Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Дом

Схема водяного отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома: Система отопления с естественной циркуляцией

Содержание

ТеплоСпец

Как сделать подключение теплого пола к котлу – пошаговое руководство
Поскольку водяной теплый пол все чаще обустраивают в загородных домовладениях, их владельцам не помешает знать, как правильно подключить такую систему теплоснабжения к газовому котлу. Если нет желания самостоятельно выполнять такую работу, знание нюансов поможет следить за ходом выполнения монтажа и запуска отопительного оборудования.

Как запустить теплый водяной пол правильно – последовательность и порядок действий
В последние годы теплый пол стал более востребованным у владельцев загородных домов. Но его первое включение является ответственной процедурой. Не все хозяева объектов недвижимости знают, как запустить теплый водяной пол правильно. Ввод его  в эксплуатацию состоит из нескольких этапов.

Как рассчитать площадь окраски чугунных радиаторов отопления
Чугунные батареи, прослужившие много лет, портят интерьер помещения  непривлекательным внешним видом. Дело в том, что со временем масляная краска на этих отопительных приборах начинает выцветать, слоиться и покрываться трещинами. Чтобы отреставрировать их поверхность, необходимо знать площадь чугунного радиатора отопления для покраски.

Какие алюминиевые радиаторы лучше – виды батарей из алюминия
Алюминиевые радиаторы обладают достойным внешним видом, у них доступная стоимость, а по степени теплоотдачи они занимают лидирующую позицию среди радиаторов, устанавливаемых в объектах недвижимости.

Как сделать буржуйку – варианты самодельных печей
Несложная в изготовлении печь — буржуйка зарекомендовала себя как эффективный отопительный агрегат, который широко используют для обогрева дачных построек, гаражей, возводимых строений разного назначения и других объектов недвижимости. Она является достойной альтернативой полноценной системы теплоснабжения.

Какая бывает термостойкая штукатурка для печей и каминов – виды огнеупорных смесей
В холодные зимние вечера приятно провести время около горящего очага. Но, чтобы он был безопасным в эксплуатации и являлся гармоничным украшением интерьера комнаты, необходимо использовать специально предназначенную для оштукатуривания печей и каминов смесь, которую называют жаропрочной, огне- и термостойкой.

Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы
Перед обустройством системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией рабочей среды необходимо выбрать трубы. Их основной задачей является доставка определенного количества тепловой энергии к радиаторам. Поэтому надо понимать, как для отопления подобрать диаметр трубы, чтобы жить в доме было комфортно.

Какой камин для отопления загородного дома выбрать – виды, особенности
Поскольку современный камин является мощным агрегатом, с его помощью можно даже обогревать собственное домовладение. Безусловно, он по своей эффективности будет уступать системе теплоснабжения, работающей на газовом котле. Чаще всего камин для отопления загородного дома используют исключительно в качестве дополнительного источника теплой энергии.

Какие бывают солнечные системы отопления – виды, характеристики, особенности выбора
В большинстве регионов России на обогрев жилых домов тратятся огромные суммы. Это заставляет домовладельцев искать дополнительные возможности в этой сфере. Энергия солнечного излучения – это экологически чистое и бесплатное тепло. Применяя современные технологии, можно использовать солнечную энергию для обогрева помещений в регионах средней и южной части России.

Как подключается котел газовый и твердотопливный в одном – особенности установки
Особенностью твердотопливных котлов является необходимость загрузки дров для поддержания тепла в приборах отопления, для этого со стороны жильцов требуется постоянное внимание. Решением проблемы в такой ситуации можно назвать подключение теплоаккумулятора, установка дополнительного котла в систему отопления  или использование одновременно двух котлов: твердотопливного и газового.

Зачем нужна чистка газовой колонки и как её прочистить правильно
Наличие природного газа в регионе проживания делает более выгодным использование водонагревателей, которые работают на этом топливе. Подобные устройства удобны в использовании, экономичны и долговечны при условии своевременного технического обслуживания. Для эффективной работы теплообменник газовой колонки требует ежегодной чистки. Такой процесс вполне можно осуществить самостоятельно, если соблюдать правила очистки газовой колонки.

Правильная регулировка батарей отопления в квартире – комфорт в доме и экономия средств
С наступлением отопительного сезона жители многоэтажных и частных жилых домов испытывают некоторые трудности с обогревом. Чтобы в каждой комнате квартиры было одинаково тепло, требуется регулировка температуры в приборах отопления.

Выбираем дрова для камина — какие лучше и практичнее
В последние годы все больше хозяев устанавливают у себя дома дровяные печи или камины. Такое решение обосновано как с практической стороны, поскольку топливо обходится сравнительно недорого, так и с точки зрения уюта – живой огонь всегда придает дому своеобразный и очень характерный комфорт. Чтобы камин работал нормально, для него нужно подбирать качественные дрова. О том, какие дрова для камина лучше, и пойдет речь в данной статье.

Как сделать отделку камина искусственным камнем – пошаговое руководство
Одним из самых распространенных облицовочных материалов для камина является искусственный камень. Популярность этого материала не случайна – у искусственного камня есть ряд положительных качеств, за которые он и ценится. Впрочем, слепо доверять популярности не стоит, ведь у любого материала есть и недостатки. В данной статье будут рассмотрены особенности искусственного камня и способы отделки камина данным материалом.

Как установить байпас в систему отопления – варианты и правила установки
В современном строительстве при обустройстве отопительных систем обязательно используется байпас. Данный элемент существенно упрощает обслуживание и ремонт любых элементов системы отопления, а также оказывает положительное влияние на эффективность и экономичность отопления. В данной статье речь пойдет о том, как правильно установить байпас в системе отопления.

Какие бывают бытовые газовые котлы отопления – виды, особенности, правила монтажа и эксплуатации
Самым популярным видом отопления на сегодняшний день является газовое, что обуславливается крайне низкой стоимостью топлива и сравнительно невысокой стоимостью отопительного оборудования. Выбор подходящего оборудования для обустройства индивидуального отопления может осложняться тем, что на рынке оно представлено в обширном многообразии. Чтобы не сталкиваться с проблемами при выборе, стоит рассмотреть бытовые газовые котлы подробнее и разобраться в характеристиках разных моделей котлов.

Как сделать подключение термостата к газовому котлу – теория и практика
Термостат представляет собой устройство, которое в автоматическом режиме регулирует работу отопительного котла. Регулировка осуществляется за счет отслеживания температуры воздуха в помещении, при изменении которой устройство повышает или снижает интенсивность отопления. Во многих современных котлах имеются интегрированные термостаты, но иногда приходится устанавливать их как дополнительное оборудование. В данной статье речь пойдет о том, как подключить термостат к газовому котлу.

Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить
В подавляющем большинстве частных домов обустраивается индивидуальная отопительная система. Такое решение является самым простым и логичным – к частным домам редко подводится централизованное отопление. К тому же, индивидуальные системы можно обустраивать по самым разным схемам и запускать отопление именно тогда, когда нужно.

Как промыть батарею отопления — инструкция
Эффективность любой, даже очень качественной отопительной системы в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это значит, что при одинаковых исходных условиях в помещение попадает намного меньше тепла, то есть оно хуже обогревается. Зачастую причиной такого явления становится засорение радиаторов. Высокая температура теплоносителя, циркулирующего по отопительному контуру, а также низкое качество воды, приводит к образованию накипи, которая оседает на стенках радиаторов. Металл, из которого сделаны батареи, со временем начинает ржаветь. Мелкие частицы ржавчины и накипи смешиваются с циркулирующей водой и засоряют систему, снижая ее теплоотдачу. Далее в материале мы расскажем, как промыть батарею отопления, чтобы повысить ее эффективность, используя для этого подручные средства и простые методы работы.

Устройство газовой котельной в частном доме – требования, нормативы
Организовывая автономную систему отопления, необходимо выделить индивидуальную площадь под установку отопительного оборудования. Газовая котельная в частном доме должна соответствовать определенным нормам безопасности, несоблюдение которых чревато серьезными последствиями.

ТеплоСпец

Как сделать подключение теплого пола к котлу – пошаговое руководство
Поскольку водяной теплый пол все чаще обустраивают в загородных домовладениях, их владельцам не помешает знать, как правильно подключить такую систему теплоснабжения к газовому котлу. Если нет желания самостоятельно выполнять такую работу, знание нюансов поможет следить за ходом выполнения монтажа и запуска отопительного оборудования.

Как запустить теплый водяной пол правильно – последовательность и порядок действий
В последние годы теплый пол стал более востребованным у владельцев загородных домов. Но его первое включение является ответственной процедурой. Не все хозяева объектов недвижимости знают, как запустить теплый водяной пол правильно. Ввод его  в эксплуатацию состоит из нескольких этапов.

Как рассчитать площадь окраски чугунных радиаторов отопления
Чугунные батареи, прослужившие много лет, портят интерьер помещения  непривлекательным внешним видом. Дело в том, что со временем масляная краска на этих отопительных приборах начинает выцветать, слоиться и покрываться трещинами. Чтобы отреставрировать их поверхность, необходимо знать площадь чугунного радиатора отопления для покраски.

Какие алюминиевые радиаторы лучше – виды батарей из алюминия
Алюминиевые радиаторы обладают достойным внешним видом, у них доступная стоимость, а по степени теплоотдачи они занимают лидирующую позицию среди радиаторов, устанавливаемых в объектах недвижимости.

Как сделать буржуйку – варианты самодельных печей
Несложная в изготовлении печь — буржуйка зарекомендовала себя как эффективный отопительный агрегат, который широко используют для обогрева дачных построек, гаражей, возводимых строений разного назначения и других объектов недвижимости. Она является достойной альтернативой полноценной системы теплоснабжения.

Какая бывает термостойкая штукатурка для печей и каминов – виды огнеупорных смесей
В холодные зимние вечера приятно провести время около горящего очага. Но, чтобы он был безопасным в эксплуатации и являлся гармоничным украшением интерьера комнаты, необходимо использовать специально предназначенную для оштукатуривания печей и каминов смесь, которую называют жаропрочной, огне- и термостойкой.

Как рассчитать диаметр трубы для отопления – варианты и способы
Перед обустройством системы теплоснабжения с принудительной циркуляцией рабочей среды необходимо выбрать трубы. Их основной задачей является доставка определенного количества тепловой энергии к радиаторам. Поэтому надо понимать, как для отопления подобрать диаметр трубы, чтобы жить в доме было комфортно.

Какой камин для отопления загородного дома выбрать – виды, особенности
Поскольку современный камин является мощным агрегатом, с его помощью можно даже обогревать собственное домовладение. Безусловно, он по своей эффективности будет уступать системе теплоснабжения, работающей на газовом котле. Чаще всего камин для отопления загородного дома используют исключительно в качестве дополнительного источника теплой энергии.

Какие бывают солнечные системы отопления – виды, характеристики, особенности выбора
В большинстве регионов России на обогрев жилых домов тратятся огромные суммы. Это заставляет домовладельцев искать дополнительные возможности в этой сфере. Энергия солнечного излучения – это экологически чистое и бесплатное тепло. Применяя современные технологии, можно использовать солнечную энергию для обогрева помещений в регионах средней и южной части России.

Как подключается котел газовый и твердотопливный в одном – особенности установки
Особенностью твердотопливных котлов является необходимость загрузки дров для поддержания тепла в приборах отопления, для этого со стороны жильцов требуется постоянное внимание. Решением проблемы в такой ситуации можно назвать подключение теплоаккумулятора, установка дополнительного котла в систему отопления  или использование одновременно двух котлов: твердотопливного и газового.

Зачем нужна чистка газовой колонки и как её прочистить правильно
Наличие природного газа в регионе проживания делает более выгодным использование водонагревателей, которые работают на этом топливе. Подобные устройства удобны в использовании, экономичны и долговечны при условии своевременного технического обслуживания. Для эффективной работы теплообменник газовой колонки требует ежегодной чистки. Такой процесс вполне можно осуществить самостоятельно, если соблюдать правила очистки газовой колонки.

Правильная регулировка батарей отопления в квартире – комфорт в доме и экономия средств
С наступлением отопительного сезона жители многоэтажных и частных жилых домов испытывают некоторые трудности с обогревом. Чтобы в каждой комнате квартиры было одинаково тепло, требуется регулировка температуры в приборах отопления.

Выбираем дрова для камина — какие лучше и практичнее
В последние годы все больше хозяев устанавливают у себя дома дровяные печи или камины. Такое решение обосновано как с практической стороны, поскольку топливо обходится сравнительно недорого, так и с точки зрения уюта – живой огонь всегда придает дому своеобразный и очень характерный комфорт. Чтобы камин работал нормально, для него нужно подбирать качественные дрова. О том, какие дрова для камина лучше, и пойдет речь в данной статье.

Как сделать отделку камина искусственным камнем – пошаговое руководство
Одним из самых распространенных облицовочных материалов для камина является искусственный камень. Популярность этого материала не случайна – у искусственного камня есть ряд положительных качеств, за которые он и ценится. Впрочем, слепо доверять популярности не стоит, ведь у любого материала есть и недостатки. В данной статье будут рассмотрены особенности искусственного камня и способы отделки камина данным материалом.

Как установить байпас в систему отопления – варианты и правила установки
В современном строительстве при обустройстве отопительных систем обязательно используется байпас. Данный элемент существенно упрощает обслуживание и ремонт любых элементов системы отопления, а также оказывает положительное влияние на эффективность и экономичность отопления. В данной статье речь пойдет о том, как правильно установить байпас в системе отопления.

Какие бывают бытовые газовые котлы отопления – виды, особенности, правила монтажа и эксплуатации
Самым популярным видом отопления на сегодняшний день является газовое, что обуславливается крайне низкой стоимостью топлива и сравнительно невысокой стоимостью отопительного оборудования. Выбор подходящего оборудования для обустройства индивидуального отопления может осложняться тем, что на рынке оно представлено в обширном многообразии. Чтобы не сталкиваться с проблемами при выборе, стоит рассмотреть бытовые газовые котлы подробнее и разобраться в характеристиках разных моделей котлов.

Как сделать подключение термостата к газовому котлу – теория и практика
Термостат представляет собой устройство, которое в автоматическом режиме регулирует работу отопительного котла. Регулировка осуществляется за счет отслеживания температуры воздуха в помещении, при изменении которой устройство повышает или снижает интенсивность отопления. Во многих современных котлах имеются интегрированные термостаты, но иногда приходится устанавливать их как дополнительное оборудование. В данной статье речь пойдет о том, как подключить термостат к газовому котлу.

Почему шумит циркуляционный насос отопления и как это исправить
В подавляющем большинстве частных домов обустраивается индивидуальная отопительная система. Такое решение является самым простым и логичным – к частным домам редко подводится централизованное отопление. К тому же, индивидуальные системы можно обустраивать по самым разным схемам и запускать отопление именно тогда, когда нужно.

Как промыть батарею отопления — инструкция
Эффективность любой, даже очень качественной отопительной системы в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это значит, что при одинаковых исходных условиях в помещение попадает намного меньше тепла, то есть оно хуже обогревается. Зачастую причиной такого явления становится засорение радиаторов. Высокая температура теплоносителя, циркулирующего по отопительному контуру, а также низкое качество воды, приводит к образованию накипи, которая оседает на стенках радиаторов. Металл, из которого сделаны батареи, со временем начинает ржаветь. Мелкие частицы ржавчины и накипи смешиваются с циркулирующей водой и засоряют систему, снижая ее теплоотдачу. Далее в материале мы расскажем, как промыть батарею отопления, чтобы повысить ее эффективность, используя для этого подручные средства и простые методы работы.

Устройство газовой котельной в частном доме – требования, нормативы
Организовывая автономную систему отопления, необходимо выделить индивидуальную площадь под установку отопительного оборудования. Газовая котельная в частном доме должна соответствовать определенным нормам безопасности, несоблюдение которых чревато серьезными последствиями.

подключение котла к двухтрубной отопительной системе частного дома своими руками, как правильно сделать – Ремонт своими руками на m-ston

Одной из особеннойстей нашей климатической зоны является то, что практически в любом жилом для комфортного проживания и долголетия самого дома необходимо наличие отопления. Рассмотрим существующие виды отопления стандартного одноэтажного дома – прежде всего это печное отопление, которое является наиболее эффективным при наличии дешевых видов топлива; водяное отопление, которое может быть электрическим или газовым и конвекционное.

Сравнение закрытой и гравитационной систем

Помимо закрытой, в индивидуальных домах применяется система отопления без насоса, получившая название самотечной или гравитационной.

При ее организации нагретую котлом отопительную жидкость направляют по вертикальной трубе в расширительный бак, которой располагают в самой верхней точке дома (на чердаке). Вода поступает в бак самотеком за счет меньшей плотности горячих водных масс, выталкиваемых холодными.

От бака прокладывают с небольшим уклоном горизонтальную трубу с боковыми отводами к каждому радиатору, по которой нагретая вода затекает в теплообменные приборы. Снизу от каждой батареи отходит отвод, который подключают к общему трубопроводу обратки, проложенному с некоторым уклоном и подсоединенному к котлу.

Таким образом, система отопления с естественной циркуляцией не нуждается для обеспечения тока жидкости в каких-либо дополнительных приборах. Основные отличия самотечной и закрытой принудительной систем заключаются в следующем:

  • Среднее давление в отопительном контуре индивидуальных систем составляет 1 — 1,5 бара. Чтобы достичь нижнего порога в одну единицу, расширительный бак придется поднимать на высоту 10 м от котла. Это не всегда удается достичь в домах с двумя этажами и совершенно невозможно получить такое расстояние в одноэтажных зданиях.
  • В системах без циркуляционного насоса из-за низкого давления нельзя использовать контуры теплых полов. Впрочем, и в контурах с принудительной циркуляцией нередко в коллекторный узел разводки отопительного трубопровода устанавливают дополнительный циркуляционник.

Рис. 3 Материалы труб для отопления: нержавейка, медь, полипропилен, сшитый полиэтилен

  • Теоретически самотечная система отопления в частном доме может функционировать без электроэнергии, хотя в реальности многие автоматизированные газовые котлы также не работают без электричества. Однако бензиновый генератор поможет справиться с проблемами отсутствия электроэнергии в любых системах, обеспечивая напряжением питания циркуляционные электронасосы и автоматику котлов.
  • Если скорость перемещения тока воды в самотечных системах можно повысить, подключив в линию обратки через байпас циркуляционный электронасос, то проблемы с эстетичностью внешнего вида практически неразрешимы. Даже если спрятать горизонтальную трубу от расширительного бака под потолком, то подходящие к каждому радиатору по стенам вертикальные участки труб не только испортят внешний вид комнат, но и принесут массу неудобств при расстановке мебели, навешивании карнизов.
  • В принудительных системах трубопровод можно полностью скрыть под полом, что многие и делают.
  • Для предохранения воды от замерзания в нее добавляют антифризы, основные из которых — дешевой ядовитый этиленгликоль и абсолютно безвредный пропиленгликоль. Если в закрытый контур можно залить ядовитую жидкость, и она не будет иметь выхода наружу, то в открытом контуре придется применять только дорогостоящую незамерзайку.

Рис. 4 Условные обозначения на схемах элементов отопительных систем по ГОСТ

Схема отопления одноэтажного дома: распространенные типы

Такая простая система, как ее видят большинство заказчиков, имеет массу нюансов, способных в той или иной мере повлиять на работоспособность сети отопительных приборов в доме. На сегодняшний день существует большое количество комбинированных систем, а также более простых схем отопления, основанных на обычных принципах построения.

Схема системы отопления одноэтажного дома базируется на следующих главных пунктах, относящихся непосредственно к формированию сети, ее монтажу в доме. Специалисты нашей компании подскажут, что все нижеописанное можно комбинировать, совмещать и проектировать на свое усмотрение – главное доверить работу настоящим профессионалам.

Однотрубная схема отопления одноэтажного частного дома

В данном варианте создается обычная магистраль с последовательным присоединением всех потребителей, включая подогрев полов и пристенные радиаторы. Теплоноситель подается сначала к первому объекту, потом перетекает ко второму, и так далее. В конце, охлажденный теплоноситель поступает к котлу. Данная схема является наиболее простой и удобной, не требующей использования большого количества сложных устройств и материалов.

Недостатком можно считать то, что в однотрубной схеме, при наличии более чем десяти потребителей, происходит значительное падение эффективности отопления – особенно в последних на очереди радиаторах. Компенсация этой особенности производится за счет организации принудительной циркуляции теплоносителя – это приводит к установке дополнительного оснащения.

Двухтрубная схема системы отопления одноэтажного дома

Более функциональный тип организации микроклимата внутри коттеджей, так как подразумевает использование двух независимых магистралей с естественной или принудительной циркуляцией. В данном случае используется одна подающая труба для нагретого теплоносителя – будь то вода или антифриз – а вторая труба отводит охлажденную жидкость к котлу. При этом подача тепла происходит намного быстрее, чем в однотрубной схеме.

Использование двухтрубной системы позволяет более эффективно использовать возможности котлов и теплоносителей, так как обогрев происходит постоянный, а циркуляция – не зависит от наполнения всей системы полностью, а ориентируется на локальные радиаторы.

К недостаткам можно отнести большое количество оборудования, сравнительно высокую разветвленность системы, необходимость четкого расчета входящего и исходящего объема теплоносителя.

Лучевая система отопления частного одноэтажного дома

Данный тип относится к наиболее сложным, затратным и трудоемким схемам, так как требует высокой квалификации от инженеров и монтажников. Принцип функционирования сводится к тому, что каждый потребитель – батарея, радиатор, подогрев пола – имеют собственную входящую и исходящую магистраль, которые регулируются в едином блоке управления. Такая схема очень удобна тем, что вы, как собственник, можете динамически регулировать интенсивность отопления того или иного помещения, независимо от других комнат. По сути, лучевая схема позволит создать уникальный микроклимат для каждого помещения в доме.

Недостаток – дорого, как в плане закупки материалов, труб и фитингов, так и в обслуживании, ведь сильно разветвленная система требует постоянного контроля в процессе эксплуатации. Затратной выйдет разработка проектной документации, монтажные работы. Хотя, с точки зрения, дальнейшего использования, лучевая схема более надежная и долговечная, а ремонт отдельной магистрали не влечет за собой отключение всей системы отопления в коттедже.

Расчет системы

Расчет системы водяного отопления с естественной циркуляцией достаточно сложен и включает:

  • определение мощности котла
  • приборов отопления
  • выбор диаметра труб

Полный расчет мощности котла основан на подсчете потерь тепла через крышу, полы, стены и проемы здания в зависимости от их площади, материала изготовления и разницы температур в доме и на улице.

Упрощенный расчет можно выполнить по формуле:

Wк = Wуд х S/10;

где

  • Wк — мощность котла (кВт)
  • Wуд — удельная мощность на 10 кв. метров дома (кВт)
  • S — общая площадь дома (кв. м.).

Удельная мощность зависит от климатической зоны и составляет:

  • для подмосковья 1,2 — 1,5 кВт
  • для северных районов — 1,5 — 2 кВт
  • для южных — 0,7 — 0,9 кВт.

Система отопления с естественной циркуляцией – схемы без насоса Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома, расчет своими руками: инструкция, фото- и видео-уроки, цена Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома, расчет своими руками: инструкция, фото- и видео-уроки, цена Схемы отопления одноэтажного дома с принудительной и естественной циркуляциями, проекты, монтаж своими руками, инструкция, фото- и видео-уроки, цена Схема однотрубного отопления частного дома: закрытая горизонтальная система отопления двухэтажного и одноэтажного дома, как сделать расчет, фото и видео инструкции

Система отопления заполняется водой исходя из соотношения: не менее 15 литров на киловатт мощности котла.

Мощность радиаторов можно определить по той же формуле, подставив в нее величины площадей отапливаемых комнат или исходя из объема помещений — на отопление одного кубометра комнаты требуется около 40 ватт мощности.

Мощность радиаторов, расположенных на первом этаже увеличивают на 15 — 20%.

Расчет диаметра труб производится следующим образом:

Методика расчета описана в многостраничных методических указаниях и вряд ли по силам человеку без специального образования, но выход есть.

От правильности выбора схемы отопления, мощности котла и радиаторов, диаметра труб во многом зависит эффективность работы всей системы.

Лучше потратить время на расчеты или поручить их специалистам, чем жить в холодном доме или тратить силы и деньги на устранение допущенных ошибок. опубликовано  

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

Варианты отопительных разводок

1. Лучевая система

Коллекторная (лучевая) схема отопления одноэтажного дома:

Монтаж такой системы выльется в круглую сумму. Зато она самая эффективная в плане экономии тепла.

2. Двухтрубная схема отопления

Во всём доме, по периметру или под полом, тянутся два трубопровода – подачи и обратки. Батареи, фанкойлы, конвекторы, — всё это играет роль перемычек и создаёт подобие короткого замыкания. Вода циркулирует от ближней батареи к дальней. Поэтому дроссельные заслонки будут ограничивать проходящую через батареи горячую воду. Для равномерного тепла в каждой комнате необходимо тонко балансировать систему.

Двухтрубная схема отопления одноэтажного дома:

Недостатки этой системы:

  • большой расход трубы и материалов;
  • без балансировки происходит замерзание труб и батарей.

3. Однотрубная схема отопления дома

Считается самой простой. Иногда её называют, по старинке, «ленинградкой». При монтаже такой системы по периметру всего дома и во всех жилых помещениях укладывают трубу на 25-32-40 мм. Почему обязательно в жилых комнатах? Всё просто: паразитное тепло, которое выделяется трубой, тоже будет обогревать всю комнату.

Однотрубная схема отопления одноэтажного дома:

Или вот схема отопления одноэтажного частного дома в одноконтурном варианте:

Радиаторы и конвекторы врезаются для закольцовки, но с использованием трубы двадцатки. На всех подводах устанавливаются дроссельные заслонки и краны. Первые уравнивают температуру, а другие — выпускают воздух. Если бы не было вентилей (кранов), то вода вытеснила бы воздух в верхнюю часть отопительного элемента. А это, в свою очередь, делает меньше количество отдаваемого тепла.

Плюсы однотрубной системы:

  • тепло практически не теряется;
  • простота и быстрота монтажных работ;
  • экономное использование;
  • при отсутствии электричества, отключающее циркуляционный насос, движение воды не остановится;
  • экономия материалов.

Так какую же систему отопления выбрать в одноэтажном доме? Можно отметить лишь один, но существенный факт, который повлияет на ваш выбор – возможность устанавливать любую из перечисленных схем в одноэтажных домах и коттеджах: лучевая, однотрубная, двухтрубная, электрическая, воздушная и даже систему «водяного пола».

О последних трёх мы не упоминали, но они также популярны последнюю систему («тёплый пол») пару лет назад использовали только в саунах, но сегодня её относят к полноценному виду отопительных систем, которые полноценно обеспечивает теплом весь дом.

К причинам, повлёкшим выбор той или иной системы, можно отнести и площадь дома, и срок проживания (постоянный или временный), и из чего построен дом (кирпич, блок или деревянный брус).

Закрытый тип

Закрытая система безнасосной циркуляции теплоносителя с успехом применяется для отопления одноэтажного и двухэтажного дома. Функционирует она следующим образом:

  • при расширении теплоносителя излишки жидкости вытесняются из отопительного контура;
  • жидкость попадает в расширительный бак мембранного типа – это закрытая емкость с эластичной мембраной, которая разделяет предназначенную для теплоносителя часть и секцию бака, заполненную воздухом или азотом;
  • нагретая жидкость растягивает мембрану, сжимая газ во второй секции бака, при остывании теплоносителя газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в систему, в результате чего водяной контур постоянно остается заполненным.

Установка мембранного бака в самотечный отопительный контур снижает риск коррозии металлических элементов системы. Но в России такое решение используется относительно редко, так как стоимость мембранного бака в разы превышает затраты на покупку или самостоятельное изготовление емкости открытого типа.

Расчет системы отопления с естественной циркуляцией

Самому проводить расчет системы отопления с естественной циркуляцией нежелательно, лучше обратиться к грамотным специалистам во избежание цифровых погрешностей. Однако наиболее точный пример расчета самостоятельно осуществляется в нижеследующей последовательности:

  1. Чтобы согреть 1 м3 помещения, в среднем требуется 400 Вт тепловой энергии. Потому мощность умножается на вычисленный объем здания, и выясняется начальное число, определяющее количество тепла.
  2. Учитываются и потери тепла через двери и окна. Количество окон умножается на 100 Вт, а количество дверей, ведущих наружу – на 200 Вт. Значения вычитаются из начального числа.
  3. Практически все комнаты в частных домах имеют наружные стены. Потому, чтобы осуществить верные вычисления, имеющийся результат умножается на коэффициент поправки, равный 1,2.
  4. Должны учитываться еще потери тепла через пол и кровлю. Результат умножается на очередной коэффициент поправки, равный 1,5.

Это коэффициенты усредненного значения. Они отличаются по регионам России. В южных частях страны он колеблется в пределах 0,7 – 0,9. В средней полосе значения варьируются в пределах 1 – 1,3. Северные области России имеют самые высокие коэффициенты: 1,4 – 2.  

Достоинства и недостатки однотрубных систем

Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:

  1. Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
  2. Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
  3. Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.

Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:

  1. Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
  2. Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
  3. Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.

Классификация систем теплоснабжения

В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.

Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.

Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.

Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.

Систему теплоснабжения нередко монтируют вместе с котельной автоматикой. Её главная задача – достичь максимально возможной экономичности, но не выходить при этом за рамки допустимых параметров

Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.

При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:

  • тип носителя тепла — воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
  • вид используемого топлива — газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
  • способ транспортировки рабочей жидкости — с естественной и принудительной циркуляцией;
  • ход передвижения теплоносителя — попутные и тупиковые;
  • способ подсоединения котельного оборудования — однотрубная и двухтрубная компоновка;
  • схема разводки — с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.

В многоквартирных зданиях доминирует вертикальная схема разводки, а в одноэтажных встречается горизонтальная. Комбинированные методы подачи тепла преобладают в высотных новостройках.

Комбинация двухтрубного и однотрубного вариантов

В частных двухэтажных (или большей этажности) домах могут применяться как двухтрубные, так и однотрубные вертикальные стояки, вместе с горизонтальной однотрубной разводкой по комнатам при множестве способов подключения отопительных приборов.

Схема однотрубной системы отопления 2-х этажного дома.

Температурный перепад в комнатных радиаторах в этом случае расчитывается по формуле ∆T_р=∆T⁄P, где P – число отопительных приборов, соединенных последовательно (в данном случае P=3). По горизонтальной однотрубной магистрали должно протекать жидкости в P раз больше, чем по горизонтальным трубам при двухтрубной разводке. Это потребует увеличения мощности насоса для ее принудительной циркуляции и больших затрат электроэнергии, но гидроустойчивость схемы будет высокой.

Позитивные стороны и недостатки

Закрытый вариант водяной системы обрел популярность благодаря многочисленным достоинствам:

  • нет контакта с атмосферой – отсутствуют потери теплоносителя за счет испарения;
  • для заполнения сети в периодически протапливаемом здании можно применять антифриз;
  • здесь не нужны трубы больших диаметров, прокладываемые со значительным уклоном, как это делается при монтаже магистралей с естественной циркуляцией воды;
  • отсутствуют потери тепла через герметичный расширительный бак, поэтому схема считается более экономичной;
  • вода, находящаяся под давлением, прогревается значительно быстрее, а закипает при более высокой температуре, что снижает риск образования паровой пробки при аварийной ситуации;
  • система закрытого типа хорошо поддается регулированию как на отдельных участках, так и в целом.

Примечание. Герметичность дает еще один немаловажный плюс – теплоноситель не насыщается атмосферным воздухом через открытый бачок. Воздушные пузырьки могут попасть в трубопроводы только через подпитку от водоснабжения либо сквозь трещины в мембране бака.

Прокладка трубопроводов в полу и внутри стен

Небольшие диаметры трубопроводов и принудительная циркуляция – важнейшие аргументы в пользу современных закрытых сетей отопления. Всю разводку можно упрятать в стены или полы, а трубы прокладывать с минимальным уклоном. Он служит только для слива воды при ремонте или промывке радиаторов и магистралей.

Теперь о ложке дегтя в бочке меда. Дело в том, что закрытая система отопления частного дома неспособна функционировать автономно, поскольку зависит от электричества, питающего насос. Поэтому при частых отключениях электроэнергии рекомендуется обзавестись блоком бесперебойного питания либо электрогенератором, дабы не остаться без тепла.

Справка. В интернете можно отыскать альтернативные варианты — закрытые системы, выполненные по образцу гравитационных (самотечных). То есть, большими трубами со значительными уклонами. Но тогда половина вышеперечисленных достоинств теряется, а стоимость монтажа возрастает.

Второй негативный момент – сложность удаления воздушных пробок в процессе заливки воды, опрессовки и запуска отопления. Но данный минус не станет проблемой, если удалять воздух согласно общепринятой технологии.

О расчете параметров системы отопления с естественной циркуляцией для одноэтажного дома

Ввиду отсутствия в гравитационных системах отопления одноэтажного здания дополнительных механизмов, обеспечивающих стабильно высокое давление, любое из возможных нарушений при установке трубопровода может обернуться проблемами с подачей тепла. К таким нарушениям можно отнести:

  • пренебрежение необходимостью в соблюдении углов наклона,
  • неверный выбор труб,
  • избыток поворотов при монтаже системы.

Уровень уклона при установке трубопровода для отопления частном доме регламентируется положениями СНиПов. В соответствии с ними, для каждого погонного метра необходим наклон, величиной в 1 см. Это обеспечивает нормальное продвижение теплоносителя по трубопроводу. При нарушении указанного норматива возможно завоздушивание системы и снижение общего уровня ее КПД.

О расчете давления и мощности отопления

Исходя из положений СНиП, каждый кВт тепловой мощности предназначен для обогрева площади в 10 кв.м дома. При расчете уровня мощности для регионов с жарким или холодным климатом, следует воспользоваться специальными коэффициентами. В первом случае он составит от 0,7 до 0,9, во втором – от 1,5 до 2.

Однако способ расчета, пренебрегающий высотой потолочных перекрытий, не всегда идеален. Поэтому существует еще один вариант – на основе объема помещения. В этом случае в основу расчетов ложатся показатели тепловой мощности (40 ватт) для каждого кубического метра. При этом наличие окон увеличивает полученное в итоге число на 100 ватт (для каждого окна), а двери – на 200 ватт (для каждой). При этом для одноэтажных частных домов применяется коэффициент 1,5.

Собственно, стандартный объем мощности, закладываемый в проекте частных одноэтажек, предполагает необходимость в мощности обогрева не менее чем в 50 ватт на 1 кв.м

Расчет диаметра трубы в системе с естественным оборотом

Диаметр труб в гравитационных системах рассчитывают исходя из:

  • потребности здания в объеме тепловой энергии (+20%),
  • определение требуемого типа материала изготовления трубы (например, диаметр трубы из стали должен составлять не менее 0,5 см),
  • данных СНиП относительно отношения мощности и внутреннему диаметру трубы.

Стоит учитывать, что при выборе труб с неоправданно большим сечением могут увеличиться расходы на отопление при снижении теплоотдачи. Расчет диаметра труб для систем с самоциркуляцией предполагает выполнение еще одного простого правила, предполагающего сужение диаметра трубы на размер после каждого разветвления.

Секрет монтажа расширительного бака

Казалось бы, что может быть сложного в том, чтобы следовать готовой схеме системы отопления. Однако на чертеже невозможно показать, точное местоположение элементов отопления. И в результате потраченное время и усилия окажутся излишними. Ведь при монтаже расширительного бака стоит помнить, что его следует закреплять в верхней точке всей системы отопления.

 

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Двухтрубная система отопления — схема, расчет и монтаж системы
      Ну, что сказать, водяная отопительная система была всегда очень сильно распространена в различных регионах для отопления строений – причиной тому являются её доступность и простота в плане…
  2. Однотрубное отопление с нижней разводкой – расчет и разводка системы
      Одним из наиболее эффективных и экономически привлекательных вариантов систем отопления частных домов или загородных коттеджей является однотрубное отопление с нижней разводкой….
  3. Проект отопления двухэтажного частного дома
      Перед тем, как приступить к строительству частного дома, нужно определиться с системой отопления. Детально проработанный проект отопления двухэтажного дома обеспечит хорошее распределение тепла по всему…
  4. Отличие ленинградской системы отопления двухэтажного дома от многоэтажного — схемы
      Ленинградская система отопления, схема которой широко применяется в многоэтажных и частных домах — это одна из самых распространенных схем организации обогрева в зданиях. Обогрев по…

Видео схем систем отопления: самотечная, однотрубная, коллекторная

Читаем дальше – узнаём больше!

  • Выбор системы вентиляции
  • Вентиляция в деревянном доме
  • Стоимость установки кондиционера в квартире
  • Система вентиляции частного дома
  • Вентиляция производственных помещений цены
  • Электрическая схема кондиционера

Ответить 6 лет назад Антон 6 лет назад Цитата Я все-таки склоняюсь к водяным отопительным системам. Воздушное отопление подсушивает воздух, собирает в себя пыль, и из- за турбин оно немного шумнее, чем водное. При этом не во всяком интерьере спрячешь такие толстые воздуховоды, это дополнительные неудобства. На мой взгляд идеальное отопление – это теплые полы, ибо они никак не влияют на интерьер помещения , равномерно и эффективно распределяют тепло по помещению. 5 лет назад Ирина 5 лет назад Цитата У нас однотрубная отопительная система. Это действительно был более дешевый вариант. Но в такой системе необходимо воду принудительно прокачивать насосом, работающим от электросети. Следовательно, дополнительные расходы. Лучше сразу ставить двухтрубную отопительную систему. Немного дороже, но гараздо эффективней и кпд выше. И можно отапливать не все помещения. У нас получилось, что скупой платит дважды. Миша 5 лет назад Цитата Только вот дома с площадью более 100кв.м. плохо отапливаются самотеком. Нужно ставить насос для равномерного распределения горячей воды в контуре отопления. Некоторые чтобы не ставить насос ставят второй котел в конце контура отопления. Надежда 5 лет назад Цитата В прошлом году установили в частном доме (ему уже 60 лет) водяную систему отопления типа «ленинградка». Хотя и устанавливали специалисты, в итоге половина дома получилась очень холодная. Видимо сказалось отсутствие ремонта в этой части дома. Поэтому, прежде чем заняться отоплением, следует сделать в доме капремонт. Чаще всего тепло уходит через плохо утепленные полы и потолок. При замене окон, уделите особое внимание тому, как заделаны все щели и откосы. Иначе, какую бы вы систему отопления не установили, тепла в доме вам не видать… Валерия 5 лет назад Цитата В доме старой постройки сделали водяное отопление с нижней разводкой и поставили электрический насос. При частом отключении электроэнергии зимой это не очень «комфортно». Что же нужно переделать, чтобы отказаться от насоса? Верхняя разводка не подойдёт – уровень не позволяет! Алексей 5 лет назад Цитата Пожалуй у многих однотрубная система отопления. По крайней мере в старых домах. В домах с небольшими комнатами её достаточно. Воздушное отопление лучше всего использовать весной и осенью, когда не нужно постоянно обогревать помещение и нет смысла запускать котёл. Ярослав 5 лет назад Цитата У меня двух этажный дом и стояла самотечная система. Радости не было предела, даже если нет света она и минусы, например, нельзя прогреть быстро всю систему и остудить если нужно не получалось. Теперь стоит насос, вроде и хорошо, но когда два дня света не было это была катастрофа. Написать ответ… КодИзображениеСсылкаЗачеркнутыйЗаголовокКурсивЖирныйВидеоЦитата Предварительный просмотр

Рекомендации по монтажу своими руками

Для прокладки основных линий естественной циркуляции лучше использовать полипропиленовые или стальные трубы. Причина – большой диаметр, полиэтилен Ø40 мм и больше стоит слишком дорого. Радиаторные подводки делаем из любого удобного материала.

Совет. При сборке самотечной сети отопления из металлопластика не ставьте компрессионные фитинги – они сильно уменьшают внутренний проход.

Пример монтажа двухтрубной разводки в гараже Как правильно сделать разводку и выдержать все уклоны:

  1. Начните с разметки. Обозначьте места установки батарей, точки подключения подводок и трассы магистралей.
  2. Размечайте трассы на стенах карандашом начиная от дальних батарей. Величину наклона регулируйте длинным строительным уровнем.
  3. Двигайтесь от крайних радиаторов к котельной. Когда вы прочертите все трассы, то поймете, на каком уровне ставить теплогенератор. Входной патрубок агрегата (для остывшего теплоносителя) должен располагаться на одном уровне или ниже обратной линии.
  4. Если уровень пола топочной слишком высокий, попытайтесь сместить все обогреватели вверх. Следом поднимутся горизонтальные трубопроводы. В крайнем случае делайте под котлом углубление.

Прокладка обратной линии в топочной с параллельным подключением к двум котлам После нанесения разметки пробейте отверстия в перегородках, вырежьте борозды под скрытую прокладку. Затем проверьте трассы еще раз, внесите корректировки и приступайте к монтажу. Соблюдайте тот же порядок: сначала закрепите батареи, потом кладите трубы в сторону топочной. Установите расширительный бачок со сливным патрубком.

Самотечная сеть трубопроводов заполняется без проблем, краны Маевского трогать не нужно. Просто медленно закачивайте воду через кран подпитки в нижней точке, весь воздух уйдет в открытый бачок. Если после прогрева какой-либо радиатор остается холодным, воспользуйтесь ручным воздухоотводчиком.

Открытая и закрытая схема обогрева с применением насоса

Носитель тепла, двигающийся в трубах, набирает объемы в процессе нагревания. Образующееся чрезмерное его количество стекает в специально оборудованную емкость. Отопительной системой открытого характера предусматривается установление  в токе наибольшей высоты расширительного бака, в котором напрямую сообщаются атмосферная среда и теплоноситель.

Концептуальная схема действия схемы: увеличение температуры провоцирует возрастание теплоносителя в объеме и, как следствие, его уровень в расширительном сборнике. Некоторое количество воздуха из бака выводится через патрубок. При понижении температуры уменьшается уровень топлива в резервуаре, и его место занимает внешний воздух, поступающий из патрубка.

В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией задействуется расширительный резервуар, находящийся под давлением. Он представлен в виде металлической емкости высокой прочности, состоящей из пары завальцованных частей. В баке размещена резиновая жаропрочная мембрана и содержится небольшое количество газа (азот, закаченный производителем или накопленный в системе воздух). Мембрана делит резервуар на две половины: в одну поступают избытки теплоносителя, появляющиеся при нагревании, другая предназначена для воздуха или азота, не взаимодействующих с топливом. Действие системы следующее: теплоноситель подается в расширительный бак при нагревании, и попадает в мембрану. В процессе остывания газ по другую сторону мембраны выталкивает теплоноситель назад в систему.

Система отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома

Какими бывают системы отопления с естественной циркуляцией, как их сделать и что нужно учесть

Система отопления с естественной циркуляцией хороша тем, что работает вне зависимости от наличия электричества, что в некоторых районах очень важно. Другое дело, что получить комфортные условия при такой схеме чрезвычайно сложно, а в некоторых случаях невозможно. Потому часто отопление делают самотечным (одно из названий) для использования такого режима в качестве аварийного, а все остальное время работает насос. Но в некоторых случаях, например, на неэлектрофицированных дачных участках, система отопления без насоса – единственный возможный вариант.

Система с естественной циркуляцией (ЕЦ) называется иногда гравитационной из-за того, что работает на принципе гравитации. Еще одно название – самотечная. Все эти термины обозначают один принцип построения – без использования насоса.

Принцип работы системы ЕЦ

Теплоноситель в самотечных системах движется из-за разности температур теплоносителя и, соответственно, разной их плотности: из котла выходит горячая вода, плотность и вес которой гораздо меньше, чем у холодной. Потому горячая вода вытесняется вверх. Отсюда и главная особенность таких систем – котел должен располагаться ниже радиаторов. Далее теплоноситель движется по трубе с небольшим уклоном. От основной магистрали отходят трубы меньшего диаметра, ведущие к радиаторам/регистрам.

Простейший вариант системы с естественной циркуляцией

Проще такая система реализуется в системах с верхней раздачей воды – это когда от котла труба поднимается под потолок и оттуда уже опускается к радиаторам. В системах с нижней раздачей гравитационная система может быть реализована только при наличии разгонного контура – создается искусственный перепад высот: от котла труба поднимается почти под полоток, там, в верхней точке устанавливается расширительный бачок. После него труба опускается до уровня выше радиаторов, но не под потолком, а на уровне окон. Оттуда уже идет разводка на радиаторы. При устройстве разгонного контура помешать вам может только низкий потолок – желательно, чтобы от вершины котла труба отходила выше, чем на 1,5метра (а еще бачок).

Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка

Виды систем отопления с естественной циркуляцией

Отопление ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах .

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Схема вертикальная

При этом принцип сохраняется – от котла поднимается вверх труба на максимальную высоту, и лишь затем идет раздача теплоносителя по элементам отопления. Разница лишь в том, что в двухтрубной системе остывшая вода собирается в другую магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего радиатора.

Система с естественной циркуляцией одноэтажного дома. Схема однотрубная, разводка — верхняя

Все представленные выше схемы однотрубных разводок – с вертикальными стояками. Они более затратные по количеству материалов, но удобны тем, что к каждому стояку можно присоединить отопительные приборы на каждом из этажей. В принципе, в двухэтажном доме с большой площадью выгоднее реализовать водяное отопление с естественной циркуляцией с горизонтальной разводкой. Примерно выглядеть это может так (смотрите схему ниже).

Однотрубная система с естественной циркуляцией. Горизонтальная разводка с разгонным коллектором

В данном проекте реализована схема отопления с естественной циркуляцией «ленинградка». Для более активной циркуляции на втором этаже устроен разгонный коллектор, после которого два контура расходится по второму этажу – горизонтальное последовательное подключение радиаторов. Еще один контур опускается на первый этаж, где также разделяется на две ветки. Также дополнительно на первый этаж опускаются стояки от последних в контуре радиаторов в каждой из веток второго этажа.

Радиаторы отопления ЕЦ

Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические. но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Системы с естественной циркуляцией (кликните по картинке для увеличения масштаба)

Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.

Схемы подключения радиаторов

На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подключения радиаторов. Первое – нерегулируемое последовательное подключение. При таком способе будут проявляться все недостатки «ленинградки»: разная теплоотдача радиаторов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше дело обстоит, если поставить обычную перемычку из трубы. При такой схеме возможность регулирования также отсутствует, но при завоздушивании радиатора система функционирует, так как теплоноситель проходит через байпас (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы получаем возможность при перекрытом потоке снять/отключить радиатор без останова системы.

Особенности подключения радиаторов в однотрубных системах

Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).

Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

При подборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и количество радиаторов, но и материал, из которого они сделаны, вернее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень важный параметр. Хуже всего дело обстоит у обычных металлических труб: внутренняя поверхность шероховатая, а после использования она становится еще более неровной из-за процессов коррозии и накопившихся отложений на стенках. Потому такие трубы берут самого большого диаметра.

Стальные трубы через несколько лет могут выглядеть так

Предпочтительнее с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Но в металлопластиковых используются фитинги, значительно заужающие просвет, что для самотечных систем может стать критичным. Потому более предпочтительными выглядят армированные полипропиленовые. Но они имеют ограничения по температуре теплоносителя: рабочая температура 70 о С, пиковая – 95 о С. У изделий из особого пластика PPS рабочая температура 95 о С, пиковая – до 110 о С. Так что в зависимости от котла и системы в целом можно использовать эти трубы, с условием, что это качественные фирменные изделия, а не подделка. Подробнее о полипропиленовых трубах читайте тут.

Металоопластик и полипропилен также может использоваться для монтажа систем отопления

Но если предполагается установка твердотопливного котла. то никакой полипропилен таких тепловых нагрузок не выдержит. В этом случае или все-таки использовать стальные, или оцинковку и нержавейку на резьбовых соединениях (сварку при монтаже нержавейки не использовать, так как швы очень быстро протекают). Подойдет и медь (о медных трубах написано тут ), но она также имеет свои особенности и с ней нужно обращаться осторожно: не со всеми теплоносителями она будет нормально себя вести, а уж с алюминиевыми радиаторами ее в одной системе лучше не использовать (они быстро разрушаются).

Особенность систем с естественной циркуляцией – их невозможно рассчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются. Проектируют их основываясь на опыте и усредненных, опытным путем выведенных, нормах и правилах. В основном действуют правила:

  • поднять как можно выше точку разгона;
  • не заузить трубы подачи;
  • поставить достаточное количество секций радиаторов.

Потом применяют еще одно: от места первого разветвления и каждое последующее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. Например, от котла идет 2-х дюймовая труба, далее от первого разветвления 1 ¾, потом 1 ½ и т.д. Отбратку собирают от меньшего диаметра к большему.

Есть еще несколько особенностей монтажа гравитационных систем. Первая – трубы желательно делать под уклоном в 1-5% в зависимости от протяженности трубопровода. В принципе при достаточном перепаде температур и высоты, можно сделать и горизонтальную разводку, главное чтобы не было участков с отрицательным уклоном (наклоненных в обратную сторону), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение потока воды.

Самотечная система однотрубная с вертикальной разводкой на два крыла (контура)

Вторая особенность – в самой высокой точке системы нужно установить расширительный бак и/или воздухоотводчик. Расширительный бак может быть открытого типа (система тоже будет открытой) или мембранного (закрытая). При установке открытого отводить воздух нет необходимости он собирается в наивысшей точке – в бачке и выходит в атмосферу. При установке бака мембранного типа требуется также установка автоматического воздухоотводчика. При горизонтальной разводке не помешают краны «маевского» на каждом из радиаторов – с их помощью легче убрать все воздушные пробки в ветке.

Котел для гравитационных систем

Так как в основном такие схемы нужны для устройства независимого от электричества отопления, то и котлы должны работать без использования электричества. Это могут быть любые неавтоматизированные агрегаты, кроме пеллетных и электрических.

Чаще всего в системах с естественной циркуляцией работают твердотопливные котлы. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает топливо быстро. А если за окном сильные морозы, а дом не утеплен в достаточной мере, то чтобы ночью удержать приемлемую температуру приходится вставать и подкидывать топливо. Особенно такая ситуация часто встречается там, где топят дровами. Выход – купить котел длительного горения (энергонезависимый, конечно). Например, в литовских твердотопливных котлах Stropuva, при определенных условиях дрова горят до 30 часов, а уголь (антрацит) до нескольких суток. На котлы Сandle заявлены чуть хуже характеристики: минимальное время горения дров 7 часов, угля – 34 часа. Есть котлы без автоматики и насосов и у немецкой кампании Buderus, чешских Viadrus и у польско-украинских Wikchlach, а также у российских производителей: «Энергия», «Огонек».

Энергонезависимый котел длительного горения Stropuva

Есть газовые энергонезависимые котлы российского производства, например «Конорд». которые производят в Ростове-на-Дону. Их можно использовать в системах с естественной циркуляцией. На том же заводе выпускают энергонезависимые универсальные котлы «Дон», которые также подходят для работы без электричества. Работают в системах с естественной циркуляцией напольные газовые котлы итальянской фирмы Bertta – модель Novella Autonom и некоторые другие агрегаты евопейских и азиатских производителей.

Второй способ, который поможет увеличить время между топками, – повысить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Работают они хорошо именно с твердотопливными котлами, у которых нет возможности регулировать интенсивность горения: излишек тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия накапливается и расходуется по мере остывания теплоносителя в основной системе. Подключение такого устройства имеет свои особенности: его нужно располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для эффективного отбора тепла и нормальной работы — максимально близко к котлу. Впрочем, для гравитационных систем это решение далеко не самое лучшее. Они достаточно медленно выходят на нормальный режим циркуляции, но зато являются саморегулируемыми: чем холоднее в помещении, тем сильнее остывает теплоноситель, проходя по радиаторам. Чем больше разница в температурах, тем больше получается перепад плотности и быстрее движется теплоноситель. А установленный ТА делает отопление более инерционным, и времени, и топлива на разгон требуется намного больше. Правда, и отдается тепло дольше. В общем, решать вам.

Для стабилизации температуры в системе устанавливают тепловой аккумулятор

Примерно те же проблемы у печного отопления с естественной циркуляцией. Тут роль аккумулятора тепла играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Но в случае использования ТА обычно предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

Теплоноситель для систем с естественной циркуляцией

Лучшим теплоносителем для таких систем является вода. Использование антифризов возможно, но при планировании нужно учесть этот момент и увеличить площадь радиаторов – или выбирать их большего размера, или увеличивать количество секций. Все дело в том, что эти составы имеют меньшую теплоотдачу, из-за чего хуже отнимают и передают тепло, что часто приводит к перегреву и котла и теплоносителя.

Для систем отопления используют специальные антифризы

Повышение температуры незамерзающей жидкости выше рабочей — очень неприятное явление, так как начинается обильное образование осадков и отложений. За два месяца эксплуатации антифриза с постоянным перегревом теплообменник котла забивается наглухо, система почти зарастает. Так что если планируете использовать незамерзающую жидкость, позаботьтесь о том, чтобы она могла отдавать тепло и не перегревалась.

Нужно учесть, что в системах отопления можно использовать только специализированные составы. Общего назначения или автомобильные абсолютно непригодны, особенно для схем открытого типа, которые контактируют с атмосферой. Планируя использовать антифризы, при выборе материалов обращайте внимание на их совместимость с незамерзающими жидкостями. Далеко не все котлы и трубы «дружат» с ними. О возможности использования незамерзающих жидкостей сообщается обычно в паспортных данных, если такой записи нет, нужно уточнить у продавца, а лучше – у производителя.

Заключение

Система с естественной циркуляцией не самый лучший по эффективности метод отопления, но иногда – единственно возможный – в тех местностях, где нет электроснабжения. В тех же регионах, где электроэнергия есть, на случай перебоев, схему можно создавать как самотечную, но встраивать при этом насос для штатной работы. Правда и такое решение не самое лучшее: увеличивается объем системы, она становится более инерционной и требует больших затрат на нагрев теплоносителя. Если перебои – исключение из правил, можно обезопасить себя установив резервное электропитание (блок бесперебойного питания и /или генератор). Если же перебои случаются часто – тогда ваш выход – системы с естественной циркуляцией.

Принципы работы системы отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией на сегодняшний день считается самой простой и популярной среди владельцев квартир и одноэтажных частных домов. Очевидным преимуществом является длительный срок службы: при правильной эксплуатации долговечность достигает 40 лет без необходимости ремонта. Кроме того, есть возможность установить ее своими руками, прибегнув к уже существующим схемам.

Какое топливо удобнее?

В случае если в качестве топлива используется газ, то отопление с естественной циркуляцией основано на принципе отбора воздуха из помещения в открытую горелку и отвода продукта сгорания в вентиляционные ходы. В данном случае для котла понадобится помещение от 4м2 с хорошей вентиляцией (окнами и дверью).

Поэтому такая схема не слишком удобна. Намного чаще применяется закрытая или открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией, которую можно провести своими руками.

В многоэтажных домах часто используется однотрубная система. В основном используется схема с замыкающими участками, когда из стояка часть воды идет вверх, часть – вниз, благодаря замыкающему участку, что обеспечивает баланс температур между нижними и верхними этажами. Система работает благодаря разнице в диаметре труб подключения и трубы замыкающего участка (на размер меньше). Двухтрубная система в сравнении с однотрубной – менее компактна и удобна в монтаже.

Недостатки

Во-первых, сокращенный радиус: он составляет не больше 30 м относительно горизонтали. Недостаток вызван такими факторами, как низкое давление циркуляционного типа и медленный старт. Последний обусловлен высокой тепловой ёмкостью жидкости и приведенными силами давления. Второй недостаток — вероятность замерзания воды в расширительном бачке.
Системы отопления с естественной циркуляцией не подходят для площадей более 100 м2: не все пространство будет прогреваться должным образом. Поэтому чаще всего она используется для небольшого одноэтажного дома, дачи.

Схема действия

В состав системы водяного отопления входит котёл (водонагреватель), трубопроводы обратного и подающего типа, а также нагревательное оборудование, расширительный бачок и защитный клапан. Жидкость прогревается до нужной температуры в котле и поднимается в подающий трубопровод и стояки, благодаря расширению.

Оттуда она переходит в нагревательное оборудование – батареи и радиаторы, которым отдаёт часть тепла. Затем обратный трубопровод направляет воду в котёл, где она опять прогревается до заданной температуры. Цикл повторяется, пока система находится в рабочем состоянии.

Важно помнить, что горизонтальные трубы монтируют с уклоном по отношению к движению рабочей среды.

Защитные механизмы

Уклон труб позволяет отводить из системы воздух в сторону расширительного бачка: попадает в атмосферу, не задерживаясь в трубах и не мешая движению воды.

Важна работа защитных механизмов. Так, обратный гравитационный клапан позволяет избежать циркуляции потока воды в неправильном направлении, что очень необходимо двухтрубным и однотрубным системам с верхней разводкой при нескольких контурах.

Использование бака

Расширительный бак выполняет ряд важных функций. Во-первых, создаёт постоянное давление, необходимое для нормальной работы всей системы. Во-вторых, принимает на себя объём воды, увеличивающийся после нагрева. В-третьих, возвращает охлаждённую жидкость в трубопровод.

Процессы в трубопроводах

Процессы в трубах в естественной циркуляции связаны с движением воды. Так, подъём жидкости происходит посредством расширения из-за нагрева и гравитационного давления. Гравитационное давление нужно для преодоления водой трения о трубопровод, которое мешает ее движению. Циркулировать вода начинает благодаря разной плотности холодной и горячей воды: она движется вверх по подающему и вниз по обратному стояку.

Величина гравитационного давления напрямую зависит от возникающих сопротивлений. Чем больше их появляется на пути теплоносителя, тем выше должен быть показатель. Также необходимо предпринять меры, чтобы свести сопротивления к минимуму. Так, трение можно снизить путём применения труб с большим диаметром.

Из законов физики

Предположим, в радиаторах и котле температура жидкости изменяется скачками по центральным осям: верхние части содержат горячую жидкость, а в нижних находится холодная.

Горячая вода отличается меньшей плотностью, что снижает ее вес в сравнении с холодной. В результате система отопления представляет собой два сообщающихся сосуда замкнутых между собой, в которых сверху вниз перемещается жидкость.

Высокий столб, образуемый охладившейся водой с большим весом, по достижению радиаторов выталкивает столб низкий. В результате горячая жидкость подталкивается и возникает циркуляция.

Показатели напора

Для создания циркуляционного напора центры радиаторов ставятся выше центральной части котла. Именно эта высота считается основным фактором напора циркуляции. Уклон труб и «обратки» тоже влияют на данный процесс: благодаря им вода лучше преодолевает сопротивления местного типа.

Увеличение температур

Другой фактор заключается в разнице между плотностью холодной и горячей воды. Отметим следующий факт – отопление с естественной циркуляцией относится к саморегулирующемуся типу. Таким образом, если увеличить температуру нагрева воды, то меняется ее расход и становится выше циркуляционный напор.

Сильный прогрев жидкости в немалой степени способствует более быстрой циркуляции. Но так происходит только в холодном помещении: когда температура воздуха в них достигнет определённой отметки, батареи будут остывать гораздо медленнее.

Плотность, как прогретой в котле, так и уже попавшей в радиаторы воды практически сравняется. Напор снизится, быстрое обращение воды сменится размеренной циркуляцией внутри системы.

Как только температура помещений частного дома вновь опустится до определённого уровня, это послужит сигналом для увеличения напора. Система попытается выровнять температурные условия. Для этого придётся заново запустить процесс быстрой циркуляции. Отсюда и происходит способность к самостоятельной регуляции.

Вкратце правило следующее – одномоментная смена температуры и объёма воды позволяет получить нужную тепловую отдачу от батарей для отопления помещений.

Как результат, поддерживаются комфортные температурные условия.

Куда ставить котёл?

В частном доме, в помещении одноэтажного дома отопительные котлы лучше всего монтировать ниже уровня приборов для прогрева помещений. В квартирах ситуация обстоит несколько иначе. Здесь котлы часто ставятся на одном уровне с радиаторами, что не совсем эффективно. Поэтому монтаж лучше произвести как бы в яму, то есть поставить оборудование на перекрывающие плиты.

Для этого вокруг котла обычно выпиливается пол. «Яму» следует делать, соблюдая правила противопожарной безопасности. Они предполагают разравнивание основания тонкой стяжкой и укладку листов, изготовленных из железа и асбеста. Котёл в «яме» нагоняет лучший циркуляционный напор.

Выбор труб

Сечение труб является одним из решающих факторов для циркуляции: диаметр труб не должен быть максимально большим, но и не должен мешать течение воды. Как правило, для обогрева частного дома необходимо 100 Вт /м2. Тогда для отопления 25 м2 требуется 2500 Вт, т.е. 2,5 кВт. Определенному диаметру трубы соответствует своя тепловая нагрузка. Три основные категории:

  • диаметр в ½ дюйма – тепловой эквивалент 5,5 кВт;
  • диаметр ¾ дюйма – тепловой эквивалент 14,6 кВт;
  • диаметр 1 дюйм – тепловой эквивалент 29,3 кВт.

В данном случае для обогрева одноэтажного дома в 25 м2 нужно использовать самые небольшие трубы диаметром в ½ дюйма. Материалы, из которых изготавливают трубы, могут быть разными: качественная сталь, популярны также трубы из полипропилена.

Как выглядит схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома

Качественное отопление зданий жилого назначения в осенне-зимний период является главным фактором создания комфортных условий проживания. Состоит система теплоснабжения из источника тепла, труб и обогревательных агрегатов. В домах с индивидуальным отоплением и частном секторе более активно применяется отопительная система с естественной циркуляцией. Рассмотрим, какие бывают схемы теплоснабжения с естественной циркуляцией теплоносителя более подробно.

Часто можно встретить такие понятия, как схема самотечная и схема гравитационная система отопления – все это является синонимом схемы системы с естественной циркуляцией. Данные термины обозначают единый принцип построения системы – отсутствие насоса. Системы теплоснабжения с естественной циркуляцией иметь могут верхний розлив и нижний. Но схема отопления верхний розлив используется чаще.

В чем плюсы и минусы использования самотечной системы теплоснабжения?

Прежде чем рассмотреть схемы отопления в одноэтажных и двухэтажных домах с естественной циркуляцией, надо отметить, что самотечная система теплоснабжения может иметь плюсы и минусы.

Основными положительными сторонами таких систем отопления можно назвать:

  1. Экономичность. Для функционирования системы не требуются электронасосы.
  2. Независимость от электричества. Теплоснабжение осуществляется за счет наличия топлива в котле. Поэтому отключение электроэнергии не сказывается на работе отопительных приборов.
  3. Отсутствует вибрация и различные шумы, которые характерны при функционировании электрооборудования.
  4. Саморегуляция. Такая схема естественной циркуляции отопления обеспечивает подачу одинакового количества тепла на все радиаторы.
  5. Простота монтажа. Установку системы можно произвести и самостоятельно, даже не имея специальных навыков и знаний.
  6. Инерционность. Если котел отключить, тепло еще будет долго сохраняться в батареях и обогревать помещение.

Правда, и нагревается система, после возобновления работы котла, также будет очень долго. Что можно отнести к недостаткам. Объем воды в подобных системах раза в три больше, нежели в моделях с электронасосом. Трубы должны быть сделаны только из металла. Полимерные магистрали не выдержат высоких температур. Среди прочих минусов можно назвать и то, что системы с естественной циркуляцией отопления подходят лишь для малоэтажных сооружений.

Схемы отопления деревянных жилых сооружений

Надо отметить, что схема отопления в деревянном доме является непростой. Конечно, можно использовать электрические, воздушные и печные варианты. Но большинство пользователей останавливают выбор на водяных системах отопления.

Дом из дерева отличается большой теплоемкостью, поэтому для его прогрева понадобиться больше тепловой энергии.

Помимо этого схема отопления частного дома предполагает, что надо постоянно поддерживать комнатную температуру воды. Необходимо это для того, чтобы помещение не отсырело. При подобном устройстве отопления система состоит из теплонагревательного котла, магистрали и отопительных агрегатов. Конструкцию необходимо оснастить шаровыми кранами и терморегуляторами. Конечно, для отопления деревянного дома можно использовать и искусственную систему теплоснабжения, но схема отопления без насоса все же встречается чаще. Более детально о системе отопления с насосной циркуляцией мы уже писали здесь .

Схема отопления двухэтажной жилой постройки

Реализуется система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в двухтрубных и однотрубных системах. Принцип у них один – от котла вверх на максимальную высоту поднимается труба, а потом идет распределение теплоносителя по конструкциям отопления. Различие заключается в следующем: в двухтрубной системе отопления вода, которая уже остыла, собирается в другую трубу, которая заводится на вход обратки теплового котла. Что касается однотрубной системы, на вход обратки котла идет трубопровод от выхода последней батареи. Двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией – наиболее подходящий вариант для домов с двумя этажами.

От однотрубной двухтрубная система отличается лишь порядком подключения отопительных элементов. Перед каждой батареей рекомендуется ставить регулировочный бак. Для обеспечения нормальной циркуляции воды в двухэтажном доме всегда хватает расстояния между центром теплового котла и верхней точкой подающего трубопровода. Поэтому аккумулирующая емкость для обогрева может быть оборудована не на чердаке помещения, а на втором этаже.

Схема отопления одноэтажной жилой постройки

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома является наиболее подходящей для таких сооружений. Состоит такая система из одной трубы и включает котел для нагрева, трубопроводную разводку, проводку и расширительный бак. Схема подобной системы отличается простотой. Поэтому ее установку можно провести и своими руками. По периметру жилого помещения пускается труба. Выбирать надо трубы большого диаметра – не меньше ДУ32.

Монтируется труба внутри жилого помещения. Со стороны подачи разводка должна быть выше, нежели там, где обратка возвращается к отопительному котлу. В закольцовку врезаются радиаторы либо конвекторы. Для этого применяются трубы с диаметром поменьше. Желательно на подводках установить дроссели и вентили. Также нелишним будет ивоздушник. Подобная схема позволяет обогревать помещение без использования вспомогательной арматуры.

В частном секторы широко применяют горизонтальную систему отопления, которая классифицируется на тупиковые и попутные системы движения воды. При тупиковой системе каждая из батарей располагается дальше от котла. Подобная система может быть легко разбалансирована. Поэтому настраивают ее очень долго. Надо отметить, что попутная система отопления схема которой предполагает больший расход труб по сравнению с тупиковой, используется преимущественно в простых системах теплоснабжения.

Выбирая попутную систему, надо учесть, что циркуляционные кольца должны быть одинаковыми.

Все радиаторы в системе работают как один. Сегодня очень часто используют гибкие шланги для отопления дома. Они служат для подсоединения обогревателей к системе теплоснабжения.

Причины отсутствия циркуляции воды

Часто пользователи одно- или двухэтажных домов сталкиваются с такой ситуацией, когда обогреватели начинают работать менее эффективно. Если нет циркуляции в системе отопления, на то могут быть свои причины.

Отсутствие циркуляции в системе теплоснабжения может быть вызвано:

  • Загрязнением системы. Батареи необходимо периодически промывать, иначе конструкция может забиться по всему диаметру. Если такое произошло, придется менять трубы.
  • Диаметр труб слишком маленький. А чем диаметр труб меньше, тем гидравлическое сопротивление больше. Это тоже может быть причиной того, что нет циркуляции в радиаторе отопления либо она есть, но очень слабая.
  • Завоздушиванием обогревателя. Для решения такой проблемы устанавливают краны Маевского.

Очень часто в системах теплоснабжения с естественной циркуляцией устанавливают насосы мокрого типа мощностью до 40-60 Вт. Более подробно о работе тепловых насосов для отопления можно прочитать здесь. Это один из вариантов, как улучшить циркуляцию воды в системе отопления дома. Помимо этого насосы могут помочь сэкономить до 25% затрат.

Рекомендуем к прочтению

Водяной теплый пол — нюансы монтажа и способ организации системы отопления Популярное газовое отопление: процесс организации и виды подключений Характерные свойства для системы водяного отопления и его вариации Разнообразные современные системы отопления — их устройство и управление

© 2016–2017 — Ведущий портал по отоплению.
Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено.
Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Источники: http://teplowood.ru/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html, http://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/sistema-otopleniya-s-estestvennoj-cirkulyaciej.html, http://spetsotoplenie.ru/sistemy-otopleniya/varianty-ustrojstva-sistem-otopleniya/kak-vyglyadit-shema-otopleniya-s-estestvennoj-tsirkulyatsiej-odnoetazhnogo-doma.html

какую схему (проект) выбрать и почему

Отопление одноэтажного дома можно выполнить разными способами. При выборе конкретного варианта учитывается доступность видов топлива, финансовые возможности владельца, а также конструктивные особенности дома: площадь объекта, строительные материалы и технологии, используемые для возведения его основных элементов, наличие подвала или иного подсобного помещения, достаточного для размещения отопительного оборудования. Важно и то, насколько автономной должна быть работа отопительной системы, смонтированной в доме. Готов ли домовладелец к возможным сбоям в подаче газа или перебоям в электроснабжении объекта? Если нет, то система отопления одноэтажного дома должна быть полностью независимой от внешних магистралей. Как вариант, включать в себя дополнительные источники тепла. Также имеет значение, насколько будет зависеть отопление дома от участия человека в этом процессе? Ответив на все поставленные вопросы, можно существенно сузить перечень оборудования и технических решений, подходящих для организации обогрева одноэтажного жилого помещения.

Классификация систем отопления по виду топлива

Существующие виды топлива с точки зрения экономичности расхода можно расположить в следующем порядке:

  • магистральный газ;
  • твердое топливо (дрова, уголь) и пеллеты;
  • сжиженный газ, хранимый в баллонах или газгольдере;
  • дизельное топливо;
  • электричество.

В этой статье мы разберемся, какая из этих систем вам подойдет лучше.

Классификация отопительных котлов по типу используемого топлива. При выборе котельного оборудования руководствуются доступностью топлива и удобством эксплуатации агрегата

Вариант #1 — газовое отопление

Исходя из вышеприведенного ранжирования видов топлива, выгоднее всего использовать газовое отопление, при условии подведения к участку магистрального газа. В этом варианте одна условная единица тепловой энергии по стоимости обходится в 4-8 раз дешевле, чем в других отопительных системах. Участие человека в обеспечении работы газовой системы отопления сведено к минимуму, особенно, если используются по максимуму возможности автоматических средств управления, предлагаемых опционально или в комплекте к газовому отопительному оборудованию.

Для одноэтажного дома небольшой площади приобретается настенный одноконтурный газовый котел, который обеспечивает нагрев теплоносителя, подаваемого в трубы и радиаторы. О том, какие бывают варианты разводки труб отопления, вы узнаете ниже. Оборудование настенного базирования нуждается в обеспечении отвода продуктов горения и устройстве системы вентиляции, что в условиях основного помещения сделать довольно трудно.

Если помимо отопления газовый котел планируется использовать еще и для обеспечения объекта горячей водой, то необходимо приобретать двухконтурный или многоконтурный напольный агрегат. Газовый котел большой мощности справиться не только с функциями отопления и подогрева воды, но и обеспечит работу тепловых завес, установленных в гараже, систем снеготаяния, смонтированных на крыше дома, крыльце, подъездных путях. С помощью отдельного теплового контура можно организовать  подачу тепла в зимний сад или оранжерею.

Двухконтурный газовый котел настенного размещения с полной автоматикой, которая позволяет регулировать температуру в доме с учетом погоды на улице. Эта функция обеспечивает экономию газа до 30-50%

Владельцам одноэтажных домов, не подключенных к централизованному газоснабжению, можно использовать в качестве топлива сжиженный газ. Для хранения запасов данного топлива придется на участке обустроить подземное хранилище – газгольдер. Данный способ организации обогрева частного дома обойдется дороже, но все остальные преимущества газового отопления останутся в силе.

Вариант #2 — система отопления на дизтопливе

Продолжительной автономностью работы могут похвастаться и отопительные котлы, работающие на жидком топливе (дизтопливе и мазуте). Продолжительность функционирования такой системы отопления ограничена лишь объемом емкости, используемой для хранения жидкого топлива. Все оборудование размещают в отдельном помещении котельной, которую оснащают дымоотводом и вентиляцией. К недостаткам использования данного варианта отопления можно отнести:

  • высокую стоимость дизтоплива;
  • качество приобретаемого топлива;
  • необходимость периодического подвоза дизельного топлива и его перекачки в емкость;
  • обслуживание жидкотопливного котла (чистка деталей от сажи, копоти, нагара, особенно при использовании некачественного дизтоплива).

Важно заметить, что жидкотопливный котел можно использовать владельцам одноэтажных домов, ожидающих подключения объекта к магистральному газу. На данном оборудовании легко заменяется ж/т горелка на газовую горелку.

Вариант #3 — дорогое электроотопление

Использовать систему электроотопления для одноэтажного дома выгодно лишь в том случае, если жилое помещение используется от случая к случаю. Конечно, обладая достаточными финансовыми средствами, можно позволит себе содержать такую систему отопления при постоянном проживании в доме. Если электроснабжение в регионе устойчивое, без длительных перебоев, и выделенных мощностей хватает для работы всего установленного электрооборудования, то можно смело выбирать этот тип отопления.

Давно бы все перешли на электричество, да «цены кусаются». Этот простой, безопасный, в том числе и с точки зрения экологии, способ отопления жилого дома еще не доступен подавляющему большинству россиян.

Вариант #4 — система отопления на твердом топливе

Твердое топливо стоит на втором месте по дешевизне использования, уступая лишь магистральному газу. В этом одно из главных преимуществ систем отопления на твердом топливе. Второй плюс заключается в том, что обогрев дома при определенной разводке отопительной системы (с естественной циркуляцией теплоносителя) может быть полностью независимым от наличия электричества. Кратковременные перебои подачи электроэнергии могут возмещаться использованием бензогенераторов достаточной мощности для обеспечения работы циркуляционного насоса при принудительной циркуляции теплоносителя и использовании твердотопливного котла, снабженного блоком автоматики.

Недостатком системы отопления, работающей на дровах и угле, является ее зависимость от человека. Для поддержания благоприятной температуры в доме человеку придется регулярно подкидывать порцию топлива в топочную камеру котла. Твердотопливные котлы длительного горения для одноэтажных домов не подходят, так как рассчитаны на отопление больших загородных коттеджей. Данный недостаток можно минимизировать, если установить в котел ТЭНы, которые будут нагревать теплоноситель в перерыве между работой котельного оборудования. Систему отопления, способную работать на двух разных видах топлива, называют комбинированной.

Классификация систем по типу теплоносителя

В качестве теплоносителя, доставляющего тепло от нагревательного котла к отопительным приборам, в системах отопления 1-этажного дома могут выступать вода, антифриз (вода с добавлением этиленгликоля) и воздух.

Система #1 — водяное отопление

В одноэтажных домах эффективнее использовать водяные системы отопления, теплоносителем в которых служит или вода, или антифриз. Незамерзающую жидкость заливают в систему в том случае, если здание эксплуатируется с перерывами. Это позволяет избавить систему от перемерзания. При круглогодичном проживании в доме в качестве теплоносителя используется обыкновенная вода, которая может быть нагрета газовым, жидкотопливным, твердотопливным или электрическим котлом. Теплоноситель в системе может циркулировать самостоятельно или принудительно с помощью специальных насосов, вмонтированных в систему.

Однотрубная система отопления одноэтажного частного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя, обеспечивающейся с помощью циркуляционного насоса, врезанного на контуре обратного хода

Дешевле всего обходится монтаж однотрубной системы с естественной циркуляцией теплоносителя. Недостатком данной разводки является постепенное остывание теплоносителя по мере своего продвижения от одного радиатора к другому. Получается, что в одних комнатах жарко, а в других – холодно. Регулировать температуру в отдельных помещениях невозможно. Поэтому лучше использовать разводку чуть сложнее, называемую «ленинградкой». Там каждый радиатор можно отключать от системы с помощью кранов, а теплоноситель циркулирует по обводной (байпасной) трубе.

Модернизированная однотрубная система «Ленинградка» лишена минусов стандартной однотрубки, заключающихся в невозможности автономного отключения отдельных радиаторов отопления

При наличии достаточного бюджета используется коллекторная (лучевая) разводка труб, которая позволяет обеспечивать подачу теплоносителя к каждому отопительному прибору. Также данная схема применяется в случае укладки в санузлах дома водяных теплых полов.

Коллекторная или лучевая система отопления частного дома монтируется при наличии финансов, так как расход метража труб возрастает в разы по сравнению с другими видами трубной разводки

Наиболее популярна двухтрубная горизонтальная схема устройства, которая является неким средним вариантом между дешевым и дорогим способом устройства разводки трубопровода.

Два варианта монтажа в одноэтажном частном доме двухтрубной отопительной системы. На схеме слева котел — в центре дома, а справа — подающая магистраль спрятана под подоконниками

Система #2 — воздушное отопление

Можно обогревать дом и с помощью воздуха, который нагреваясь в теплообменнике, направляется по воздуховодам, проложенным на чердаке или под полом, или же спрятанным под фальш-потолком. Теплый воздух поступает в комнаты через отверстия в потолке, стенах или полу, закрытых декоративными решетками. Воздух, как и вода, может циркулировать в помещении самостоятельно по принципу естественной конвекции, а может нагнетаться принудительно  с помощью электрических турбин, устанавливаемых на чердаке или в подвале одноэтажного дома. Работой турбин управляют термодатчики. Система воздушного отопления снабжается фильтрами, удерживающими частички пыли.

Воздушное отопление частного дома камином с каминным вкладышем. Такая организация обогрева дома называется системой распределения горячего воздуха (РГВ)

Систему воздушного отопления рекомендуется планировать заранее. Составляя проект отопления одноэтажного дома, инженеры должны предусмотреть  наличие мест в помещениях дома для скрытого монтажа воздуховодов. Сечение этих конструкций  достигает 100-160 мм, поэтому открытый монтаж негативно скажется на интерьере дома.

Какую систему все-таки выбрать?

Как видите, существует несколько вариантов организации отопления в частном доме. Разобраться в них самостоятельно можно, однако помощь специалистов, знающих нюансы каждой системы отопления, не помешает. Качественный монтаж отопительного оборудования, грамотный запуск и проведение своевременного технического обслуживания позволит долго работать системе отопления частного дома на радость его владельцам.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Самотечная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией: схема и диаметр труб

Частный загородный дом практически не ограничивает хозяина в выборе типа и схемы прокладки отопительных конструкций. Разнообразие вариантов позволяет сформировать систему для строений малых и больших площадей, оборудовать экономный способ получения тепла из самых разных энергоносителей. Оптимальный вариант – самотечная система отопления, особенности и характеристики которой следует рассмотреть подробно.

Принцип действия системы отопления с естественной циркуляцией

Работа выстроена на физических законах. При нагревании плотность и вес воды снижаются, а при остывании показатели возвращаются к стандартным параметрам. Давление в системе почти отсутствует – в формулах теплотехнических расчетов принимается соотношение 1 атм. на 10 м напорного водяного столба. Таким образом, при обустройстве отопительной системы в 2-х этажном строении расчет гидростатического давления показывает не более 1 атм., в одноэтажных не более 0,7 атм. на 10 м напорного водяного столба.

Из-за увеличения объема прогретой жидкости самотечная система отопления частного дома дополняется расширительным баком, который устанавливается на трубе подачи теплоносителя вверху системы. Задача емкости – компенсировать повышение объема воды.

Самоциркулирующая система используется в частных строениях и позволяет выполнять подключения:

  1. К теплым полам. Циркуляционный насос нужен только на водяной контур теплого пола, вся остальная теплосистема будет работать в самотечном режиме. При отключении питания (электричества) комната будет отапливаться посредством радиаторов.
  2. К бойлеру косвенного нагрева воды. В этом случае нет нужды в насосном оборудовании, бойлер ставится в верхней точке всей конструкции, рядом или чуть ниже расширительного бака. При невозможности монтажа бойлера, систему дополняют насосом, который ставится на расширительный бак. Для предупреждения рециркуляции теплоносителя на бак устанавливается обратный клапан.

Физические свойства воды помогают транспортировке жидкости по трубопроводам – при нагревании жидкость устремляется вверх самотеком по разгонному участку трубопровода, а после остывания перемещается от радиаторов обратно в котел. Важно выложить трубопровод с определенным углом наклона, иначе гравитационная циркуляция не будет работать.

Преимущества и недостатки самотечной системы

Популярностью система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией пользуется из-за простоты монтажа и удобства эксплуатации. Нет необходимости в установке дорогостоящего дополнительного оборудования, не будет расходов на электроэнергию. Поддержание автономности работы отопления – еще один плюс.

К минусам можно отнести только небольшую эффективность конструкции – отопление с принудительной транспортировкой обладает повышенной теплоотдачей. Это достигается за счет ускорения транспортировки нагретого теплоносителя, вода не успевает остывать и доходит в нужном температурном режиме до самых крайних радиаторов. Однако снижение температуры теплоносителя наблюдается в помещениях значительных площадей, а если обустраивается тепловая конструкция в строении малого объема, отопление самотеком является лучшим выбором.

Основные виды гравитационной системы отопления

Различается 4 типа самоциркулирующейся конструкции с гравитационным течением теплоносителя. Выбор варианта зависит от требований хозяина по производительности отопления, материала строения, утепления дома и прочих нюансов.

Определяя, какое лучше делать водяное отопление в частном доме без насоса, требуется выполнить несколько расчетов, принять во внимание технические характеристики источника тепла, просчитать диаметр трубы и составить проект.

Закрытая система

Рекомендуем к прочтению:

Принцип работы такой:

  • Нагрев теплоносителя приводит к вытеснению воды из контура отопления. Под воздействием повышенного давления жидкость перемещается в закрытый расширительный бак с мембраной.
  • В этом баке одна половина заполнена газом, вторая – пустая. Пустая половина заливается прогретым теплоносителем, что приводит к сжатию газообразного вещества.
  • Как только вода остывает, газ снова расширяется и выталкивает из бака воду.

Простое решение пока не набрало популярность, однако возможность полной автономности и поддержания оптимального давления в трубах – явные плюсы варианта, которые пригодятся хозяевам частных домов небольшой площади. Минус конструкции в повышении объема емкости при необходимости прогревать большие помещения, поэтому закрытая система в основном используется в домах площади до 40 м2.

Открытая система

Этот вариант отличается от закрытого лишь конструкцией расширительного бака. Схему можно увидеть в старых строениях, где бак установлен под кровлей или потолком жилого помещения. Емкость можно сделать самостоятельно, но при такой схеме есть риск завоздушивания радиаторов, что снижает эффективность работы системы. Кроме того, кислород в воде приводит к образованию коррозии, появлению дефектов внутри труб и быстрому выходу элементов из строя.

Важно! При открытой системе самотечного отопления необходимо установить радиаторы под определенным углом и оснастить каждую батарею краном Маевского.

Двухтрубная система

Особенности конструкции:

  1. Прокладывается 2 трубы – одна для подачи теплоносителя, вторая для обратки. Подающий трубопровод соединяется входным отводом, обратный подводкой стыкуется с баком и батареей.
  2. Двухтрубная схема систем отопления частного дома с естественной циркуляцией обеспечивает равномерное распределение тепла по помещению.
  3. Нет необходимости добавлять секции батарей, расположенных далеко от бака, чтобы гарантировать прогрев комнаты.
  4. Для контура выбираются трубы меньшего диаметра, регулировать интенсивность подачи теплоносителя и уровень нагрева намного проще.

В 2-х трубной системе можно допустить некоторые отклонения от параметров уклона труб, причем это не скажется на скорости транспортировки теплоносителя. Выполнить работы по силам домашнему мастеру, ошибки в расчетах устраняются в процессе обустройства конструкции.

Однотрубная система

Это простая горизонтальная схема выкладки с одной трубой, которая подключена последовательным образом ко всем батареям. Подача носителя через верхний отвод – отток через нижний, таким образом, вторая батарея получает чуть более остывший носитель, третья – еще более прохладный. От крайнего радиатора обратка возвращается в бак для прогрева.

Обустроить такую самотечную систему не представляет труда, но если количество радиаторов более 3-5 шт., однотрубная система не является целесообразной. Даже если увеличить количество секций последней батареи, температура носителя слишком мала, чтобы обеспечить равномерность отопления.

К достоинствам схемы относят простоту монтажа, экономию средств, а недостаток наблюдается только при установке одной трубы в больших комнатах. Сформировать однотрубную схему в 2-х и более этажных строениях без насоса нельзя – велик риск допустить ошибку в уклонах трубопроводов, из-за чего теплоноситель не будет транспортироваться с нужной скоростью, и строение останется без отопления.

Какое отопление лучше, естественное или принудительное?

Если дом не отличается величиной площадей, насчитывает всего 1 этаж и количество радиаторов не превышает 3-5 шт., самотечная система отопления будет оптимальным решением задачи.

Во всех прочих случаях следует продумать установку циркуляционного насоса, и вот по каким причинам:

Рекомендуем к прочтению:

  • При наличии насоса жидкость быстрее прогревается, достигает положенной температуры в + 50 С, расширяется и начинает циркулировать по системе. То есть прогрев помещений будет более быстрым.
  • При самотечном движении воды теплоноситель в крайнем радиаторе будет остывшим, поэтому число модулей в батарее нужно увеличить, а это дополнительные расходы.
  • Если стоит насос, риск завоздушивания батарей минимальный, даже при формировании открытой системы отопления.

При подключении насоса есть возможность управлять температурой прогрева, интенсивностью подачи теплоносителя в трубы, самотечная система такого не подразумевает.

Правила монтажа системы отопления без насоса

Во всех гравитационных схемах один минус – нет давления в системе, потому нарушения в монтаже приводят к снижению функциональности конструкции. На работу влияют повороты, высокие или низкие уклоны, отсутствие продуманной схемы.

Чтобы сформировать правильную теплосистему, следует обратить внимание на:

  • выкладку уклонов;
  • тип, диаметр трубы;
  • подачу, вид теплоносителя.

Выбор труб и их уклона в системе отопления

Различается несколько видов материала, пригодного для сооружения трубопровода:

  1. Сталь. Это трубы с относительно невысокой стоимостью, но увеличенной теплопроводностью, прочностью. Сталь хорошо переносит разницу давлений, стойко противостоит коррозии. Минус – потребуется сварка.
  2. Металлопластик. Трубы с гладкой внутренней стороной, минимизирующие образование засоров. Малый вес и линейное расширение – плюсы, небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая цена – минусы.
  3. Полипропилен. Простой монтаж, герметичность, прочность, длительный срок пользования и неподверженность к промерзанию – достоинства труб, а вот цена товара – минус. Следует учитывать, что стыковка осуществляется пайкой, что снижает затраты на монтаж. Срок службы до 25 лет.
  4. Медь. Предельно прочный материал, который выдерживает нагрев до +500 С. Срок пользования от 100 лет, предельная стойкость к коррозии – плюсы. Но очень высокая цена и масса – явные минусы трубопроводов.

Что касается выбора диаметра, то его нужно просчитать так:

  • учесть потребность помещения в тепловой энергии и к конечной цифре добавить 20%;
  • по СНиП найти параметры соотношения мощности теплосети к внутреннему сечению трубы;
  • выбрать в таблице материал, из которого сделаны трубы, принять в расчет стандартные параметры, в частности, для стальных труб диаметр должен быть не менее 50 мм, но при подборе широких труб эффективность теплоносителя снижается.

Важно! Чтобы самотечная система работала без сбоев, можно сделать так: после каждого разветвления трубы диаметр снижать на один размер. То есть, если к котлу подсоединяется труба в 2 дюйма, после первой батареи диаметр 1,2 дюйма, после следующей – 1,3 дюйма.

Что касается уклона, то по строительным нормам на каждый погонный метр трубы нужно делать наклон размером в 10 мм. Эти стандарты и нужно принимать в учет, планируя отопление самотеком, а схема выкладки, предварительно составленная в виде проекта, поможет промерить параметры укладки при проведении монтажных работ.

Выбор теплоносителя для системы

Чтобы естественная циркуляция в системе отопления частного дома поддерживалась с нужной скоростью, следует выбрать оптимальный теплоноситель. В большинстве случаев выбирается чистая вода – безопасный и дешевый вариант. Можно применять антифриз, но большая плотность с меньшей теплоотдачей нивелируют достоинства жидкости. Гликолевые составы нужны только при условии, что теплосистема не будет использоваться очень длительное время, антифриз не замерзает, и в отличие от воды не прорывает трубы.

Выбор верхнего или нижнего разлива

Если применяется нижний розлив, то трубопровод прокладывается на уровне напольного покрытия. При формировании однотрубной самотечной схемы нижний розлив считается не теплоэффективным, схема оправдана для трубопроводов с высоким давлением теплоносителя.

Верхний розлив лучше подходит для частных строений. В этом случае горячий поток подается через трубу под потолком, вода вытесняет воздух, который можно стравить краном Маевского. При верхнем розливе можно делать однотрубную схему отопления, теплоэффективность в этом случае поддерживается на оптимальных величинах.

Зная, как сделать циркуляцию воды без насоса, следует внимательно относиться ко всем этапам проектирования и монтажа. Ошибки в работе приводят к переустановке всех элементов, модификации контура или монтажу насоса, а это увеличивает финансовые вложения.

Система отопления с естественной циркуляцией для частного дома: закрытая схема и однотрубная

Система отопления с естественной циркуляцией на сегодняшний день считается самой простой и популярной среди владельцев квартир и одноэтажных частных домов. Очевидным преимуществом является длительный срок службы: при правильной эксплуатации долговечность достигает 40 лет без необходимости ремонта. Кроме того, есть возможность установить ее своими руками, прибегнув к уже существующим схемам.

Какое топливо удобнее?

В случае если в качестве топлива используется газ, то отопление с естественной циркуляцией основано на принципе отбора воздуха из помещения в открытую горелку и отвода продукта сгорания в вентиляционные ходы. В данном случае для котла понадобится помещение от 4м2 с хорошей вентиляцией (окнами и дверью).

Поэтому такая схема не слишком удобна. Намного чаще применяется закрытая или открытая система водяного отопления с естественной циркуляцией, которую можно провести своими руками.

В многоэтажных домах часто используется однотрубная система.  В основном используется схема с замыкающими участками, когда из стояка часть воды идет вверх, часть – вниз, благодаря замыкающему участку, что обеспечивает баланс температур между нижними и верхними этажами. Система работает благодаря разнице в диаметре труб подключения и трубы замыкающего участка (на размер меньше). Двухтрубная система в сравнении с однотрубной – менее компактна и удобна в монтаже.

Недостатки

Во-первых, сокращенный радиус: он составляет не больше 30 м относительно горизонтали. Недостаток вызван такими факторами, как низкое давление циркуляционного типа и медленный старт. Последний обусловлен высокой тепловой ёмкостью жидкости и приведенными силами давления. Второй недостаток — вероятность замерзания воды в расширительном бачке.
Системы отопления с естественной циркуляцией не подходят для площадей более 100 м2: не все пространство будет прогреваться должным образом. Поэтому чаще всего она используется для небольшого одноэтажного дома, дачи.

Схема действия

В состав системы водяного отопления входит котёл (водонагреватель), трубопроводы обратного и подающего типа, а также нагревательное оборудование, расширительный бачок и защитный клапан. Жидкость прогревается до нужной температуры в котле и поднимается в подающий трубопровод и стояки, благодаря расширению.

Оттуда она переходит в нагревательное оборудование – батареи и радиаторы, которым отдаёт часть тепла. Затем обратный трубопровод направляет воду в котёл, где она опять прогревается до заданной температуры. Цикл повторяется, пока система находится в рабочем состоянии.

Важно помнить, что горизонтальные трубы монтируют с уклоном по отношению к движению рабочей среды.

Защитные механизмы

Уклон труб позволяет отводить из системы воздух в сторону расширительного бачка: попадает в атмосферу, не задерживаясь в трубах и не мешая движению воды.

Важна работа защитных механизмов. Так, обратный гравитационный клапан позволяет избежать циркуляции потока воды в неправильном направлении, что очень необходимо двухтрубным и однотрубным системам с верхней разводкой при нескольких контурах.

Использование бака

Расширительный бак выполняет ряд важных функций. Во-первых, создаёт постоянное давление, необходимое для нормальной работы всей системы. Во-вторых, принимает на себя объём воды, увеличивающийся после нагрева. В-третьих, возвращает охлаждённую жидкость в трубопровод.

Процессы в трубопроводах

Процессы в трубах в естественной циркуляции связаны с движением воды. Так, подъём жидкости происходит посредством расширения из-за нагрева и гравитационного давления. Гравитационное давление нужно для преодоления водой трения о трубопровод, которое мешает ее движению. Циркулировать вода начинает благодаря разной плотности холодной и горячей воды: она движется вверх по подающему и вниз по обратному стояку.

Величина гравитационного давления напрямую зависит от возникающих сопротивлений. Чем больше их появляется на пути теплоносителя, тем выше должен быть показатель. Также необходимо предпринять меры, чтобы свести сопротивления к минимуму. Так, трение можно снизить путём применения труб с большим диаметром.

Из законов физики

Предположим, в радиаторах и котле температура жидкости изменяется скачками по центральным осям: верхние части содержат горячую жидкость, а в нижних находится холодная.

Горячая вода отличается меньшей плотностью, что снижает ее вес в сравнении с холодной. В результате система отопления представляет собой два сообщающихся сосуда замкнутых между собой, в которых сверху вниз перемещается жидкость.

Высокий столб, образуемый охладившейся водой с большим весом, по достижению радиаторов выталкивает столб низкий. В результате горячая жидкость подталкивается и возникает циркуляция.

Показатели напора

Для создания циркуляционного напора центры радиаторов ставятся выше центральной части котла. Именно эта высота считается основным фактором напора циркуляции. Уклон труб и «обратки» тоже влияют на данный процесс: благодаря им вода лучше преодолевает сопротивления местного типа.

Увеличение температур

Другой фактор заключается в разнице между плотностью холодной и горячей воды. Отметим следующий факт – отопление с естественной циркуляцией относится к саморегулирующемуся типу. Таким образом, если увеличить температуру нагрева воды, то меняется ее расход и становится выше циркуляционный напор.

Сильный прогрев жидкости в немалой степени способствует более быстрой циркуляции. Но так происходит только в холодном помещении: когда температура воздуха в них достигнет определённой отметки, батареи будут остывать гораздо медленнее.

Плотность, как прогретой в котле, так и уже попавшей в радиаторы воды практически сравняется. Напор снизится, быстрое обращение воды сменится размеренной циркуляцией внутри системы.

Как только температура помещений частного дома вновь опустится до определённого уровня, это послужит сигналом для увеличения напора. Система попытается выровнять температурные условия. Для этого придётся заново запустить процесс быстрой циркуляции. Отсюда и происходит способность к самостоятельной регуляции.

Вкратце правило следующее – одномоментная смена температуры и объёма воды позволяет получить нужную тепловую отдачу от батарей для отопления помещений.

Как результат, поддерживаются комфортные температурные условия.

Куда ставить котёл?

В частном доме, в помещении одноэтажного дома отопительные котлы лучше всего монтировать ниже уровня приборов для прогрева помещений. В квартирах ситуация обстоит несколько иначе. Здесь котлы часто ставятся на одном уровне с радиаторами, что не совсем эффективно. Поэтому монтаж лучше произвести как бы в яму, то есть поставить оборудование на перекрывающие плиты.

Для этого вокруг котла обычно выпиливается пол. «Яму» следует делать, соблюдая правила противопожарной безопасности. Они предполагают разравнивание основания тонкой стяжкой и укладку листов, изготовленных из железа и асбеста. Котёл в «яме» нагоняет лучший циркуляционный напор.

Выбор труб

Сечение труб является одним из решающих факторов для циркуляции: диаметр труб не должен быть максимально большим, но и не должен мешать течение воды. Как правило, для обогрева частного дома необходимо 100 Вт /м2. Тогда для отопления 25 м2 требуется 2500 Вт, т.е. 2,5 кВт. Определенному диаметру трубы соответствует своя тепловая нагрузка. Три основные категории:

  • диаметр в ½ дюйма – тепловой эквивалент 5,5 кВт;
  • диаметр ¾ дюйма – тепловой эквивалент 14,6 кВт;
  • диаметр 1 дюйм – тепловой эквивалент 29,3 кВт.

В данном случае для обогрева одноэтажного дома в 25 м2  нужно использовать самые небольшие трубы диаметром в ½ дюйма. Материалы, из которых изготавливают трубы, могут быть разными: качественная сталь, популярны также трубы из полипропилена.

Циркуляция воды в системе отопления. Системы водяного отопления с естественной и насосной циркуляцией. Схема подключения прибора, отопительного прибора

При создании системы отопления необходимо определиться с типом циркуляции. Он может быть естественным или принудительным (с использованием циркуляционного насоса). У каждой схемы есть свои достоинства и недостатки, которые необходимо учитывать при проектировании и установке системы отопления. Какая схема отопления частного дома с естественной циркуляцией и как работает эта система отопления? Об этом вы узнаете из нашего обзора.

Принцип действия

В целом принцип работы отопления с естественной циркуляцией довольно прост:

  • Котел отопления нагревает теплоноситель;
  • Под действием гидростатического давления охлаждающая жидкость движется по системе и нагревает радиаторы;
  • Охлажденный теплоноситель возвращается в котел.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Теплоноситель в системе отопления течет самотеком, без использования циркуляционного насоса. Таким образом, система проста в установке и дешева в обслуживании . Нагревательная вода в котле (чаще всего выступает в роли теплоносителя) движется вверх от котла по напорной трубе — это происходит за счет изменения ее плотности и объема. Снизу ее выталкивает холодная вода.

Поднимаясь по трубе, теплоноситель попадает в горизонтальные разводы, откуда попадает в аккумуляторы.По мере движения он постепенно отдает тепло самим трубам и батареям. Охлажденная вода становится более плотной, поэтому имеет свойство стекать вниз. Затем попадает в котел, выталкивая из него уже нагретый теплоноситель. Таким образом достигается естественная циркуляция, не требующая использования насоса.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией включает в себя следующие элементы:

  • Котел;
  • Трубы горизонтальные и вертикальные;
  • Батареи отопительные;
  • Расширительный бак.

Здесь мы видим предельную простоту всей системы, что снижает нагрузку на ее обслуживание.

В системах водяного и парового отопления закрытого типа имеются дополнительные элементы — это паропускной клапан и предохранительный клапан.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя в двухэтажных домах.

Системы отопления с естественной циркуляцией чаще всего монтируют в частных домах. Максимальная высота зданий не более двух этажей.Только в этом случае можно рассчитывать на нормальную работу отопления. Также необходимо учитывать некоторые другие ограничения, о которых пойдет речь в нашем обзоре.

Преимущества и недостатки

Описывая отопление с естественной циркуляцией, невозможно пройти мимо описания основных преимуществ и недостатков. Начнем, как обычно, с положительных моментов.

Достоинств естественного обращения:

  • Отсутствие дорогостоящего циркуляционного насоса, что удешевляет отопительную систему;
  • Без лишнего шума — несмотря на низкий уровень шума, циркуляционные насосы издают тихий гул.Днем его практически не слышно из-за шума вокруг. Ночью становится слышно его гудение, что доставляет некоторым людям дискомфорт — даже снижение скорости вращения не помогает. В определенные моменты в доме гул может усиливаться;
  • Дополнительные расходы при выходе из строя насоса — хорошие насосы довольно дороги;
  • Минимум поломок — кроме котла отопления тут просто ломать нечего. А протечки при правильном монтаже настолько редки, что их легко устранить своими руками;
  • Нет затрат на электроэнергию — насос вызывает дополнительные затраты на электроэнергию;
  • Энергонезависимость системы отопления — ее можно установить в доме без электрификации (при условии использования энергонезависимого отопительного котла).

Недостатки:

  • Отапливать многоэтажные дома нельзя — так как система отопления будет очень большой, а давление в ней очень слабое, циркуляции теплоносителя не будет. Следовательно, для отопления больших зданий необходима принудительная циркуляция теплоносителя с помощью циркуляционного насоса. Это касается и отопления 2-х этажных частных домов больших размеров;
  • Ограниченная длина системы отопления — максимальная длина горизонтальных участков не должна превышать 30 метров.В противном случае естественная циркуляция будет невозможна. Следовательно, опять же, необходим циркуляционный насос;
  • Необходимость соблюдения уклонов труб — они хоть и небольшие, но иногда заметны. Если бы в доме была система отопления с принудительной циркуляцией, уклоны не понадобились бы;
  • Длительный прогрев больших домов — из-за слабого давления тепло на начальном этапе с трудом распространяется. Но после прогрева системы ситуация улучшается, нагрев становится равномерным.

Безусловно, большинство недостатков связано с невозможностью отапливать большие дома. Если ваше домовладение отличается небольшой площадью, то недостатками можно пренебречь.

Особенности установки

В системах отопления с естественной циркуляцией необходимо соблюдать уклон трубы, а расширительный бак должен располагаться в самой высокой точке.

Если посмотреть на простейшую схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то отметим необходимость соблюдения правил кладки.Труба с выходящим из котла горячим теплоносителем всегда идет до потолка. Здесь в самой высокой точке находится расширительный бачок (с отводом лишней воды). Его наличие строго необходимо, так как нагретый теплоноситель всегда расширяется в объеме. Емкость бака 20-30 литров.

После подъема теплоноситель направляется в горизонтальные участки. И здесь нужно соблюдать определенный угол наклона. То есть труба с горячим теплоносителем монтируется с уклоном сверху вниз, по мере удаления от верхней точки.Это обеспечивает более эффективную циркуляцию воды. То же касается и обратных участков — здесь угол должен быть таким, чтобы теплоноситель стекал из самой дальней точки к котлу сверху вниз (делается уклон в сторону котла).

Обязательно следуйте наклонам, так как это поможет снизить гидравлическое сопротивление, препятствующее нормальному течению охлаждающей жидкости. Оптимальный уклон от 5 до 10 мм на метр трубы.

Система отопления с естественной циркуляцией может быть однотрубной или двухтрубной:

  • При установке однотрубной системы теплоноситель протекает последовательно через все радиаторы и возвращается практически напрямую через возвратный водопровод;
  • Двухтрубная система включает создание отдельных выводов для каждой батареи и отдельных выводов в нижнюю трубку.

Использование двухтрубной системы позволяет рассчитывать на более равномерный обогрев здания. Также нужно обратить внимание на то, что длина всей системы по горизонтали не должна превышать 30 метров, а обратная труба должна идти параллельно горячей трубе.

Однотрубные системы ориентированы на отопление зданий небольшой площади. Если в вашем доме 2–3 комнаты, рекомендуется смонтировать двухтрубную систему.

В случае самостоятельной установки отопления с естественной циркуляцией следует учитывать изгибы, влияющие на гидравлическое сопротивление. Очень желательно, чтобы трубы проходили прямо через помещения без лишних изгибов. Также нежелательно использовать вентили и краны, использовать трубы небольшого диаметра — для таких систем желательно приобретать нормальные металлические трубы подходящего размера. Если диаметр небольшой, он будет противостоять и без того слабому давлению теплоносителя.

В заключение расскажем еще об одной особенности расположения элементов системы отопления с естественной циркуляцией. Дело в том, что котел отопления должен располагаться ниже любого другого оборудования (здесь имеются в виду батареи и радиаторы).Поэтому для этих целей напольные котлы. Оптимальное размещение в котельной с более низкими этажами, чем во всем доме. Это улучшает прохождение теплоносителя по системе отопления. Соблюдая описанные выше правила, вы построите отличную систему отопления с высоким КПД.

Несмотря на «пророчества» большинства теплотехников 70-х годов прошлого века, системы отопления, в которых теплоноситель движется самотеком (самотеком), успешно применяются и в XXI веке.Почему имеет место этот факт, какие силы заставляют теплоноситель перемещаться по контуру, нужно знать для создания такой системы отопления (СО) и будет темой нашей публикации.

Механизм естественного движения теплоносителя

Прежде всего, разберемся, почему гравитационные СО так популярны в нашей стране. На то есть две основные причины:

  1. Система водяного отопления с естественной циркуляцией энергонезависима, и в нашей стране (да и в большинстве стран СНГ) есть районы, в которых перепады электроснабжения являются нормой.
  2. Отсутствие помпы, сложного электронного оборудования достаточно дешево снижает сметную стоимость системы отопления, что является важным фактором для многих застройщиков.

Действительно, принцип работы этого СО не требует механизмов, заставляющих теплоноситель двигаться по трубам. Он основан на физическом принципе расширения жидкостей при нагревании. Система работает просто: вода нагревается в теплообменнике котла. Расширяясь, он поднимается по стояку и затем начинает самотеком двигаться по подающему трубопроводу, установленному на склоне.Из магистральной трубы вода поступает в радиатор, проходит его изгибы и возвращается в обратную магистральную трубу, которая также монтируется на откосе, но уже в котел.

Естественная циркуляция воды в системе отопления обеспечивается расширением горячего теплоносителя и правильной установкой отопительного контура

На рисунке представлена ​​простейшая схема гравитационного обогрева, состоящая из:

  • Котельная установка, которая может быть газовой, электрической, жидко- или твердотопливной.
  • Контур. Магистральную трубу рекомендуется использовать большого диаметра (например, 1 дюйм с четвертью) и отводить к нагревателям диаметром не менее дюйма. Чем больше диаметр — тем меньше сопротивление движению теплоносителя.

Важно! Больший диаметр трубопровода подразумевает больший объем теплоносителя. Чем его больше, тем медленнее нагревается контур! Поэтому перед созданием гравитационного СО необходимо рассчитать диаметр трубы на каждом участке контура.

  • Радиаторы. Их может быть в системе до 10 шт. Важно правильно выбрать количество секций, материал и схему их включения в схему.
  • Расширительный бачок, служащий для компенсации теплового расширения теплоносителя и удаления воздушных пробок.

Чаще всего используются резервуары открытого типа (атмосферные) в СО с естественной циркуляцией. Существуют схемы, в которых используются устройства закрытого типа (мембранные), что и определяет название — закрытые системы отопления с естественной циркуляцией.Сначала при избыточном давлении в канализацию сливается лишняя вода из контура; во-вторых, тепловое расширение теплоносителя компенсируется мембраной.

В дополнение к перечисленному оборудованию в этом СО используются запорные шаровые краны, которые используются для замены нагревательных приборов без вывода системы из строя.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о недостатках данного РМ:

  • Множество нюансов при установке: наклон, эффективная схема подключения АКБ и т. Д.
  • Сложная балансировка.
  • Сравнительно небольшая длина контура (до 30 м.)
  • Не самый привлекательный внешний вид. Конструкция предполагает прокладку подающей трубы на стене вверху помещения, а обратную — внизу.

Совет: можно разместить подачу на чердаке, а обратную трубу под полом, но тогда котел нужно опустить ниже последнего радиатора и принять все меры для тщательной изоляции контура.

Популярные гравитационные схемы

Как отмечалось выше, простейшие гравитационные системы отопления неэффективны и сложны в настройке.Именно поэтому в неизменном виде они практически не используются. В середине прошлого века модернизированная схема получила широкое распространение. естественное отопление — «Ленинградка».

Модернизация коснулась способов подключения аккумуляторов к схеме. Кроме того, в этой схеме появились перемычки под радиаторами (байпасами). Существуют гравитационные схемы СО с горизонтальным и вертикальным расположением контура, одно- и двухтрубные с различными вариантами подключения радиаторов.

Кроме того, существуют различные способы прокладки линии: а) тупиковая и б) с попутным движением теплоносителя.

На эффективность отопления также влияет способ подключения радиаторов, особенно в однотрубной системе отопления с естественной циркуляцией.

Как видно из рисунка, наиболее эффективным способом является диагональное подключение радиаторов.

Тонкости выбора оборудования

Выбор наиболее подходящей гравитационной схемы, расчеты и подбор оборудования следует доверить профессионалам. Многие застройщики, выбравшие для обогрева дома бескапельный СО, предпочитают самостоятельно выбирать оборудование, не переплачивая дорогостоящим специалистам.

  1. Выбор котла. Как уже было сказано выше, котел для гравитационных систем отопления может быть практически любого типа. Единственное, с естественной циркуляцией нельзя создать многоконтурную схему. Что касается топлива — выбирайте завод, который работает на самом доступном для вашего региона топливе. Установочная мощность рассчитывается исходя из теплопотерь каждого отапливаемого помещения.
  2. Материал трубопровода. В принципе можно использовать сталь, медь и современный полипропилен. Единственное, что нужно знать: теплоноситель твердотопливных котлов нагревается до температур, при которых не может быть и речи только о полипропилене — только сталь или медь.

Совет: контур стальных труб требует сложной сварки; медь — довольно дорогой материал; полипропилен теряет форму при температуре более 80 ° С. Для создания естественного обогрева рекомендуем использовать армированный полипропилен, который стоит недорого, имеет небольшую массу, прост в сборке и не теряет форму.

  1. Выбор диаметра трубопровода — довольно сложный процесс, требующий знаний и сложных расчетов.Если вы решили самостоятельно рассчитать необходимый диаметр контура, то воспользуйтесь специальным программным обеспечением или таблицами подбора, которые можно найти в теплотехнической литературе.
  2. Вместимость расширительного бачка зависит от количества охлаждающей жидкости и коэффициента расширения охлаждающей жидкости. Скажем так, для нагрева воды вам понадобится бак емкостью 10% от количества воды в системе.

И последнее: для создания эффективной системы отопления с естественной циркуляцией обратитесь к профессионалам.Грамотно созданное и настроенное отопление прослужит вам десятилетия без вашего вмешательства.

Водяной нагрев — это метод обогрева помещения с помощью теплоносителя (воды или антифриза на водной основе). Передача тепла в помещения осуществляется с помощью отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, трубные регистры и т. Д.).

В отличие от парового отопления вода находится в жидком состоянии, что означает более низкую температуру. Тем самым безопаснее нагревать воду.Радиаторы водяного отопления имеют большие габариты, чем паровые. Кроме того, когда тепло передается с помощью воды на большое расстояние, температура резко падает. Поэтому часто делают комбинированную систему отопления: из котельной с помощью пара тепло поступает в здание, где в теплообменнике нагревает воду, которая уже поступает на радиаторы.

В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды просты и относительно надежны, но имеют низкий КПД (зависит от правильной конструкции системы).

Недостатком водяного отопления также являются воздушные пробки, которые могут образовываться после слива воды при ремонте отопления и после похолоданий, когда температура в котельных повышается и часть растворенного в ней воздуха освободился от него. Для борьбы с ними устанавливаются специальные выпускные клапаны. Перед началом отопительного сезона эти клапаны выпускают воздух из-за чрезмерного давления воды.

Системы отопления различаются по многим параметрам, например: — по способу подключения — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной разводкой; — по конструкции стояков — однотрубные и двухтрубные;

По ходу теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковый и проходной; — на гидравлических режимах — с постоянным и переменным гидравлическим режимом; — по атмосфере — открытые и закрытые.

2. Системы отопления с естественной циркуляцией воды

Это одна из самых простых и распространенных систем отопления для небольших домов и квартир с индивидуальным отоплением. Недостатки систем отопления с естественной циркуляцией воды: — небольшой радиус действия (до 30 м по горизонтали), что является следствием небольшого циркуляционного давления; — отложенное включение из-за высокой теплоемкости воды и низкого естественного циркуляционного давления; — повышенный риск замерзания воды в расширительном баке, если он установлен в неотапливаемом помещении.

Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией состоит из котла (водонагревателя), подающего и обратного трубопроводов, отопительных приборов и расширительного бака. Вода, нагретая в котле, проходит по подающей трубе и стоякам в нагреватели, отдает им часть своего тепла, затем возвращается в котел по обратной трубе, где повторно нагревается до необходимой температуры, и затем цикл повторяется.

Рис. 1.

Все горизонтальные трубопроводы системы выполнены с уклоном в сторону движения воды: нагретая вода, поднимаясь по стояку за счет теплового расширения и выдавливая более холодную воду, обратный трубопровод, самотеком растекается по горизонтальным выходам, а охлажденная вода также самотеком поступает обратно в котел.Наклоны трубопроводов способствуют удалению пузырьков воздуха из патрубков в расширительный бак: газ легче воды, поэтому стремится вверх, а наклонные участки трубопроводов помогают ему никуда не задерживаться и попадать в расширитель, а затем в атмосферу. Расширительный бак создает в системе постоянное давление, при нагревании получает увеличение объема воды, а при охлаждении возвращает воду в трубопровод.

Вода в системе отопления поднимается за счет расширения при нагревании и под действием гравитационного давления движение (циркуляция) возникает из-за разницы в плотности нагретой (поднимающейся по подающему стояку) и охлажденной воды (опускающейся в обратном направлении) .Гравитационное давление расходуется на движение теплоносителя и преодоление сопротивления в сети трубопроводов. Эти сопротивления вызваны трением воды о стенки трубы, а также наличием в системе местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся: ответвления и повороты трубопроводов, сами арматура и отопительные приборы. Чем больше сопротивление возникает в трубопроводе, тем больше должно быть гравитационное давление. Для уменьшения трения используются трубы большего диаметра.

Напор циркуляции Pц = h (ρ-ρg) зависит (рис.1): — разница высот между центром котла и центром нижнего нагревателя h, чем больше разница высот между центрами котла и устройства, тем лучше будет циркуляция теплоносителя; — от плотности горячей воды ρg и охлажденной воды ρо.

Как появляется давление циркуляции? Представьте себе, что в котле и радиаторах отопления резко меняется температура теплоносителя по центральным осям этих устройств, что, кстати, недалеко от истины.То есть в верхней части котла и радиаторов находится горячая вода, а в нижней — охлажденная. Горячая вода имеет меньшую плотность и, следовательно, меньший вес, чем охлажденная вода. Мысленно отрежьте верхнюю часть отопительного контура (рис. 2) и оставьте только нижнюю часть. А что мы видим? А то, что мы имеем дело с двумя взаимосвязанными сосудами, нам хорошо известно из школьной физики. Верх одного сосуда находится над верхом другого; вода под действием силы тяжести стремится перейти из верхнего сосуда в нижний.Отопительный контур представляет собой замкнутую систему, вода в нем не выливается, как в сообщающихся сосудах, а имеет свойство «успокаиваться» (занимать один уровень). Таким образом, высокий столб охлажденной тяжелой воды после радиаторов постоянно выталкивает низкий столб воды перед котлом и выталкивает горячую воду, то есть происходит естественная циркуляция. Другими словами, чем выше центр радиаторов относительно центра котла, тем выше давление циркуляции. Высота установки — это первый показатель давления.Наклоны подающих трубопроводов к радиаторам и обратного трубопровода от радиаторов к котлу только способствуют этому процессу, помогая воде преодолевать местное сопротивление в трубах.

Рис. 2

Поэтому в частных домах котел лучше всего размещать под отопительными приборами, например, в подвале. Второй показатель, от которого зависит давление циркуляции, — это разница плотностей охлажденной и горячей воды.Системы с естественной циркуляцией теплоносителя являются саморегулирующимися системами. При проведении качественного регулирования, то есть при изменении температуры воды, количественные изменения происходят самопроизвольно — изменяется расход воды. Из-за изменения плотности горячей воды увеличится (уменьшится) естественное циркуляционное давление и, как следствие, количество циркулирующей воды. То есть, когда на улице холодно, и в доме становится холоднее и включая котел на полную мощность, мы увеличиваем нагрев воды, заметно снижая ее плотность.Попадая к отопительным приборам, вода отдает тепло охлажденному воздуху в помещении, при этом ее плотность увеличивается. Глядя на часть формулы, стоящую в скобках, мы видим, что чем больше разница между плотностями охлажденной и горячей воды, тем больше давление циркуляции. Следовательно, чем больше нагревается вода в бойлере и чем больше она охлаждается в радиаторе, тем быстрее она циркулирует по системе отопления, и это происходит до тех пор, пока воздух в помещении не нагреется.После этого вода в радиаторах начинает остывать медленнее, ее плотность уже не сильно отличается от плотности воды, вышедшей из котла, и давление циркуляции начинает постепенно снижаться. Но как только температура в помещении начинает снижаться, давление циркуляции начинает расти, и скорость циркуляции воды в трубах увеличивается, принося больше тепла радиаторам и повышая температуру воздуха. Так система саморегулируется — одновременное изменение температуры и количества воды обеспечивает необходимую теплопередачу от нагревателей для поддержания температуры в помещениях.

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией бывают двухтрубными с верхней и нижней разводкой, а также однотрубными с верхней разводкой.

2.1. Двухтрубные системы отопления с верхней разводкой

Вода из котла поднимается по подающей трубе и затем по стоякам и трубам течет к отопительным приборам (рис. 3-5). Горизонтальные линии прокладываются с уклоном. Из водонагревателей по обратным трубам и стоякам вода поступает в обратный трубопровод и из него в котел.

Рис.3

Рис. Четыре. : 1 — котел; 2 — основной стояк; 3 — подающая магистраль; 4 — горячие стояки; 5 — стояки обратные; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бачок

Каждый нагреватель данной системы отопления (рис. 4) обслуживается двумя трубопроводами — подающим и обратным, поэтому данная система называется двухтрубной. Вода в систему подается из водопровода, а если нет, то вода заливается вручную через отверстие расширительного бачка. Лучше подавать отопительную систему из водопровода в обратную линию, так как холодная вода из водопровода будет смешиваться с обратным трубопроводом относительно горячей воды и увеличивать ее плотность, увеличивая циркуляционное давление во время подачи.

Отопительные системы с естественной циркуляцией бывают одно- и двухконтурными (рис. 5). В одноконтурных системах котел устанавливается в начале контура, а справа или слева от него делают трубопроводы, опоясывающие весь дом или квартиру по периметру, а длина горизонтального кольца не должна превышать 30 м ( желательно до 20 м). Чем длиннее кольцо, тем больше в нем гидравлическое сопротивление (силы трения внутри трубы). В двухконтурных системах котел размещается по центру, а разводка труб (контуры колец) по обе стороны от котла, общая длина труб по горизонтали не должна превышать 30 м (желательно до 20 м. ).Чтобы получить гидравлически сбалансированную систему, длины колец двухконтурной системы и количество секций радиатора необходимо сделать примерно одинаковыми.

В зависимости от направления движения теплоносителя в магистральных трубопроводах системы отопления могут быть тупиковые и с попутным движением воды.

Рис. Пять.

В тупиковых системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению охлажденной воды в обратной.В этой схеме длина циркуляционных колец не одинакова; чем дальше от котла расположен ТЭН, тем больше длина циркуляционного кольца.

В тупиковых системах трудно добиться такого же сопротивления в коротких и более удаленных циркуляционных кольцах, поэтому нагреватели, расположенные рядом с основным стояком, будут нагреваться намного лучше, чем удаленные. А при невысокой тепловой нагрузке ближайших к главному стояку циркуляционных колец их гидравлическое соединение становится еще более затруднительным.

В системах отопления с соответствующим движением воды все циркуляционные кольца имеют определенную длину, поэтому стояки и нагреватели работают в одинаковых условиях. В таких системах независимо от расположения ТЭНа по горизонтали относительно основного стояка их нагрев будет одинаковым. Однако системы отопления с попутным движением воды используются ограниченно, так как часто при проектировании реальных систем отопления с учетом планировки дома оказывается, что при установке потребуется больше труб, чем для тупиковых систем.Поэтому такие системы используются в тех случаях, когда стыковка циркуляционных колец между собой в тупиковой системе невозможна.

В целях расширения применения тупиковых систем сокращают длину магистралей и вместо одного контура большой длины делают два или несколько коротких замыканий. В таких случаях обеспечивается лучшая горизонтальная регулировка системы. Балансировка (гидравлическое выравнивание) нагревательных колец контура начинается на этапе проектирования системы отопления.Чтобы оно работало равномерно, все кольца контура должны иметь примерно одинаковое гидравлическое сопротивление, то есть кольцо, расположенное рядом с основным стояком, должно иметь почти такое же сопротивление, как и кольцо, удаленное от основного стояка, а сумма гидравлические сопротивления всех колец не должны превышать величину циркуляционного напора. Иначе циркуляции теплоносителя в системе может не быть.

2.2. Двухтрубные системы отопления снизу

Рис.6

Отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывается снизу рядом с реверсом (рис. 6), а вода по подающим стоякам движется снизу вверх. Пройдя через отопительные приборы, вода по обратному трубопроводу и стоякам попадает в обратный трубопровод и из него в котел. Удаление воздуха из системы осуществляется с помощью воздухоотводчиков (кранов Маевского), установленных на всех отопительных приборах, либо с помощью автоматических воздухоотводчиков, установленных на стояках или специальных воздуховодах.Системы отопления с нижней разводкой, как и с верхней, могут быть выполнены с одним или несколькими контурами, с тупиковым и последующим движением теплоносителя (рис. 7) в подающей и обратной магистралях.

Рис. 7

Системы с нижней разводкой и естественной циркуляцией теплоносителя используются крайне редко из-за большого количества выпускных радиаторов, требующих установки вентиляционных отверстий. А поскольку в этих системах имеются расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой и всасывающие воздух в циркуляционное кольцо, процедура стравливания воздуха из радиаторов становится практически еженедельной.Для устранения этого недостатка трубопроводы горячего водоснабжения замкнуты так называемыми воздуховодами, которые собирают воздух и выводят его в расширительный бак над стоящей в нем водой (рис. 8-9).

Рис. Восемь.

Рис. 9.: 1 — котел; 2 — воздуховод; 3 — нижняя проводка; 4 — подающие стояки; 5 — стояки обратные; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бак

Такие системы используются еще реже, так как они напоминают системы с воздушной разводкой и требуют почти такого же количества труб.В общем, теряется преимущество их использования: стояки трубы пронизывают помещения от пола до потолка, а вся точка нижней разводки системы отопления заключалась в том, что с ее помощью в комнатах (по крайней мере, на верхнем этаже) пропали стояки. .

2.3. Однотрубные системы отопления с естественной циркуляцией

Рис. 10. Однотрубная система отопления с верхним распределением и естественной циркуляцией воды (вверху) и конструкция радиаторных агрегатов (внизу)

Однотрубные системы с естественной циркуляцией теплоносителя: производится только с верхней разводкой подающего трубопровода, в которой отсутствуют обратные стояки (рис.10). По сравнению с двухтрубными системами, однотрубные системы проще в установке, для их строительства требуется меньше труб и они выглядят красивее.

Однотрубные системы отопления делятся на два типа.

По одной схеме — проточная, подводящий стояк как таковой отсутствует, а радиаторы на высоте дома последовательно подключаются друг к другу. Подача горячей воды последовательно, сверху вниз, проходит через все радиаторы, начиная сверху, и поступает в охлаждаемые радиаторы нижних этажей.Поэтому на верхних этажах жарко, а на нижних — холодно. Чтобы хоть как-то сбалансировать отопительный контур, на нижних этажах устанавливают радиаторы с большим количеством секций. В проточной системе установка регулирующих клапанов невозможна, так как при уменьшении или перекрытии крана на том или ином радиаторе частично или полностью перекрывается весь стояк.

По такой схеме невозможно регулировать температуру воздуха в помещениях. Если дом двухэтажный, невозможно запустить систему отопления только на одном этаже.Проточные схемы отопления были очень популярны в середине ХХ века, когда главной целью была экономия труб. В настоящее время практически не используется.

С другой схемой с замыкающими секциями (байпасами), показанной на рис. 11, часть воды из стояка попадает в верхние радиаторы, а остальная вода направляется по стояку в расположенные ниже радиаторы. Вода в такой системе охлаждается немного меньше, а значит разница между температурами на верхнем и нижнем этажах меньше.По сути, это усовершенствованный проточный контур, в котором замыкающий участок — байпас — выполнен между патрубками подключения радиатора.

Рис. Одиннадцать.

Диаметр патрубка замыкающего участка сделать на размер меньше диаметра патрубка, соединяющего радиатор. В результате теплоноситель, идущий сверху, разделяется на два потока: одна часть поступает в радиатор, другая по байпасу — в нижние радиаторы. Если диаметр байпаса сделать таким же, как у патрубков для подключения радиатора, то охлаждающая жидкость в радиаторе перестанет циркулировать, так как гидравлическое сопротивление в радиаторе будет больше, чем в байпасе.Ведь вода всегда течет там, где меньше гидравлическое сопротивление.

При установке байпаса диаметром, равным диаметрам патрубков подключения радиатора для балансировки системы отопления, количество поступающей в устройство воды регулируется клапанами, которые устанавливаются на патрубке подключения и байпасе. Таким образом, закрыв (открыв) краны на подающем патрубке подключения радиаторов или байпаса, можно регулировать подачу теплоносителя к радиатору или стояку. Например, можно полностью выключить радиатор и перенаправить весь теплоноситель в байпас, а затем в нижние радиаторы на стояке или, наоборот, закрыть байпас и направить весь тепловой поток на радиатор.

Рис. 12.

В современных системах отопления два клапана, установленные на подающем трубопроводе и байпасе, заменяются одним, называемым трехходовым клапаном. В зависимости от положения закрывающейся заслонки трехходовой клапан одновременно открывает путь теплоносителю к радиатору и закрывает впуск в байпас или, наоборот, закрывает байпас и открывает путь к радиатору. Такие краны могут комплектоваться электроприводом, подключенным к специальному устройству — контроллеру.Контроллер измеряет температуру воздуха в помещении или температуру охлаждающей жидкости и выдает команду трехходовому клапану, который увеличивает или уменьшает поток охлаждающей жидкости к радиатору и сбрасывает остальную охлаждающую жидкость в байпас.

Как и в системах с двухтрубной разводкой, в однотрубной может обеспечить тупиковое и связанное с этим движение теплоносителя в обратной магистрали. При попутном движении все кольца отопительного контура становятся одинаковой длины, и система может быть сбалансирована.В случае тупикового движения уравновесить температуру теплоносителя очень сложно, так как дисбаланс идет не только по длине колец, но и по высоте стояков, что отличается от двухтрубных систем, где дисбаланс температуры было только вокруг колец.

3. Системы водяного отопления с насосной циркуляцией

В системе отопления с принудительной (насосной) циркуляцией используются те же схемы подключения, что и в системе отопления с естественной циркуляцией, но из-за несоблюдения всех уклонов или уклона слишком большой длины магистрали подключается циркуляционный насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию теплоносителя в замкнутой системе отопления (рис.13-9-15).

Рис. 13.: 1 — котел; 2 — основной стояк; 3 — подающая магистраль; 4 — подающий стояк; 5 — радиатор; 6 — стояк обратный; 7 — обратная линия; 8 — циркуляционный насос; 9 — кран двойной регулировки; 10 — расширительный патрубок; 11 — расширительный бачок; 12 — переливной патрубок; 13 — коллектор воздуха

Рис. 14. Насос подключается к обратной магистрали, что способствует более длительной работе системы отопления в целом.

В системе отопления, показанной на рис.15, все радиаторы на каждом этаже подключены к общей линии. Его преимущества — простота монтажа, меньший расход труб и отсутствие стояков на каждом радиаторе, а недостатком — образование воздушных пробок из-за наличия параллельных трубопроводов (устраняется установкой клапанов для выпуска воздуха).

Рис. 15.: 1 — котел; 2 — основной стояк; 3 — расширительный бачок; 4 — расширительный патрубок; 5 — циркуляционный насос

Использование циркуляционного насоса позволяет дольше использовать автомобильные дороги, что очень важно при отоплении многоэтажных домов.Единственный недостаток использования циркуляционного насоса — это необходимость бесперебойного электроснабжения.

Поддержание заданной температуры в помещении, отапливаемом системой водяного отопления, возможно несколькими способами: изменяя температуру, расход теплоносителя через радиатор, и то и другое одновременно. Температура охлаждающей жидкости, поступающей в радиаторы, обычно регулируется централизованно в тепловом пункте. Для индивидуальной регулировки температуры в помещении радиаторы оснащаются регулирующими клапанами (ручная регулировка) или термостатами (автоматическая регулировка).

Индивидуальная регулировка возможна как для двухтрубной, так и для однотрубной системы, в последнем случае необходимо установить байпас перед смесителем или термостатом.

4. Электросхемы отопительных приборов

Рис. Шестнадцатое. Некоторые схемы подключения водонагревателей

Рис.17

Рис.18

Система горячего водоснабжения — обзор

E Hot Water vs Steam District Системы отопления

Здесь важно обсудить преимущества централизованного теплоснабжения с горячей водой, используемого в Европе, по сравнению с нынешними паровыми системами США.У системы централизованного теплоснабжения есть два основных преимущества: улучшенное управление системой (включая выравнивание нагрузки) и повышенная топливная эффективность (для комбинированного производства тепла и электроэнергии).

Регулирование количества тепла, которое достигает потребителя в системе горячего водоснабжения, достигается за счет регулирования расхода и температуры. Эти два параметра регулярно контролируются и регулируются на центральной теплоцентрали в ответ на потребность потребителя в тепле (в зависимости от температуры окружающей среды) и электрическую нагрузку.Система горячего водоснабжения обеспечивает большую гибкость при согласовании электрической нагрузки с генерирующей мощностью. Тепловая энергия может храниться в резервуарах для горячей воды в периоды высокого потребления электроэнергии и отводиться в периоды низкого потребления. Система с такими возможностями может выравнивать потребность системы в тепле, непрерывно отслеживая электрическую нагрузку (Muir, 1973,1975).

Чтобы проиллюстрировать экономию топлива, достижимую при использовании системы распределения горячей воды, а не паровой, были выполнены расчеты для систем, показанных на рис.10 и 11. Система комбинированного производства тепла и электроэнергии с использованием горячего водоснабжения схематически представлена ​​на рис. 10. На рисунке 11 представлена ​​наша модель паровой системы производства тепла и электроэнергии. Расчетные данные для двух моделей приведены в таблице II. Каждая система поставляет 1 000 000 БТЕ полезной тепловой энергии и 110,02 кВт · ч электроэнергии. Столбец 1 в Таблице II показывает, что паровой системе требуется на 24% больше топлива для обеспечения тех же требований к мощности, что и для системы горячего водоснабжения.

Фиг.10. Схема водяной системы для сравнения водяной и паровой систем (см. Рис. 11).

Рис. 11. Схема паровой системы для сравнения водяных и паровых систем, (а) Паровая система с противодавлением, (б) Нагрев питательной воды для (а). (c) Условная единица для дополнения (a) и (b).

ТАБЛИЦА II. Сравнение водяных и паровых систем

Количество (фунты)

9045Теплосодержание (тыс. Британских тепловых единиц)

Кол-во (фунты)

Давление [фунт / кв. Дюйм (абс.)]

Теплосодержание (тыс. Британских тепловых единиц)

Количество (фунты) Давление [фунт / кв. Дюйм (абс.)]

d.

Температура (° F) 9045 Теплосодержание (тыс. Британских тепловых единиц)

Теплосодержание (тыс. Британских тепловых единиц)

Местоположение 1 2 3 4 5 6 7 8 ​​ 9 10

И.Водная система
a. Субстанция a F S S W H H H E 1080 1080 1080
c.Давление, фунт / кв. Дюйм (абсолютное) 1500 17,2 17,2
Температура (° F) 1000 220 220
e. Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1142 188 1654 1609 1234 203 1031 31 1000 1000 110,02 Электроэнергия (кВт · ч)
IIA Паровая система
a.Вещество a F S S W S S W H E 905 905 905 90 815 815
1500 200 200 200
Температура (° F) 1000 549 220 549 549 100 e.

Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1295 188 1295 1295 68 1387 1349 1172 170 117 1055 55 1000 51.66
г. Электроэнергия (кВт · ч)
II Подогрев корма для IIA
a. Substancea a F W S S W W E

905 161 161 161 905
1500 17,2
50 1000 220 220 220
e.Энтальпия (БТЕ / фунт) 18 1490 1142 188 188

247 16 240 184 30 170 90,434 Электроэнергия (кВт · ч) 16.40
IIC. Обычная единица для дополнения IIA и IIB
a. Вещество a F

420 г

Электроэнергия 41.96
IIB, всего для II, и IIA

1000 110.02

Используемая здесь модель системы горячего водоснабжения представляет собой прямое применение технологии к схеме турбины с противодавлением (см. графы 1–11, относящиеся к рис.10 под Водная система , Таблица II). Модель паровой системы, однако, усложняется необходимостью подогрева питательной воды (конденсат не возвращается в парогенераторную теплоэлектростанцию), а также необходимостью дополнительной выработки электроэнергии для соответствия производительности системы горячего водоснабжения. (Эта разница в выходной мощности компенсируется обычной электростанцией конденсационного типа.) Таким образом, рис. 11 состоит из следующего:

(a)

Простая паровая система с противодавлением, которая подает 1 000 000 британских тепловых единиц. полезное тепло для системы распределения при выработке электроэнергии (но значительно меньшей мощности, чем система горячего водоснабжения, поставляющая такое же количество тепла) (IIA в таблице II).

(b)

Паровая система с противодавлением, которая поставляет тепло для питательной воды котла, производя при этом небольшое количество электроэнергии. (На паровой теплоэлектроцентрали это производство пара и электроэнергии будет интегрировано с системой (а). Здесь они разделены, чтобы продемонстрировать потребности в топливе для подогрева питательной воды, которые связаны с паровой системой, которая не включая возврат конденсата) (IIB в таблице II).

(c)

Обычная конденсационная электростанция, которая поставляет электроэнергию, необходимую для согласования производительности паровой системы с более высокой электрической мощностью системы горячего водоснабжения (IIC в таблице II).

Данные, связанные с каждым компонентом этой модели паровой системы, отображаются в таблице II под соответствующими номерами столбцов (которые относятся к схемам на рис. 11). Обобщая схему нумерации Таблицы II, имеем:

1.

Подача топлива в котел.

2.

Ввод воды в подпитку питательной воды котла

3.

Пар с выхода котла.

4.

Пар, выпущенный из турбины противодавления.

5.

Питательная вода котла.

6.

Подпитка питательной воды котла.

7.

Потери тепла в распределительной системе централизованного теплоснабжения.

8.

Тепловая нагрузка в систему отопления потребителя.

9.

Конденсат сбрасывается в канализацию.

10.

Тепло, используемое в тепловой системе потребителя.

11.

Выработанная электрическая энергия.

В расчетах таблицы II использовался КПД котла 85%. Коэффициент полезного действия турбины по отношению к электроэнергии был принят равным 80% от максимума, теоретически достижимого при расширении до указанного давления, с остальным теплом, возникающим в выхлопном паре. Для простоты расчета предполагался только одноступенчатый нагрев питательной воды, нагрев горячей воды в системе I предполагался одноступенчатым, а требования к вспомогательной энергии не учитывались.

Можно отметить, что в приведенном выше примере водяная и паровая системы приведены к равным выходам для целей сравнения путем добавления выработки электроэнергии в традиционной системе (IIC). Это означает, что тепловая нагрузка ограничена по размеру и что электрическая нагрузка никогда не будет ограничена. Это всегда будет иметь место при подключении к сети достаточной мощности. Для изолированных систем (без подключения к сети) большее количество топлива, используемого паровой системой, составляет всего около 10%.

Основными причинами более высокого расхода топлива для паровой системы являются (1) необходимость вырабатывать больше электроэнергии в обычных установках, (2) более высокие потери при распределении (10% по сравнению с 3%) и (3) потеря тепла. заказчиком в конденсате.

У системы горячего водоснабжения есть и другие менее существенные преимущества, в том числе следующие:

1.

Горячая вода при постоянном давлении экономично распределяется на расстояние до 60 км (37 миль) с потребляемой мощностью насоса. всего 0.От 5% до 3% тепловой мощности системы. Это обеспечивает большую гибкость в планировании подачи тепла от наиболее экономичных станций в периоды низкой нагрузки. Напротив, распределение пара возможно только на расстоянии одной или двух миль от паровой установки.

2.

Простота интегрированной системы горячего водоснабжения низкого давления обеспечивает высокую надежность системы.

3.

Учет пара намного сложнее, чем учет горячей воды, что приводит к большему количеству неучтенного пара.

Эти факторы обусловили долговечность и продолжающиеся темпы роста европейских систем горячего водоснабжения. Более высокая топливная эффективность систем горячего водоснабжения может обратить вспять неблагоприятную экономику для централизованного теплоснабжения в Соединенных Штатах, учитывая растущую стоимость топлива. Заинтересованный читатель найдет более подробное сравнение систем центрального отопления с паром и горячей водой в Muir (1975).

Солнечный водонагреватель — обзор

Производительность солнечного водонагревателя основана на накопительной емкости 75 л / м 2 площади отверстия коллектора и типичном профиле нагрузки горячей воды, с небольшим влиянием других распределительных сетей на производительность системы .Для разных емкостей, поправка по формуле. (11.14) применяется.

Пример 11.9

Солнечная водонагревательная система установлена ​​в районе, где в течение исследуемого 31-дневного месяца среднесуточная суммарная радиация на наклонной поверхности коллектора составляет 19,3 МДж / м 2 , средняя температура окружающей среды составляет 18,1 ° C, и он использует коллектор с площадью апертуры 5 м 2 , который имеет F R (τα) n = 0,79 и F R U L = 6.56 Вт / м 2 — ° C, оба значения определены стандартными испытаниями коллектора. Нагрев воды составляет 200 л / сутки, температура воды в коммунальной сети, T м , составляет 12,5 ° C, а минимально допустимая температура горячей воды, T w , составляет 60 ° C. Емкость резервуара предварительного нагрева составляет 75 л / м 2 , а вспомогательного резервуара — 150 л, коэффициент потерь 0,59 Вт / м. 2 — ° C, диаметр 0,4 м и высота 1,1. м; он расположен в помещении, где температура окружающей среды составляет 20 ° C.Скорость потока в коллекторе такая же, как скорость потока, используемая при испытании коллектора, FR ′ / FR = 0,98 и (τα¯) / (τα) n = 0,94. Оцените солнечную фракцию.

Решение

Ежемесячная нагрузка на нагрев воды — это энергия, необходимая для нагрева воды от T m до T w плюс потери в дополнительном резервуаре. Для исследуемого месяца нагрузка нагрева воды составляет

200 × 31 × 4190 (60-12,5) = 1,234 ГДж

Коэффициент потерь вспомогательного резервуара определяется по формуле UA ( T w T a ).Площадь резервуара

πd2 / 2 + πdl = π (0,4) 2/2 + π × 0,4 × 1,1 = 1,63 м2

Таким образом, потери вспомогательного резервуара = 0,59 × 1,63 (60-20) = 38,5 Вт. Энергия, необходимая для покрытия этой потери за месяц, составляет

38,5 × 31 × 24 × 3600 = 0,103 ГДж.

Следовательно,

Общая тепловая нагрузка = 1,234 + 0,103 = 1,337 ГДж

Используя уравнения. (11.8) и (11.9) получаем

X = FRULFR′FR (Tref-T¯a) ΔtAcL = 6.56 × 0.98 (100-18.1) × 31 × 24 × 3600 × 51.337 × 109 = 5.27

Y = FR (τα) nFR′FR [(τα¯) (τα) n] H¯tNAcL = 0.79 × 0,98 × 0,94 × 19,3 × 106 × 31 × 51,337 × 109 = 1,63

Из уравнения. (11.20) поправка для X равна

XcX = 11,6 + 1,18Tw + 3,86Tm-2,32T¯a100-T¯a = 11,6 + 1,18 × 60 + 3,86 × 12,5-2,32 × 18,1100-18,1 = 1,08

Следовательно, скорректированное значение X равно

Xc = 5,27 × 1,08 = 5,69

Из рисунка 11.2 или уравнения. (11.13), для X c и Y получаем f = 0,808 или 80,8%.

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Солнечные водонагреватели — иногда их называют солнечными системами горячего водоснабжения — могут быть экономичным способом производства горячей воды для вашего дома.Их можно использовать в любом климате, а топливо, которое они используют — солнечный свет — бесплатное.

Как они работают

Солнечные водонагревательные системы включают резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Есть два типа солнечных водонагревательных систем: активные, у которых есть циркуляционные насосы и регуляторы, и пассивные, у которых нет.

Активные солнечные системы водяного отопления

Существуют два типа активных солнечных водонагревательных систем:

  • Системы прямой циркуляции
    Насосы обеспечивают циркуляцию бытовой воды через коллекторы в дом.Они хорошо работают в климате, где редко замерзает.
  • Системы косвенной циркуляции
    Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем течет в дом. Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.

Пассивные солнечные системы водяного отопления

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно дешевле активных систем, но обычно не так эффективны.Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Есть два основных типа пассивных систем:

  • Интегральные пассивные системы коллектора-накопителя
    Они состоят из накопительного бака, покрытого прозрачным материалом, позволяющим солнцу нагревать воду. Затем вода из бака попадает в водопровод. Они лучше всего работают в местах, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
  • Системы Thermosyphon
    Вода нагревается в коллекторе на крыше и затем течет через водопроводную систему при открытии крана горячей воды. Большинство этих систем имеют емкость 40 галлонов.

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный бак. Резервуары для хранения солнечной энергии имеют дополнительный выход и вход, подключенные к коллектору и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду до того, как она поступает в обычный водонагреватель.В системах с одним резервуаром резервный нагреватель совмещен с накопителем солнечной энергии в одном резервуаре.

В жилых помещениях используются три типа солнечных коллекторов:

  • Плоский коллектор
    Плоские остекленные коллекторы представляют собой изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную абсорбирующую пластину под одной или несколькими стеклянными или пластиковыми (полимерными) крышками. Плоские неглазурованные коллекторы, обычно используемые для солнечного обогрева бассейнов, имеют темную пластину-поглотитель, изготовленную из металла или полимера, без крышки или корпуса.
  • Интегральные коллекторно-накопительные системы
    Также известные как системы ICS или партии , они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированном застекленном ящике. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды. Их следует устанавливать только в условиях умеренно-морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую и холодную погоду.
  • Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
    Они представляют собой параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует тепловым потерям. Эти коллекторы чаще используются для коммерческих приложений в США.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда нуждаются в резервной системе в пасмурные дни и в периоды повышенного спроса. Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резервное копирование и могут уже быть частью солнечной системы.Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система накопления со встроенным коллектором уже накапливает горячую воду в дополнение к сбору солнечного тепла, она может быть укомплектована водонагревателем без резервуара или водонагревателем по запросу в качестве резервного.

Выбор солнечного водонагревателя

Перед покупкой и установкой солнечной системы водяного отопления необходимо сделать следующее:

Также ознакомьтесь с различными компонентами, необходимыми для солнечных водонагревательных систем, включая следующие:

Установка и обслуживание системы

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов.Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности; поэтому лучше всего обратиться к квалифицированному подрядчику по установке солнечных тепловых систем.

После установки правильное обслуживание вашей системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к техническому обслуживанию со своим поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие обычные компоненты водяного отопления требуют того же обслуживания, что и обычные системы.Стекло может потребоваться в сухом климате, где дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное обслуживание простых систем может проводиться не чаще, чем каждые 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком по солнечной энергии. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше об обслуживании и ремонте солнечных водонагревательных систем.

При проверке потенциальных подрядчиков на установку и / или техническое обслуживание задайте следующие вопросы:

  • Есть ли у вашей компании опыт установки и обслуживания солнечных водонагревательных систем?
    Выберите компанию, у которой есть опыт установки системы нужного вам типа и обслуживания выбранных вами приложений.
  • Сколько лет у вашей компании есть опыт установки и обслуживания солнечного отопления?
    Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
  • Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
    В некоторых штатах требуется наличие действующей лицензии сантехника и / или подрядчика по солнечной энергии. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование с советом по лицензированию подрядчиков вашего штата.Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков, получивших государственную лицензию.

Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель будет правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить ваши счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателя

% PDF-1.6
%
1 0 объект
>>>] / OFF [] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [6 0 R 7 0 R] >> / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог >>
эндобдж
5 0 obj
> / Шрифт >>> / Поля [] >>
эндобдж
2 0 obj
> поток
2018-12-28T16: 10: 42 + 01: 002018-12-28T16: 10: 42 + 01: 002018-12-28T16: 10: 42 + 01: 00Microsoft® Word 2013application / pdf

  • raffaella
  • uuid: b45cd8e3-33bb-4587-9e29-d9d4eee7ae34uuid: a927d753-2d5c-4b2e-a66a-620a0ba7887d Microsoft® Word 2013

    конечный поток
    эндобдж
    3 0 obj
    >
    эндобдж
    8 0 объект
    >
    эндобдж
    18 0 объект
    >
    эндобдж
    19 0 объект
    >
    эндобдж
    20 0 объект
    >
    эндобдж
    96 0 объект
    >
    эндобдж
    97 0 объект
    >
    эндобдж
    99 0 объект
    >
    эндобдж
    133 0 объект
    >
    эндобдж
    101 0 объект
    >
    эндобдж
    102 0 объект
    >
    эндобдж
    103 0 объект
    >
    эндобдж
    104 0 объект
    >
    эндобдж
    105 0 объект
    >
    эндобдж
    106 0 объект
    >
    эндобдж
    107 0 объект
    >
    эндобдж
    108 0 объект
    >
    эндобдж
    109 0 объект
    >
    эндобдж
    110 0 объект
    >
    эндобдж
    111 0 объект
    >
    эндобдж
    112 0 объект
    >
    эндобдж
    98 0 объект
    >
    эндобдж
    17 0 объект
    > / MediaBox [0 0 595.`

    5 типов водонагревателей для вашего энергоэффективного дома

    Представьте себе: сейчас разгар зимы, и вы только что закончили расчищать подъездную дорожку после целого часа уборки снега. Нет ничего лучше теплого душа, чтобы вернуть жизнь вашему замерзшему телу, но после включения горячей воды выходит только холодная вода. Ваш водонагреватель покрылся пылью, и время не могло быть хуже.

    В идеальном мире водонагреватели были бы непобедимы — никакие испытания временем или долговечностью не смогли бы их изменить, — но в действительности средний водонагреватель прослужит всего 8–12 лет.Когда пришло время заменить водонагреватель, вы быстро поймете, что существует не только несколько типов водонагревателей, но и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. При таком большом количестве современных вариантов на рынке всегда лучше быть вооруженным знанием множества вариантов, чем оставлять это на усмотрение случайного выбора или потенциально предвзятого профессионала.

    Есть пять основных типов водонагревателей; обычные, безбаковые, тепловые насосы, солнечные и конденсационные.Каждый из них имеет свои собственные технологические достижения и показатели энергоэффективности, поэтому стоит потратить время на то, чтобы понять различия между ними, чтобы принять обоснованное решение.

    Используя это руководство, мы расскажем вам обо всех пяти типах водонагревателей и расскажем о плюсах, минусах и многих причинах, по которым один водонагреватель может быть лучше для вашего дома, чем другой.

    Типы водонагревателей

    1. Обычный водонагреватель
    2. Водонагреватель без резервуара
    3. Водонагреватель с тепловым насосом
    4. Солнечный водонагреватель
    5. Конденсационный водонагреватель

    Типы водонагревателей

    1.Обычный водонагреватель

    Обычный водонагреватель — один из самых популярных вариантов водонагревателя. Они имеют большой изолированный резервуар, в котором хранится и нагревается вода.

    Плюсы:

    • Более низкая начальная стоимость: Если вы не выберете ультрасовременную модель, вы, вероятно, потратите гораздо меньше на первоначальные первоначальные затраты на обычный водонагреватель, чем на любой из четырех альтернатив.
    • Эффективен в любом климате: Независимо от того, где вы живете, вы можете быть уверены, зная, что обычный водонагреватель будет работать безупречно.Солнечные водонагреватели, водонагреватели без бака и водонагреватели с тепловым насосом требуют определенных условий для оптимальной работы. Обычный водонагреватель будет обеспечивать стабильную и бесперебойную работу при надлежащем уходе.
    • Более низкие затраты на установку: Помимо привлекательных начальных затрат, установка обычных водонагревателей также является недорогой. Это, конечно, зависит от того, где в вашем доме вы планируете установить, и где вам может потребоваться водопровод, газ и электрические конфигурации.Как правило, затраты на установку обычно ниже, чем при альтернативных типах установки.

    Минусы:

    • Повышенные потери энергии: Поскольку обычные водонагреватели содержат постоянный колодец с теплой водой, они постоянно используют энергию для поддержания температуры. Напротив, безбаковые модели нагревают воду только по мере необходимости.
    • Space hog: Размер обычного водонагревателя никуда не денется. Поскольку они предназначены для размещения резервуаров с теплой водой, они имеют тенденцию работать с большим спектром размеров.
    • Уязвимость к повреждению водой: Одним из наиболее заметных фатальных недостатков обычных водонагревателей является их потенциальное повреждение водой. Если вы откажетесь от регулярных профилактических осмотров, вы можете столкнуться с ржавчиной и коррозией, которые могут влиять на функциональность и состояние вашего водонагревателя. Это может даже привести к значительному и очень дорогостоящему повреждению вашего дома водой.

    2. Водонагреватель без резервуара

    Водонагреватель без резервуара может производить горячую воду мгновенно с помощью перегретых змеевиков.Эти змеевики наполняются водой в тот момент, когда вы этого требуете, обеспечивая почти безграничное горячее водоснабжение для вашего дома.

    Плюсы:

    • Мгновенная горячая вода: Вместо того, чтобы ждать, пока холодная вода превратится в теплую, а теплая вода превратится в горячую, водонагреватели без резервуаров обеспечат мгновенную подачу горячей воды в тот момент, когда вы этого потребуете. Поскольку безрезервуарные водонагреватели нагревают воду только тогда, когда она вам нужна, они потребляют меньше энергии, особенно по сравнению с обычными водонагревателями, которые поддерживают постоянное тепло.
    • Экономия места: Одним из наиболее заметных преимуществ безбаквального водонагревателя является его компактный размер. Без необходимости в постоянном резервуаре с водой модели без резервуаров не требуют громоздких складских помещений. Это позволяет легко устанавливать их на стены или хранить в компактных укромных уголках и трещинах.
    • Снижение ежемесячных затрат: Обустройство вашего дома безрезервуарным водонагревателем эффективно снижает ежемесячные расходы, а также экономит сотни долларов в год.Уменьшение потребности в потоке энергии позволяет вам наслаждаться плодами вашего выбора энергосбережения.

    Минусы:

    • Более высокая начальная стоимость: Даже самые доступные варианты безрезервуарных нагревателей начинаются с 1000 долларов, тогда как средний обычный водонагреватель будет стоить около 500 долларов. Хотя переход имеет много преимуществ, тем, у кого ограничен бюджет, придется подождать некоторое время, прежде чем компенсировать разницу в стоимости.
    • Ограниченное снабжение горячей водой: Для небольших семей идеально подойдет водонагреватель без резервуара — для большой семьи запас горячей воды может закончиться, если в данный момент будет предъявлено слишком много запросов.Например, если кто-то принимает душ во время работы посудомоечной машины, потребность в горячей воде, скорее всего, снизится.
    • Нет выдающихся преимуществ по сравнению с аналогичными недорогими вариантами: Водонагреватели без резервуаров значительно дороже, чем ряд других вариантов водонагревателей, но не обязательно имеют впечатляющие преимущества, которые трудно найти с более дешевыми альтернативами. Прежде чем начнется ежемесячная экономия, может потребоваться от 6 до 12 лет, чтобы покрыть первоначальные затраты и затраты на установку.

    3. Водонагреватель с тепловым насосом

    Водонагреватели с тепловым насосом, также известные как гибридные водонагреватели, предназначены для работы без непосредственного генерирования тепла. Используя тепло земли и окружающего воздуха, единственная используемая электроэнергия используется для передачи тепла из точки A в точку B.

    Плюсы:

    • Экономия денег: Согласно отчетам потребителей, тепловой насос водонагреватели потребляют примерно на 60% меньше энергии, чем обычные водонагреватели.Хотя нагреватели с тепловым насосом, как правило, имеют более высокую среднюю стоимость, чем модели без резервуаров, вы увидите плоды энергосберегающей окупаемости более быстрыми темпами. Экономьте воду дома, не меняя привычек, с помощью системы теплового насоса.
    • Долгосрочная эффективность: Водонагреватели с тепловым насосом являются наиболее эффективной альтернативой топливным, масляным и электрическим водонагревательным системам. Для тех, кто ищет энергоэффективный и экономичный водонагреватель, водонагреватели с тепловым насосом представляют большие перспективы.
    • Меньше обслуживания: Когда дело доходит до регулярного обслуживания, системы тепловых насосов невероятно просты. Требуя проверки только один раз в год, ваша гибридная система под контролем может быть легко проведена самооценкой и завершена — потребуются специалисты по энергоэффективным системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или дорогостоящие счета за рабочую силу. — это , рекомендуется, чтобы профессиональная проверка вашей системы проводилась каждые 3-5 лет.

    Минусы:

    • Посредственный срок службы: Водонагреватели с тепловым насосом обычно имеют срок службы в среднем до 10 лет.По сравнению с солнечными и безбактовыми нагревателями, срок службы которых составляет в среднем 20 лет, и обычными системами, срок службы которых составляет в среднем 10-15 лет, водонагреватели с тепловым насосом уступают в сравнении.
    • Требования к пространству: Для безопасной и оптимальной работы водонагревателей с тепловым насосом требуется не менее 1000 кубических футов пространства. Также стоит отметить, что гибридные водонагреватели можно устанавливать только в климате, который находится в диапазоне от 40 до 90 градусов, поэтому тем, кто живет на холодном севере или жарком юге, может не повезти.
    • Нейтральный углерод: Хотя водонагреватели с тепловым насосом напрямую не вырабатывают электроэнергию, они в значительной степени зависят от нее для бесперебойной работы. Те, кто ищет вариант водонагревателя, который снижает их углеродный след, скорее всего, не одобрят эту углеродно-нейтральную систему.

    4. Солнечный водонагреватель

    Солнечные водонагреватели зависят от энергии солнца. Они работают с использованием установленных на крыше панелей, которые передают энергию через замкнутую систему, которая подключается к резервуару для воды, который затем нагревает воду r.

    Плюсы:

    • Использует возобновляемую энергию: Солнечные водонагреватели — это наиболее энергоэффективные варианты водонагревателей, доступные сегодня. Поскольку солнечная энергия полностью зависит от солнечного света, ее можно использовать везде, где солнечные лучи достигают в любой день.
    • Меньшие счета за коммунальные услуги: Солнечные панели не только невероятно экологичны, но и невероятно экономичны. Хотя первоначальная стоимость установки может нанести ущерб вашему кошельку, вы можете значительно сократить свои счета за воду и электричество, если включите солнечную батарею.
    • Право на получение налоговой льготы: Федеральное правительство сделало огромный шаг в направлении стимулирования проектов солнечных панелей. Существует ряд налоговых льгот на федеральном уровне, которые могут помочь в оплате понесенных затрат на установку.

    Минусы:

    • Отлично подходит только для климата с большим количеством солнечного света: Если вы живете в тенистой местности или в климате, где дождливых дней больше, чем солнечных, переход на солнечный водонагреватель может оказаться неэффективным. так же плодотворно, как и для жителей Южной Калифорнии или прибрежной Флориды.Хотя солнечная энергия может собираться в серые дни, последовательные дни с низким уровнем солнца могут заметно повлиять на производительность вашей системы.
    • Стоимость рассрочки: Стоимость установки солнечных батарей — один из самых заметных недостатков солнечного нагрева воды. К счастью, существует ряд программ финансирования, которые упрощают процесс оплаты, если вы нацелены на переход на солнечную энергию.
    • Требуемое пространство на крыше: Чем больше электроэнергии вы потребуете от своих солнечных панелей, тем больше солнечных панелей вам действительно понадобится.Чем больше солнечных панелей, тем больше места на крыше нужно будет выделить. Если ваш дом небольшой по размеру, ваша крыша может не выдержать желаемый уровень мощности панели.

    5. Конденсационный водонагреватель

    Хотя конденсационные водонагреватели похожи на обычные системы отопления, они работают за счет улавливания горячих выхлопных газов, которые обычно выходят из дома через дымоход, и перенаправления их в теплообменник, расположенный внутри помещения. бак.

    Плюсы:

    • Лучше для окружающей среды: Согласно ENERGY STAR, конденсационные водонагреватели позволяют сократить расходы на электроэнергию на 30% при условии, что ваш дом оборудован системой отопления, отвечающей требованиям ENERGY STAR.Уже одно это позволяет минимизировать углеродный след за счет снижения выбросов парниковых газов.
    • Дешевле в эксплуатации: Конденсационные водонагреватели, спроектированные с учетом требований к эффективности, могут значительно снизить ваши счета за природный газ.
    • КПД: Конденсационные водонагреватели способны производить горячую воду так же быстро и мгновенно, как водонагреватели без резервуаров. Бак нагревает воду так же быстро, как и наполняется, поэтому вы можете наслаждаться почти постоянным потоком горячей воды, когда это необходимо.

    Минусы:

    • Дорогой ценник: Новые модели конденсационных водонагревателей могут стоить в 2–3 раза дороже, чем обычные водонагреватели, и это только начальная стоимость. Хотя затраты на установку конденсационных систем обычно ниже, чем затраты на установку обычного нагревателя, первоначальная стоимость может не компенсировать разницу.
    • Суетливая реконфигурация: Переключение на конденсационный водонагреватель не так просто, как быстрая установка — это сложный процесс, требующий значительного изменения конфигурации.Прежде чем принимать окончательное решение, обязательно учтите скрытые расходы, от газовых линий до вентиляционных отверстий.
    • Размер: Конденсационные водонагреватели, как правило, вмещают воду емкостью 55 галлонов или более, что означает, что они предназначены для использования в тяжелых условиях. Эта сверхмощная способность напрямую отражается в громоздких размерах самого нагревателя. Вам нужно будет выделить место для этой мега-машины.

    Резюме

    Прежде чем выбрать идеальный тип водонагревателя для вашего дома, необходимо провести множество исследований и качественно взвесить.Обладая всесторонним пониманием всего, что вам доступно на современном рынке, вы можете быть уверены, что принимаете наилучшее и наиболее обоснованное решение.

    Плоский коллектор

    для использования в солнечных системах горячего водоснабжения

    Плоские солнечные коллекторы для солнечной горячей воды

    Плоский пластинчатый коллектор — это теплообменник, который преобразует лучистую солнечную энергию от солнца в тепловую энергию с использованием хорошо известных парниковый эффект. Он собирает или улавливает солнечную энергию и использует эту энергию для нагрева воды в доме для купания, стирки и обогрева и даже может использоваться для обогрева открытых бассейнов и гидромассажных ванн.

    Для большинства жилых и небольших коммерческих систем горячего водоснабжения плоский солнечный коллектор имеет тенденцию быть более экономичным благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости и относительно простой установке по сравнению с другими формами систем водяного отопления. Кроме того, плоские солнечные коллекторы более чем способны подавать необходимое количество горячей воды при требуемой температуре.

    Плоский солнечный коллектор на крыше

    Плоский солнечный коллектор обычно состоит из большой теплопоглощающей пластины, обычно большого листа меди или алюминия, поскольку они оба являются хорошими проводниками тепла, которые окрашены или химически травлены в черный цвет для поглощения как можно больше солнечного излучения для максимальной эффективности.

    Эта почерневшая теплопоглощающая поверхность имеет несколько параллельных медных труб или трубок, называемых стояками, проходящих через пластину, которые содержат теплоноситель, обычно воду.

    Эти медные трубы приклеиваются, припаяны или припаяны непосредственно к пластине абсорбера для обеспечения максимального поверхностного контакта и теплопередачи. Солнечный свет нагревает поглощающую поверхность, температура которой увеличивается. По мере того, как пластина нагревается, это тепло проходит через стояки и поглощается жидкостью, протекающей внутри медных труб, которая затем используется в домашнем хозяйстве.

    Трубы и абсорбирующая пластина заключены в изолированную металлическую или деревянную коробку с листом остекления, стеклянным или пластиковым, спереди, чтобы защитить закрытую абсорбирующую пластину и создать изолирующее воздушное пространство. Этот материал остекления не поглощает в какой-либо значительной степени тепловую энергию солнца, и поэтому большая часть приходящего излучения принимается почерневшим поглотителем.

    Воздушный зазор между пластиной и материалом остекления улавливает это тепло, предотвращая его выход обратно в атмосферу.По мере того как пластина поглотителя нагревается, она передает тепло жидкости внутри коллектора, но также теряет тепло в окружающую среду. Чтобы свести к минимуму эту потерю тепла, нижняя и боковые стороны плоского пластинчатого коллектора изолированы высокотемпературной жесткой пеной или изоляцией из алюминиевой фольги, как показано на рисунке.

    Типовой коллектор с плоской пластиной

    Коллектор с плоской пластиной может нагревать жидкость внутри, используя прямой или непрямой солнечный свет под разными углами. Они также работают в рассеянном свете, который преобладает в пасмурные дни, поскольку поглощается окружающее тепло, а не свет, в отличие от фотоэлектрических элементов.Степень нагрева циркулирующей воды будет зависеть в основном от времени года, от того, насколько чистое небо и насколько медленно вода течет по коллекторам.

    Прямые и косвенные солнечные тепловые системы

    Есть несколько различных способов нагрева воды для использования в домашних условиях. Солнечные водонагревательные системы, в которых используются плоские солнечные коллекторы для улавливания солнечной энергии, могут быть классифицированы как прямые или косвенные системы по способу передачи тепла по системе.Чтобы успешно нагреть воду и использовать ее днем ​​и ночью, вам понадобится солнечный коллектор для сбора тепла и передачи его в воду, а также резервуар для горячей воды для хранения этой горячей воды для использования. по мере необходимости.

    Прямая солнечная тепловая система

    Прямая солнечная система нагрева воды, также известная как активная система с открытым контуром, использует насос для циркуляции воды по системе. Более холодная вода перекачивается непосредственно из дома в центральный водонагреватель или погружной резервуар и проходит через солнечный коллектор для обогрева.Горячая вода выходит из плоского пластинчатого коллектора и возвращается обратно в резервуар, протекая по непрерывному контуру. Оттуда вода закачивается обратно в дом в качестве горячей воды, пригодной для использования.

    Может использоваться насос низкого напряжения на 12 В, который может питаться от небольшого фотоэлектрического элемента или электронного контроллера, что делает систему более экологичной. Прямые системы обычно используются в более теплом климате с несколькими холодными днями или сливаются зимой, чтобы вода в трубах не замерзла. Химические вещества нельзя добавлять в воду для защиты, так как в доме используется та же вода, которая циркулирует через плоский коллектор.

    В пассивной системе прямого горячего водоснабжения в системе не используются насосы или механизмы управления для передачи тепла в накопительный бак. Вместо этого пассивные системы — это так называемые «системы с разомкнутым контуром», которые используют естественную силу тяжести для циркуляции воды по системе. В этом типе системы используется солнечный коллектор с плоской пластиной в сочетании с горизонтально установленным накопительным баком, расположенным непосредственно над коллектором.

    Вода, нагретая солнцем, естественным образом поднимается за счет конвекции через трубы солнечных коллекторов и попадает в резервуар для хранения, расположенный выше.Когда нагретая вода поступает в резервуар-накопитель наверху, более холодная вода вытесняется и стекает вниз к дну коллекторов под действием силы тяжести, поскольку холодная вода более плотная, чем горячая. Этот цикл подъема горячей воды и падения более холодной воды известен как «поток термосифона» и непрерывно повторяется без посторонней помощи, пока светит солнце.

    Система горячего водоснабжения Thermosyphon

    Система горячего водоснабжения Thermosyphon является наиболее распространенным типом систем горячего водоснабжения с солнечным обогревом на рынке, и в большинстве имеющихся в продаже пассивных прямых солнечных систем горячего водоснабжения используется этот тип комбинации плоских пластинчатых коллекторов и накопительных баков, монтируемых на крыше.

    Однако следует соблюдать осторожность при установке такой системы, поскольку общий вес солнечного коллектора, накопительного бака и самой воды может быть слишком большим для конструкции несущей крыши.

    Когда пассивные солнечные системы горячего водоснабжения используются для больших зданий, чем для домов, предприятий или офисов, часто имеется более одного резервуара для хранения нагретой воды.

    Так называемая удаленная термосифонная система работает по тому же принципу, что и предыдущая пассивная прямая термосифонная система, за исключением того, что резервуар для хранения расположен далеко в пространстве под крышей или в пустоте, рассеивая вес на большей площади, а также защищая резервуар от холода. и температуры.Однако для правильной работы процесса термосифонирования основание резервуара для хранения воды должно располагаться на высоте не менее 1–2 футов (от 300 до 500 мм) над верхней частью плоских пластинчатых коллекторов. Это расстояние также известно как системная «высота головы».

    Непрямая солнечная тепловая система

    Непрямые системы горячего водоснабжения, которые также известны как системы с замкнутым контуром, отличаются от предыдущей термосифонной системы тем, что в них используется теплообменник, который отделен от плоского пластинчатого коллектора солнечных батарей для нагрева воды. в накопительном баке.

    Системы косвенного горячего водоснабжения являются активными системами и требуют насосов для циркуляции жидкого теплоносителя по замкнутой системе от коллектора до теплообменника в баке. Система содержит раствор антифриза, обычно смесь 50% гликоль / вода, в первичном замкнутом контуре, а не только воду, которая нагревается и хранится отдельно от основного горячего водоснабжения.

    Солнечная тепловая система непрямого действия

    Теплообменник передает тепло от раствора антифриза коллектора воде, находящейся в резервуаре для хранения воды.Теплообменник может быть либо медным змеевиком внутри нижней части резервуара для хранения, либо теплообменником с плоской пластиной за пределами резервуара для хранения.

    Одним из основных преимуществ этой замкнутой системы косвенного нагрева является то, что раствор антифриза обеспечивает круглогодичную работу в областях, где температура опускается ниже точки замерзания, а также защищает систему от коррозии коллекторов неочищенной водопроводной водой, содержащей газы и различные растворенные соли.

    Основным преимуществом косвенной системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией является то, что существующую систему нагрева воды для бытовых нужд можно легко преобразовать на солнечный нагрев воды, просто добавив плоский коллектор и один насос, поскольку в большинстве домов используется газ или мазут. бойлеры, а также бак-накопитель горячей воды со встроенным змеевиком теплообменника.

    Система также, вероятно, будет более эффективной, и резервуар для хранения горячей воды можно разместить в любом месте дома, поскольку он не должен быть выше коллекторов, как в предыдущей пассивной или термосифонной системе.

    Однако одним из недостатков является то, что система с обратной связью зависит от электроэнергии для циркуляционного насоса, что может быть дорогостоящим или ненадежным. В некоторых конструкциях используются небольшой низковольтный насос и фотоэлектрическая панель вдоль коллектора, что делает систему более эффективной и экологичной.Для более крупных установок и в более прохладном климате резервуары для горячей воды размещаются под крышей внутри зданий, поэтому непрямое солнечное нагревание воды с принудительной циркуляцией является нормой.

    Размер плоского солнечного коллектора

    Размер плоского солнечного коллектора для использования в солнечной системе горячего водоснабжения или отопления зависит от потребности в горячей воде. Если потребление горячей воды в доме или максимальная температура воды снижается, потребность в горячей воде может быть обеспечена за счет меньшей солнечной батареи, которую легко установить на крыше.Кроме того, меньшие тепловые системы дешевле в установке и быстрее окупятся за счет экономии энергии.

    Размер солнечной тепловой системы, конечно, зависит от ваших потребностей в горячей воде, температуры и потребления, но можно использовать общие практические правила, которые помогут составить представление о размере системы.

    В Интернете доступны всевозможные учебные планы и книги, которые помогут вам построить свой собственный солнечный термальный водонагреватель, так почему бы не нажать здесь и не получить копию на Amazon набора планов для самостоятельного использования солнечного водонагревателя и заставить солнце работать в вашем доме сегодня.

    Солнечные плоские коллекторы обычно имеют размер от 32 квадратных футов (4 x 8 футов) или 3 квадратных метра и могут весить более 200 фунтов или 100 килограммов каждый. Один квадратный фут (1000 см 2 ) нагревает около двух галлонов или 10 литров воды в день до температуры более 70 o C. Следовательно, одна панель площадью 20-30 квадратных футов нагревает около 60 галлонов (300 литров) воды. воды размером со стандартный резервуар для горячей воды.

    Как правило, вам понадобится от 10 до 16 футов 2 плоских коллекторов на человека и около 1.От 5 до 2,0 галлонов горячей воды на квадратный фут площади коллектора. Таким образом, для семьи из четырех человек это означает от 40 до 60 квадратных футов площади коллекторной плиты и от 60 до 120 галлонов хранилища. Тогда для солнечной системы водяного отопления для семьи из четырех человек потребуется как минимум два стандартных плоских солнечных коллектора площадью около 32 квадратных футов (4 x 8 футов) каждый.

    Плоский коллектор

    В то время как плоские коллекторы превосходно собирают солнечную энергию более эффективно, коммерчески доступные коллекторы горячей воды иногда могут быть дорогими.Простые и более дешевые плоские панели можно сделать из старых радиаторов центрального отопления, окрашенных в черный цвет, или даже из змеевика пластикового шланга или водопровода, проложенного на крыше, но эффективность системы будет очень низкой.

    Правильно установленные бытовые солнечные системы горячего водоснабжения эффективны и надежны. Конфигурации системы могут быть от простых систем термосифонирования, которые полагаются на силу тяжести, до более сложных систем с принудительной циркуляцией, для которых требуются насосы, контроллеры и теплообменники.

    Хотя они имеют более высокую начальную стоимость, чем обычные газовые, масляные и электрические водонагреватели, солнечные тепловые системы значительно сокращают потребление топлива и могут иметь период окупаемости менее 10 лет.Есть несколько типов конструкций и планов солнечных водонагревателей, которые в настоящее время производятся поставщиками. Какие системы и конструкции водяного отопления подходят для вашего дома или бизнеса, во многом будет зависеть от регионального климата.