Гравитационная система отопления: технический прорыв

Гравитационная система отопления, часть 1

Теперь разберём, всё ли здесь так или система с насосной циркуляцией дань моде.

Давайте по порядку, начнём с простоты и сложности монтажа.

Самое первое, с чего начнёте делать систему, а не монтировать и бежать покупать радиаторы и котёл, а проект и трассировка труб. Относится данная рекомендация к монтажу любой системы отопления, с любым видом циркуляции. Если вы найдёте грамотного проектировщика-теплотехника, а лучше инженера, то он вам сможет спроектировать любую систему и учесть ваши рекомендации по трассировке труб. Этот вопрос лучше решить ещё и вместе с дизайнером. Если же вы хотите сделать систему гравитационную, то вам её и спроектируют. При этом вы увидите ещё на стадии проектирования, что больших труб, как это в понимании всех, не будет на виду. Конечно, при условии грамотного проектирования. Сейчас в общепринятом понятии гравитационная система представляет собой следующее: котёл чугунный или стальной, стоит в этаком деревенском доме, деревянном или кирпичном, от котла идут трубы, одна вверх, вторая по полу. Верхняя труба непременно идёт посреди стены и ещё с уклоном, на самом видном месте! На ней же, над котлом стоит расширительный бак, который представляет собой железный ящик, закрытый сверху фанерой или доской.

Далее идут по кругу или по всему периметру дома большие трубы, причём какие нашли на халяву! Это такой вот регистр, он же и система отопления. При топке котла ещё и выбивает воду или пар под потолок из расширительного бачка, и как следствие, обваленная штукатурка над баком и возле него.

Нормально спроектированная и сделанная система отопления такой быть не может! Делается система следующим образом (упрощенный вариант). Ставится котёл, место для него определяется заранее. От котла выводится подающий стояк, причём по заранее определённому месту вверх, на сколько это возможно в здании. Как правило, на чердак или в какую-нибудь кладовку верхнего этажа.

Там устанавливается расширительный бак. Если предполагается открытый, причём герметичный, то есть переливная труба, которая выведена в котельную, либо в какое-то подсобное помещение, где есть канализация. Если же расширительный бак предполагается закрытый, то тогда он устанавливается на обратке в котельной или ином помещении, в самой верхней точке устанавливается автовоздушник. Группа безопасности также устанавливается в котельной на 1 этаже. Котёл, конечно же, желательно установить как можно ниже, в приямке или подвале Если котёл планируется газовый, то в подвале нельзя. С верхней точки, там, где устанавливался открытый расширительный бак или автовоздушник, делается опуск. Получается напорная петля, чуть позже объясню, что это такое и зачем надо.

От опуска варится розлив будущей системы отопления. Для монтажа системы можно использовать не только стальные трубы.

Можно и полипропиленовые, медные, нержавейку и др. Главное, при использовании полимерных труб смотреть на температуру, на которую допустимо использовать данную трубу. К розливу системы потом варятся стояки, которые и служат для подключения радиаторов.

Упрощённо и схематично

Причём, розлив в гравитационной системе может быть по этажам и нижним, так всеми любимым. Но для этого должно выполняться условие: верх котла должен быть по горизонту ниже, чем низ радиаторов. То есть котёл должен стоять в подвале или, как уже говорилось, быть заглублён. Но ничто не мешает сделать смешанную разводку, первый этаж, с верхним розливом, а второй и более верхний с нижним.

Причём, нижний розлив второго или иного верхнего этажа может быть как однотрубным, так и двухтрубным. Теперь вот появилась на рисунке напорная петля, настало время рассказать о ней подробней.

Для чего же она нужна? Проделаем простой опыт.

Возьмём резиновый или пластиковый мячик, утопим его рукой в ванне с водой на небольшую глубину, отпустим его. Мячик вылетит из воды, всплывёт, замеряем расстояние на сколько он вылетит. Проделаем опыт ещё раз, только мячик утопим как можно глубже и так же отпустим, опять замеряем, на сколько он выпрыгнет. Во втором случае мяч выпрыгнет выше. То же самое происходит и с водой в системе. Горячая вода легче, чем холодная, а значит, будет идти вверх. Котёл нагревает воду, и чем выше она поднимется по стояку от котла, да если ещё он прямой и диаметр его не занижен в сравнении с выходом из котла, тем больше вода сможет разогнаться внутри стояка, а стало быть создаст давление. Что и нужно для обеспечения циркуляции.


Горячая вода устремиться вверх и будет за собой из обратки тянуть холодную воду в котёл, где она опять же нагреется. Чем быстрее и лучше будет идти циркуляция, тем меньше у вас в системе будет разница температур подачи и обратки. Скорость воды при хорошо работающей системе может достигать 1м/с.

Раз есть давление, значит, система будет работать. Если известна скорость движения воды, при расчёте берётся примерно 0,8—1мс, то можно рассчитать и сопротивление участка системы или трубы, а так же располагаемое давление напорной петли, пусть не совсем точное выражение, но приемлемое. Методик расчёта сопротивления трубопровода и системы много. Утомлять формулами не буду. Что лично меня удивляет, так это то, что в литературе по сантехнике приводятся рекомендации и готовые схемы для монтажа гравитационных систем отопления в частных домах, как правило, 1-2 комнаты, но информации по созданию давления и по напорной петле не дают.

Вернёмся опять же к системе с принудительной циркуляцией, к эстетической стороне. К тому, что можно заштробить трубы. А почему бы этого не сделать с гравитационной системой? Розлив, конечно в стену не спрятать, а этой задачи и нет. Его можно сделать на чердаке, если верхний, а обратку пустить в подвале. Для снижения теплопотерь от труб розлива их можно и нужно теплоизолировать, там где надо. Если же сделан на втором этаже или третьем нижний розлив, то он сам является греющим плинтусом, трубу можно пустить по плинтусу пола. Это как раз и будет экономией радиаторов. А стояки вполне можно и заштробить в стену. Диаметры их невелики, будут не более 1,0″ Подводка к радиаторам так же будет 1/2″ или 3/4″. Примерно то же, что и в системе с принудительной циркуляцией.

Точно так же систему с гравитационной циркуляцией можно и регулировать! На 1/2″ или 3/4″ подводку вполне можно поставить регулирующий краник или, всеми любимую и модную, термоголовку. Единственная оговорка будет, что краник или термоголовка должны быть с большим проходом. Других препятствий к регулированию нет.

Теперь вернёмся к экономии газа. Да, действительно, системы с естественной циркуляцией потребляют при равной теплоотдаче с системой с принудительной циркуляцией на 6-10% газа больше. Как известно, энергия из ниоткуда не берётся, и на то, чтобы воду двигать по системе, нужна энергия. В данном случае тепловая энергия нагретой воды переходит в механическую.

Но есть ли так рекламируемая экономия? Для движения воды в системе с принудительной циркуляцией работает насос, он потребляет электроэнергию. А электроэнергия, как известно, дороже чем газ. Так что экономии не будет.

Теперь рассмотрим ситуацию с горячей водой. Отечественные котлы с контуром ГВС ,конечно, оставляют желать лучшего, может, когда и придумают что получше.

Читать еще:  Как выбрать утеплитель для дома: рекомендации

Но почему бы не поставить бойлер косвенного нагрева или даже пластинчатый теплообменник. Теплоноситель с отопления будет нагревать воду ГВС, как и в системе с принудительной циркуляцией.

Можно в системах с естественной циркуляцией использовать и теплоаккумулятор, что очень хорошо при отоплении дровами или углём, не нужно круглосуточно сидеть и топить котёл

Вы протапливаете систему, нагреваете теплоаккумулятор, потом топить перестаёте, и система работает от теплоаккумулятора, причём так же в гравитационном режиме. Вместо трёхходового крана лучше использовать два шаровых крана, тогда вы сможете прогревать одновременно систему отопления и аккумуляторный бак, а так же избежите образования конденсата на стенках котла и резкого температурного перепада после нагрева системы отопления и переходе на работу котла на аккумуляторный бак.

С тёплым полом при гравитационной системе отопления действительно много ограничений. Кроме того, сложно смонтировать тёплый пол на гравитационной системе—нужна большая толщина стяжки. Сделать тёплый пол можно, но очень много ограничений и условий. Смысла в этом нет. Если всё-таки хотите гравитационную систему и тёплый пол в ванной или в душе, тогда его разумнее сделать с принудительной циркуляцией через теплообменник, либо с насосом и взять теплоноситель обратки.

Ещё достоинство системы с естественной циркуляцией — это её энергонезависимость. Исключены аварийные ситуации, связанные с отключением электроэнергии. Конечно, если котёл газовый энергозависимый, то аварийной ситуации в принципе быть не может при отключении электроэнергии. Пропало питание, отключился котёл и всё! Система остынет, потом выстынет здание, за это время скорее всего энергоснабжение восстановят и котёл включится сам, либо его включат. Совершенно другой сценарий будет с твёрдотопливным энергонезависимым котлом.

Котёл работает, хорошо раскочегарен, накидано хорошенько угля, и вдруг, пропадает электричество. Хорошо, если вы дома, подключили или подключился сам бесперебойник, завели генератор, к тому же он есть и завёлся. А если вас дома нет! В магазин ушли или ещё куда-то, или спать легли. Накидали в топку угля и решили отдохнуть. А тут такое дело. Отключится насос, хорошо, если бесперебойник есть и отработает это дело, а если нет? Тогда что? Котёл мнут через 5-15 закипит, сработает группа безопасности от превышения давления, будет выброс пара, кипятка. Во-первых, это опасно, может ошпарить, а во-вторых, что будет со штукатуркой гипсокартоном, обоями? Нужен будет ремонт в здании. Если открытый расширительный бак, то из него так же будет выброс пара и кипятка. А если система гравитационная, то никаких проблем не будет с отоплением. А дома будет ужин при свечах.

Посему можно сделать вывод—гравитационная система вещь надёжная и безотказная, но её нужно уметь рассчитывать и правильно сделать. Срок её службы ограничивается только старением материала, из которого система сделана. Система, смонтированная из стальных труб, служит по 35-50лет!

Так что полностью пренебрегать и отказываться от гравитационной системы не стоит. Ну и ещё может быть недостатком системы с естественной циркуляцией её стоимость изготовления, материалы и работа. Если по стоимости материала расхождение будет не очень большим с системой с насосной циркуляцией, то стоимость работ будет выше. Тут играет роль квалификация тех, кто будет данную систему делать. Бездумно к этой работе подходить нельзя. Если с насосной циркуляцией кое-какие огрехи в работе и криворукость продавит, то в системе с естественной циркуляцией этого не будет, просто что-то не будет греть, и будете долго искать причину.

Продолжение темы о гравитационной системе отопления читайте в частях: часть 2 и часть 3.

Принцип работы гравитационной системы отопления

Существует много видов отопительных систем, современных и надежных старых, сложных и простых, дорогих и дешевых. Гравитационная система отопления закрытого типа – это проверенная временем, надежная, без нагромождения сложных приборов система водяного отопления.

Принцип работы

Принцип работы гравитационной системы отопления лежит использование естественной циркуляции воды за счет такого физического явления как конвекция. Нагретая в котле отопления вода, по трубе (разгонному коллектору) поднимается к расширительному баку, от него сверху вниз течет по радиаторам отопления, отдавая свое тепло в помещениях, остывает и попадает в нагревательный котел, вытесняя оттуда уже нагретую воду. Такое гравитационное отопление и называют гравитационной или самотечной системой.

В закрытой системе гравитационного отопления можно ускорить циркуляцию теплоносителя, если:

  • как можно дальше разнести нижний и верхний уровень относительно радиаторов отопления, то есть опустить котел в подвал, а расширительный бак, который является верхней точкой — на чердак, если есть такая возможность. Чем длиннее труба отопления от котла к расширительному баку, тем быстрее поднимается горячая вода, а чем выше бак относительно радиаторов, тем круче угол наклона трубы, и выше скорость течения воды;
  • уменьшить гидравлическое сопротивление в контуре за счет диаметра труб, качества запорной арматуры, количества разветвлений, изгибов и поворотов труб. Чем больше диаметр труб, тем больший поток воды они пропускают. Чем больше разветвлений, поворотов и изгибов, тем ниже скорость потока. Запорная арматура низкого качества или устаревших моделей частично перекрывает сечение трубы, увеличивая сопротивление и снижая скорость потока воды.

Принцип работы гравитационной системы

Классические, по отработанной схеме, гравитационные системы отопления не герметичны.

Расширительный бак системы отопления, который служит, в первую очередь, для компенсации объема нагретой жидкости, предназначен и для выхода избытка воздуха из системы. В таком контуре вода быстро испаряется, но ее легко можно доливать в бак.

Преимущества и недостатки

Преимущества гравитационной системы отопления:

  • высокая надежность и отказоустойчивость системы. Минимум несложного оборудования, прочные и надежные материалы, изнашивающиеся элементы (запорная арматура) выходят из строя редко и заменяются без проблем;
  • долговечность. Проверено временем – такие системы по полвека работают без ремонта и даже обслуживания;
  • энергонезависимость, из-за которой, собственно, и популярны гравитационные системы отопления до сих пор. В районах без электроснабжения или там, где оно часто нарушается, альтернативой гравитационному может быть только печное отопление;
  • простота конструкции системы, ее монтажа и дальнейшей эксплуатации.

Недостатки гравитационной системы отопления:

  • большая тепловая инерционность. Большое количество теплоносителя требует значительного времени на его прогрев и заполнение всех радиаторов горячей водой;
  • неравномерный прогрев. По мере движения по трубам вода остывает и перепад температур между батареями значителен, а соответственно и температура в помещениях. Компенсировать этот недостаток можно установкой циркуляционного насоса с параллельным подключением, если в доме есть электричество, и использовать насос по необходимости;
  • большая протяженность трубопроводов. Чем протяженней трубопровод, тем больше перепад давления в нем;
  • высокая цена. Большой диаметр труб приводит к высокой стоимости расходных материалов системы. Хотя трубы большого диаметра тоже являются источником тепла;
  • высокая вероятность размораживания системы. Часть труб проходит по неотапливаемым помещениям: чердаку и подвалу. В морозы вода в них может замерзнуть, но если в качестве теплоносителя использовать антифриз, то этого недостатка можно избежать.

Схемы разводки радиаторов отопления

Если открытая гравитационная система отопления устанавливается на один этаж, то основной контур проходит по всему периметру дома с единственным разрывом на месте установки насоса. Используются трубы стальные или полипропиленовые без армирования (в открытой системе не бывает избыточного давления и температура воды не выше точки кипения) с внутренним диаметром не ниже 32 мм.

Читать еще:  Какой утеплитель лучше для потолка в деревянном доме

Радиаторы отопления врезаются параллельно контуру с нижним или диагональным подключением, обязательно с запорной арматурой для возможности замены батарей или ремонта, а кроме того, балансировки изделий.

При нижнем подключении радиаторов в верхние пробки, необходимо вставить вентиль для стравливания воздуха.

Нижнее подключение радиаторов

Правильная и рациональная разводка системы гравитационного отопления на два этажа выглядит примерно так: разгонный коллектор вертикально вверх тянется через оба этажа на чердак к расширительному баку. От него с постоянным углом наклона по течению теплоносителя ведут трубы диаметром от 40 мм.

Гравитационная схема отопления двухэтажного дома

Нижний контур проходит по всему периметру здания и находится в подвале, если в нем температура не опускается ниже нуля градусов или в качестве теплоносителя используется антифриз для оборудования, либо на уровне пола нижнего этажа, что не так эстетично, но вполне допустимо. Радиаторы при этом врезаются в стояки, и в каждом стояке хотя бы на одном из них устанавливается для балансировки дроссель.

Балансировка (изменение сечения трубы для большей или меньшей подачи теплоносителя к отопительному прибору) обеспечивает более равномерный нагрев отопительных приборов. С эстетической точки зрения, хорошо было бы и верхний контур вынести за пределы жилых помещений на чердак, избегнув сомнительного украшения комнат в виде толстой трубы, идущей вниз с уклоном. Но при этом даже при самой качественной теплоизоляции некоторое количество тепла будет расходоваться бесцельно.

Устанавливая гравитационную систему отопления в двухэтажном доме нужно помнить, что:

  1. В системе из нескольких контуров, подключенных параллельно к нагревательному котлу, и разной длины, короткий контур будет перетягивать на себя большее количество теплоносителя из-за большей скорости его движения, и тепло будет распространяться неравномерно;
  2. Нельзя обойтись в двухтрубной классической схеме без балансировки с помощью дросселей или вентилей, иначе вода будет проходить только через ближние радиаторы отопления.

При том, что монтаж гравитационной системы отопления в частном доме можно выполнить своими руками, расчетную часть (проект) лучше поручить специалистам. От правильного и равномерного распределения давления теплоносителя зависит его теплоотдача во всех помещениях дома. Количество и диаметр труб, наличие и правильные места установки запорной арматуры, количество отопительных приборов – все это определяется и рассчитывается в ходе проектирования такой системы отопления.

Гравитационная система отопления: принцип работы, элементы, схемы разводки

Как и за счет чего работает гравитационное отопление?Что влияет на циркуляцию теплоносителя? Какое оборудование необходимо для полноценной и беспроблемной работы системы? В этом материале мы постараемся найти ответы на эти и многие другие вопросы.

Знакомьтесь: самотечная система.

Что это такое

В любой системе водяного отопления функцию переноса и распределения тепла по отопительным приборам выполняет теплоноситель — жидкое вещество со значительной удельной теплоемкостью.

Чаще всего эту роль выполняет обычная вода; однако в тех случаях, когда в зимние холода дом может остаться без отопления, нередко используются жидкости с более низкими температурами фазового перехода.

Вне зависимости от типа теплоносителя его нужно заставить двигаться, переносить тепло.

Способов сделать это не так уж много.

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

Элеваторный узел регулирует параметры ЦО.

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

Как это работает

Давайте попробуем 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 — собственно система отопления, состоящая из радиаторов, розлива и подводок. Высота обоих сосудов одинакова.

Уточним: как правило, отопительный контур имеет значительную высоту.
Как минимум — куда большую, чем котел.
Чтобы преодолеть эту проблему, контур сразу после котла комплектуется разгонным коллектором — вертикальным участком, в который вытесняется нагретый теплоноситель.

После нагрева теплообменника его содержимое устремляется вверх, вытесняемое более холодными массами. Достигнув верхней точки разгонного коллектора, горячий теплоноситель начинает спускаться вниз, по пути проходя через отопительные приборы и постепенно 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.

Принцип работы самотечной системы.

Очевидно, 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 системы напора и гидравлического сопротивления контура.

От чего зависит каждый из факторов?

  • От высоты разгонного участка контура (то есть суммарной высоты участка котел — разгонный коллектор). Для его увеличения котел, если есть возможность, монтируется в подвале, а верхняя часть розлива выносится на чердак.
  • От уклона розлива. Как правило, он делается постоянным: из верхней точки розлив спускается к котлу, теряя не менее сантиметра высоты над уровнем пола на погонный метр длины. Благодаря уклону остывший теплоноситель проделывает свой маршрут, увлекаемый собственной тяжестью.

Розлив прокладывается с постоянным уклоном.

Гидравлическое сопротивление

Чем оно ниже, тем легче воде или другому теплоносителю при фиксированном напоре проделать свой путь.

Что влияет на гидравлическое сопротивление системы?

  • Диаметр розлива. Чем он больше, тем меньшее сопротивление труба оказывает потоку воды. Абсолютный минимум диаметра — 32 миллиметра; чаще при сооружении гравитационной системы своими руками в качестве розлива используется труба размером 40 — 50 мм.
  • Протяженность розлива. Контур протяженностью более сотни метров при разумном диаметре будет просто-напросто неработоспособен. Обычно гравитационные системы отопления не делают длиннее 40-50 метров.
  • Количество изгибов и переходов диаметра. Каждый из них увеличивает сопротивление движению воды.
  • Количество и тип запорной арматуры. Чем меньше завихрений на дросселирующих приспособлениях — тем лучше.

Практическое следствие: лучше не использовать в гравитационной системе винтовые вентиля.
Помимо того, что их конструкция давно устарела морально, их ходы создают куда большее гидравлическое сопротивление, чем гладкая прорезь шарового вентиля.

Корпус винтового вентиля создает значительное сопротивление движению потока воды.

Гравитационная система отопления: конструкция и советы по обустройству

Для создания комфортной температуры в доме используют различные схемы отопления. Обеспечение принудительной циркуляции теплоносителя эффективно, но не всегда возможно. Если в загородном доме могут быть перебои с электроэнергией или ее отсутствие (дача) – оптимальным вариантом будет другая схема. Спроектированная и установленная своими руками гравитационная система отопления закрытого типа будет выполнять свои функции без установки насоса и другого электрического оборудования.

Особенности гравитационной системы отопления

В основе принципа работы лежит свойство воды расширяться при повышении температуры. Создание разницы давления в замкнутом контуре труб и является основой циркуляции жидкости. Благодаря этому эффекту гравитационная закрытая система отопления получила другое название – самотечная.

Конструктивно она должна состоять из следующих элементов:

  • Котел. Прибор, предназначенный для передачи энергии сгорающего топлива (дрова, уголь, газ и т.д.) теплоносителю (воде, антифризу). В гравитационной закрытой системе отопления это происходит с помощью теплообменника, расположенного максимально близко в котле к камере сгорания;
  • Трубопроводы. Необходимы для транспортировки нагретой жидкости от теплообменника к приборам обогрева;
  • Радиаторы. Являются основным источником тепла в помещении. Их большая площадь обеспечивает максимальный теплообмен между нагретой водой и воздухом в комнате;
  • Устройства контроля и безопасности. К ним относятся расширительный бак, гравитационный клапан для отопления, вентили и дроссели.
Читать еще:  Какой обогреватель лучше: виды

Во время нагрева воды в теплообменнике происходит ее расширение, что создает избыточное давление. В свою очередь, холодный теплоноситель из обратной трубы имеет более высокую плотность и начинает вытеснять жидкость с высокой температурой. В результате этого происходит циркуляция.

Чем больше объем разгонного коллектора, тем выше скорость теплоносителя. Для этого нужно рассчитать его оптимальное сечение и высоту.

Гравитационная система отопления двухэтажного дома должна быть рассчитана таким образом, чтобы теплоноситель смог максимально равномерно распределяться по нескольким контурам.

Подробное описание системы

В процессе нагрева воды некоторая ее часть будет неизбежно испаряться в виде пара. Для своевременного удаления в самой верхней части системы устанавливается расширительный бак. Он выполняет 2 функции – через верхнее отверстие удаляется избыток пара и происходит автоматическая компенсация потери объема жидкости. Подобная схема получила название открытой.

Однако она имеет один существенный недостаток – относительно быстрое испарение воды. Поэтому для больших разветвленных систем предпочитают делать гравитационную систему отопления закрытого типа своими руками. Основные отличия ее схемы заключаются в следующем.

  • Вместо открытого расширительного бака в самой высокой точке трубопровода устанавливают автоматический воздухоотводчик. Гравитационная система отопления закрытого типа в процессе нагрева теплоносителя вырабатывает большое количество кислорода из воды, который помимо избыточного давления является источником ржавления металлических элементов. Для своевременного удаления пара с повышенным содержанием кислорода устанавливают автоматический воздухоотводчик;
  • Для компенсации давления уже остывшего теплоносителя перед входным коллектором котла монтируют мембранный расширительный бак закрытого типа. Если гравитационное давление в системе отопления превысит допустимую норму, то эластичная мембрана компенсирует это, увеличив общий объем.

В остальном при проектировании и монтаже гравитационной системы отопления только своими руками, можно придерживаться обычных правил и рекомендаций.

Гравитационные схемы отопления для одноэтажного и двухэтажного дома

Если планируется, что гравитационное отопление под давлением будет устанавливаться в одноэтажном доме – можно применить однотрубную схему «ленинградка».

Особенностью этой схемы является одна труба, к которой параллельно подключаются несколько приборов отопления. Однако это приводит к неравномерному распределению тепла – чем дальше радиатор от котла – тем ниже температура воды, поступающая в него. Для решения этой проблемы можно модернизировать гравитационную систему отопления закрытого типа:

  • Установка запорной арматуры. С ее помощью можно уменьшить объем теплоносителя для приборов отопления, расположенных ближе к котлу. Таким образом, снизится тепловая отдача энергии на первых участках системы;
  • При удалении от котла увеличивать количество секций радиаторов;
  • В месте подключения патрубков к приборам отопления установить трубы большего диаметра. Это снизит гравитационное давление системы отопления на этом участке, что уменьшит скорость циркуляции воды в радиаторе.

Такая схема приемлема при небольшой протяженности магистрали. Однако для двухэтажного дома ее устанавливать не рекомендуется. В этом случае потребуется двухтрубная разветвленная гравитационная система отопления, расчет для которой выполняется по отдельным участкам.

Ее особенность состоит в том, что к центральной трубе, расположенной в верхней части магистрали, ведут отдельные контуры. К каждому из них подключаются приборы отопления. Важно, чтобы их длина была одинакова. В противном случае вся жидкость будет устремляться в область наименьшего сопротивления – в короткий контур.

Для предотвращения движения теплоносителя к выходному патрубку котла уславливается клапан обратный гравитационный для отопления. Это обязательный элемент для гравитационной системы отопления двухэтажного дома.

Расчет гравитационной системы отопления

Прежде чем приступить к монтажу труб и приборов отопления, необходимо выполнить расчет параметров всей системы. Для этого вычисляются гидравлические характеристики, которые впоследствии скажутся на выборе оптимального диаметра трубопровода. Перед расчетом гравитационной системы отопления необходимо узнать основные параметры. Они потребуются для расчета фактического значения циркуляционного напора (Рц):

  • Расстояние от центра котла до центра отопительного прибора (h). Чем оно больше, тем лучше будет циркуляция жидкости. Поэтому устанавливая гравитационную систему отопления своими руками рекомендуется монтировать котел в самой нижней точке дома – подвале;
  • Циркуляционное давление нагретого (Рr) и остывшего (Ро) теплоносителя.

Независимо от того, рассчитывается гравитационная система отопления для двухэтажного или одноэтажного домов, значение последних параметров напрямую зависит от разницы температуры воды. Эти данные можно взять из табличных данных.

Для примера, при значении h-4 м и разности температур 20° (80/60) гравитационное отопление будет иметь давление 4*112=448 Па. Для дальнейших расчетов рекомендуется воспользоваться специализированными программными комплексами, которые учитывают все параметры гравитационной системы отопления закрытого типа.

Зачастую диаметр трубы , подсоединяемый к выходному патрубку котла должен быть ДУ 40 или ДУ 50. Это обеспечит минимальные потери, возникающие при трении воды о стенки труб.

Еще одной особенностью является разница температур теплоносителя. Чем она больше, тем выше циркуляционное давление. Поэтому помимо равномерного распределения тепла по приборам отопления во время проектирования гравитационной системы отопления самостоятельно нужно обеспечить минимальную температуру жидкости перед входом в теплообменник котла.

Выбор комплектующих и материала изготовления

После появления полимерных труб гравитационная система отопления из полипропилена (ПП) стала очень популярной. Этот материал легко поддается обработке, для соединения отдельных участков требуется минимум оборудования.

Однако не каждый вид этих труб предназначен для установки в качестве элемента отопления. Рассмотрим основные критерии выбора:

  • Наличие армирующего слоя. На гравитационную систему отопления из полипропилена могут воздействовать высокие температуры – до 95°С. Для сохранения изначальной формы трубы необходим элемент жесткости, которым является прослойка из фольги или стекловолокна;
  • Толщина стенок. В гравитационной системе отопления с закрытым расширительным баком может создаваться большое давление. Во избежание повреждения магистрали, полипропиленовые трубы должны быть класса PN20 или выше. Толщина их стенок зависит от диаметра.

Эта труба может применяться для обустройства разгонного коллектора. Однако для достижения температурной разницы обратную магистраль рекомендуется делать из стали. Помимо снижения температуры теплоносителя перед входом в котел этот материал способствует уменьшению гидравлического сопротивления.

Рекомендации по установке

Выполнив расчет для гравитационной системы отопления, изготовленной из полипропилена или стальных труб, можно приступать к ее установке. Для достижения оптимального КПД специалисты рекомендуют сделать небольшие, но важные правки в стандартную схему:

  • Уклон магистралей. Оптимальное гравитационное давление для системы отопления может быть достигнуто уклоном труб после воздухоотводчика и на обратной магистрали за последним прибором отопления;
  • Установка циркуляционного насоса на байпасе. Он будет способствовать уменьшению инерционности системы. Время нагрева теплоносителя может быть очень долгим, поэтому насос может увеличить скорость его продвижения по магистрали до достижения нужного температурного режима;
  • Минимум поворотных узлов в трубопроводе. Они создают лишнее гидравлическое сопротивление, которое сказывается на уменьшении скорости движения воды;
  • Монтаж защитных элементов. Установив обратный клапан для гравитационного отопления, можно избежать циркуляции воды в неправильном направлении. В особенности это необходимо для системы с верхней разводкой и несколькими контурами.

Главными составляющими правильно сделанного гравитационного отопления под давлением являются профессионально сделанный предварительный расчет, выбор правильных материалов и следование технологии установки. Это даст возможность создать эффективную систему поддержания комфортной температуры в доме.

Советы по обустройству и применению гравитационного клапана для отопления при установке теплого пола, дополнительных элементов, можно посмотреть в видео:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector