В каких случаях система отопления с естественной циркуляцией будет оправданной для использования в частном доме

Вариантов создать комфортные условия в доме зимой существует достаточное количество, один из них – система отопления с естественной циркуляцией. Этот вариант отличается доступностью организации, простотой монтажа, удобством в дальнейшем использовании. Не предусматривается установка насоса, который осуществляет циркуляцию теплоносителя, гидравлический напор создается самостоятельно. Эффективность подобного решения зависит от множества факторов. Поэтому самостоятельно монтировать систему не рекомендуется при недостаточном опыте.

Выбрать сантехнику и комплектующие Вы можете тут

Схема имеет определенные недостатки, однако даже, несмотря на их наличие, продолжает оставаться популярной благодаря:

• отсутствию необходимости использовать дополнительное оборудование;
  
• простоте установки и дальнейшего обслуживания;
  
• энергетическая независимость, благодаря чему даже при прекращении подачи электричества, система продолжит функционировать в прежнем режиме.
  

Что касается давления, то оно в системе будет практически полностью отсутствовать. Хотя в технологических расчетах используется 1 атм. на 10 метров напора. Поэтому если рассматривается двухэтажное здание, то давление едва будет превышать показатель в 1,1 атмосфер, в одноэтажном строении будет находиться в пределах 0,4-0,6 атм.

Учитывая такой параметр, как способность жидкости, нагреваясь, увеличиваться в объеме, не обойтись без установки бака, размер которого определяется индивидуально. Установка выполняется в верхней позиции, независимо от того монтируется естественная система отопления или принудительная. Задача емкости обеспечивать компенсацию при увеличении объема теплоносителя при нагреве.

Вариантов обустройства системы организации отопления, несмотря на ее простоту, существует минимум четыре. Однако выбрать можно не любой способ, он определяется индивидуально исходя из требуемой производительности, а также характеристик объекта.

Определить наиболее выгодный вариант устройства поможет опытный мастер, который проведет не только требуемые гидравлические расчеты, но и правильно рассчитает мощность котла, а также подберет трубы необходимого сечения. Поэтому на решении вопроса экономить не следует, правильным будет доверить все расчеты и работы профессионалам. Рассмотрим возможные варианты, позволяющие выполнить отопление с естественной циркуляцией:

• Закрытый тип системы. Сегодня этот вариант в РФ еще не настолько популярный, однако, все же во многих домах уже успешно используют. Принцип действия заключается в следующем:
  

1. В момент нагрева теплоносителя происходит его расширение, образуется движение по контуру.
   
2. Жидкость под воздействием сил давления направляется в бак. Его конструкция предусматривает наличие специальной мембраны, которая заполнена воздухом (чаще – азотом). Вторая часть бака пустая, сюда поступает жидкость.
   
3. При нагреве образуется давление, достаточное для сжатия азота, при остывании процесс происходит обратный.
   

• Открытый тип системы. От первого варианта будет отличаться только наличием расширительного бака. Преимуществом является то, что в качестве бака может использоваться любая емкость подходящего объема. Чаще всего емкость имеет минимальный размер, она устанавливается на крыше здания.
  

Есть недостатки, связанно с тем, что не исключается вероятность попадания воздуха в контур, в результате снижается эффективность обогрева. Исправить ситуацию удается при условии наличия крана Маевского, который специалисты советуют монтировать на радиатор отопления с естественной циркуляцией.

Конструктивно отличается сложностью, поскольку требуется выполнение монтажа одновременно 2-х контуров. По одному происходит движение нагретого теплоносителя от нагревателя к радиаторам, второй является обратным, по нему остывший теплоноситель движется обратно в котел, где будет осуществляться его повторный нагрев. Организация требует использования большего количества труб, отметим, что важно правильно рассчитать диаметр материала.

Выполнить подобную систему без наличия опыта проблемно, поэтому доверять реализацию процесса следует специалистам. Монтаж условно разделяется на следующие этапы:

1. Устройство стояка, он необходим чтобы теплоноситель поднимался к баку, его следует монтировать в наивысшей точке плюс 10 сантиметров.
   

  2.  При отоплении с естественной циркуляцией возникает необходимость монтировать трубу на 3-ть высоты от базового основания пола, от которой дальше будет идти разводка к батареям отопления.

  3.  Дополнительно потребуется врезать трубу перелива в бак, через которую при возникновении необходимости будет выводиться излишек теплоносителя.

  4.  Обратную трубу, по которой возвращается в котел теплоноситель, подсоединяют в радиатор в нижней его части. Их прокладка осуществляется параллельно подающему трубопроводу.

Если предусматривается естественная циркуляция воды в системе отопления, то потребуется учесть одну особенность. А именно труба стояка обязательно должна утепляться, в противном случае будут существенно увеличены потери тепла

Также желательно утеплить непосредственно емкость бака. Если это не сделать, то существует риск, что теплоноситель в верхней точке емкости попросту начнет замерзать, конечно, подобное происходит редко, но все же рисковать не следует.

Обязательно еще на стадии проектирования потребуется произвести расчеты, которые укажут необходимую высоту для расположения не только бака, но и котла, радиаторов. Если все правильно рассчитать, то во время функционирования будет достигаться нужное рабочее давление, благодаря чему отопление водой с естественной циркуляцией достигнет высокой эффективности и сможет функционировать экономично.

Важно! Ниже всего в подобной системе должен располагаться отопительный агрегат.

Отличным решением станет установка оборудования на цокольном этаже при его отсутствии отопительный агрегат можно опустить в подвальное помещение. Если подобные возможности отсутствуют, тогда потребуется выполнить в помещении углубление. Если правильно все рассчитать, то системы будет вполне достаточно для качественного обогрева дома площадью до 100 м2.

Этот вариант считается простым способом организации отопления. Отопительный контур необходимо монтировать на высоте, однако возвратный контур располагается ближе к поверхности пола.

Преимущество заключается в минимальном количестве труб, кроме этого выполнить работы можно самостоятельно имея минимальное количество опыта. Радиаторы и котел могут устанавливаться на одном уровне, что также облегчает процесс монтажа.

Надежность и эффективность функционирования системы будет обеспечиваться при наличии бака. Потребуется правильно подобрать емкость относительно объема, что определяется размерами, количеством используемых радиаторов. Главное учесть, что расширительный бак нельзя наполнить на ¾ его объема. Если произойдет слив теплоносителя, то обязательно нужно пополнить объем иначе существует риск, заполнения контуров воздухом, в результате чего образуются воздушные пробки.

Если объема теплоносителя будет недостаточно для достижения уровня разветвления, его подача к радиаторам будет приостановлена. Для восстановления объема рекомендуется подвести отдельную трубу, которая подсоединяется к водопроводу. Ее использование позволит восполнять объем теплоносителя. Кроме этого необходимо предусмотреть установку крана для слива жидкости из системы, его монтаж осуществляется в нижней точке.

В организации отопления частных домовладений этот вариант получил наибольшую популярность. Это объясняется в первую очередь финансовой доступностью, что достигается за счет снижения количества расходного материала, а также относительной простотой выполнения запланированных работ. Чаще всего владельцы не привлекают специалистов, поскольку монтаж не составляет проблем реализовать самостоятельно. Однако система имеет и иные положительные моменты, например:

1. гидравлическая устойчивость исключается вероятность изменения теплоотдачи радиаторов в случае выключения отдельных контуров, при наращивании или замене батарей;
   
2. устройство удается выполнить с использованием минимального количества труб, главное, правильно их подобрать относительно диаметра;
   

  3.  за счет небольшого объема теплоносителя система прогревается быстрее, требуется меньше затрат топлива, благодаря чему повышается экономичность;

  4.  трубопровод не портит общего оформления интерьера, однако при желании трубы не составит сложностей скрыть, например, под декоративным коробом;

  5.  если дополнительно установить запорную арматуру позволяющую настраивать работу отдельных радиаторов, в этом случае экономичность 

  6.  отопления повысится еще больше;

надежность, простота конструкции, отсутствие сложностей в использовании, обслуживании.

Если расчет системы отопления с естественной циркуляцией организован правильно, а также при монтаже предусмотреть установку специальных приборов управления, то это позволит перевести функционирование в полностью автоматичный режим, благодаря чему повысится удобство использования, а также надежность функционирования.

Любой рассматриваемый вариант будет иметь один существенный недостаток – отсутствие давление, по этой причине, если при монтаже будут допущены ошибки, это приведет к снижению эффективности конструкции. Важно учесть, что на функционирование повлияет отрицательно наличие большого количество поворотов, уклонов, изменения диаметра трубопровода, неправильно составленная схема. При организации потребуется обратить внимание на:

- вид, диаметр труб;

- выкладка уклонов;

- способ подачи, вид теплоносителя.

Рассмотрим все детально:

Диаметр труб. Потребуется к выбору в данном случае относиться ответственно, если расчет выполнить не верно, то эффективность отопления снизится. Учитываем:

• при проведении расчета к полученному значению добавить 20-25%;
  
• при выборе можно ориентироваться на таблицы;
  
• выбор относительно диаметра может изменяться в зависимости от материалов, используемых в производстве трубы, если используются стальные, то внутренний диаметр следует подбирать с показателем не менее 50 мм.
  

От того насколько правильно подобранны трубы будет зависеть циркуляция воды в системе отопления. Однако всегда нужно учитывать дополнительные моменты, при выполнении трубопровода могут использоваться следующие варианты труб:

• Стальные. Отличаются высокой теплопроводностью, главное преимущество прочность. Материал легко переносит гидравлические удары, однако при использовании потребуется наличие сварочного аппарата;
  

• Металлопластиковые. Внутренняя поверхность идеально гладкая, благодаря чему сводится к минимуму вероятность их засорения. Однако следует учесть, что такие трубы не долговечны, что является их существенным недостатком;
  
• Полипропиленовые. Этот вариант как нельзя лучше подходит для создания контуров. При грамотном монтаже можно рассчитывать на долговечность и надежность отопления в доме. В среднем эти трубы способны служить исправно 25-30 лет;
  
• Медные. Вариант хороший, но очень дорогой. Среди преимуществ можно выделить долговечность, надежность, повышенная устойчивость к образованию коррозии.
  

Какой вариант выбрать решать конечно вам, но при этом нужно понимать, что в зависимости от того какие трубы выбраны будет определяться внутренний диаметр, конечно чем он меньше, тем меньшее количество теплоносителя потребуется, за счет чего достигается экономичность отопления.

Следующий важный момент уклон трубопровода. По нормам необходимо на каждый погонный метр материала выполнять наклон в один сантиметр. Именно этот стандарт следует принимать во внимание, выполняя отопление в котором не предусматривается циркуляционный насос. Определить наклон между конечными точками позволит схема, которая обязательно должна составляться на этапе планирования работ.

  2.  Скорость циркуляции. Напор определяется индивидуально и существенно на скорость циркуляции влиять не сможет. Этот параметр зависит от иных факторов, а именно:

• Материал изготовления труб. Следует учесть, что стальные трубы создают определенное сопротивление при движении, нежели материал с аналогичным сечением, но выполненный из полипропилена;
  
• Диаметр трубопровода. Чем больше сечение трубы, тем меньшее сопротивление и наоборот. Поэтому при создании контуров, в которые не планируется устанавливать насос, диаметр намеренно завышают, используют ДУ32-ДУ40;
  
• Количество поворотов. Чем большее их количество, тем большее будет сопротивление, поэтому рекомендуется использовать минимум поворотов и соединений с изменением диаметров.
  

Справедливо отметить, что по ряду причин, например, большое количество сложных расчетов отопления с естественной циркуляцией осуществляется редко, преимущественно в объектах жилого направления с небольшой квадратурой.

  3.  Уклон устройства трубопровода. При проектировании следует учитывать строительные нормы. Где все особенности детально рассмотрены. В требованиях указано, что на движение жидкости по контуру будет влиять не только гидравлическое сопротивление, но и ряд иных факторов, например препятствия в виде поворотов, углов, изменения диаметра на стыках.

Регламентируется уклон нормами СНиП, согласно правилам наклон следует выполнять 1 см на погонный метр. При условии соблюдения требования, гарантируется беспрепятственное движение по контуру теплоносителя. Если будет в расчете допущена ошибка, то это приведет к снижению эффективности ее работы (недостаточный прогрев, завоздушивание, снижение теплоэффективности).

  4.  Котел отопления. В качестве теплоносителя используется обычная вода. Однако нередко применяется и антифриз, однако учитываем, что он по сравнению с водой имеет меньшую теплоотдачу, большую плотность. В результате для достижения нагрева потребуется больше времени и соответственно энергоресурсов, что снижает экономичность. В пользу антифриза можно привести следующие преимущества:

- хорошая текучесть, благодаря чему улучшается циркуляция;

- при температуре в пределе -10- -15 градусов текучесть будет сохраняться.

Использование антифриза является оправданным, если в зимний период отопление не будет регулярно использоваться. Поэтому выбор следует осуществлять, ориентируясь, как планируется обогревать помещение, а именно регулярно или периодически.

Эффективность использования будет зависеть от того насколько правильно подобран резервуар относительно объема. При расчетах нужно учесть, что при нагревании вода увеличивается от своего объема примерно на 3%, а антифриз до 5%.

Подбирать емкость рекомендуется с небольшим запасом. Если допустить ошибки, то при тепловом расширении произойдет переполнение емкости и теплоноситель начнет сбрасываться через установленную в емкости трубку.

Чтобы в результате теплового расширения теплоносителя не произошла аварийная ситуация следует покупать расширительный бак чтобы его объем равнялся 10% общего объема теплоносителя в контуре. Отметим, что данное правило действительно, только если емкость не превышает 150 литров.

При большем объеме расчет осуществляется по иной схеме, а именно полный объем умножается коэффициент предполагаемого расширения при определенных значениях температуры. К значению, которое будет получено, нужно прибавить объем жидкости, которая будет находиться постоянно в баке при нормальном функционировании отопления.

Если рассматривается естественная циркуляция в системе отопления частного дома, то потребуется ответственно подойти к решению ее реализации. Эффективно она способна работать только на объектах площадью до 120 м2. В иной ситуации целесообразно использовать циркуляционный насос. Главным преимуществом решения можно выделить энергонезависимость, однако исходя из практики, экономия на электричестве становится не оправданной, поскольку при самоциркуляции увеличиваются тепловые потери. Но все же свои преимущества здесь имеются.