Отопление в частном доме может быть с естественной или искусственной циркуляцией теплоносителя. Какие преимущества и недостатки есть у каждой из этих систем? И какой вариант выбрать? Эти вопросы нередко возникают у тех, кто подключает свой дом к газовым сетям и меняет отопительное оборудование. Давайте разбираться. В этой статье расскажем об отоплении с естественной циркуляцией.
Устройство системы
Система отопления с естественной циркуляцией состоит из следующих элементов:
🔹 подающий и обратный трубопроводы
🔹 приборы отопления (радиаторы)
🔹 расширительный бак
Котел служит теплогенератором: он нагревает воду теплом, образующимся при сжигании топлива, например, газа. По подающему трубопроводу теплоноситель движется к приборам отопления, по обратному — возвращается в котел. Радиаторы передают тепло нагретой воды помещениям.
Принцип работы
Циркуляция обеспечивает перемещение нагретого теплоносителя от котла к отопительным приборам (радиаторам) и возвращение остывшей воды обратно, в котел. В системе с естественной циркуляцией нет насоса, который заставлял бы теплоноситель двигаться по кругу. За счет чего же происходит циркуляция?
Сила, которая заставляет воду течь по трубам в такой системе, — это гравитация. Поэтому систему с естественной циркуляцией еще называют гравитационной. Дело в том, что жидкость при нагреве становится легче. Например, плотность воды при 40 °С составляет 992 г/л, а при 95 °С – 962 г/л. Поэтому теплоноситель, нагретый в котле, поднимается вверх. На его место поступает более тяжелый остывший теплоноситель из обратного трубопровода. Нагретая вода из верхней точки самотеком поступает к приборам отопления, где отдает тепло, и по обратному трубопроводу возвращается к котлу.
Давление, которое вызывает такую циркуляцию, зависит от двух факторов:
💧 разности температур воды на выходе и входе котла
💧 высоты, на которую поднимается нагретая вода
Чем больше разность температур, тем больше давление. Аналогично чем выше поднимается вода при выходе из котла, тем больше давление. Столб воды высотой в 10 м оказывает давление в 1 атмосферу. Обычно разность высот между уровнем теплоносителя в расширительном баке и обратным трубопроводом составляет 2,5 м. Соответственно, гравитационной давление в системе с естественной циркуляцией находится в пределах 0,25 атмосфер. Немного, но если потолки высокие, давление может быть и побольше.
Гравитационное давление должно преодолевать сопротивление, которое возникает от трения воды о стенки труб, а также из-за арматуры, отводов, сужений. Для улучшения циркуляции теплоносителя рекомендуется:
🔸 устанавливать котел ниже уровня радиаторов;
🔸 сделать тепловую изоляцию стояка, идущего от котла к расширительному баку.
Есть и более радикальный способ, который нередко используют в южных регионах — вынести расширительный бак на чердак. Но в этом случае его надо утеплить.
Из-за небольшого давления теплоносителя трубопроводы системы с естественной циркуляцией имеют больший диаметр, чем в системах с искусственной циркуляцией. За счет этого больше воды перемещается от котла к отопительным приборам и обратно. Обычно в системах отопления с естественной циркуляцией применяют стальные трубы: для подающего стояка, подающего и обратного трубопроводов — с условным проходом 40 или 50 мм; для отводов к радиаторам — 20 или 25 мм.
Особенности, которые необходимо учесть
Обязательное условия нормальной работы гравитационной системы — наличие уклонов горизонтальных трубопроводов: от верхней точки — расширительного бака — к радиаторам и от них к котлу. Именно уклоны обеспечивают движение жидкости под действием силы тяжести. Еще они нужны для удаления воздуха из системы. При заполнении системы вода, согласно закону сообщающихся сосудов, равномерно поднимается вверх. При этом воздух выходит через расширительный бак.
Если на каком-либо участке трубопровода имеется обратный уклон, в этом месте будет воздушная пробка. Она не пропустит теплоноситель.
Величина уклона должна быть не менее 1 см на каждый метр трубопровода. Соблюдение этого требования позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя в системе отопления. Стояки при монтаже труб должны устанавливаться вертикально.
При нагреве вода увеличивается в объеме. Расширительный бак открытого типа служит для защиты котла и системы отопления от повышения давления, происходящего при нагреве воды. Также через него удаляется воздух при заполнении системы водой и растворенные в ней газы, которые выделяются при нагреве. Расширительный бак открытого типа устанавливается в самой верхней точке системы отопления. Из него при полном заполнении системы через переливную трубу начинает вытекать вода, что служит сигналом к завершению залива воды в систему. После розжига котла вода дополнительно расширяется, ее излишки также вытекут через переливную трубу.
Преимущества
✅ Системы с естественной циркуляцией не зависят от электроснабжения. При наличии газового котла дома всегда будет тепло. В населенных пунктах с длительными перебоями в электроснабжении системы с естественной циркуляцией — это лучшее решение.
✅ Простой состав оборудования. Не нужен насос, расширительный бак закрытого типа, группа безопасности, можно пренебречь фильтром. Когда нет сложных элементов, нечему ломаться.
✅ Минимальные затраты на эксплуатацию: не тратится электроэнергия, нет поломок.
✅ Отопление работает без шума и вибрации, которые сопровождают работу насоса искусственной циркуляции.
Недостатки
❌ Относительно небольшая отапливаемая площадь, малый радиус действия (до 30 м по горизонтали) из-за небольшого циркуляционного давления.
❌ Высокая материалоемкость из-за применения труб больших диаметров.
❌ Проблемы в интерьере. В системах с верхней разводкой подающий трубопровод большого диаметра (условным проходом 40–50 мм) проходит в верхней части через все отапливаемые помещения, что не украшает дом.
❌ Медленный прогрев радиаторов после включения отопления.
Коротко о главном
- Системы отопления с естественной циркуляцией хороши в населенных пунктах с ненадежным электроснабжением.
- Они не подходят для обогрева домов площадью больше 200 м2.
- Медленная циркуляция и низкое давление не позволяют использовать естественную циркуляцию для низкотемпературных систем, например, теплых полов.
👉 В одной из следующих статей расскажем о преимуществах и недостатках систем отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя. Подпишитесь, чтобы не пропустить!