Газовые котлы для систем отопления с естественной циркуляцией

Инженер-физик широкого профиля 🙂

Группа: Модераторы
Сообщений: 5577
Регистрация: 27.3.2005
Из: Московская область
Пользователь №: 596

1. КПД АОГВ просчитан честно, т.е. по худшему варианту, КПД «современных» котлов — скорее всего нечестно.

2. Очень важный момент — когда атмосферный газовый котел с горелкой, работающей по принципу «on-off» (а все «современные» котлы именно так и устроены), встает, то тепло от его теплообменника прямиком летит в дымоход. Конечно же, этот режим при расчете паспортного КПД не учитывается.

3. Отсюда вывод — если хотите экономии, берите котел с модулируемой горелкой. Кстати, такой напольный котел найти не так-то просто. Есть BAXI, но они на самом деле двухступенчатые. Что же касается «настенников» — у них горелка модулируемая, но КПД котла быстро падает при засорении теплообменника. Уж больно он маленький и больно интенсивные процессы там идут..

4. Реально высокий КПД дают конденсационные котлы, но они стОят денег. Кроме того, чтобы установить настенный/конденсационный котел в Вашу систему, ее (систему) надо долго и упорно мыть, используя очень мощные насосы и умело дозируя химикаты.

5. В общем, простого и однозначного решения у задачи нет. Чем котел экономичнее, тем он дороже. И по соотношению цена/экономичность даже АОГВ не совсем уж плох.

Группа: Участники форума
Сообщений: 709
Регистрация: 18.3.2008
Пользователь №: 16652

Инженер-физик широкого профиля 🙂

Группа: Модераторы
Сообщений: 5577
Регистрация: 27.3.2005
Из: Московская область
Пользователь №: 596

Группа: Участники форума
Сообщений: 193
Регистрация: 9.11.2006
Из: Украина
Пользователь №: 4661

А действительно интересная тема.

Существуют ли экономичные, современные ( пусть дорогие ) котлы для самоциркуляции.

На ум приходит только Beretta/Riello они специально делают котел для СНГ для самоциркуляции. SITовская автоматика. Но он раза в 3 дороже чем РОСС и тому подобные.

Группа: Участники форума
Сообщений: 709
Регистрация: 18.3.2008
Пользователь №: 16652

Группа: Участники форума
Сообщений: 314
Регистрация: 12.12.2007
Из: Тула
Пользователь №: 13750

Требуемую мощность котла без расчета теплопотерь через наружные ограждения можно оценить приблизительно следующим образом: на каждые 10м2 отапливаемой площади требуется 1кВт мощности котла. Т.к. у вас уже стоял котел, мощности которого вам хватало для отопления, то можно ориентироваться на его мощность. Если у вас стоял насос, то циркуляция в вашей системе отопления — насосная, а не естественная. При естественной циркуляции применяются трубы большего диаметра и создается как можно больший перепад высот между подающей и обратной трубами. Чтобы величина естественного (гравитационного) напора была больше. Котлы работающие при сложных гидравлических режимах, в том числе при естественной циркуляции есть. Лично мне нравится котел фирмы Protherm Медведь с буквенным обозначением TLO. Это энергонезависимые, чугунные, напольные, одноконтурные котлы. Они как раз рассчитаны на работу в системах отопления с естественной циркуляцией. Перед приобретением котла узнайте какие именно котлы обслуживают в вашем Горгазе.
Расход газа будет тем меньше чем выше КПД вашего котла. При насосной циркуляции в системе отопления расход газа будетниже, т.к. при более высокой скорости движения воды в котле коэффициент теплопередачи, а соответственно и КПД будут выше.

Группа: Участники форума
Сообщений: 3315
Регистрация: 31.1.2010
Из: г. Изобильный
Пользователь №: 45516

Группа: Участники форума
Сообщений: 314
Регистрация: 12.12.2007
Из: Тула
Пользователь №: 13750

Группа: Участники форума
Сообщений: 3315
Регистрация: 31.1.2010
Из: г. Изобильный
Пользователь №: 45516

Группа: Участники форума
Сообщений: 1936
Регистрация: 8.7.2008
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 20416

2. Очень важный момент — когда атмосферный газовый котел с горелкой, работающей по принципу «on-off» (а все «современные» котлы именно так и устроены), встает, то тепло от его теплообменника прямиком летит в дымоход. Конечно же, этот режим при расчете паспортного КПД не учитывается.

3. . Что же касается «настенников» — у них горелка модулируемая.

Режим учитывается при определении среднего за сезон КПД, но эти КПД надо искать в документации по проектированию производителя котла. Кроме того, в «турбо»котлах при выключении горелки подсос воздуха и выброс продуктов сгорания прекращается, так что тепло в атмосферу в большом количестве зря не уходит.
У настенников горелка может быть любая, см. цену. У самых «бюджетных» она как раз таки не модулируемая.

Возможность естественной циркуляции зависит от теплообменника котла (точнее, его гидравлического сопротивления). То есть если теплообменник имеет развитую поверхность теплообмена, то его гидравлическое сопротивление, как правило, велико, и для естественной циркуляции он не годится. Годится данный котел для естественной циркуляции или нет — указано в техпаспорте котла и в руководстве по проектированию.

Сообщение отредактировал lovial — 16.12.2011, 12:43

Система отопления с естественной циркуляцией

При отсутствии или нестабильной подаче электроэнергии системы отопления частных домов часто организуют на базе схемы с естественной циркуляцией теплоносителя. Такая схема является полностью энергонезависимой, способна обеспечить нужды отопления небольших домов площадью до 60 – 70 м 2 . Материал статьи описывает принцип работы, устройство и виды системы с гравитационной циркуляцией, дает рекомендации по выбору материалов и монтажу.

Принцип работы схемы с естественной циркуляцией

Принцип работы самотечной системы отопления базируется на теплофизических свойствах воды. При нагреве жидкость приобретает меньшую плотность и соответственно – массу. Горячий теплоноситель, нагретый в котле, поднимается по вертикальному трубопроводу, часто называемому разгонным коллектором.

Освободившееся пространство естественным образом занимает более холодный теплоноситель, имеющий более высокую плотность и массу, сосредоточенный в нижней части системы. За счет образования разницы плотностей холодного и горячего теплоносителя возникает постоянный цикл движения воды в системе отопления.

Вода в процессе работы системы имеет малую скорость движения, на качество циркуляции отрицательно влияют любые гидравлические сопротивления. Схема работает без наличия насосного оборудования и потребления электрической энергии.

Устройство системы с естественной циркуляцией

Базовый элемент системы отопления – котел – располагается в нижней точке системы. От теплогенератора поднимается вертикальный разгонный коллектор. Рекомендуемая высота коллектора – от 2,5 метров, диаметр трубопровода – не менее 50 мм.

На верхней точке разгонного коллектора, в месте поворота трубопровода к радиаторам, располагают расширительный бак открытого типа. Расширительный бак по желанию оборудуют линией перелива, соединенной с канализацией. Через нее излишки воды, образовавшиеся при нагреве и расширении, переливаются в канализацию.

Расширительный бак может оборудоваться линией подпитки, соединенной с системой водопровода. В отсутствии линии подпитки пополнение системы водой производится вручную. Расширительные баки при размещении в неотапливаемом помещении должны качественно утепляться.

Экспанзомат, кроме функций компенсации теплового расширения и подпитки, выполняет функцию естественного воздухоотводчика. Трубопроводы монтируются с уклоном таким образом, что пузырьки воздуха не уносятся в систему, так как вода имеет малую скорость, а поднимаются в верхнюю точку, на которой установлен РБ.

Из верхней точки разгонный коллектор меняет направление на горизонтальное и с нормативным уклоном прокладывается к радиаторам отопления. Система отопления в части обвязки радиаторов имеет 2 разновидности:

Однотрубная система с естественной циркуляцией обладает свойством снижения температуры на каждом последующем радиаторе в ряду.

Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией

Сооружение байпасов для улучшения качества регулирования создает излишнее гидравлическое сопротивление, поэтому система чаще всего сооружается по простейшему принципу – радиаторы подключают к трубопроводу подачи последовательно, с последнего радиатора выходит обратный трубопровод и подсоединяется к котлу.

Двухтрубная схема системы отопления более удобна в регулировании. Здесь радиаторы подключены к подающему и обратному трубопроводу параллельно.

Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией

Для монтажа системы этого типа требуется большее количество трубы, соответственно схема имеет большее гидравлическое сопротивление. Регулирование температуры на радиаторах производится 2 методами:

1. Принудительное, с помощью запорной арматуры;
2. Естественное, за счет поэтапного изменения диаметра трубопроводов.

Принудительное регулирование можно производить шаровыми кранами, имеющими полнопроходное сечение. Регулирующие вентили малопригодны для этой задачи, так как обладают высоким гидравлическим сопротивлением и имеют сниженное проходное сечение.

Поэтапное изменение диаметра производится по принципу постепенного уменьшения диаметра подачи к последнему радиатору и постепенному расширению обратки от него к котлу. Выполнение такой схемы требует тщательного расчета, выполнить самостоятельно который довольно трудно.

Оба метода регулирования в любом случае значительно повышают гидравлическое сопротивление системы в целом, что отрицательно влияет на качество циркуляции и может привести к ее остановке. Поэтому большей популярностью пользуется все же однотрубная система, даже со своим недостатком – разницей температур в начале и в конце контура отопления.

Для систем отопления с естественной циркуляцией, предназначенных для отопления домов площадью не более 70 м 2 , падение температуры на последнем радиаторе может составлять 5 – 10 0 С. Обычно этот недостаток частично нивелируется увеличением числа секций последних в ряду приборов отопления. Кроме того, однотрубные схемы часто модернизируют установкой циркуляционного насоса.

Подключение контуров теплых полов к системам гравитационного типа не производится. Это обусловлено тем, что отдельные контуры водяных теплых полов имеют большое сопротивление, циркуляция возможна только с помощью циркуляционного насоса. Установка насоса в точках подключения полов к системе с гравитационной циркуляцией внесет резкий гидродинамический дисбаланс и может нарушить принципы естественного циркулирования.

Материалы и оборудование системы отопления

Монтаж комплекса отопления рекомендуется производить с соблюдением следующих правил:

1. Котел следует размещать в нижней точке системы;
2. Уклон трубопроводов должен быть не менее 2 мм на 1 погонный метр длины;
3. Система монтируется с минимумом гидравлических сопротивлений – поворотов, сужений, минимальным числом запорной арматуры.

Напольный котел отопления

В качестве теплогенераторов для систем гравитационного типа применяются в основном напольные котлы, имеющие увеличенные диаметры подключения и размеры теплообменника по сравнению с настенными моделями.

Основным видом приборов отопления для самотечной схемы являются чугунные радиаторы. Они обладают увеличенным проходным сечением секций устройства.

Чугунный радиатор в системе с естественной циркуляцией

Другие виды радиаторов (а также конвекторы) имеют малое внутреннее сечение и создают излишнее сопротивление.

Зачастую системы с естественной циркуляцией выполняются вообще без приборов отопления – по периметру помещений прокладываются стальные трубы. В этом случае циркуляция имеет лучшие параметры, но для достижения требуемой величины поверхности теплообмена может требоваться увеличение диаметра трубопроводов. К тому же такая конфигурация отопления малопривлекательна внешне, занимает много места.

Для монтажа отопления применяются в основном стальные трубы.

Трубопроводы для отопления из стали

Разгонный стояк в любом случае сооружается из стали, так как температура в зоне котла достигает высоких значений. Несколько реже применяются трубы из стабилизированного полипропилена. Рекомендуемый диаметр трубопроводов – 32 мм и больше.

Прокладку трубопроводов отопления следует производить открыто. Скрытая прокладка подразумевает значительное увеличение числа соединений и поворотов.

Достоинства и недостатки системы с естественной циркуляцией

Достоинствами схемы с гравитационным движением теплоносителя являются следующие показатели:

1. Полная энергонезависимость;
2. Простота устройства и эксплуатации.

Система с естественной циркуляцией обладает и массой недостатков:

1. Сложность регулирования;
2. Неравномерное распределение тепла;
3. Непривлекательный внешний вид;
4. Ограничения по тепловой мощности;
5. Сложность самостоятельного монтажа – требуется привлечение сварщика.

Система отопления с естественной циркуляцией используется сейчас больше как вынужденная мера. Главная причина строительства гравитационного водяного отопления – серьезные перебои в электроснабжении. Тем не менее, в некоторых ситуациях сооружение гравитационного отопления является единственно возможным техническим решением для обогрева частных домов и дач.