Гравитационная система отопления: принцип работы, элементы,

Как и за счет чего работает гравитационное отопление?Что воздействует на циркуляцию теплоносителя? Какое оборудование нужно для полноценной и беспроблемной работы системы? В этом материале мы попытаемся отыскать ответы на эти и многие другие вопросы.

Что это такое

В любой системе водяного отопления распределения и функцию переноса тепла по отопительным устройствам делает теплоноситель - жидкое вещество со большой удельной теплоемкостью.

Значительно чаще эту роль делает простая вода; но в тех случаях, в то время, когда в зимние холода дом может остаться без отопления, часто употребляются жидкости с более низкими температурами фазового перехода.

Независимо от типа теплоносителя его необходимо вынудить двигаться, переносить тепло.

Способов сделать это не верно уж большое количество.

• В системах центрального отопления функцию побуждения циркуляции делает перепад давления между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы.

• Автономные системы с принудительной циркуляцией для данной цели комплектуются циркуляционными насосами.
• Наконец, теплоноситель в гравитационных (самотечных) системах движется лишь за счет трансформации собственной плотности при нагреве.

Как это работает

Принцип

Давайте попытаемся более наглядно представить себе механизм работы подобной системы.

Упрощенно говоря, она представляет собой два сообщающихся сосуда, соединенные трубами (отопительным контуром) в единое кольцо. Первый сосуд - котел, второй - фактически система отопления, складывающаяся из радиаторов, подводок и розлива. Высота обоих сосудов однообразна.

Уточним: в большинстве случаев, отопительный контур имеет большую высоту. Как минимум - куда громадную, чем котел. Дабы преодолеть эту проблему, контур сразу после котла комплектуется разгонным коллектором - вертикальным участком, в который вытесняется нагретый теплоноситель.

По окончании нагрева теплообменника его содержимое устремляется вверх, вытесняемое более холодными весами. Достигнув верхней точки разгонного коллектора, тёплый теплоноситель начинает спускаться вниз, по пути проходя через отопительные устройства и неспешно отдавая им тепловую энергию.

Остывая, он увеличивает свою плотность и в нижней точке своего маршрута уже готов вытеснить нагревшуюся жидкость, находящуюся в теплообменнике котла, в разгонный коллектор, начав новый цикл работы системы.

Факторы

Разумеется, что чем больше скорость циркуляции - тем более равномерным будет распределение тепла в контуре, тем меньше будет разброс температуры батарей. Чем определяется эта скорость?

Балансом двух противодействующих друг другу факторов: создаваемого при работе гидравлического сопротивления и системы напора контура.

От чего зависит любой из факторов?

Напор

• От высоты разгонного участка контура (другими словами суммарной высоты участка котел - разгонный коллектор). Для его повышения котел, в случае если имеется возможность, монтируется в подвале, а верхняя часть розлива выносится на чердак.
• От уклона розлива. В большинстве случаев, он делается постоянным: из верхней точки розлив спускается к котлу, теряя не меньше сантиметра высоты над уровнем пола на погонный метр длины. Благодаря уклону остывший теплоноситель проделывает свой маршрут, увлекаемый собственной тяжестью.

Гидравлическое сопротивление

Чем оно ниже, тем легче воде либо другому теплоносителю при фиксированном напоре выполнить свой путь.

Что воздействует на гидравлическое сопротивление системы?

• Диаметр розлива. Чем он больше, тем меньшее сопротивление труба оказывает потоку воды. Полный минимум диаметра - 32 миллиметра; чаще при сооружении гравитационной системы своими руками в качестве розлива употребляется труба размером 40 - 50 мм.
• Протяженность розлива. Контур протяженностью свыше сотни метров при разумном диаметре будет просто-напросто неработоспособен. В большинстве случаев гравитационные системы отопления не делают дольше 40-50 метров.
• Количество переходов и изгибов диаметра. Любой из них увеличивает сопротивление перемещению воды.
• тип и Количество запорной арматуры. Чем меньше завихрений на дросселирующих приспособлениях - тем лучше.

Практическое следствие: лучше не применять в гравитационной системе винтовые вентиля. Кроме того, что их конструкция в далеком прошлом устарела морально, их ходы создают куда большее гидравлическое сопротивление, чем ровная прорезь шарового вентиля.

• Наконец, сильнейшее влияние на сопротивление перемещению потока оказывает ее возраст и материал трубы. В случае если быть правильным, определяющим причиной есть так называемый коэффициент шероховатости. Сравните его значение для различных труб.

Практическое следствие: при монтаже лучше применять пластик либо металлопластик. Перегрева возможно не опасаться: пока в контуре имеется вода, температура труб не превысит 100 градусов.

Оборудование

Гравитационной возможно как закрытая система, не сообщающаяся с атмосферным воздухом, так и открытая в атмосферу. От типа системы зависит комплект оборудования, в котором она испытывает недостаток.

Открытая

Фактически, единственным необходимым элементом есть открытый расширительный бак.

Он совмещает пара функций:

• Вмещает избыток воды при перегреве.
• Отводит в атмосферу пар и воздух, образующийся при закипании воды в контуре.
• Помогает для долива воды, компенсирующего ее испарение и утечку.

В тех случаях, в то время, когда на отдельных участках розлива радиаторы расположены выше него, их верхние пробки комплектуются воздушниками. В данной роли смогут выступать как краны Маевского, так и простые водоразборные краны.

Для сброса системы она в большинстве случаев дополняется отводом, ведущим в канализацию либо легко за пределы дома.

Закрытая

В закрытой гравитационной системе функции открытого бачка распределяются на пара свободных устройств.

• Мембранный расширительный бак системы отопления снабжает возможность расширения теплоносителя при нагреве. В большинстве случаев, его количество берется равным 10% от общего объема системы.
• Предохранительный клапан сбрасывает избыточное давление при переполнении бака.
• За отвод воздуха отвечает ручной воздушник (к примеру, тот же кран Маевского) либо непроизвольный воздухоотводчик.
• Манометр показывает давление.

Принципиально важно: в гравитационной системе как минимум один воздушник обязан находиться в ее верхней точке. В отличие от схемы с принудительной циркуляцией, тут воздушная пробка просто-напросто не позволит теплоносителю двигаться.

Не считая перечисленного, закрытая система в большинстве случаев снабжается перемычкой с системой ХВС, разрешающей заполнить ее по окончании сброса либо для компенсации утечки воды.

Разводка

Инструкция по разводке радиаторов определяется в первую очередь числом этажей в доме.

Один этаж

При разводке на один этаж создатель настоятельно рекомендует не изобретать велосипед и применять проверенную временем ленинградку. В верной реализации она является кольцом , проложенное по периметру дома, с врезанными параллельно этому кольцу отопительными устройствами.

Любой радиатор подключается снизу вниз либо диагонально. Подводки снабжаются двумя вентилями либо вентилем на подаче и дросселем на обратке. Запорная арматура разрешит отключить батареи для ремонта, не останавливая всего контура, либо дросселировать часть отопительных устройств для выравнивания температур.

Два этажа

А вот при двух этажей оптимальна двухтрубная схема с опять-таки увеличенными диаметрами розливов и стоячным подключением радиаторов. Практически, мы создаем обычную схему верхнего розлива: по окончании разгонного коллектора теплоноситель вытесняется в трубу подачи и оттуда самотеком возвращается в розлив обратки через радиаторы.

Наиболее значимый момент: стояки обязательно дросселируются для балансировки. Без нее мы возьмём очень неравномерное распределение температур: целый теплоноситель отправится через ближние к котлу стояки.

В случае если ваш котел смонтирован в подвале, в полной мере логичным будет вынести в него и нижний розлив.

Очевидно, при соблюдении одного из двух условий:

1. Подвал утеплен и имеет круглогодичную хорошую температуру.
2. Ваша система отопления - с тосолом либо любым другим антифризом.

минусы и Плюсы

Как выглядит самотечное отопление на фоне системы с принудительной циркуляцией? Стоит ли остановить на нем свой выбор при проектировании собственного коттеджа?

Преимущества

• Система полностью отказоустойчива. В ней нет подвижных либо изнашивающихся элементов; она не зависит от внешних факторов, включая нестабильное за городом электропитание.
• Гравитационная схема - саморегулирующаяся. Чем холоднее обратка в ней, тем стремительнее циркуляция теплоносителя: так как он владеет большей плотностью если сравнивать с нагревшимися в котле весами.
• Наконец, при проектировании данной системы не требуется заниматься сложными вычислениями, не нужно особенных навыков: такие схемы проектировались еще нашими дедушками. В сельской местности и по сей день возможно встретить контуры, пристроенные к помещенному в русскую печь теплообменнику из металлической трубы.

Недочёты

Не обошлось и без них.

• Система достаточно медлительно прогревается. От розжига котла до выхода батарей на рабочую температуру может пройти полтора - два часа.

Но: остывать благодаря громадному объему теплоносителя они будут также медлительно. Особенно в случае если в качестве отопительных устройств установлены чугунные отопительные радиаторы либо массивные металлические регистры.

• Простота устройства системы не свидетельствует, что ее цена будет значительно более низкой если сравнивать с альтернативами. Солидный диаметр розлива потянет за собой большие затраты. Вот выдержка из актуального прайс-страницы на армированную полипропиленовую трубу от одной из русских компаний:

• Без балансировки разброс температур между радиаторами возможно заметным.
• Наконец, при незначительной теплоотдаче котла вынесенные на чердак либо в подвал участки розлива в сильные морозы в полной мере может прихватить льдом.

Два в одном

Решить все перечисленные неприятности гравитационной схемы может ее модернизация врезкой насоса. Наряду с этим система сохранит возможность работы с естественной циркуляцией.

При исполнении данной работы стоит придерживаться нескольких несложных правил.

• Между врезками отводов на насос ставится вентиль либо, что куда лучше, шариковый обратный клапан. При работе насоса он не позволит крыльчатке гонять воду по малому кругу.
• Перед насосом необходим грязевик. Он защитит подшипники и ротор насоса от песка и попадания окалины.
• Врезка на насос ограничивается парой вентилей, каковые разрешат прочистить фильтр либо снять насос для ремонта без утраты теплоносителя.

Заключение

Сохраняем надежду, что нам удалось ответить на все накопившиеся у читателя вопросы. Как неизменно, дополнительную данные о принципе работы гравитационных систем и их устройстве возможно почерпнуть в прикрепленном видео. Удач!