Гравитационная система отопления принцип работы, элементы, схемы разводки

Гравитационное отопление

Современный загородный дом по степени комфорта не уступает городской квартире. Развитие строительных технологий сделало доступным сооружение независимых систем жизнеобеспечения на небольших объектах. При желании можно обустроить в доме практически любую автономную инженерную систему, например отопление.

Системы обогрева жилища на воде

Гравитационное отопление

Наибольшей популярностью в нашей стране пользуется жидкостное отопление, отличающееся простотой и эффективностью. Принцип действия основан на способности воды накапливать и передавать большое количество тепловой энергии. Технология установки водяного отопления широко распространена и известна практически каждому специалисту по отопительным системам.

Атмосферная циркуляция – естественно и надежно

По способу транспортировки теплоносителя по трубам различают два типа отопления:
· с принудительной циркуляцией;
· с гравитационной (естественной) циркуляцией.
В системах с принудительной циркуляцией установлен насос, обеспечивающий течение воды по трубам. Данная схема требует бесперебойной подачи электроэнергии для насоса. В противном случае эффективность работы системы обогрева данного типа резко снижается.Гравитационное отопление является энергонезависимой системой, так как в ней отсутствует мотор. Движение теплоносителя происходит за счет разницы объемного веса холодной и горячей жидкости. Нагретая в котле вода поднимается по стояку и распределяется по отопительным приборам. Остывая, теплоноситель уменьшается в объеме и стремится спуститься вниз, поэтому обратная линия прокладывается на уровне пола.
Преимущество гравитационного отопления заключается в высокой надежности системы. Пока действует гравитация, и предметы имеют вес, исправная система с атмосферной циркуляцией теплоносителя будет функционировать.

Схемы подключения отопительных приборов

Установка водяного отопления выполняется по одной из схем:
· однотрубная разводка;
· тепловая магистраль в две трубы;
· коллекторная (лучевая) разводка.
Монтаж отопительного контура в одну трубу позволяет сэкономить на трубах, но данная схема несостоятельна в домах большой площади. По мере продвижения теплоносителя по последовательно подключенным радиаторам температура рабочей среды падает, и последние отопительные приборы получают остывший теплоноситель.
Двухтрубная схема разводки гравитационного отопления позволяет подключать радиаторы параллельно, что обеспечивает более равномерный нагрев всех помещений. К тому же появляется возможность более точной регулировки температуры в каждом отопительном приборе.
Коллекторная схема считается наиболее прогрессивной. Достоинства лучевого подключения радиаторов очевидны: точная регулировка температуры каждого отопительного прибора, скорость и простота монтажа, ремонтопригодность.

Наше предложение

В компании «Дизайн Престиж» работают настоящие профессионалы, которые способны грамотно провести установку водяного отопления в сжатые сроки. Выполняя заказ, мы применяем новейшие технологии и используем оборудование профессионального класс, что является залогом качества выполненных работ.

Преимущества.

Оборудование, применяемое в указанной системе, имеет достаточно простую конструкцию, благодаря чему процесс монтажа не представляет особой сложности. Это же качество определяет простоту эксплуатации рассматриваемой системы.
Данная аппаратура абсолютно не зависит от интенсивности энергоснабжения здания. Следовательно, наличие либо отсутствие электрического тока никак не влияет на микроклимат отапливаемого помещения.
Система не требует применения специальных насосов, обеспечивающих бесперебойную циркуляцию жидкости. Данное обстоятельство полностью исключает вибрацию, а также обеспечивает бесшумный режим работы оборудования.
Указанная система отличается высоким уровнем надёжности, а также имеет длительный эксплуатационный период. Она может функционировать порядка сорока лет.
Гравитационная обогревательная аппаратура способна регулировать свою работу в автоматическом режиме.

Важно заметить, что надёжность данной системы напрямую зависит от количественного спморегулирования. Это значит, что, по мере изменения температуря обогревающей жидкости, некоторые метаморфозы претерпевает также расход теплоносителя

В связи с изменением плотности упомянутого элемента, увеличивается либо уменьшается уровень теплоотдачи. Следовательно, на интенсивность последнего влияет количественное содержание воды.

Кроме того, большое значение имеют теплопотери самого помещения, относительно которого функционирует данная система. Чем выше показатель теплопотнрь, тем интенсивнее процесс теплоотдачи.

Если рассматривать двухтрубную систему, то в ней циркуляционный круг определяется одним устройством, что обусловливает несколько иной способ саморегулирования. В этом случае упомянутый круг является более коротким. Благодаря указанному обстоятельству, теплоотдача значительно улучшается.

Что касается однотрубной — здесь отопительный круг включает в себя несколько агрегатов. В связи с указанной особенностью отмечается неравномерное распределение тепла. Это часто провоцирует необходимость применения специального циркуляционного насоса, однако такая система не имеет отношения к рассматриваемому виду.

Недостатки.

Как и всё рукотворное, гравитационная отопительная система имеет свои недостатки, которые выражаются в следующем:

В системе присутствует достаточно низкое циркуляционное давление, из-за чего радиус её действия сокращается до тридцати метров по горизонтали.
Тот же фактор, наряду с большой теплоёмкостью воды, определяют низкую скорость запуска оборудования.
Зачастую расширительный резервуар для воды устанавливается в неотапливаемом помещении, что может спровоцировать замерзание указанной жидкости в зимний период. Сие чревато нежелательными последствиями, проявляющимися в разрушении труб.

Достоинства и недостатки гравитационных систем

Основным преимуществом данной отопительной системы является ее надежность и долговечность. При нормальных эксплуатационных условиях такая система без ремонтов может функционировать в течение нескольких десятилетий. Работает гравитационная система отопления, основываясь на законах физики, без применения дорогостоящего энергозависимого оборудования. (См. также: Жидкость для систем отопления)

Однако данные системы обладают существенными недостатками.

— Гравитационное отопление имеет малый радиус действия. По горизонтальной плоскости – менее 30 метров.

— Медленный разогрев отопительного оборудования из-за слабого давления и значительной теплоемкости воды.

— Вероятность замерзания теплоносителя в расширительном бачке, если он размпещен в необогреваемом помещении. (См. также: Специфика водяной отопительной системы)

Принципиальная схема гравитационной системы

Такая отопительная система включает в себя котел, два трубопровода – подающий и обратный, отопительных приборов и расширительного бачка.

Вода нагревается в теплогенераторе и поступает по прямому трубопроводу к нагревательным приборам. Отдав часть тепла, теплоноситель по обратному трубопроводу возвращается к источнику тепловой энергии.

Все горизонтальные трубы при монтаже располагают с заранее рассчитанным уклоном. Таким образом, горячая легкая вода выдавливается по главному стояку вверх, откуда по горизонтальным веткам распределяется по отопительным приборам. От них самотеком охлажденная вода возвращается к котлу. Там она вытесняет нагретую воду, нагревается сама, и цикл повторяется. (См. также: Твердотопливные котлы)

Уклоны помогают избавиться от воздушных пузырьков. Воздух легче воды, поэтому он беспрепятственно попадает в расширительный бак, удаляясь из системы.

Подъем воды по стояку происходит благодаря нагреву теплоносителя, его расширению и возникновению гравитационного давления. Движение жидкости по замкнутому контуру осуществляется благодаря разности плотностей жидкостей с различными температурами нагрева. Гравитационное давление служит для движения жидкости и преодоления сопротивлений в трубах. Чем выше сопротивление, тем большее гравитационное давление требуется на их преодоление. Для снижения трения увеличивают диаметр труб, что приводит к росту затрат. Циркуляционный напор находится в зависимости от разницы температур нагретой и охлажденной жидкостей и от разности между высотами до центра котла и отопительного прибора. Чем выше прибор – тем легче циркуляция теплоносителя.

Однотрубная отопительная гравитационная система

Подобная отопительная система может быть смонтирована только с верхней разводкой подающего трубопровода. Обратных стояков в такой системе нет. (См. также: Система отопления с принудительной циркуляцией)

Такие системы могут быть смонтированы по двум схемам: проточной и с замыкающими участками.

При проточной схеме подающего стояка нет, а расположенные друг над другом радиаторы при этом соединяются последовательно. Горячий теплоноситель сверху вниз проходит через все радиаторы. В нижние приборы поступает совершенно охлажденная жидкость, что приводит к хорошему нагреву радиаторов на верхних этажах и совершенно холодным батареям на нижних.

В систему с замыкающими радиаторами включены байпасы. Это позволяет часть воды из стояка подавать в нижние радиаторы, минуя верхние. В данной системе в верхние и нижние радиаторы поступает вода практически с одинаковой температурой.

Самотечное отопление виды отопительных соматических схем

Схемы отопления с естественной циркуляцией бывают двух видов: однотрубная и двухтрубная. Старые дома имели в своей системе отопления только одну трубу. Но в настоящее время чаще всего применяется двухтрубная система отопления с нижним или верхним разведением. В чем же основные отличия между схемами? Однотрубное самотечное отопление считается самым простым. Трубопровод размещают под потолком помещений, а обратный контур — под полом. Из положительных моментов можно отметить небольшое количество комплектующих, необходимых для функционирования системы. Также она отличается простым монтажом. В качестве преимуществ можно отметить возможность ее работы при установке котла и радиаторов на едином уровне. Обычно в двухэтажном доме такая схема используется редко, ведь она не позволяет прогревать дом равномерно. Однако исправить это можно, если установить на первом этаже объемные трубы и радиаторы. При устройстве однотрубной схемы не предусмотрены краны регулирования, а значит, не получится регулировать температуру.

Двухтрубная система отопления сложнее и в эксплуатации, и в устройстве, ведь она подразумевает несколько отопительных контуров. Один из них предназначается для потока горячего теплоносителя, другой — для холодного. В данном случае понадобится гораздо больше комплектующих. Тупиковая система отопления двухэтажного дома в обязательном порядке потребует утепления основного стояка чтобы избежать потери тепла. Для двухтрубной системы необходимо использовать трубы большого диаметра, не менее 32 мм, иначе самотечной циркуляции будет препятствовать гидравлическое сопротивление.

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 странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

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

Преимуществ у данного решения несколько:

Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
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

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

Подача и обратка проходят по разным трубам.
Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

Равномерное распределение тепла.
Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
Проще выполнить регулировку системы.
Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Закрытая система с самотечной циркуляцией

При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

Открытая система с самотечной циркуляцией

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:

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

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Подача и обратка проходят по разным трубам.
Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

Равномерное распределение тепла.
Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
Проще выполнить регулировку системы.
Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Виды гравитационной системы отопления

Существует два вида системы гравитационного отопления:

Двухтрубная система является более сложной и предполагает наличие двух контуров. Внутри одного контура, теплоноситель (вода), движется от котла к батареям, а по второму, вода возвращается обратно к котлу. Помните, что этот вид системы, требует более тщательной проектировки. Процесс монтажа, также будет не самым простым, рассмотрим его поэтапно:

установка стояка, он будет выполнять основную роль, он проходит от бака к котлу;
основной стояк с разводкой, соединяется на уровне 1/3 общей высоты комнаты от уровня пола;
труба перелива крепится к расширительному баку, по ней лишняя жидкость уходит в канализацию;
для того, чтобы вода уходила обратно в котел, в нижнюю часть батарей, врезаются трубы «обратки».

В одноконтурной системе, основополагающую роль играет желаемое количество радиаторов. От этого зависит объем расширительного бака. Обычно, он заполняется на три четверти от общего объёма.

Стоит постоянно следить за уровнем воды в баке, он не должен быть ниже уровня трубы, по которой идет распределение воды по радиаторам. Это грозит прекращением циркуляции теплоносителя.

Хоть однотрубная система и проста, так кажется только на первый взгляд. Не правильно сделанный проект, повлечет за собой уйму проблем и последствий, доверьте это дело профессионалам.

При проектировке естественной системы, главное внимание стоит уделять равномерному распределению давления по замкнутому контуру и правильной циркуляции теплоносителя

Понравилось? Оцените статью!