Система опалення: Переваги і недоліки системи опалення з природною циркуляцією

Систему опалення з природною циркуляцією теплоносія називають так само самопливної або гравітаційної. Її функціональність заснована на різниці щільності холодної та гарячої води і різниці по висоті розташування опалювальних приладів і котла. У гарячої води щільність набагато нижче, тому більш холодний теплоносій, що надходить з радіаторів, витісняє її з котла і направляє вгору по стояку. Після того, як тепло віддано радіаторів, холодна вода переміщується у напрямку до котла під впливом гравітаційних сил, на її місце надходить гаряча вода від стояка.

Види гравітаційних систем

Самопливні системи монтуються в квартирах з автономним опаленням та невеликих будинках. Вони не вимагають використання електроенергії або застосування дорогого обладнання.

Самопливна система опалення може бути однотрубна або двотрубна.

Вона складається з:

• котла;
• контуру (розширювального бака, труб, з'єднувальних елементів, вентилів);
• теплоносія (води або антифризу);
• опалювальних приладів (конвекторів, радіаторів, теплої підлоги).

Основна перевага природної циркуляції — незалежність від інших комунікацій. Якщо в будинку встановлений котел на дровах, опалення виходить повністю незалежним навіть від поставок електроенергії (немає насоса), що важливо в деяких регіонах. Але подібні схеми придатні тільки для невеликих площ, так як загальна довжина контуру не може бути більше, ніж 30 м.

Коли котел працює на повну потужність, вода виходить дуже гаряча, з невисокою щільністю. В опалювальних приладах температура теплоносія знижується, підвищується щільність. Таким чином, швидкість потоку залежить від температури води на виході з котла і швидкості її охолодження в радіаторах. Якщо в приміщенні дуже холодно, вода остигає швидко, прискорюється потік. При підвищенні температури повітря вода остигає повільніше, швидкість потоку знижується.

Можна змонтувати як однотрубну, так і двотрубну самотечную опалювальну систему, але тільки з вертикальною розводкою.

Одноконтурна самопливна система опалення

Однотрубное самопливне опалення можна монтувати тільки з вертикальною розводкою і з послідовно приєднаними радіаторами. В будинку з одним поверхом подібна схема більш ефективна, ніж у двоповерховому. Гаряча вода з розширювального бака тече згори вниз і наповнює опалювальні прилади. Якщо один поверх, то різниця в температурі в радіаторах незначна.

У двоповерховому варіанті на другому поверсі радіатори гарячіші, ніж на першому. Щоб якось урівноважити температуру, можна на першому поверсі встановити більш об'ємні опалювальні прилади. Така схема не передбачає монтаж регулювальних кранів — якщо перекрити воду на одному радіаторі, зменшиться її потік і в інших. Це означає, що неможливо регулювати температуру в приміщеннях. Крім того, не можна відключити опалення на одному з поверхів.

Ефективність опалення можна підвищити, якщо встановити байпас (замикає ділянка). Діаметр байпаса може бути такий же, як у трубопроводу, що йде до радіаторів верхнього поверху, або на 1-2 міліметри менше. Якщо діаметри однакові, то в трубопроводі потрібно вентиль або триходовий кран. Ця арматура дозволяє регулювати швидкість потоку в залежності від потреб. Наприклад, якщо потрібна однакова температура у всіх приміщеннях, то вентиль відкривається, і частина води (повз радіаторів другого поверху) спрямовується на перший поверх. В результаті вона має більш високу температуру, при відсутності вентиля.

Триходовий кран — сучасний варіант вентиля, який можна оснастити електроприводом і контролером для визначення температури повітря або теплоносія. При найменших змінах він віддає команду трехходовому крану на збільшення або зниження обсягу подачі теплоносія на радіатори верхнього поверху.

Але можна обійтися і без вентиля, і без триходового крана, якщо діаметр байпаса на розмір менше, ніж у труби, по якій йде теплоносій до радіаторів верхнього поверху. Вода, яка надходить зверху, ділиться на два окремих потоку. Якщо діаметри однакові, вода перестане надходити в радіатори верхнього поверху — весь потік прямує вниз — по шляху найменшого опору.

Особливості монтажу і переваги однотрубної гідравлічної системи опалення:

• низька вартість матеріалів, створення та обслуговування;
• немає необхідності купувати насос і витрачати електроенергію;
• термін експлуатації досягає 40 років;
• простий ремонт (практично всі поломки можна усунути самостійно);
• система здатна саморегулюватися, тому досить теплоустойчива.

При монтажі слід особливу увагу приділити різниці по висоті між радіаторами і котлом, а так само куті нахилу контуру. Ухил повинен бути таким, щоб на кожен метр доводилося 5-10 мм забезпечить належну швидкість теплоносія і вихід повітря із системи. Велике значення має і діаметр труб— чим він більший, тим менший гідравлічний опір і вище швидкість потоку. Крім того, бажано при монтажі використовувати мінімум арматури (вона знижує швидкість потоку).

Самопливне двухтрубное опалення

По напрямку руху теплоносія двоконтурні системи діляться на: з попутним рухом і тупикові. В глухому варіанті гарячий і охолоджений теплоносій рухається в різних напрямках. При використанні подібної схеми монтажу довжина кільця циркуляції виходить не однаковою. Це означає, що для самих далеких опалювальних приладів кільце набагато довше, ніж для тих, які знаходяться по близькості від котла. Тому ті радіатори, які ближче до стояка, гріються краще.

При використанні схеми з попутним рухом води всі кільця циркуляції виходять однаковими по довжині, тому радіатори прогріваються однаково. Але такі схеми використовуються рідко із-за великої витрати трубних матеріалів. Найчастіше намагаються поліпшити характеристики тупикової системи шляхом монтажу двох або декількох контурів замість одного.

Двотрубна система — це два окремих трубопроводу, проведені паралельно: один для гарячої води (від котла), другий — для охолодженої (пройшла через опалювальні прилади). Опалення із застосуванням двох контурів можна встановити, якщо використовувати верхню розведення і труби з діаметром 32 мм або більше.

Вода від котла піднімається в розподільний бак, з якого спускається до опалювальних приладів самопливом. Якщо діаметр трубопроводу занадто маленький, створюється висока гідравлічний опір, яке перешкоджає циркуляції.

Особливості монтажу

Від котла монтується труба, що з'єднує його з розширювальним баком, який встановлений на утепленому горищі або під стелею в одному з приміщень верхнього поверху. Для того, щоб знизити втрати тепла, стояк бажано утеплити. Від нижньої частини бака відходить труба з гарячою водою, поєднана з радіаторами. У баку повинен бути відвід, через який йде в каналізацію зайва вода. Від кожного опалювального приладу відводиться труба, по якій видаляється охолоджена вода, і приєднується до відводить контуру, спрямованому до котла. Обидва контури (подаючий і відвідний) монтуються паралельно.

Існують так само схеми пристрою двоконтурної гравітаційної системи з нижнім розведенням, але вони практично не використовуються. Багато в чому вони схожі зі схемами верхньої розводки, тому потребують великої кількості труб. Стояки доводиться монтувати в житлових приміщеннях, тому втрачаються всі переваги нижньої розводки. Крім того, на радіаторах необхідно встановлювати спускники повітря. При використанні цих схем у систему монтуються розширювальні баки, які сполучаються із зовнішнім середовищем і забирають з неї повітря. Тому стравлювати повітря доводиться щотижня, а іноді навіть частіше.

Переваги та недоліки

До переваг належать:

• енергонезалежність;
• простота і легкість монтажу;
• легкий і швидкий введення;
• відсутність вібрації і шуму, створюваного насосом;
• тривалий термін експлуатації;
• просте обслуговування;
• висока ремонтопридатність;
• саморегуляція (при зниженні температури повітря швидкість потоку збільшується).

Недоліки самотечности:

• обмеження обсягу опалювальних приміщень;
• висока інертність;
• необхідність дотримуватися при монтажі ухил;
• розводка трубопроводів може бути тільки відкрита;
• необхідність постійно контролювати рівень теплоносія в розширювальному баці;
• невисокий ККД, що збільшує витрати на опалення;
• необхідність в монтажі трубопроводу з великим діаметром;
• небезпека замерзання (низька швидкість потоку).

Двоконтурну самотечную опалювальну систему можна встановити в будинку без підвалу достатньої глибини. Якщо відстань (по висоті) від центру котла до опалювальних приладів першого поверху менше, ніж 3 метри, радіатори грітися не будуть. Так само не варто монтувати систему в невеликому одноповерховому будинку, у якому цілком можна обійтися однотрубної самопливної конструкцією.

Перед тим, як вибрати схему розводки опалювальної системи, варто дізнатися і про переваги застосування насоса:

• можливість використовувати труби з маленьким діаметром;
• насос запобігає перепади температури в системі;
• можна регулювати температуру теплоносія за допомогою регулювання швидкості потоку.

Але циркуляційний насос зробить опалення залежним від подачі електроенергії і створить певний рівень шуму в будинку.