Система отопления: гравитационная или принудительная?

Небольшое сочинение на тему отопления, навеяно одной прочитанной темой на форуме. Какая система отопления лучше для дома — самотечная (гравитационная), на принципе естественной циркуляции или принудительная, с циркуляционным насосом? Под «лучше» я в данном случае понимаю беспроблемность, т.е. сделал — и забыл. Тогда, разумеется, лучше будет гравитационная система. Ключевой момент — она энергонезависима. Даже если воры уведут километр проводов со столбов, и их месяц будут восстанавливать, отопление у вас в доме будет работать. А с любой принудительной системой наступит атас. Если ставить бесперебойник + аккумуляторы, то даже со здоровым камазовским аккумулятором его хватит максимум на сутки для маломощного циркуляционного насоса. Два аккумулятора — двое суток. А потом придется бежать покупать генератор и не забывать доливать в него бензин почаще.

Так почему же я в своем доме смонтировал принудительную систему? Все просто: потому, что она проще и дешевле. Самотечную систему надо планировать на этапе проекта дома, уже тогда надо знать, где точно будет стоять котел и как увязать трассы отопления с расположением дверей и окон. Далее, рассчитывать длины и опять же прокладку контуров. В системе с насосом разница в длинах контуров может достигать 2-х раз, и это не предел. На монтаж гравитационной системы надо нанимать сварщика (толстые стальные трубы), а спаять полипропиленовую систему можно влегкую самому (ну ладно, не совсем уж влегкую).

А пока система отопления у меня никак не защищена от отключения электричества. Отключение на несколько часов дом перенесет без проблем (кирпичный все же, а не каркасник), а вот если случится форс-мажор на несколько дней. Ставить обычную систему бесперебойного питания не очень хочется. Инвертор + маленький автомобильный аккумулятор 55А*ч — это часов 10 для моего насоса (у меня котел энергонезависимый, так что потребитель элетроэнергии — только циркуляционный насос мощностью около 30 Вт на первой ступени из 3-х). Но 10 часов можно пережить и без отопления. Большой аккумулятор, а еще лучше 2 — это дорого и ненадолго (они просто скиснут через несколько лет). Идеально было бы купить компактный тихий бензогенератор ватт на 500 мощностью, больше мне не надо. И по цене это должно быть дешевле пары инвертор+аккумулятор. Но продаются в основном тарахтелки от 1 кВт, хотя я толком еще не искал.

PS Как именно я реализовал систему отопления с принудительной циркуляцией можно прочитать в этой серии статей.

Опубликовано: 14.01.2014 | Просмотров:5193 | Автор:Baloun

Самотечная или принудительная циркуляция в системе отопления: главные отличия

При планировании системы отопления в частном или загородном доме многие владельцы не могут определиться, какую схему выбрать — самотечную или принудительную, и какая будет максимально эффективна в их случае.

Расскажем об отличиях систем каждого типа и разберемся в плюсах и минусах.

Самотечная (или гравитационная) система отопления

В ней теплоноситель движется самотеком, благодаря законам термодинамики и разности в плотности горячей и холодной воды. В состав схемы входит котел отопления, трубы, радиаторы и расширительный бак.

Плюсы :

• для работы системы не требуется электричество;
• она проста в эксплуатации и техобслуживании, хотя и требовательна к своему исполнению.

Минусы:

• Котел должен находиться в самой нижней точке схемы, расширительный бачок — в наивысшей.
• Важно обеспечить правильный уклон труб для нормальной циркуляции теплоносителя.
• Важно подобрать трубы достаточного диаметра.
• Необходимо постоянно контролировать уровень жидкости в расширительном баке, чтобы исключить попадание воздуха в отопительный контур. В противном случае в трубопроводе будут образовываться воздушные пробки, которые снижают эффективность отопления.
• Зачастую такая система прокладывается открытым монтажом, что снижает эстетику помещений.
• Не всегда равномерный прогрев радиаторов в разных помещениях.
• Крайне осторожно стоит отнестись к выбору стальных панельных радиаторов. Во-первых, у панельных радиаторов более высокое гидравлическое сопротивление: возможно, теплоноситель не будет достаточно быстро через них циркулировать, и, следовательно, такие радиаторы просто могут не греть. Во-вторых, в самотечных системах обычно применяется открытый расширительный бак, вследствие чего в системе присутствует кислород, который вызывает усиленную коррозию стальных радиаторов.

Принцип работы

• Естественная конвекция двигает воду от котла по подающей трубе вверх, к высшей точке.
• Далее горячий теплоноситель проходит по трубам, которые располагаются под определенным уклоном. Это необходимо, чтобы вода двигалась самотеком под действием силы тяжести (гравитации).
• При попадании в радиаторы, теплоноситель отдает полученное тепло воздуху в помещениях, остывает, после чего попадает обратно в котел.

При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме, его излишки поступают в расширительный бак. При остывании происходит обратный процесс — теплоноситель возвращается из бака в систему отопления.

Система отопления с принудительной циркуляцией

Как следует из названия такой системы отопления, в ней циркуляция теплоносителя принудительная, и за это отвечает насос.

Плюсы :

• Более равномерный прогрев помещений, который обеспечивает насос.
• Снижаются требования к расположению трубопровода по сравнению с самотечной системой – не требуется больших диаметров, уклонов, трубы можно скрыть в полу и стенах, за счет чего помещение выглядит более эстетично.
• Возможно применение стальных панельных радиаторов и систем с увеличенным гидравлическим сопротивлением, например, теплый пол.
• Возможны сложные конфигурации, например, многоконтурные системы отопления с поэтажным регулированием, теплыми полами, подогревом бассейна и вентиляции.

Минусы :

• Для работы насоса требуется электричество (в идеале лучше установить аварийный источник питания).
• При работе циркуляционного насоса, а также вследствие ошибок при подборе и монтаже как насоса, так и системы отопления, возможен определенный шум. Поэтому проектирование и монтаж элементов лучше доверить специалистам.

Выводы

Самотечная система оптимальна для небольших частных домов — она бесшумна и энергонезависима. Другими словами, при установке энергонезависимого теплогенератора отопление возможно полностью без электричества. Это особенно удобно при частых перебоях с энергоснабжением.

Принудительная циркуляция актуальна для конструктивно более сложных систем отопления или больших помещений, так как скорость обогрева у нее выше. Кроме этого, она позволяет скрыть все трубопроводы и, тем самым, расширить возможности дизайна.

Для правильного подбора и расчета всех параметров системы отопления в конкретного случае рекомендуем обратиться в АСЦ Buderus в Вашем городе.

Система отопления с естественной и принудительной циркуляцией: что лучше?

Владельцы частных домов, приобретающие первый в своей жизни твердотопливный котел, часто не знают, какая система отопления (СО) будет эффективнее. Кроме этого они хотят учесть и экономический аспект: затраты на монтаж, материалоемкость и эксплуатационные расходы.

Циркуляция важный показатель работы СО и одна из отправных точек проекта отопления.

Различия в конструкции СО

Существуют два принципиально разных способа организации движения теплоносителя: естественная (гравитационная) и принудительная циркуляция. Из-за различий в гидравлических параметрах системы отопления проектируют тоже по-разному.

СО с принудительной циркуляцией

За движение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. Мощность и производительность этого устройства выбираются в соответствии гидравлическим сопротивлением и объемом системы.

Циркуляционный насос устанавливают на участке трубы, которая врезается параллельно обратке около котла. Давление в такой СО может достигать 1,5-2 атм. в одноэтажном и 3 атм. в двухэтажном домах. Перед насосом на обратную ветвь магистрали устанавливают мембранный расширительный бак закрытой конструкции. Здесь нет особых требований по высоте относительно остальных элементов системы. Главное — к баку должен быть доступ для ревизии.

СО с естественной циркуляцией

Естественная циркуляция возникает за счет того, что вода, нагретая в теплообменнике котла, поднимается по подающему трубопроводу и замещается снизу более холодной из обратной магистрали. Чтобы скорость движения была достаточной для прогрева всех помещений, гидравлическое сопротивление системы должно быть как можно меньше.

Магистральные трубы большого диаметра, снижение проходного сечения по мере удаления от котла, точные уклоны, минимальное количество поворотов — основные условия. Делаться все должно не на «глаз», а в соответствии с расчетом.

Разгонный стояк — вертикальный участок трубы на подаче сразу после котла — еще одно средство увеличения скорости циркуляции. Динамическое давление в системе практически нулевое, а статическое в самой нижней точке кратно высоте водного столба.

Расширительный бак открытого типа должен быть установлен в самой верхней точке системы. Часто она оказывается в неотапливаемом чердачном помещении, и стенки емкости приходится утеплять. В самотечных системах расширительные баки устанавливают на подаче (разгонном стояке), на обратке около котла или на «дальнем» стояке. Выбирают такое место, где ламинарное течение воды будет самым низким, то есть, в потоке не будет завихрений.

Сложности и преимущества обеих систем

Начнем с преимуществ СО с принудительной циркуляцией:

· сравнительно несложные гидравлические расчеты;

· трубы небольших диаметров, которые можно спрятать подальше от глаз;

· возможность индивидуальной регулировки температуры в помещениях.

Из недостатков можно выделить высокую стоимость оборудования и материалов, необходимость обслуживать расширительный бак , запорную арматуру, следить за давлением. Также теряется такое преимущество твердотопливного котла как энергонезависимость.

Чтобы дом не замерз во время отключения электроэнергии, нужно «сочинить» бесперебойное питание для насоса.

Сфера применения СО с принудительной циркуляцией : дома больших площадей, малоэтажное частное жилье в условиях развитой инфраструктуры.

У систем с естественной циркуляцией также есть свои существенные достоинства:

· «смонтировал и забыл» — нужно следить только за уровнем воды в расширительном баке и контролировать механический фильтр;

· небольшая стоимость материалов.

Из недостатков, помимо сложности произведения гидравлических расчетов, стоит отметить не совсем «дружественный интерфейс». Еще тяжелее обстоит дело с проектированием открытых контуров для двухэтажных домов: нужно быть хорошим спецом, чтобы добиться равномерного распределения температур в помещениях.

Сфера применения СО с естественной циркуляцией: дома малых площадей, преимущественно одноэтажные, хорошо подходит для населенных пунктов и дачных поселков, где нет электричества.

Принудительная или самотечная система отопления

Выезд проектировщика — бесплатно!

Скидка 35% на установку радиаторов

Скидка до 30% на материалы и оборудование

Принимаем карты рассрочки

Гарантия на работы — 2 года!

Из теплоаккумулятора идет патрубок. Труба должна быть большого диаметра, и по этой трубе вода, нагретая до температуры 90-100 градусов, поднимается естественным путем и дальше уже распределяется по трубам к веткам, отходящим к радиаторам. На схеме выглядит это более наглядно. То есть горячая вода из теплоаккумулятора пошла наверх.

По поводу диаметра основных труб, которые выходят из нашего теплоаккумулятора. Трубы я рекомендую ставить минимум 75 миллиметров. Чем у нас шире диаметр трубы, тем интенсивнее будет направление потока воды, и тем эффективнее будет идти теплосъем.

После того, как из теплоаккумулятора забрали горячую воду, она у нас расходится уже по веткам к радиаторам. У нас может быть как однонаправленная система, то есть один контур (из этой системы, условно, он пойдет вот сюда, как указано), так может быть и несколько контуров отопления. Тут уже трубы, которые отходят от первоначальной трубы теплоаккумулятора, могут быть меньшего диаметра.

Система для одноэтажного дома

Сразу такая поправка — если мы делаем систему для одноэтажного дома, то нам достаточно в самой верхней точке сделать разветвления и уже оттуда пускать лучи радиаторного самотечного отопления в каждой комнате на каждый радиатор.

Система для двухэтажного дома

Если у нас двухэтажный дом, если нам необходимо на обоих этажах сделать самотечную систему с радиаторами, то трубу подачи, которая идёт от теплоаккумулятора (в данном случае на рисунке твердотопливный котел), нужно поднимать в самую верхнюю точку нашего дома. Обычно это или чердачное помещение или самая верхняя точка 2 этажа.

Требуется монтаж самотечного отопления?

Мы имеем достаточный опыт проектирования и монтажа. Но можем предложить более дешевые и удобные системы отопления.

Есть вопросы? Задавайте!

Я лично дам вам экспертный развернутый ответ в течении дня.

Как показано на рисунке, узлы вроде более-менее аккуратно сделаны. Разветвительные узлы где расходятся ветки на каждую комнату, но не факт что у вас это получится сделать быстро.

И, кстати, у большинства заказчиков, которые к нам обращаются, возникает вопрос – «как это все на месте реализовать?» Касаемо схематичных изображений вопросов вроде нету, как все работает понятно, но когда уже встает вопрос непосредственно монтажа возникают трудности.

Одно дело, когда приезжают сантехники-специалисты с опытом. Они могут это все спроектировать, визуально представить, сказать что где будет располагаться.

Другое дело когда человек пытается это сделать своими силами, или сантехники у него не имеют достаточного опыта, в каких-то дальних регионах, к примеру. Но задача стоит сделать такую систему. Тут уже возникают вопросы. Поэтому обязательно это все учитывайте.

Здесь я думаю все понятно. Из теплоаккумулятора выходит широкая труба большого диаметра и в самой верхней точке, от нее уже расходятся лучи на каждую комнату. Или, если это у нас в одной комнате, то от нее отходит труба, дальше от этой трубы мы разбираем теплоноситель на радиаторы.

Для дополнительного регулирования теплоносителя в каждом радиаторе мы устанавливаем краны регулирования протока.

То есть, если у нас первый радиатор будет греться слишком сильно а для дальнего радиатора будет доходить не достаточно тепла, то и на первом радиаторе, прикрывая немножко кран, (это уже получится сделать только опытным путем когда у нас система будет работать), можно скорректировать температур теплоносителя.

То есть, основная магистраль условно у нас будет 75 мл или 50 мл, а к радиатору в два раза уже. Даже без кранов теплоноситель будет равномерно в каждый радиатор поступать и температура радиаторов на всей длине трассы будет примерно одинаковая.

В однотрубной системе отопления такого эффекта нам достигнуть не получится. Как раз, здесь на помощь приходят шаровые краны, то есть запорная арматура при помощи которой, мы регулируем интенсивность потока теплоносителя в наших радиаторах.

Под каким углом делать трубы в самотечной системе отопления.

Здесь очень много тонкостей. Очень частая ошибка, когда закладывают такую систему отопления не учитывая угол наклона труб. Или совершают еще более грубые ошибки. Например, когда трубы расположены не под равномерным углом, а идут с перепадом высоты.

Очень важно учитывать угол наклона трубы от нашей верхней точки до каждого радиатора на подаче. Сейчас мы говорим именно про подачу. Угол наклона, то есть разброс высот между начальной точкой расположение трубы и конечной, составлять должен примерно 5 миллиметров на метр погонный.

Не путать с канализацией, у которой этот угол, то есть эта разница высот составляет 2 сантиметра.

Из какого материала правильнее делать самотечную систему отопления.

Ее лучше всего делать из металла. По крайней мере трубу, которая у нас является основной магистралью подачи в верхнюю точку нашей системы, однозначно нужно делать из металла.

Если мы используем теплоаккумулятор, в котором температура не будет выше 90 градусов (это точно, потому что у нас большой объем, даже если мы его отапливаем твердотопливным котлом), то мы гибко сможем регулировать температуру. Когда у нас на датчике теплоаккумулятора температура будет 90 градусов мы спокойно можем выключить котел и этого объема теплоаккумулятора хватит на долгое время, чтобы теплоноситель по нашей системе отопления циркулировал. Поэтому в теплоаккумуляторе можно делать полипропиленом для гвс который выдерживает температуру 100 градусов.

Но, если мы данную систему подключаем напрямую к твердотопливные котлу, как показано на картинке, то здесь нужны исключительно металлические трубы или высокотемпературный полипропилен. Полипропиленовые трубы, которые выдерживают температуру до 140 градусов, во-первых, вы не везде найдёте, и во-вторых, стоит он дороже чем металл.

Да, можно еще сделать медью. Но если вы сделаете котельную медью, то котельная, точнее ваша радиаторная самотечной системы отопления, будет не медная а золотая. Стоимость труб будет сопоставимо в целом со всей системы отопления.

Оно вам нужно? Если нужно можете делать. Выбор за вами.

Запорная арматура

Касаемо запорной арматуры – кранов, при помощи которых мы сможем регулировать температуру в радиаторах и во всей системе, в том числе иметь гибкий доступ к каждому радиатору и каждому узлу на тот случай, если нам что-то где-то нужно будет заменить или что-то потечет. Краны обязательно ставить на каждый узел, который возможно потом нам понадобится отключить.

Итак с кранами мы разобрались. В каждом узле должен быть свой кран. На радиаторах, чтобы их можно было тоже заменить, обязательно ставить на подаче и на обратке краны.

Очень важный момент. Это мало кто учитывает, но здесь, между подачей и обраткой, у нас должна быть соединительная труба. Для чего она делается?

При условии, что нас из котла или из теплоаккумулятора температура подачи идет слишком высокая, при помощи этого смесительного узла, приглушив чуть-чуть подачу, а этот кран открыть пошире, мы сможем охлажденную воду, то есть теплоноситель, подавать в подачу, и здесь эти два потока будут перемешиваться и общая температура теплоносителя, который дальше будет идти в радиаторы, будет уже ниже.

Таким образом, у нас часть обратки будет идти в котел, не давая ему закипеть, а из котла горячая вода будет смешиваться с более холодной обраткой,и температура радиаторов, таким образом, может гибко регулироваться. Но и само собой, регулируя шаровые краны, мы можем также управлять температурой в радиаторах. Обычно регулируется кран на обратке.

Еще такой момент. Касаемо однотрубной и двухтрубной технологии. Если у нас в доме достаточно много комнат, много изгибов и нам необходимо будет нашу однотрубную систему проводить вдоль стены, повторяя все изгибы стен дома, то это будет перерасход по материалам и по работе. Это будет достаточно трудозатратно.

Какие системы могут быть

Система открытого типа

Система открытого типа — которая контактирует с воздухом, с расширительным бачком. Он нужен в любом случае. Нужен какой-то объем на тот случай, когда температура воды во всей системе повышается и она расширяется. Избыток давления нужно куда-то сбрасывать.

Мы можем сделать систему открытой, на верхней точке поставить какую-то емкость. Уровень воды в этой емкости, в зависимости от ее температуры, будет изменяться. Существенный минус открытой системы это то, что вода контактирует с воздухом и вероятность коррозии во всей системе возрастает.

Закрытая система отопления с естественной тягой

Принцип такой же как у открытой системы. Вода нагреваясь имеет какое-то расширение. Избыток лишнего лишнего давления воды необходимо куда-то девать. В систему нужно поставить расширительный бачок.

У закрытой системы отопления есть существенное преимущество. В первую очередь это то, что вода не имеет доступ к воздуху и не оказывает разрушительное воздействие на наши стальные трубы.

Первое время, пока мы в нашу систему зальем воду, в ней будет какое-то количество кислорода. Взаимодействие металла с кислородом вызывает коррозию, но потом, через какое-то время, кислород весь выгорит и система будет полностью закрыта от внешнего воздуха и коррозия на этом остановится.

Здесь есть тонкость. Воду лучше не сливать из нашей радиаторной системы. В эту систему, пусть она даже самотечная, лучше поставить циркуляционный электрический насос. Потому что с насосом система будет прогреваться в разы быстрее. Радиаторы будут выходить на рабочую температуру не за три часа после того как вы откроете вашу систему отопления, а будут прогреваться за 10-15 минут.

У вас никогда не будет проблем с температурой в радиаторах потому что сила протока, создаваемая насосом, то есть нагнетание циркуляционного давления, будет в разы выше чем у естественной тяги и радиаторы будут прогреваться равномернее.