Система самотёчного отопления в частном доме
- Принцип работы самотёчной системы
- Преимущества и недостатки системы без насоса
- Схемы самотёчного отопления
- Какой уклон нужен в самотёчных системах
- Какие трубы выбрать для самотёка
- Открытый и закрытый расширительный бак
- Зачем утеплять главный коллектор?
- Особенности расчёта самотёчной системы
- Ошибки монтажа
Система отопления в доме может быть принудительной или самотёчной (гравитационной) без использования циркуляционного насоса. Последний вариант выбирают при частых перебоях с электроэнергией. Однако такой способ будет эффективным только при правильном проектировании и монтаже котла, радиаторов, труб и других элементов системы.
Принцип работы самотёчной системы
В самотёчной системе отопления теплоноситель движется естественным способом от котла до радиаторов и обратно. Тепло от сжигания топлива раздаётся по всему дому. Движение теплоносителя происходит за счёт разницы в массе горячей и холодной воды из-за изменения плотности.
Самотёчная система работает так:
- котёлнагревает теплоноситель;
- при нагревании жидкость увеличивается в объёме, а плотность уменьшается;
- горячая вода после котла поступает в разгонный коллектор под давлением холодной, которая весит больше;
- теплоноситель, проходя через систему, отдаёт тепло и остывает, становясь тяжелее;
- остывшая жидкость возвращается под действием силы тяжести обратно в котёл и опять вытесняет оттуда нагретый теплоноситель.
В замкнутой системе движение теплоносителя повторяется, пока котёл его греет до высоких температур (70-90℃).
Разница в весе горячей и холодной воды ощущается при приближении к температуре кипения. Так один кубометр, разогретый до 90 ℃, весит 965 кг, а до 70 ℃ — 977 кг. При этом, если кубометр воды температурой 50 ℃ нагреть до 70 ℃, она станет легче на 10 кг.
Преимущества и недостатки системы без насоса
У системы отопления с естественной циркуляцией есть как плюсы, так и минусы. Преимущества такие:
- Долгий срок работы системы без поломок, потому что отсутствуют насос и подвижные элементы, которые ломаются чаще других деталей.
- Энергонезависимость. При отключении электричества система отопления с принудительной циркуляцией перестаёт работать, самотёчная лишена этого недостатка.
- Отсутствует шум и вибрация от насоса, как в принудительной системе.Громкость зависит от местонахождения котельной в частном доме.
- Простое обслуживание из-за отсутствия подвижных деталей в сравнении с системой отопления с принудительной циркуляцией.
Недостатки:
- Высокая инертность. От запуска котла до потепления радиаторов в комнатах дома может пройти 2-3 часа. Сначала котёл должен нагреть теплообменник в расширительном баке. Вода циркулирует медленно, поэтому быстро добиться комфортной температуры не получится.
- Нужно точно соблюдать уклон труб по ходу движения теплоносителя. Без этого самотёчная система отопления работает не на полную мощность, дальние батареи остаются холодными.
- Риск промерзания труб. При сильных морозах существует вероятность, что система замёрзнет из-за слабого потока воды.
- Необходимо доливать воду в начале сезона, если выбран открытый расширительный бак. Обычно в систему добавляют от 3 до 10 литров.
Схемы самотёчного отопления
Первый этап обустройства самотёчной системы отопления — выбор схемы, по которой будет производиться монтаж всех элементов. Необходимо сделать расчёт с учётом площади дома, количества этажей, теплоизоляции. Существует четыре распространённые схемы отопления:
- однотрубная;
- двухтрубная;
- «Ленинградка»;
- «Паук».
Схему подбирают под планировку дома.
Однотрубная
Эта система состоит из одного контура. По нему нагретая вода от котла последовательно поступает к радиаторам, а затем возвращается к котлу. При выборе однотрубной системы важно правильно подобрать диаметр трубы. Чем он больше, тем лучше циркулирует теплоноситель. Оптимальный диаметр — 1,5 дюйма.
Котёл располагается в самой нижней точке системы. Стояк с горячей водой располагают максимально высоко. Трубы нужно укладывать с постоянным уклоном 1 см на 1 метр длины трубопровода.
При однотрубной схеме подающие трубы с горячим теплоносителем часто располагают под потолком. Например, в чердачном пространстве. «Обратку» — над полом.
Однотрубная схема наиболее простая в монтаже, но считается менее эффективной, чем другие. Существует также комбинированная схема, которую используют для обогрева двухэтажных частных домов. Каждый стояк в такой самотёчной системе отопления передаёт тепло 2-4 радиаторам на разных этажах. На батареях верхнего этажа устанавливают байпасы.
Двухтрубная
Самотёчное отопление с двумя контурами: по одной трубе движется горячая вода ко всем радиаторам, по другой — остывший теплоноситель от батарей к котлу. Сделать такую систему чуть сложнее и дороже, чем однотрубную.
Особенности такого самотёчного отопления:
- котёл по возможности устанавливают ниже радиаторов;
- уклон труб по движению воды составляет 5-7 градусов;
- выходы радиаторов нужно врезать в обратный коллектор, находящийся под полом;
- на отопительные приборы нужно установить запорную арматуру: краны на подачу и балансовые вентили на «обратку».
«Ленинградка»
Это простая однотрубная схема, которую выбирают для отопления небольшого частного дома. Вдоль наружной стены проводят единственную трубу. К ней последовательно подключают все радиаторы и заводят обратно в котёл.
Особенности такой схемы:
- разгонный коллектор до высшей точки;
- максимум 4 батареи в системе отопления дома;
- сечение коллектора уменьшать нельзя;
- увеличенный уклон главной магистрали.
Вода движется самотёком по такой схеме медленно, дальние радиаторы греются хуже, чем те, что рядом с котлом.
«Паук»
Принцип работы такой схемы прост:
- расширительный бак устанавливают на чердаке по центру дома;
- к ёмкости идут стояки от батарей и теплогенератора;
- от котла горячий теплоноситель попадает в расширительный бак;
- оттуда по трубам меньшего сечения теплоноситель движется к радиаторам;
- остывший теплоноситель попадает в обратный трубопровод, его устанавливают традиционным способом: нужно много труб и стыков на чердаке. Вместо одной распределительной магистрали, получается множество, поэтому экономии на материалах нет. Схему «Паук» нельзя реализовать в домах без чердака.
Какой уклон нужен в самотёчных системах
Укладывать трубы в системах, в которых вода идёт самотёком, надо обязательно с уклоном. В разных схемах установки используется разный уклон: от 3 мм до 1 см на метр трубы. Если на участке есть соединения и углы, уклон увеличивают.
В СНиП 41-01-2003 прописано условие для гравитационного отопления — не менее 10 мм на 1 метр трубы. Точные расчёты нужно сделать ещё на этапе проектирования системы отопления дома.
Особенности установки труб с уклоном:
- Трубопровод нужно разграничить на участки. Каждый из них должен перекрываться в случае протечек или неисправностей.
- Для нарезки труб можно использовать специальные ножницы или труборез.
- Переходы для полипропиленовых труб нужно сделать латунной запрессованной вставкой с внутренней и наружной резьбой.
- Между неподвижными опорами нужна компенсация трубопровода. Сделать её можно различными методами: установить П-образный компенсатор или в виде петли изменить трассу трубопровода.
Для монтажа труб понадобятся различные виды ключей: газовый, «разводной», для металлопластиковых и разъёмных соединений.
Какие трубы выбрать для самотёка
При проектировании нужно выбрать не только оборудование для систем отопления и ГВС (горячего водоснабжения), но и материал труб. Для гравитационной схемы обогрева подходят:
- Медные трубы. Прочный материал имеет хорошую теплоотдачу, высокую прочность. Медные трубы служат свыше 50 лет, устойчивы к коррозии. От аналогов отличаются приятным внешним видом, что немаловажно в интерьере. Стоят такие трубы дорого и сложны в монтаже, ведь придётся паять все места соединений.
- Полипропиленовые трубы. Материал имеет гладкую поверхность, на которой не образуются наросты. Устойчивы к появлению ржавчины. Изделия из полипропилена служат не более 25 лет.
- Стальные трубы. Материал устойчив к механическому воздействию, обладает высокой теплопроводностью, но, подвержен коррозии. На стенках труб из стали могут со временем появиться твёрдые отложения. При монтаже изделия приваривают, для соединения используют много фитингов. Срок службы стальных труб около 20 лет.
- Металлопластиковые трубы. Материал непористый, поэтому внутри изделий не образуются засоры. Такие трубы мало весят, гибкие, легко устанавливаются, но служат всего 10-15 лет.
Открытый и закрытый расширительный бак
По типу расширительного бака самотёчную систему можно разделить на закрытую и открытую. Открытая представляет собой ёмкость, куда поступают излишки теплоносителя. Чтобы не произошло переполнения такого бака, дополнительно монтируют переливную трубу, отходящую к стоку.
Открытые ёмкости можно сделать самому или купить готовую. Поскольку теплоноситель в такой системе испаряется, используют только воду. Антифриз быстрее переходит в газообразное состояние и для открытых расширительных баков не подходит. Для пополнения общего объёма воды перед началом отопительного сезона жидкость доливают.
Закрытые расширительные баки состоят из двух частей, разделённых мембраной. Одна ёмкость заполняется теплоносителем, другая — воздухом или азотом.
Работает система так:
- Нагретая котлом вода поступает в расширительный бак.
- Горячая жидкость давит на мембрану и сжимает газ за мембраной.
- При снижении температуры мембрана возвращается в первоначальное состояние и толкает теплоноситель обратно в систему.
Таким образом, излишки теплоносителя не испаряются и не выливаются из ёмкости. Доливать воду в закрытой системе не надо.
Зачем утеплять главный коллектор?
Особое внимание при проектировании и монтаже уделяют разгонному коллектору — трубе, которая поднимает горячий теплоноситель от котла к расширительному баку. Её диаметр нужно подобрать под выходное отверстие теплогенератора. Иногда возникают проблемы именно на этом участке системы отопления. Например, вода в разгонном коллекторе быстро остывает. Для устранения этой проблемы трубу нужно утеплить.
Это можно сделать:
- пенополиуретаном — на трубу устанавливают специальную скорлупу из этого материала;
- синтетическим каучуком — рулон наматывают на коллектор;
- вспененным полиэтиленом — он изготавливается в виде трубок и рулонов или матов.
Особенности расчёта самотёчной системы
Расчёт системы отопления с естественной циркуляцией сложнее, чем проектирование обогрева с принудительной подачей теплоносителя. На эффективность системы влияют: количество поворотов трубопровода, угол уклона каждого участка. Любые погрешности сразу скажутся на работе контура.
При расчётах нужно учесть:
- минимально допустимый угол уклона;
- диаметр и материал трубопровода;
- способ подачи теплоносителя в радиаторы;
- вид теплоносителя: вода или антифриз.
Для проекта нужно подобрать котёл — газовый или твёрдотопливный. Он должен быть энергонезависимым, чтобы не влияли перебои с электричеством. Такое оборудование для систем отопления дома можно найти в каталоге Epool.
Ошибки монтажа
При монтаже в доме оборудования и труб часто совершают следующие ошибки:
- Не соблюдают угол наклона. Это приводит к завоздушиванию системы или непроходимости теплоносителя.
- Не утепляют трубы на чердаке. Из-за этого температура теплоносителя значительно снижается.
- Не устанавливают воздухоотводчики. Это усложняет спуск из системы скопившегося воздуха.
- Не предусматривают в схеме трубу для смесительного узла. Она обязательно нужна для уменьшения подачи теплоносителя в радиаторы.
- Не закладывают в нижней точке системы сливной кран, который нужно врезать в канализационную трубу. Он необходим для опустошения трубопровода при длительном отсутствии жильцов.
- Не ставят запорную арматуру и краны на радиаторы.Они понадобятся при ремонте износившихся отопительных приборов. С их помощью можно перекрыть подачу воды на конкретную батарею без отключения системы полностью.
- Выбирают для котельной комнату в домес высокой влажностью воздуха. Газовые и твёрдотопливные котлы нужно устанавливать в сухом помещении. Влага нарушает работу автоматики, способствует появлению коррозии на стальных элементах системы.
На нашем сайте можно заказать различное оборудование для отопления дома — котлы, горелки, радиаторы, элементы монтажа. Доставка заказов во все регионы России. В 550 городах работают пункты самовывоза.
