Как улучшить циркуляцию воды в системе отопления?

Поиск неисправностей в двухтрубной системе отопления (продолжение)

Автор: Дмитрий Белкин

После написания первой статьи прошло уже довольно значительное время и я, в преддверии отопительного сезона 2011-2012, решил продолжить цикл, тем более, что вопросы на тему «сделал отопление, а оно не работает» продолжают поступать.

К сожалению, методы поиска неисправностей, которые не лежат на поверхности, довольно трудно поддаются классификации, и я решил посвятить вопросу неисправностей системы отопления несколько небольших статей. В этой статье я хотел бы рассмотреть проблему слабой циркуляции теплоносителя и неравномерного прогрева радиаторов. Сам я не совершал никогда ошибок, подобных описываемым и, соответственно, здесь мне придется немного потеоретизировать.

Итак, имеем двухтрубное отопление. Рассмотрим одну ветвь этой системы отопления, обслуживающую, скажем условно, один этаж. Вот ее схема. Ток воды показан стрелками.

Радиатор, находящийся ближе к началу ветви, или к котлу, горячий. Это самый левый крайний радиатор. Радиаторов может быть значительно больше, чем показано на схеме. Например, в моем крохотном домишке 3 ветви. Самая длинная имеет длину порядка 25 метров и на ней стоит 5 радиаторов. Проблема в том, что радиаторы, следующие за первым, либо вовсе холодные, либо имеют температуру значительно ниже, чем у первого. Причем, чем дальше к концу ветви, тем радиаторы холоднее и холоднее.

Первый радиатор у нас горячий (рука еле терпит). Щупаем следующие и обнаруживаем, что все радиаторы горячие, но их температура уменьшается по мере продвижения по ветви. Последний уже не горячий, а чуть теплый. Возвращаемся к первому радиатору, но щупаем его низ. Щупаем низ всех радиаторов по ветви и обнаруживаем, что низ радиаторов значительно холоднее их верха. Даже у первого.

Есть ли у нас в системе циркуляционный насос?

Если его нет, то проблему ускорения циркуляции решить довольно сложно. Нужно ставить ниже котел, нужно увеличивать диаметр стояка, нужно увеличивать диаметр подающей и обратной ( горизонтальные магистрали) нужно менять трубы на такие, у которых внутренняя поверхность более гладкая, нужно уменьшать количество углов и делать их тупыми, то есть градусов 100 или 110. По крайней мере больше, чем 90.

Если циркуляционный насос есть, то . решить проблему вовсе не проще.

Для начала проверим, работает ли насос. Сделать это в общем случае не так просто как кажется. Хороший циркуляционный насос работает абсолютно бесшумно и без вибраций. Услышать его работу можно только приложив к нему ухо, а он горячий и можно обжечься! Я не рекомендую, вам, уважаемые друзья рисковать своими органами! Запаситесь медицинским стетоскопом или просто трубкой большого диаметра (подойдет кусок пластмассовой трубы от канализации диаметром 50 мм. Приложите один конец к мотору, а в другой конец засуньте свое ухо. Если вы услышите, как работает мотор, это хорошо!

Кстати, если ваш мотор работает шумно, то он, возможно сломался и его надо заменить, чтобы не стало мучительно холодно, но куда большая вероятность того, что в нем бурлит воздух. Может быть из-за этого и циркуляция слабая? В этом случае выключите мотор и спустите воздух. На любом моторе для этого есть средства. А можно спустить воду из насоса прямо пока он работает, но делать это надо крайне осторожно, чтобы его (мотор) не сломать. Как только из мотора перестанет выходить вода с пузырями, процедуру выпуска воздуха надо прекратить, то есть, все отверстия закрутить и добавить в систему свежей воды, доведя давление по барометру до нужного уровня.

Работает насос? Отлично! Можно увеличить на нем скорость циркуляции? Замечательно! Увеличиваем смотрим, что получилось. Если все радиаторы стали равномерно горячее, то считаем, что у нас просто слишком длинная ветвь и мы использовали слишком тонкие трубы. Возможно, что трубы плохого качества или есть какие-нибудь препятствия для циркуляции в виде большого количества углов, вмятин на трубах и так далее. Дальше мы даем себе обещание когда-нибудь все переделать и живем спокойно. Ну может быть меняем циркуляционный насос на более мощный. При этом мы миримся с увеличенными затратами на электричество. А что же вы думали? Так просто что ли в большом доме жить? За все приходится платить.

Предположим, что увеличение скорости циркуляции на моторе не дало ничего.

Считаем, что это чудо! Что-то должно было измениться, либо мотор неисправен, все-таки. Как минимум на первом радиаторе ветви низ должен стать почти таким же горячим, как и верх. Предположим, что чуда не было! На первом радиаторе и верх и низ стали горячими, но дальше по ветви температура нас все также не устраивает.

Я надеюсь, у вас есть вентили как минимум на входах всех радиаторов? Перекрываем вентиль первого радиатора наполовину и щупаем остальные. Стали они горячее? Если да, то делаем следующий вывод.

После вынесения этого замечательного вывода мы считаем, что легко отделались и живем, регулируя циркуляцию в нашей ветви вентилями. Это, конечно, не добавляет комфорта. Меняем вентили на автоматические термостатические и получаем, я надеюсь, вполне нормальное отопление, которое регулирует само себя. После этого живем спокойно.

Следующий вариант. Обе магистрали горячие, а радиаторы холодные. При этом вентили на радиаторах открыты полностью.

По большому счету это тоже чудо. В этом случае радиаторы не могут быть абсолютно холодными. А вот если по магистралям вода носится со скоростью гоночной машины, а в радиаторы не заходит, то это означает, что проблема либо в радиаторах во всех сразу), либо в узле подключения радиатора к магистрали, причем не обязательно узел верхний, входной, так сказать. Если проблема в нижнем, выходном узле, то эффект будет точно такой же. Другими словами, если перекрыть выход радиатора, то он будет абсолютно холодным, как если бы мы перекрыли вход. Почему регулирующие вентили ставят сверху? Только чтобы не нужно было наклоняться слишком низко, чтобы их регулировать, и ногой не задеть случайно.

Если рассматривать неисправности радиаторов, то куда больше вероятность того, что проблема будет только в одном из них, но не во всех сразу. В этом случае и разбираться нужно с одним. Самое вероятное, что проблема в вентиле. Вот с него, я думаю, и стоит начинать.

И последнее. Если мы имеем воздушную пробку или засор в середине магистрали, то что мы получаем? Все радиаторы и магистраль до засора будут горячие, а подающая и обратная магистрали сразу за работающим радиатором будут холодные.

Вот не поленюсь даже схему нарисовать

Вот и все. Надеюсь, эта статья стала для кого-то полезной. Как обычно буду рад комментариям и «случаям из жизни».

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

  • Простой монтаж и обслуживание.
  • Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
  • Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

  • Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
  • Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Читать еще:  Как правильно утеплить и обшить мансарду?

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

  1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
  2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

  • Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
  • Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
  • Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
  • Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

  • Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
  • СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
  • Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

    Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

  1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
  2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

  • Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
  • Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
  • Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
  • Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
  • Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Как улучшить циркуляцию отопления

Отопительная система должна обеспечить равномерный нагрев всех помещений. Если в радиаторах или стояках понижается температура, то зачастую причиной этого становиться нарушение циркуляции. Для эффективной работы сети отопления и комфортных климатических условий в жилье должна быть свободная циркуляция теплоносителя по магистрали. Об этом следует побеспокоиться еще на этапе проектирования. Почему нет циркуляции теплоносителя в стояке и магистрали и что нужно делать, следует знать досконально, чтобы оперативно устранить эту проблему в будущем.

Причины плохой циркуляции

Циркуляция воды в системе нарушается из-за полного либо частичного засорения в стояке или в подводке к прибору отопления, завоздушивания магистрали, замораживания сети, ошибках при укладке труб. Также к этому приводит разрегулирование системы центрального отопления и появление утечек теплоносителя.

Слабая работа насосов

Предназначение насоса – это поддержка необходимого напора воды в контуре отопления. Хорошо работающая помпа должна соответствовать таким требованиям:

  • Необходимый показатель продуктивности работы;
  • Напор;
  • Давление прибора;
  • Соответствие типу жидкости;
  • Соответствие диаметру труб;
  • Размеры устройства в соответствии с длиной магистрали.

Что нужно учитывать при выборе насоса

Насос должен справляться со своею нагрузкой. Но обязательно нужно учесть, будет ли он работать постоянно или будет включаться только для подпитки системы отопления и корректировки давления. Это следует учитывать при выборе мощности помпы. Для помпы, которая работает в постоянном режиме, важно учитывать показатель энергопотребления.

Если выбрать насос неправильно, то он будет плохо «проталкивать» теплоноситель, и как результат – батарея прогревается неравномерно, а сама помпа может сгореть от перегрева. Также будет отмечена плохая циркуляция воды, если неправильно подобрать диаметр комплектующих для подключения к системе.

Когда насос выбран правильно, система отопления при этом функционирует надежно и полноценно, и движение воды осуществляется беспрепятственно.

Если возникают трудности с выбором помпы, то лучше обратиться к специалистам, они помогут выбрать подходящее устройство для конкретной отопительной системы.

Неправильно выбранный диаметр труб

Это тоже одна из распространенных причин плохой циркуляции воды в магистрали отопления. Выбирать диаметр труб нужно еще на этапе проектирования.

Читать еще:  Как постелить ковролин на бетонный пол?

В первую очередь, необходимо учесть, что для разных систем отопления существуют свои правила, по которым выбирают трубы.

Если обогревательная сеть подводится к центральной магистрали отопления, то диаметр труб выбирают аналогично квартирной системе отопления. Для автономного отопления такие диаметры могут отличаться. Все зависит от того, присутствует ли в системе циркуляционный насос или работа будет осуществляться за счет естественной циркуляции воды.

Также на выбор оказывает влияние:

  • Материал производства труб;
  • Вид используемого теплоносителя;
  • Специфические особенности разводки отопительной магистрали;
  • Планируемое давление в системе;
  • Скорость передвижения воды по магистрали.

Важно! При расчете диаметра обязательно учитывают тип труб, потому что система измерений различается исходя из материала изготовления. Стальные и чугунные изделия маркируют с учетом внутреннего диаметра, а материалы из меди по наружному сечению. Это обязательно следует учесть при планировке трубопровода, где в магистрали комбинируются несколько разных материалов.

Засорение системы

Как уже было отмечено, если нет циркуляции воды в стояке и системе отопления, то проблема может быть в скопившемся в системе мусоре. Избавиться от него поможет фильтр грубой очистки.

Грязь, которая попала в трубы, легче удалить, поймав ее в фильтр. Прежде всего, таким фильтром защищают насос. Также рекомендуется установка фильтра на входе котла. Такой фильтр воды следует ставить перед каждым сантехническим устройством. При монтаже прибора необходимо обращать внимание на корпус фильтра. На нем есть стрелка, которая указывает, какой стороной устанавливать фильтр в зависимости от направления движения теплоносителя.

Фильтр следует регулярно чистить. Для этого необходимо перекрыть воду, открутить пробку, достать сеточку, промыть ее, поставьте на место и обратно закрутить пробку, после чего можно открывать краны.

Совет! Чтобы предотвратить засорение трубопровода, во время укладки необходимо контролировать, чтобы в трубах не оказался мусор, для этого в трубах прикрывают торцы. Также необходимо сделать проверку радиаторов, так как в новых изделиях может оказаться заводская стружка или другой мусор.

Завоздушенность системы отопления

Если монтаж магистрали выполнен с нарушением правил, то образуются воздушные пробки. Они перекрывают движение воды. Чтобы оперативно решить такую проблему, устанавливают воздухоотводчики или кран Маевского. Для центральной системы, где скапливается много воздуха, применяют автоматические краны Маевского. Воздух быстро выводиться и движение теплоносителя по сети восстанавливается.

Эти устройства не только улучшают циркуляцию теплоносителя по магистрали центрального отопления, но и позволяют снизить затраты на отопление.

Обратные клапаны

Часто для нормальной циркуляции в сети одних насосов становится мало, тогда ставят обратные клапаны. В таком случае каждый контур может работать независимо от других. Даже в радиаторной разветвленной системе с несколькими контурами, где стоит несколько насосов, лучше поставить обратные клапаны. Экономить на их установке не стоит.

Отсутствие этих механизмов приводит к тому, что замедляется движение воды в системе. Такое бывает в тех ситуациях, если проложена сеть с несколькими контурами. Чтобы теплая вода текла по такому контуру, где работает насос, и ее движение происходило в нужном направлении, применяют обратные клапаны. Эти элементы ставят не всегда, а только в тех ситуациях, когда нет других технических решений. Все объясняется тем, что эти элементы создают высокую гидравлическую сопротивляемость в зависимости от конструкции. Поэтому для установки этих клапанов в системах с естественной циркуляцией есть свои ограничения, а причиной для ограничений становится маленькое давление воды в магистрали.

Исполнительным механизмом в изделии является пружина, которая закрывает затвор при изменении нормальных условий функционирования сети отопления. Для систем с различными рабочими параметрами подбирают изделия с соответствующей упругостью и массивностью пружины. Клапаны являются очень важным элементом, они обеспечивают безаварийную работу системы центрального отопления, повышают эффективность работы всего оборудования и улучшают циркуляцию.

Утечки в системе

Если в системе нет хорошей циркуляции воды, возможно, на отдельных участках есть течь. В результате утечки — сеть работает некорректно, движение воды плохое и начинаются сбои в работе котла.

Первое, что необходимо сделать – это найти «слабые» места. Утечки случаются в таких местах, где ослабли соединения из-за коррозийных повреждений, или причиной становится некачественный монтаж системы. Если сеть смонтирована открыто, то делать проверку нетрудно. Все такие повреждения определяются быстро и легко. А для осмотра закрытой магистрали придется вызывать специалиста.

Если найдено проблемное место, то необходимо:

  • Подтянуть ослабленные соединения и подмотать уплотнительной лентой или паклей;
  • Заменить пришедшие в негодность узлы;
  • Вырезать и заменить поврежденные участки труб.

Как улучшить циркуляцию отопления жилого дома с двухконтурной гравитационной системой?

В одноэтажном доме используется двухконтурная гравитационная система, но эффективность ее не высока (часто происходит завоздушивание, дальняя комната с холодными батареями). Собираемся произвести замену газового котла. Что надо сделать, чтобы улучшить циркуляцию отопления жилого дома с двухконтурной гравитационной системой?

Как улучшить циркуляцию.

Ответ начну со встречного вопроса (как в славном граде Одесса): «В котором из двух контуров гравитационной системы отопления вы собираетесь улучшить циркуляцию, и самое главное на сколько??»

Для того чтобы понять как изменять (улучшить в том числе) циркуляцию теплоносителя в системе отопления с естественной циркуляцией, позволю себе напомнить «физику» на которой в принципе основана её работа, и так:

Из школьного курса физики известно, что при нагревании все тела расширяются, т.е. их плотность уменьшается. Вода имеет наибольшую плотность — 999,900 кг/м3 (0,99990 гр/см3) в диапазоне температур от 1 до 7 Гр.С. При охлаждении ниже 1 Гр.С вода кристаллизуется, превращаясь в лёд. При нагревании воды от 8 Гр.С до 100 Гр.C плотность воды уменьшается до 958,313 кг/м3(0,958313 гр/см3). Однако, если и дальше продолжать её нагревать она закипает, превращаясь в пар – т.е. превращается в газ. Но в обоих случаях вода перестаёт существовать как жидкость и выполнять функцию теплоносителя.

Таким образом, уменьшение массы воды в единице объёма при нагреве составляет 4,159 %. Соответственно при охлаждении единица объёма воды тяжелеет на теже 4,159 %. Если теплогенератор соединённый в систему с отопителем разместить ниже последнего, то нагретая и, следовательно, более лёгкая вода начнёт подниматься (всплывать), а в теплогенератор будет поступать охлаждённая отопителем и, следовательно, более тяжёлая вода — начнётся перемещение (циркуляция) воды между ними. Причём циркуляция будет тем интенсивнее, чем на большее расстояние по высоте разнесены агрегаты. Подъём горячей и опускание охлаждённой воды по контуру системы происходит под действием естественных сил гравитации. Поскольку силы гравитации действуют непрерывно, то и циркуляция теплоносителя по контуру будет до тех пор, пока работает теплогенератор (котёл нагревает теплоноситель).

Фактически работающий теплогенератор представляет собой своеобразный насос — устройство, формирующее в системе перепад давлений (Δp), разницу давлений до и после себя. Собственно говоря, эта разница давлений и представляет собой силу, заставляющую теплоноситель перемещаться по системе. Величина перепада давлений Δp определяется весом столба жидкости до р1 и после р2 теплогенератора.

Максимально возможная величина Δp при нагреве водяного теплоносителя от 4 до 100 Гр.С, при разности высот между теплогенератором и отопителем h = 1 м определяется как:

С учётом плотностей теплоносителя до ρ1 = 0,00999900 кг/см3; и после теплогенератора ρ2 = 0,00958313 кг/см3 получаем:

То есть максимально возможный перепад давлений составляет всего чуть более четырёх гр/см2.

На реальных системах отопления температура теплоносителя изменяется в диапазоне от 55 до 95 Гр.С.

Для температуры 55 Гр.С ρ1 = 0,00988044 кг/см3; Для температуры 95 Гр.С ρ2 = 0,00961908 кг/см3; Соответственно перепад давлений на теплогенераторе реальной системы отопления ∆р составит:

То есть всего два с половиной гр/см2.

Фактически, определённое давление и вызывает циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

Естественным (гравитационным) циркуляционным давлением (рЕ) называется разница между давлениями столбов холодного и горячего теплоносителя. То есть рЕ = р1 – р2 ; Подставив соответствующие значения, получаем формулу естественного циркуляционного давления в системе отопления с жидким теплоносителем:

где: h — расстояние между центром охлаждения отопителя и центром нагрева теплогенератора.

Расходуется это давление на преодоление трения теплоносителя о стенки трубопроводов и элементов системы отопления.

Как показывают выше выполненные расчёты при расположении теплогенератора под отопителем на расстоянии h (пусть даже и 1м) возникает сила, побуждающая, циркуляцию теплоносителя без применения каких бы то ни было насосов. Однако это преимущество является одновременно и недостатком систем отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией. Так в одноэтажных постройках, с небольшой величиной h и применением стальных элементов в системе отопления, радиус действия системы составляет примерно 20 метров, при этом отапливаемая площадь может составлять до 400 кв.м.

Анализируя сомножители формулы рЕ, с учётом ресурсов имеемых в распоряжении, можно определить для себя направления «улучшения циркуляции отопления».

В общем случае такими направлениями являются:

  • увеличение расстояния (h) между центром охлаждения отопителя и центром нагрева теплогенератора.
  • применение в системе отопления трубопроводов и элементов с низким сопротивлением протекающей жидкости.
  • увеличение, по возможности, перепада температур на теплогенераторе.

И в заключение, настоятельная рекомендация (дабы избежать бестолковых и необоснованных затрат), перед тем как «улучшить циркуляцию отопления» необходимо выполнить проект реконструкции системы, которым решить выбор теплогенератора, отопителей, трубопроводов, арматуры и остальных элементов с учётом существующих параметров объекта и конкретных требований к отоплению.

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

  • Простой монтаж и обслуживание.
  • Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
  • Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

Читать еще:  Как подготовить оштукатуренные стены к поклейке обоев?

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

  • Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
  • Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам.

Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

  1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
  2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре.

Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

  • Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
  • Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
  • Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
  • Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

  • Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
  • СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
  • Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

    Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

  1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
  2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя.

Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

  • Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
  • Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
  • Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
  • Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
  • Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector