Особенности водяного отопления без насоса в частном доме: монтаж и обслуживание

На этапе строительства частного дома нужно задуматься об эффективной системе отопления. Есть много схем. Особое место занимает водяная отопительная система без циркуляционного насоса.

Виды конструкций

Отопительный контур — элементы, используемые в качестве системы отопления путем передачи тепловой энергии в воздушную среду. Популярнее всего системы, применяющие в качестве нагревательного источника котлы, бойлеры с подключением к водопроводу. Жидкость, пересекая нагревательные элементы, достигает заданной температуры, направляясь в отопительный контур.

Перемещение теплоносителя обеспечивается двумя методами:

• естественным;
• принудительным.

С принудительной циркуляцией по трубам

Системы с естественным перемещением теплоносителя просты, надежны. Эффективность зависит от грамотного строения контура обогрева. В последнем случае внедряется насос, создающий давление. Теплоноситель двигается по трубопроводу.

Источники тепла для обогрева жидкости — котельное, бойлерное оборудование. Механизм работы основан на превращении одного вида энергии в тепловую. В зависимости от сырья, источника нагрева, котлы работают на газе, твердом топливе, электричестве, мазуте.

Все виды котельных агрегатов можно применить для обогрева частного дома. Популярны газовые, твердотопливные устройства.

В зависимости от соединения обогревательных устройств в отопительном контуре, различают: однотрубные, двухтрубные системы. Однотрубная система — когда батареи соединяются последовательно, вода, пересекая каждый элемент, возвращается в котел.

Минус — неравномерность прогрева помещения. Каждый последующий радиатор получает меньшее количество тепловой энергии.

В двухтрубной схеме отопления батареи подключаются параллельно стояку. Отрицательная сторона системы — сложность конструктивного исполнения, большой расход материала. В многоэтажных зданиях можно использовать только двухтрубную систему отопления.

Двухтрубная схема

Обогрев без насоса

Ранее проектирование водяных отопительных систем производилось без циркуляционных насосов. Сложность возникала при покупке, монтаже приборов, вызывающих принудительную циркуляцию воды в контуре. Когда на рынке появились зарубежные производители, ситуация резко изменилась. Чаще используют схемы с принудительной циркуляцией теплового носителя.

Сбои в подаче электрической энергии устранены не везде.

Как только отключается электричество, циркуляция воды прекращается. Помещение остывает. Батареи становятся холодными. Система отопления работает неэффективно. Вода в контуре промерзает. Требуется запуск источника тепловой энергии.

Преимущества, недостатки

С технической точки зрения, естественная циркуляция воды эффективна в высоких зданиях. Причина — свойства жидкости по передаче давления с поверхности на контур до нижнего узла.

Преимущество гравитационной циркуляции воды — экономия стройматериалов. Не нужны дорогие насосы, подводка электрической сети к контуру. Спроектировать, установить, эксплуатировать систему сможет любой мужчина. Не нужно оплачивать услуги мастера. При грамотном построении, система будет долго, эффективно отапливать дом. Капитальный ремонт не потребуется более 30 лет.

Схема естественной циркуляции воды предполагает процесс саморегулирования. Отопительная система отличается высокой тепловой устойчивостью.

• высокий уровень инертности;
• выдержка регламентированных уклонов труб при монтаже;
• применение труб большого сечения;
• высокая вероятность замерзания, по причине плохого напора воды;
• завоздушивание отопительных приборов.

Чтобы устранить проблему завоздушенности в батареях, потребуются устройства стравливания воздуха. В системе устанавливают расширительный бачок, контролирующий уровень воды в котле.

Естественная циркуляция теплоносителя в трубах:

Принцип действия

Закон физики: после нагревания, тепловая энергия увеличивается в объеме, теряя прежнюю плотность. Агрегат, в котором выполняется обмен тепла между источником и носителем — теплообменник.

Прогретая жидкость легче охлажденной, теплогенератор ставят внизу отопительного контура. Слегка подогретый теплоноситель перемещается вверх. На его место по трубам опускается холодная вода. В случае естественной циркуляции в системе, рассматривается три физических закономерности: трение, расширение тел с повышением температуры, неразрывность струи.

В состав схемы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя входят:

1. Тепловой генератор — котел. В теплообменнике производится нагрев воды.
2. Трубы. Формируют направление движения воды. Трубопровод подводится к котельному оборудованию, радиаторам.
3. Отопительные приборы — радиаторы в разном исполнении (различаются формой, материалом).
4. Расширительный бак. Защищает на этапе компенсации увеличения объема жидкости из-за теплового расширения. Устанавливается в верхней точке контура отопления.

Простейшая схема без насоса — нагретый теплоноситель, движущийся по трубам, выходит из котла, охлажденная вода поступает обратно. Замкнутый круг.

Поступив вверх системы, вода начинает распределение по радиаторам. Наблюдаются процессы, противоположные циркуляции в котельном оборудовании. Вытесняя охлажденную жидкость, теплоноситель заполняет радиатор. Вода отдает тепло батарее. Тепловая энергия поступает в воздушную среду, прогревая помещение. Жидкость остывает, циркулирует в направлении котла. Процесс цикличен.

Отопление однотрубного типа

Отличие однотрубных схем — экономичность. Применяются системы редко. Прогретый теплоноситель, поднимаясь по трубам, последовательно минует батареи, расположенные на втором этаже. Направляясь вниз по трубам, проходит радиаторы, располагающиеся на нижнем этаже. Возвращается к котлу.

Температура верхних этажей дома выше, чем в квартирах первого этажа. Для достаточной циркуляции жидкости по трубам, потребуется нагревательный элемент высокой производительности. Для частных домов схема подходит по эффективности, качеству прогрева помещений.

Сделать систему более эффективной можно дополнительным внедрением обходной линии — байпаса. Из трубы выполняется участок замыкания. Диаметр материала не должен превышать размеры трубопровода. Байпас присоединяет вход, выход радиатора. Подключается к тройнику, в верхней точке отопительного контура, перед расширительным баком. Разделяет схему на две части.

Правильный механизм работы схемы отопления зависит от расширительного бака. Габариты — от количества батарей. Не должен заполняться более трех четвертых общего объема.

В частном доме лучше делать вертикальное подключение труб. Выполняется монтаж двух стояков: подъемного, опускного. Установка расширительного бака не потребуется, если сделать для каждой батареи систему автоматического стравливания воздуха, который скапливается вверху конвектора.

Контур двухтрубного типа отопления

В двухтрубной схеме исключается проблема неравномерного распределения тепла. Внедряют сразу два контура. Первый отвечает за циркуляцию горячей воды от источника к радиатору. Второй за отток оставшейся жидкости.

Способы соединения труб: с попутной циркуляцией, тупиковой. Попутное движение характеризуется созданием отводов от батарей одинаковой длины. Сохраняется равномерный прогрев. Схема популярности не обрела из-за большого расхода стройматериалов (труб).

Предпочтение отдают соединительной схеме с циркуляцией воды холодной, горячей в разных направлениях. Батареи, находящиеся ближе к отопительному устройству, прогреваются быстрее.

Разделяют схему отопления по виду разводки труб. Нагретая вода подается из цокольного этажа, подвала. Обратка размещается чуть ниже узла подачи.

Схема с верхней обвязкой труб отопления

Монтаж системы

Конструируя отопительную схему водяного типа без насоса, нужно грамотно расположить котел, нижний радиатор. Чем выше батарея по отношению к котельному оборудованию, тем хуже отток. Устройства обогрева лучше монтировать в подвальном помещении. На скорость циркуляции теплоносителя влияет:

• сечение труб. С уменьшением диаметра трубопровода, увеличивается сопротивление, оказываемое теплоносителю;
• материал труб. Лучше применять полиуретановые изделия;
• количество мест изгибов. С уменьшением количества, увеличивается эффективность работы отопительного контура. Производительность зависит от количества запорной арматуры.

Монтажные работы

Чтобы рассчитать мощность котельного оборудования нужно применять рекомендации СНиП. Для одного квадратного метра отапливаемого помещения нужен обогревательный элемент мощностью 0,1 кВт. При монтаже обогревательного узла, необходимо утеплить стояк горячей воды, помещение с расширительным бачком.

Монтажные работы: устанавливают основной стояк. Сверху монтируют расширительный бак. Подсоединяют разводку на уровне 1/3 высоты комнаты от пола. Отводят трубы к радиаторам. Однотрубная разводка предполагает подключение труб к котлу с последнего радиатора. Двухтрубная — параллельное подсоединение батарей, врезку отводов в общий трубопровод.

Использование пара

Теплоносителем может быть вода, пар. Устанавливают парогенераторы, позволяющие преобразовать воду в пар, подавать по трубам.

Механизм: горячий воздух легче охлажденного. Прогретый пар быстро движется вверх отопительного узла. Искусственный прогрев не требуется. Поступая в батареи, газ охлаждается. Переходит в жидкое состояние. Снова возвращается в котел.

Отопительные системы жидкостного типа без насоса популярны. Это касается проектов частных, загородных домов. Важно произвести расчеты. Это обезопасит от замерзания холодной зимой.

Принцип работы системы отопления без насоса

Отопительная система с предусмотренной естественной циркуляцией горячей воды устанавливается в многих частных домах сегодня. Существует несколько основных способов выполнения такой схемы. Механизм гравитационной циркуляции будет работать нормально, только если система спроектирована и оборудована без каких-либо ошибок. Принцип функционирования, достоинства и недостатки таких систем описываются в данной статье.

Содержание

Принцип работы отопительной системы без насоса

Принцип действия такой системы базируется на элементарных законах физики. В процессе нагревания снижается плотность и масса жидкости. Когда вода в контуре остывает, становится тяжелее и более плотной. Какое-либо давление в контуре полностью отсутствует при этом. В разрабатываемых теплотехнических формулах присутствует соотношение 1 атм на 10 м напора.

При определении безнасосной системы в двухэтажном доме гидравлические показатели не будут выше 1 атм. Одноэтажные конструкции оборудуются системами с давлением 0,5-0,7 атм.

Поскольку в процессе нагревания объем жидкости увеличивается, для нормальной циркуляции придется оборудовать расширительный бак. Жидкость, проходящая через установленный водяной контур, будет нагреваться, это значительно увеличит объем. Расширительный бачок нужно размещать на подаче теплоносителя в самой верхней части отопительного контура. Основным функциональным назначением такой буферной емкости считается компенсация повышения объема жидкости.

Устройство отопления в частном домостроении без насоса может устанавливаться, если такие виды подключения подходят к установке:

1. Присоединение к системе теплого пола всегда будет требовать монтажа насосного устройства. Распределение теплоносителя по радиаторам не будет требовать никаких насосов. Когда электричество будет отключено, жилое помещение будет обогреваться оборудованными радиаторами.
2. Взаимодействие с бойлером косвенного нагрева воды. Взаимодействие с системой естественной циркуляции всегда может быть организовано без насоса. Чтобы это было возможно, бойлер монтируется в самой верхней точке оборудованной системы. Если осуществить подобное затруднительно, насосом можно оборудовать накопительную емкость при дополнительной установке обратного клапана для устранения рециркуляции горячей воды.

В механизмах с гидравлической циркуляцией течение теплоносителя организовывается самотеком. Благодаря процессу естественного расширения воды, разогретая жидкость будет стремиться вверх по так называемому разгонному участку, а затем будет стекать через радиаторы и двигаться в направлении котла для последующего нагрева.

Варианты систем отопления

Система отопления ЕЦ может оборудоваться в однотрубных или двутрубных механизмах. В обоих вариантах принцип работы остается один и тот же. На максимальную возможную высоту от котла вверх направляется труба. Только после этого теплоноситель распределяется по всему контуру. Отличие от однотрубной системы заключается в том, что в двухтрубном механизме холодная вода аккумулируется в другой магистрали, а потом заводится на вход обратной части котла. В однотрубном механизме на этот вход направляется труба от выхода последнего радиатора.

Cистема отопления без насоса — как заставить циркулировать воду без насоса

Построив загородный дом или дачу, каждый человек задумывается о том, как максимально эффективно обогреть свое жилище. На сегодняшний день существует множество видов отопления, и порой очень трудно выбрать какой-то определенный вариант обогрева.

Мы настоятельно рекомендуем обратить внимание на конструкцию отопления без теплового насоса с естественной циркуляцией теплоносителя. Чтобы понять суть вопроса опишем более подробно этот вид обогрева помещения, укажем его различные свойства, а также расскажем о монтаже системы.

Когда можно не использовать насос

Принцип работы отопления с естественной циркуляцией (нажмите для увеличения)

Принцип работы системы отопления без насоса основан на движении жидкости под гидростатическим давлением. Иначе говоря, жидкость в нагретом состоянии имеет меньшую плотность, чем охлажденная, поэтому поднимается верх, способствуя, таким образом, циркуляции теплоносителя в системе.

Как правило, отопление с естественной циркуляцией устанавливаются в загородных коттеджах и дачных домиках. Связано это с тем, что в таких жилых помещениях очень часто случаются перебои с электроэнергией, а то и вообще она отсутствует, вследствие чего невозможно установить отопление с принудительной циркуляцией.

Отличительной особенностью этой системы отопления является то, что она очень удобна в эксплуатации, а произвести монтаж можно собственными руками.

Виды и устройство отопительных систем с естественной циркуляцией

Каждая конструкция отопления без насоса состоит из следующих основных элементов:

• источник тепла, который может быть представлен в виде нагревательного котла с различными видами топлива;
• расширительный бак, который служит для стабилизации давления в системе;
• трубопроводы для циркуляции теплоносителя;
• радиаторы, которые обеспечивают обогрев жилого помещения.

В зависимости от рода теплоносителя системы с естественной циркуляцией принято разделять на следующие два вида:

• водяное отопление;
• паровое отопление.

Рассмотрим более подробно все характеристики этих двух видов систем обогрева жилого помещения.

Водяное отопление с естественной циркуляцией

Открытая система обогрева

Отопительные водяные системы без насоса принято классифицировать по определенным характерным критериям, которые отображают их функциональность.

В зависимости от вида расширительного бачка обогрев с естественной циркуляцией принято разделять на следующие виды:

1. Открытая отопительная система. При такой конструкции расширительный бачок располагается максимально высоко с той целью, чтобы создавалось избыточное давление, а также чтобы осуществлялся отвод воздуха. В этом случае бачок также служит для добавления жидкости в систему.
2. Закрытая отопительная система с естественной циркуляцией отличается тем, что вместо расширительного бачка установлен мембранный гидроаккумулирующий баллон, с помощью которого создается дополнительное давление не более 1,5 атм. Для обеспечения безопасности в конструкцию системы встроен блок с манометром, который регулирует внутреннее давление.

О том, в чем особенности циркуляционного насоса Wilo, Вы можете почитать здесь.

Также отопительные конструкции с естественной циркуляцией разделяют в зависимости от способа подключения отопительных элементов. Согласно этой классификации, существуют следующие виды отопления:

1. Однотрубная отопительная система. Принцип работы такого вида отопления заключается в том, что все отопительные приборы подключаются к системе последовательно, иначе говоря, циркуляция теплоносителя происходит от одного элемента к другому. Несомненным преимуществом этого вида отопления является то, что монтаж достаточно простой, при этом требуется минимум материалов.
2. Двухтрубная система обогрева с естественной циркуляцией. В такой конструкции отопления элементы обогрева подключаются к магистральной трубе параллельно. Иначе говоря, в каждый прибор теплоноситель поступает с одинаковой температурой, а охлажденная жидкость возвращается к котлу по трубе, которую принято называть «обраткой».

Такая отопительная схема является наиболее оптимальной для обогрева жилого помещения. Единственным недостатком является то, что на монтаж такого отопления необходимо большое количество труб и другой сантехнической фурнитуры.

Паровое отопление

Обогрев с мембранным бачком

Иногда паровое отопление ассоциируют с водяными конструкциями обогрева помещения. И здесь фактически нет ошибки, но есть один нюанс: пар – это вода, нагретая до закипания.

Таким образом, принцип работы паровой отопительной системы заключается в том, что вода в котле нагревается до образования пара, а затем этот теплоноситель поступает по трубам в элементы обогрева.

Отопительная система с теплоносителем в виде пара, состоит из следующих конструктивных элементов:

• тепловой генератор, представленный в виде котла, который нагревает воду и накапливает пар;
• выпускной клапан, который контролирует поступление пара в систему;
• магистральные трубы;
• радиаторы отопления.

Что же касается классификации парового отопления, то она абсолютно аналогична отопительным системам водяного отопления.

Основные правила монтажа

Подключение отопительного элемента к однотрубной системе.

Для того, чтобы осуществить качественный монтаж обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо выполнить следующие важные шаги:

1. Отопительные радиаторы стоит расположить желательно под окнами и на одинаковом уровне.
2. Установить отопительный котел.
3. Закрепить расширительный бачок.
4. Соединить установленные элементы с помощью труб.
5. Завести в отопительную систему теплоноситель, и проверить все узлы на утечку.
6. Запустить котел, и начать наслаждаться комфортным теплом вашего дома.

Важные советы монтажников:

1. Котел следует располагать как можно ниже.
2. Трубы должны устанавливаться с уклоном в сторону «обратки».
3. Желательно в системе избегать большого количества поворотов.
4. Используйте трубы больших диаметров.

О том, как выбрать циркуляционный насос, Вы можете почитать здесь.

Надеемся, что мы раскрыли все нюансы отопительной системы без насоса, которые помогут при оборудовании отопления вашего жилища.

Как смонтировать систему отопления без насоса, смотрите объяснение схемы самотечной системы в следующем видео: