Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией: Система отопления с естественной циркуляцией: схемы, устройство, монтаж

Содержание

схема реализации для частного дома, монтаж

Несмотря на то, что водяное отопление с естественной циркуляцией имеет ряд недостатков, которые, в основном связаны с его высокой инертностью, то есть, медленным прогревом помещения, его по-прежнему очень часто используют для обустройства автономного газового или твердотопливного отопления в частных домах и квартирах.

Это связано с теми преимуществами, которое имеет отопление с естественной циркуляцией по сравнению с принудительной прокачкой теплоносителя по системе отопления при помощи электрического насоса.

Во-первых, эта система отопления обходится несколько дешевле, поскольку не требует приобретения насоса, во-вторых, она не критична к отключениям электроэнергии и будет работать всегда, когда включен отопительный котел.

Система отопления с естественной циркуляцией

Однако ее использование накладывает определенные ограничения на места установки котла и отопительных батарей, требует точной прокладки труб и более тщательного проектирования, поскольку при малейших ошибках в проекте или во время монтажа системы отопления ее эффективность может стать намного ниже.

Содержание

1 Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией
- 1.1 Особенности отопления с естественной циркуляцией
- 1.2 Выбор материалов для монтажа системы отопления
- 1.3 Примерный расчет системы отопления
- 1.4 Схемы отопления с естественной циркуляцией

Принцип работы такой системы чрезвычайно прост и основан на разности плотности воды разной температуры. Нагреваясь в отопительном котле, горячая вода поднимается по трубе замкнутого контура вверх, а на ее место поступает холодная вода, которая уже остыла в батареях отопления. Чем больше разница высот между верхней и нижней точками отопительного контура, тем эффективнее происходит циркуляция воды в системе, которая также зависит от соблюдения наклона труб отвода остывшей воды от батарей к котлу, чтобы уменьшить сопротивление току воды в системе.

Особенности системы отопления с естественной циркуляцией

Если расчет естественной циркуляции и монтаж системы выполнен без нарушений, она сможет эффективно работать, когда будет работать котел, однако в ряде случаев целесообразно установить через клапан насос, который можно использовать во время включения отопления после перерыва для более быстрого прогрева помещений, особенно если контур системы имеет значительные размеры.

Стоит отметить, что возможность работы такой системы без насоса позволяет эксплуатировать ее без проведения ремонта и сервисного обслуживания очень долго. При использовании современных долговечных комплектующих системы отопления с естественной циркуляцией способны проработать более 50 лет без вмешательства. Однако следует учесть и то, что естественная циркуляция будет чувствительна к любому сопротивлению, поэтому рекомендуется использовать трубы большего диаметра по сравнению с трубами, используемыми в системах отопления с принудительной циркуляцией.

Особенности отопления с естественной циркуляцией

Схема циркуляционного напора

Считается, что для эффективной работы такой системы отопления общая длина ее контура не должна превышать 30 м, однако это ограничение довольно условно и его можно будет значительно увеличить, рассчитывая при этом на то, что для равномерного прогрева всех помещений дома понадобиться больше времени. Безусловно, высокая инерционность подобной системы является ее главным недостатком и для выхода на рабочий температурный режим ей может понадобиться несколько часов, однако этот недостаток полностью компенсируется ее простотой и высокой надежностью.

Чтобы снизить инертность системы и повысить ее эффективность следует все подводящие и отводящие трубы для естественной циркуляции прокладывать не строго горизонтально, а с небольшим уклоном, который усиливает ток воды. При этом в верхней части контура обязательно устанавливается расширительный бачок, который является не только компенсатором повышения давления в системе и принимает на себя «лишний» объем расширяющейся при нагревании воды, но и собирает пузырьки воздуха, которые могут стать причиной образования воздушной пробки.

Эту систему по праву можно назвать саморегулирующейся, поскольку, когда в помещении холодно, батарея быстрее отдает тепло, вода быстрее остывает, а значит, увеличивается скорость ее циркуляции в системе. Когда же помещение прогревается полностью, циркуляция замедляется до минимума, что способствует экономии энергоносителя.

Выбор материалов для монтажа системы отопления

Эксплуатационные характеристики системы отопления с естественной циркуляцией напрямую зависят от того, какими трубами и из какого материала она проложена.

Чем больше диметр трубы, тем эффективнее будет работать система, поэтому рекомендуется использовать трубы диаметром от 32-40 мм или даже больше.

От материала труб также многое зависит, например, если вы используете сталь, которая подвергается коррозии, шероховатость внутренней части трубы будет препятствовать нормальному току воды и снижать скорость ее циркуляции. Также следует избегать участков резкой смены диаметра, неоправданных резких изгибов труб, что непременно приведет к замедлению тока воды и снижению эффективности ее циркуляции.

Примерный расчет системы отопления

Стоит отметить, что хотя схема отопления с естественной циркуляцией максимально проста, провести точный расчет ее параметров достаточно сложно, поскольку как в самой системе, так и в доме в целом может найтись множество факторов, которые окажут влияние на эффективность обогрева. Поэтому, каким бы методом расчета вы не пользовались, следует выполнять монтаж отопления с естественной циркуляцией с некоторым запасом. При этом требуемую температуру в комнатах вы всегда сможете подрегулировать более точно, меняя настройки автоматики котла.

Схема отопления одноэтажного дома

На практике применяют два метода расчета, требуемой для обогрева тепловой мощности, по площади и по объему помещения с использованием коэффициентов и поправок, позволяющих учесть потери тепла.

Так, например, при расчете по площади используют норму, равную 1 кВт на 10 метров квадратных помещения. При этом для районов с относительно теплым климатом используется коэффициент от 0,7 до 0,9, для северных широт 1,2-1,3, а для Крайнего Севера этот коэффициент выбирается в пределах 1,5-2. При этом считается, что высота потолков в комнатах составляет 2,5 м, что далеко не всегда соответствует действительности и если высота потолка отличается, следует использовать метод расчета по объему.

Также на каждое окно к суммарной мощности добавляется еще 100 Вт, на дверь -200 Вт, наличие внешней стены добавляет еще один коэффициент в пределах 1. 1-1.5. Однако учет всех этих параметров также не позволяет учесть все нюансы, влияющие на сбережение тепла, поэтому тепловая мощность берется с достаточно большим запасом.

Схемы отопления с естественной циркуляцией

На практике обычно применяют две распространенные схемы подачи теплоносителя к батареям:

Двухтрубная схема с естественной циркуляцией

Двухтрубная система. В данном случае прокладываются два контура: контур труб подаваемой горячей воды прокладывается под потолком или на чердаке, а контур, по которому от батарей отводится холодная вода, прокладывается по уровню пола. Каждая батарея подключается и к верхнему и к нижнему контуру. Схема наиболее эффективна и позволяет распределять тепло равномерно без дополнительных регулировок, однако ее стоимость значительно дороже, а сложность монтажа выше.
Однотрубная система с естественной циркуляцией. Эта схема на практике применяется значительно чаще, особенно если речь идет об организации отопления одноэтажного дома. В данном случае замкнутый контур труб от расширительного бака, установленного в верхней точке дома, например, на чердаке, до котла, установленного в нижней точке, проходит на уровне пола под всеми батареями. При этом каждая батарея подключается снизу в общую трубу контура в двух точках. Желательно на входе батареи по направлению тока воды установить дроссель, которым можно выполнить регулировку подачи воды в каждую батарею, чтобы обеспечить равномерный их прогрев как в непосредственной близости от расширительного бака, так и в конце контура перед входом в котел.

Стоит отметить, что данная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя прекрасно зарекомендовала себя во множестве домов и исправно служит своим владельцам на протяжении не одного десятилетия.

При этом система позволяет работать с любыми видами отопительных котлов и строить недорогие, надежные и эффективные системы автономного отопления.

Система отопления читать, схема отопления для дома

Статьи

Системы отопления частного дома

Какие бывают системы отопления частного дома ? Чтобы это понять, их нужно разделить, по крайней мере, на три вида – это воздушное, водяное и электрическое. Каждый из этих методов делится ещё на несколько типов по виду отопителей, источнику энергии и способу подачи теплоносителя. Причём каждый из этих способов заслуживает отдельного детального описания, поэтому, для совместного обозрения, мы рассмотрим только общие черты каждого из них.

ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ. Воздушные типы отопления включают в себя электрические и газовые конвекторы, а также печное отопление разного типа. По сути, в таких системах нет теплоносителя, и воздух нагревается непосредственно от отопителя.

Такие типы систем отопления нагревают помещение при помощи конвекции воздуха, то есть, холодные потоки, проходя сквозь горячие пластины и жалюзи прибора, нагреваются и попадают в комнату. Прибор может быть оснащён вентилятором для принудительного нагнетания воздуха, что способствует быстрому обогреву помещения.

Похожими функциями обладают и газовые конвекторы, но для их функционирования нужна газовая труба и дымоход для удаления остатков горения. Такие приборы нового поколения не только обогревают помещение, но и греют воду для ГВС, что пока ещё не разработано для электрических аналогов. Конечно, цена такого агрегата будет выше, чем у обычных конвекторов, но материальные затраты окупятся повышенным комфортом.

Раньше наши предки для отапливания своих жилищ применяли печное отопление. Сейчас такой способ применяется уже довольно редко. В настоящее время одним из самых популярных видов отопления является водяное. Давайте его и рассмотрим. Водяную систему отопления можно разделить на 2 основные группы:

система с естественной циркуляцией теплоносителя
система с принудительной циркуляцией теплоносителя (с помощью насоса)
Гравитационная система отопления (с естественной циркуляцией) является самой старейшей системой водяного отопления, она была разработана в далёком 1777 году французским физиком Боннеманом и использовалась для отапливания инкубатора.
Эта система отопления работает очень просто: нагретый теплоноситель по так называемому «разгонному коллектору» поднимается вверх, далее через горизонтальный участок опускается в радиаторы отопления где отдаёт своё тепло помещению и далее по трубам с уклоном не менее 1% (1см на 1 метр трубы) самотёком попадая в котёл вытесняет нагретый теплоноситель обратно в «разгонный коллектор» и так до бесконечности. Циркуляция теплоносителя происходит из-за разности плотностей нагретой и охлажденной жидкости. В самой верхней точке такой системы (обычно на чердаке) устанавливают расширительный бак открытого типа. По сути это ёмкость с водой, которая служит для поддержания постоянного давление в системе. Расширительный бак принимает в себя увеличивающийся при нагревании объем жидкости и возвращает воду обратно в трубы при ее охлаждении. В последнее время этот тип системы отопления особой популярностью не пользуется, и на это есть причины:
Не самое привлекательное с точки зрения эстетики решение, так как для нормальной работы необходимо применять трубы большого диаметра (желательно от 40 мм).
Циркуляция теплоносителя напрямую зависит от разности отметок центра котла и центра нижнего отопительного прибора — чем больше разность высот между ними, тем лучше будет циркулировать вода в системе (котёл должен быть ниже). При отсутствии подвала достаточно сложно реализовать это условие.
Низкая энергоэффективность в виду большого объёма теплоносителя и низкой скорости циркуляции и как следствие повышенный расход топлива.

Системы с принудительной циркуляцией по основным признакам делятся на однотрубные, двухтрубные, лучевые и набирающие популярность водяные тёплые полы. Давайте рассмотрим их по ближе:

Однотрубные системы. Отопительные приборы в таких системах включаются последовательно. Нагретый в котле теплоноситель перетекает по трубам из одного радиатора в другой, и поочередно отдаёт тепло каждому из них и затем возвращается обратно в котёл для дальнейшего нагрева.Такое решение приводит к разной температуре радиаторов: те, каждый последующий радиатор по ходу движения теплоносителя от котла холоднее предыдущего. Для сглаживания температуры в помещениях можно установить байпасы на радиаторы (так называемая «Ленинградка»). В таком случае одна часть горячего теплоносителя минует радиатор, а другая идёт через радиатор. Такое решение частично компенсирует разность температур отопительных приборов.

К преимуществам такой системы отопления следует отнести простой монтаж, меньшую общую длину трубопроводов и как следствие, меньшую стоимость монтажа. Если Ваше строение имеет небольшую площадь (около 100м2), то вполне можно остановиться на этом варианте.

Двухтрубные системы. В настоящий момент являются наиболее распрастранёнными. В этих системах нагретый теплоноситель движется по одной трубе(подаче), а остывший – по другой(обратке). При этом радиаторы подключаются параллельно и теплоноситель подаётся одинаковой температуры к каждому отопительному прибору. Но есть одна особенность: Теплоноситель течёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через отопительный прибор образующий самый маленький контур, из-за чего в каждый последующий радиатор поступает меньшее количество теплоносителя в единицу времени и неравномерность нагрева радиаторов сохраняется. Но эту проблему легко решить в отличии от однотрубной системы: на выходе каждого отопительного прибора монтируется регулировочный вентиль при помощи которого и регулируется скорость потока и теплоотдача каждого отопительного элемента. Этот процесс называется балансировкой. Недостаток у таких систем, по большому счёту, наверное только один: энергозависимость. Зато у этих систем масса достоинств: из-за наличия насоса высокая скорость циркуляции теплоносителя, соответственно большая энергоэффективность системы. Насосы так же позволяют применять трубы меньшего диаметра, а значит покупка труб и фитингов обойдётся дешевле. Из-за труб меньшего диаметра в системе помещается меньше теплоносителя, и соответственно его можно быстрее нагреть, затратя при этом меньшее количество топлива. То есть такие системы являются менее инерционными и могут точнее поддерживать температуру в помещениях.

Лучевая система отопления.

Одним из вариантов двухтрубной системы является лучевая разводка отопления или по другом- коллекторная система подключения нагревательных приборов. Её главной особенностью является то, что каждыйотопительный прибор подключён к общему коллектору двумя трубами (прямая/обратка).

Лучевая разводка отопления как правило выполняется в скрытом варианте (обычно в полу). Основным минусом данного варианта считается высокая стоимость необходимых материалов(очень большое количества труб). Основным плюсом – отличная возможность регулировки температуры в любом отдельно взятом помещении объекта.

Отопление дома так же может быть выполнено с использованием теплых полов. Они из себя представляют полимерную трубу уложенную определённым образом на пол. Поскольку по нашим СНИПам температура в контуре тёплого пола не должна превышать45-50 градусов необходимо использовать смесительный узел с 3ёх ходовым клапаном, который будет поддерживать температуру в контуре в данном диапазоне. Под трубу тёплого пола необходимо подкладывать слой теплоизоляции, в идеале пенополистирол. Ветки тёплого пола обязательно подключаются через коллектор с расходомерами(они нужны для того, чтобы отбалансировать каждую ветку). А длину ветки тёплого пола желательно делать не более 80 метров. Вобщем выбирать только Вам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выбирая тип отопления для своего дома, вам, прежде всего, следует руководствоваться техническими возможностями здания. Также следует учитывать то, какие энергоносители наиболее доступны в этом районе.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

Как работает система отопления с естественной циркуляцией

Основная задача водяной системы отопления — это заставить теплоноситель циркулировать по трубам. Чтобы дом прогрелся, горячая вода из котла должна поступать в трубы и радиаторы. Система отопления с естественной циркуляцией работает по принципу гравитации. Жидкость движется по трубам самотеком без использования насоса. Плотность и вес жидкости при нагревании становятся меньше, а после охлаждения она возвращается в исходное состояние.

В таком устройстве практически нет давления. По расчетам видно, что при давлении в 10 метров водяного столба возникает давление в 1 атмосферу. Получается, что в отопительном приборе одноэтажного дома давление будет от 0,5 до 0,7 атм., а в двухэтажном доме — не более 1 атм.

Преимущества и недостатки отопления с естественной циркуляцией

Как и у любого устройства, у водяного отопления с естественной циркуляцией есть свои преимущества, но также и недостатки. Почему система хороша?

Простая установка и обслуживание, легкий запуск системы. Всю установку можно сделать самостоятельно.
Нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование.
Система работает стабильно. Теплоноситель дает наибольшую теплоотдачу и поддерживает необходимую температуру в помещении.
Не зависит от электричества. Устройство будет продолжать работать даже при отключении питания.
Если дом хорошо утеплен, то с такой системой можно значительно сэкономить.
Нет насоса, который производит много шума.
При своевременном обслуживании отопительный прибор может работать более 35 лет.

Минусы системы:

Несмотря на то, что система отопления требует немного материалов, затраты станут намного выше, когда местное сопротивление трубопровода уменьшится. Потому что вам придется установить трубы большего размера.
Дом прогревается значительно медленнее.
Если трубы проходят через неотапливаемые помещения, то эти участки необходимо изолировать. В противном случае есть риск, что жидкость замерзнет.
Такая система отопления подходит только для частных домов площадью не более 100 кв.м., так как работает в радиусе до 30 метров. Это связано с тем, что система имеет маленькую круглую головку.
Главное условие в доме есть мансарда. Именно туда устанавливается расширительный бачок.

Однотрубные и двухтрубные системы отопления:

Наиболее распространена однотрубная схема создания отопления в частном доме, которая применяется для объектов с большой площадью и для многоквартирных домов. Системы этого типа устанавливаются двумя способами. Первый вариант — самый распространенный ввиду упрощенного монтажа — называется проточным и соединяет все радиаторы последовательно. Во втором варианте часть теплоносителя из стояка движется к верхним батареям, а другая часть передается по стояку к расположенным ниже отопительным приборам. В этом случае есть возможность регулировать объем поступающей горячей воды с помощью кранов, установленных на каждой батарее.

схема с одной трубой		Схема с двумя трубами
Низкая потребление труб Натуральная циркуляция охлаждающей жидко возможность напольного подключения Tº в радиаторах примерно одинакова
большие теплопотери невозможность регулировки отключение всей системы	большой расход труб множество соединений

Внутренняя схема обеспечивает множество преимуществ, начиная от впечатляющей экономии труб и заканчивая меньшим количеством расходных материалов.

Ограничения:

Однако этот метод характеризуется массой недостатков. Нагретый теплоноситель транспортируется снизу вверх и, проходя через радиаторы, обогревает помещения. После этого вода спускается в помещения нижних этажей, теряя при этом значительное количество тепла. В результате быстрого снижения температур теплоноситель спускается вниз практически остывшим. Как следствие, нижние точки нагрева должны состоять из увеличенного количества радиаторов, чтобы иметь оптимальную поверхность отвода тепла. Кроме того, нет возможности запустить систему отопления жилого дома только на один этаж, что создает трудности для собственников многоэтажной недвижимости.
Для монтажа однотрубной разводки отопительного контура используются только стальные трубы, а также чугунные, алюминиевые или стальные радиаторы, обладающие высокой теплоотдачей.
Применение однотрубных систем возможно только в тех домах, которые имеют свободное чердачное помещение, куда должна быть проведена верхняя обвязка.

В двухтрубной схеме отопления частного дома водяной теплоноситель проходит одновременно по радиаторам и по магистрали, что позволяет добиться равномерного прогрева всех отопительных батарей в каждом помещении. Потребитель в этом случае имеет возможность выбрать для установки любые радиаторы, исходя из собственных предпочтений и дизайна интерьера. Также снимаются ограничения на установку батарей внутри стены или за декоративными панелями. Дополнительным преимуществом такой схемы является отличная возможность регулирования режимов работы на каждой точке теплоснабжения.

Ограничения!

Двухтрубная водяная система теплоснабжения не имеет таких требований: имея вертикальные стояки с нижней или верхней разводкой, ее можно эффективно использовать как для одноэтажных домов, так и для объектов с несколькими этажами.

Типы систем естественной циркуляции

Перед созданием схемы отопления частного дома сначала рассчитайте количество тепла, необходимое для помещения. В расчет включены данные о котле , размещении и диаметре труб, а также уровне теплоизоляции наружных стен. Даже малейшие ошибки в расчетах могут сказаться на качестве отопления дома. Поэтому лучше, если все расчеты будут проводить специалисты. Отопительные системы бывают нескольких видов:

Открытого и закрытого типа (отличаются расширительными бачками).
Однотрубный и двухтрубный тип (радиаторы отопления подключаются по-разному).

Открытая система

Открытое устройство включает резервуар (открытый бак), который снабжен патрубком (аварийный перелив). Труба подключается к канализационной системе или выводится на улицу. Бак устанавливают под потолком, иногда на чердаке. Резервуар открытого типа можно сделать своими руками любого размера, что является его основным преимуществом. Имеет доступную цену … Недостатки устройства:

В бак открытого типа постоянно нужно доливать воду, так как она быстро испаряется. Чтобы постоянно не доливать воду вручную, к баку можно подвести водопровод.
Часто на металлических элементах цепи образуется коррозия. За счет того, что в открытый бак постоянно поступает кислород.
Воздух попадает в трубопровод. Закрепив радиаторы под небольшим уклоном, и установив автоматические воздухоотводчики, можно избавиться от проблемы.

Закрытая система

Система с естественной циркуляцией теплоноситель закрытого типа хорошо подходит как для одноэтажных, так и для двухэтажных домов. В контуре отопления установлен мембранный бак. Благодаря баку металлические детали прибора менее подвержены коррозии. Закрытый прибор работает следующим образом:

Закрытый гибкий мембранный бак представляет собой мембранный расширительный бак. Мембрана создает в резервуаре две секции. Первая секция предназначена для охлаждающей жидкости, другая содержит воздух или азот. При расширении теплоносителя лишняя вода из отопительного контура уходит в бак.
Мембрана начинает растягиваться из-за горячей воды, а газ во второй части начинает сжиматься.
Когда вода остывает, газ снова увеличивается и выталкивает охлаждающую жидкость обратно в систему. Таким образом, происходит непрерывное заполнение водяного контура теплоносителем.

Если выбирать между открытой системой и закрытой, то дешевле приобрести или создать своими руками открытый бак. Мембранный бак стоит в несколько раз дороже , поэтому используется редко.

Однотрубная система

Для одноэтажных домов небольшой площади подходит однотрубное отопление. В двухэтажном доме такой вид отопления будет малоэффективен. Преимущества системы – дешевый монтаж, простая конструкция, трубы не монтируются под потолком, а значит, общий интерьер помещения не испортится. Однотрубный тип отопления работает по следующему принципу:

Жидкость поднимается по вертикальному участку трубы.
Далее теплоноситель перемещается в горизонтальную трубу. Эта труба соединяет радиаторы отопления.
Охлажденная жидкость возвращается обратно в котел из внешнего радиатора.

У этой системы есть свои недостатки. Чем дальше стояк подачи, тем ниже температура радиаторов. Байпасы помогут повысить производительность. Чтобы наладить равномерный обогрев дома, в местах подключения радиаторов ставят перемычки. Даже после точных расчетов , однотрубный тип системы будет малоэффективен, если в одноэтажном доме больше трех комнат. Проблему можно решить, модернизировав систему циркулярным насосом.

Схема двухтрубного водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией

Двухтрубный тип отопления подходит для отопления двухэтажного дома. Если сравнивать однотрубную и двухтрубную систему, то во второй — ко всем радиаторам жидкость подается горячей. Двухтрубная схема имеет особую конструкцию, состоящую из двух труб. Один на подачу, другой на возврат. К каждому отопительному прибору подключается подводящая труба. Подключение осуществляется через отдельный входной кран. А обратка подключается отдельно. Преимущества системы отопления с верхней и нижней разводкой в том, что ее установка очень проста, а эксплуатационные характеристики эффективны. С такой системой:

Можно не добавлять к радиатору дополнительные секции для улучшения обогрева.
В отличие от однотрубной схемы, для прокладки трубопровода в данной системе используются трубы меньшего диаметра.
Простая настройка системы.
Тепло распределяется равномерно.

В настоящее время можно создать своими руками двухтрубный тип отопления с естественной циркуляцией . Для его изготовления используются стальные или полимерные трубы. .

Схема расчета системы отопления с естественной циркуляцией

Самое сложное при проектировании системы отопления — правильный расчет. Насколько хорошо будет работать устройство, зависит от длины и угла наклона труб, а также количества витков на нем. Это нужно знать, потому что в контуре нет давления. Что нужно учитывать при составлении схемы и расчете:

Какой диаметр труб и материал из которого они изготовлены.
Угол наклона труб.
Типы охлаждающих жидкостей.
Способы подачи охлаждающей жидкости.

Естественная циркуляция в контурах отопления

Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого дома являются:

Котел, нагревающий воду охлаждающая жидкость;
Бачок расширительный, представляющий собой емкость для сброса лишней воды, появляющейся при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
Трубопроводы подвода горячей воды от котла к радиаторам отопления и возврата охлажденной жидкости от радиаторов обратно в котел (для чего обратная часть тепловой сети в быту называется обраткой). Вместе они составляют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
Радиаторы отопления.

Схема тепловой сети с естественной циркуляцией для отопления частного дома

При нагреве теплоносителя его объем увеличивается, избыточная нагретая вода поднимается вертикально вверх к расширительному баку, в системе создается гидростатическое давление, в зависимости от разницы весов водяных столбов горячей (подающая) и холодной (обратная) воды.

Под таким давлением горячая вода поступает из верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления. Охлажденная в радиаторах вода поступает по обратке (синяя линия) на вход в котел. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна только в том случае, если при монтаже предусмотрены уклоны горизонтальных участков трубопровода теплотрассы в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет двигаться вниз под собственным весом с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Еще одним фактором, влияющим на движение жидкости, является циркуляционный напор, обозначенный на рисунке буквой Н. Чем выше разница уровней радиаторов и котла, тем быстрее движение воды в контуре.

В гравитационных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому эту систему часто называют открытой. Все шлюзы от теплотрассы смещены в верхнюю часть контура, где установлен бак, открытый для контакта с атмосферой. Система с использованием герметичных резервуаров называется закрытой. Здесь используется насос, по принципу работы он уже обязателен.

Какой материал для труб лучше всего?

Способ монтажа контура, защита от коррозии и гидравлическое сопротивление, все эти показатели будут зависеть от материала, из которого изготовлен трубопровод. Для системы отопления можно использовать полипропиленовые , стальные, металлопластиковые и медные трубы.

Материал полипропилен. Полипропиленовые трубы хорошо выдерживают высокие температуры, имеют длительный срок службы (более 25 лет), гладкие внутри. Установка требует специальных инструментов и стоит дорого.
Сталь. Несмотря на то, что такие трубы достаточно прочны и имеют доступную цену, они подвержены коррозии и зарастанию. Кроме того, для установки требуется сварка или несколько фитингов.
Металлопластик. Легкие трубы имеют идеально гладкую внутреннюю поверхность. В результате они свободны от коррозии и отложений. Но после установки придется постоянно дергать за резьбовую арматуру, что является большим недостатком. Срок их службы около 15 лет, а для труб это очень мало. У них высокая стоимость.
Медные трубы. Медные трубы имеют красивый внешний вид и срок службы более 100 лет. Для монтажа используется пайка, очень дорогая по стоимости.

Чтобы определить какой диаметр трубы подходит для обогрева вашего дома, необходимо знать что:

Диаметр трубы выбирается исходя из материала из которого изготовлены трубы и из выполненных теплотехнических расчетов .
Рассчитайте количество тепла, необходимое для помещения, и прибавьте к результату 20%.
По значениям, указанным в таблицах СНиП, рассчитывается сечение трубопровода. Для расчета снимаются показания теплоемкости и размера трубы (внутреннего сечения).

Если после каждого ответвления устанавливать подводящий патрубок на 1 размер меньше предыдущего, то циркуляция теплообменника станет в несколько раз интенсивнее. Обратная труба монтируется с удлинителем. Это рассчитывает минимальный диаметр двух труб. Придерживаясь полученных значений, для каждого участка трубы устанавливается свой размер.

Типы систем

В системе с принудительной циркуляцией теплоноситель перемещается по магистралям с помощью циркуляционного насоса. Системы отопления с принудительной циркуляцией бывают двух видов: однотрубные и двухтрубные.

Однотрубная система обычно применяется в домах небольшой площади. В такой схеме имеется одна кольцевая линия. По нему циркулирует охлаждающая жидкость. Труба, расположенная перед радиатором, называется подающей, а труба, расположенная после, – обратной.

Двухтрубная система чаще используется для домов с большой площадью, и для одноэтажных. Такая система эффективно обогревает дом и работает лучше, чем однотрубная. К каждой батарее отопления подключается обратка и подающая труба. Далее в статье мы более подробно рассмотрим каждую систему отопления.

Способы подачи теплоносителя

Теплоноситель может циркулировать от котла к отопительному прибору двумя путями. Через нижнюю или верхнюю заправку.

Нижнее заполнение. Этот метод заполнения используется только для однотрубных систем. Трубопровод прокладывается на уровне пола, при этом вертикальные трубы можно не использовать. Нижнее заполнение малоэффективно без циркулярного насоса.
Верхнее заполнение. Они используются как для однотрубных, так и для двухтрубных систем. Благодаря тому, что распределительная труба установлена под потолком, горячий теплоноситель активно подается к каждому радиатору. Далее, остывая, вода уходит в обратку, смонтированную вдоль пола.

Варианты электропроводки

Приведем все возможные принципиальные схемы водяного отопления одноэтажного дома; однако автор настоятельно рекомендует отказаться от двух из них в пользу третьего. Оправдание? Начнем со знакомства.

Трубы полипропиленовые для отопления — технические характеристики, особенности выбора — смотрите здесь.

Двухтрубная

Схема двухтрубной системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

По периметру дома (под полом или в жилом помещении) проходят два трубопровода — подача и обратка.
Радиаторы, регистры, фанкойлы или конвекторы встраиваются в них в виде перемычек, создавая своеобразное короткое замыкание.

Понятно, что вода будет стремиться циркулировать по ближайшим к циркуляционному насосу отопительным приборам. Чтобы дальние тоже получали тепло, система отопления уравновешивается: проход воды через часть батарей ограничивается дросселями.

Недостатков у этой схемы два:

Необоснованно большой расход трубы.
Опасность разморозки без балансировки.

Любознательному ребенку достаточно открыть до отказа ближние дроссели — и через короткое время циркуляция в дальних батареях снизится до нуля. После таких событий автору приходилось восстанавливать двухтрубные системы отопления: и трубы, и радиаторы были разорваны льдом.

Двухтрубное отопление. Можно и так, но есть более простой и надежный вариант.

Балка

Данная схема системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

На прямом и обратном трубопроводах монтируются коллекторы — гребенки с дросселями на каждом ответвлении.
От каждой пары кранов (один с подачи и один с обратки) идет пара труб к аккумулятору.

По настройке, своим возможностям и удобству такая схема выше всяких похвал. А вот монтаж усложняется: вы столкнетесь с необходимостью спрятать не менее полудюжины труб в стяжку пола или за фальшстены. Чаще, намного больше. Конечно, их общая стоимость тоже не порадует.

Простой и дешевой лучевой проводкой точно не назовешь.

Однотрубная

Простейшая схема однотрубной системы отопления для одноэтажного дома, так называемого Ленинграда, монтируется следующим образом:

По периметру дома проложена труба большого диаметра (не меньше ДУ32. Лучше больше).

Труба монтируется внутри жилища: тогда все тепло, которое отдает ее поверхность, пойдет на обогрев помещения. И там, где это нужнее всего – у наружных стен. Со стороны подачи разводка должна быть немного выше, чем там, где обратка течет обратно в котел.

1-котел. 2-расширительный бачок. 3-регистры отопления. 4-дроссели. 5-тактная передняя дверь. 6-сброс. Стрелками показан наклон труб. Этот контур обеспечивает естественную циркуляцию.

Радиаторы или конвекторы врезаются в петлю с трубой меньшего диаметра (обычно ДУ20). На патрубках желательно установить дроссели и вентили, отсекающие ТЭН; не помешает и воздушник в верхней заглушке. Однако такая схема отопления одноэтажного дома позволяет пустить тепло без дополнительной арматуры.

Дроссели полезны для выравнивания температуры радиаторов по кольцу; воздушники будут стравливать воздух, который без них будет вытесняться водой в верхнюю часть нагревателя и несколько снизит эффективность теплоотдачи.

Что мы получаем?

Описываемое отопление одноэтажного частного дома своими руками монтируется очень быстро и с минимальными затратами.
Тепло не теряется: все коммуникации внутри жилых комнат.
При остановке циркуляционного насоса движение теплоносителя замедлится, но не прекратится. Теплового расширения воды достаточно для продолжения циркуляции.

Ключевым моментом здесь является диаметр кольца по периметру дома. Чем он меньше, тем медленнее естественная циркуляция воды.

Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома своими руками

Если вы решили обустроить систему отопления для дачи или загородного дома, вам необходимо подумать об экономичности, максимальной надежности и простоте в работе.

Особенности обустройства

Если речь идет о принудительной циркуляции теплоносителя в системе трубопроводов, то при проведении работ потребуется установка насоса, который должен располагаться на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию можно будет обеспечить более быстрое и постоянное движение воды. В качестве недостатка в этом случае можно выделить затраты на установку дополнительного оборудования. Если вас интересует схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, в установке насоса не будет необходимости. Это связано с тем, что плотность горячей воды намного ниже плотности холодной воды. За счет этого одна жидкость выбрасывается другой. Теплоноситель, двигаясь по магистрали, отдает определенную часть тепла батареям, постепенно остывая. Возвращаясь обратно, холодная жидкость вытесняет горячую и легкую воду обратно в трубы. Этот цикл повторяется постоянно. Процесс нельзя останавливать, пока котел не нагреется. При необходимости схема отопления с естественной циркуляцией (частный дом, это касается в первую очередь) может быть в любой момент дополнена насосом, который хозяева могут использовать при необходимости быстро и равномерно прогреть жилище.

Основные положительные характеристики

Наличие насоса влечет за собой дополнительные затраты на электроэнергию. А его отсутствие, наоборот, позволяет хорошо сэкономить. Такие системы абсолютно бесшумны и не вызывают лишних вибраций. Система отопления частного дома (с естественной циркуляцией) «Ленинградка» имеет массу достоинств, среди них уникальная способность к саморегулированию, очень длительный срок безаварийной работы, который составляет 30 лет, термостабильность и высокая ремонтопригодность.

Подготовка к работе

Если вы решили производить монтаж самостоятельно, то вам следует рассмотреть схему отопления (с естественной циркуляцией) частного дома. Контур будет содержать определенный набор элементов. Среди прочего в нем есть: расширительный бачок, расположенный в самой высокой точке; Трубопровод, который может быть одинарным или двойным; Радиаторы отопления, а также котельное оборудование. Последний будет нагревать теплоноситель. Перед началом работ важно помнить, что скорость и сила, с которой вода будет двигаться по системе отопления, зависят от объема, веса и плотности горячего теплоносителя. Не менее важен внутренний диаметр труб, от этого параметра зависит коэффициент сопротивления, а также высота установки радиаторов отопления по отношению к котлу. Мастер должен знать, что к горизонтально ориентированным трубопроводам предъявляются особые требования. Их нужно устанавливать с обязательным уклоном, который составляет 5 миллиметров на метр, поворачивая трубы по ходу движения. Только так холодная вода будет стремиться к котлу. Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома предполагает установку на пути теплоносителя меньшего количества элементов, которые были бы способны увеличить сопротивление.

Расчет мощности перед установкой

Если вы выбрали схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то перед началом обустройства системы необходимо определить мощность котельного оборудования. Такие расчеты можно проводить любым из перечисленных ниже способов. Первый предполагает использование объема, второй – площади. Мастеру следует помнить, что каждый из этих вариантов позволяет получить лишь приблизительные результаты при самых идеальных условиях. Если здание не утеплено, следует приобретать оборудование с небольшим запасом. В то время как для энергоэффективных зданий достаточно будет принять цифру 60 Вт в качестве мощности на квадратный метр.

Определение мощности по объему

Если вы реализуете схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, расчет объема отапливаемого помещения будет наиболее точным. Первоначально мы должны определить это значение, умножив его на 40 Вт. Следующим шагом является добавление поправочных коэффициентов. Если это частный дом, и помещение граничит с улицей сверху и снизу, то умножьте результат на 1, 5. При наличии помещения, которое находится у утепленной стены, значение следует умножить на 1,1. При наличии неотапливаемой стенки умножение выполняется на 1,3. Что касается каждой двери, выходящей на улицу, то на них нужно добавить по 200 Вт. Для окна необходимо добавить 100 Вт, так как минимальным значением является цифра равная 70, коэффициент в каждом конкретном случае будет зависеть от размеров проема.

Определение мощности по площади

Если оборудуется собственная система отопления частного дома с естественной циркуляцией, то возможен расчет мощности и площади. Самый простой способ – определить мощность котла на основе рекомендаций СНиП. Предполагается, что на 10 квадратных метров требуется 1 кВт мощности. Общую площадь дома необходимо умножить на 0,1. Важно учитывать разные коэффициенты, каждый из которых используется для определенных территориальных зон. Например, для Крайнего Севера этот показатель может варьироваться от 1,5 до 2. Для средней полосы эти цифры колеблются от 1,2 до 1,4. Если речь идет о южных районах страны, то коэффициент может быть равен 0,8-0,9..

Монтажные работы: двухтрубная система

Водяная система отопления частного дома с естественной циркуляцией может быть устроена по двухтрубной схеме. Несмотря на то, что монтажные работы в этом случае более сложные, эта схема получила распространение. При его выполнении жидкость будет двигаться по двум трубам, одна из которых должна быть проложена сверху, куда будет поступать нагретая вода; В то время как второй должен располагаться снизу, туда будет поступать охлажденная жидкость.

Технология работ

Если вы рассматриваете схему и особенности устройства отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то можно использовать двухтрубную систему. Проведение этих работ требует соблюдения определенной инструкции. На первом этапе мастер должен выбрать место, где будет располагаться блок хранения.

Над котлом монтируется расширительный бак, причем эти элементы можно соединить между собой вертикальной трубой, которую после установки необходимо обернуть утеплителем. Примерно на уровне трети расширительного бачка необходимо разрезать верхний патрубок, предназначенный для транспортировки нагретой жидкости. Измеряем расстояние от верхней точки до пола, затем подключаемся к проводке. Рабочие данные производятся на высоте 2/3. Ближе к верху расширительного бачка врезается еще одна труба, которая будет переливной. С помощью него излишки будут удаляться в канализационную систему. На следующем этапе трубы подключаются к радиаторам. Батареи нужно подключать к нижнему трубопроводу, который устанавливается параллельно верхнему.

Совет мастера

При обустройстве системы отопления частного дома (с естественной циркуляцией) своими руками важно постараться максимально аккуратно расположить трубы. При этом должен быть обеспечен оптимальный перепад высот между котлом и радиаторами. Первые необходимо монтировать ниже отопительных приборов, поэтому лучше всего приобрести напольный прибор, который будет удобно располагаться в подвале или специальной полости.

Нюансы работ

Чердачное помещение необходимо утеплить. Если температура в нем чрезмерно низкая, то есть вероятность замерзания жидкости в трубах. Важно придерживаться нескольких правил, одно из которых предполагает расположение верхней трубы с определенным уклоном, который должен составлять около 7 градусов. По возможности котельное оборудование должно располагаться намного ниже отопительных приборов. При посещении магазина перед началом работ следует выбирать трубы из металла или полимеров. Внутренний диаметр изделий должен быть 32 миллиметра. Балансировку двухтрубного отопления, если трубы были подобраны правильно, производить не обязательно. Однако необходимо будет установить дроссели на гондолы к каждому радиатору.

Стоит отметить, что на прокладку двух цепей уйдет много денег. У мастера это займет много времени, но такая система эффективнее и предпочтительнее.

Монтаж однотрубной системы

Если вы строите систему отопления частного дома (с естественной циркуляцией), желательно перед началом работ рассмотреть фото таких схем. Если вы решите использовать однотрубную систему, вы сможете сократить расходы на установку. При этом нужно будет проложить только одну трубу. Система будет иметь кольцевой замкнутый контур, предполагающий расположение радиаторов параллельно основному кольцу. Рвать его в определенных точках не нужно. Вы можете оборудовать каждый радиатор радиатором. Такое решение даст возможность избавиться от воздуха на каждом из отдельных участков. Для выравнивания температуры потребуется установка дросселей и термоголовок. На сегодняшний день достаточно популярна однотрубная закрытая система отопления. В некоторых случаях можно пренебречь наличием расширительного бачка, изолируя таким образом теплоноситель. Как известно, в принудительной системе скорость движения теплоносителя по системе трубопроводов зависит от производительности насосного оборудования. С естественным круговоротом дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно, важно следить за диаметрами. Не стоит снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимой преградой для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать участки максимально простыми.