від рівня підлоги необхідно з'єднати основний стояк з розведенням, від якої будуть прокладатися труби до радіаторів;
- в розширювальний бак необхідно урізати трубу переливу, через яку зайва рідина буде стікати в каналізацію;
- в нижню частину радіаторів врізаються труби обратки, за якими остиглий теплоносій буде надходити для нагріву назад в котел.
Найголовніше - це ретельно розрахувати рівень розташування розширювального бака, котла і радіаторів. Тільки при правильному плануванні можна досягти необхідного тиску в системі.
Схема однотрубної системи опалення вважається найпростішою. Вона передбачає розташування контуру опалення максимально високо, практично під стелею, а труби обратки розташовуються над рівнем підлоги.
Чим обумовлена популярність цієї схеми:
- малі витрати матеріалу при її монтажі;
- установка системи проходить швидко і легко, так як немає необхідності замуровувати труби в стіну;
- вона буде працювати навіть якщо радіатори і котел будуть розташовані на одному рівні.
Обсяг розширювального бака в одноконтурной самопливної системі безпосередньо залежить від розміру і кількості використовуваних радіаторів. Як правило, бак заповнюється на три чверті від свого об'єму.
Потрібно постійно стежити за тим, щоб рівень теплоносія в розширювальному баку не опустився нижче рівня труби, по якій розподіляється до радіаторів гарячий теплоносій! Якщо таке станеться, то подача теплоносія припинитися.
При проектування природної опалювальної системи потрібно особливу увагу приділити правильному розподілу теплоносія і рівномірного розподілу тиску у всіх вузлах системи.
Це дуже важливий момент, який майстри самоучки не завжди враховують.
Неправильно змонтована система принесе в процесі експлуатації масу проблем. Щоб цього не сталося, установку системи з природною циркуляцією найкраще довірити професіоналам.
Якщо ви віддаєте перевагу котли на твердому паливі, але фінанси не дозволяють запланувати покупку, пропонуємо велику інструкцію. за допомогою якої ви зможете зробити саморобний твердопаливний котел.