Как подключить теплый пол к отоплению с естественной циркуляцией: Как подключить теплый пол к отоплению с естественной циркуляцией — правила работ

Процесс движения воды в отопительном контуре без применения циркуляционного насоса происходит благодаря естественным физическим законам.

Понимание сущности этих процессов позволит вам компетентно решать типичные и нестандартные случаи.

Фотогалерея

Фото

Естественный вариант, определяющий движение теплоносителя под действием силы тяжести, применяется в коттеджах и квартирах с автономной системой отопления.

Резервный объем, необходимый для расширения теплоносителя при отоплении, обеспечивает открытый расширительный бак

В построении систем с естественным движением теплоносителя бывают одно- и двухтрубные схемы. Однотрубные контуры устраивают с верхней разводкой

Самотечные двухтрубные системы конструируются с верхней и нижней разводкой. Горизонтальные участки всегда прокладывают с уклоном 2-3 мм на погонный метр

Существенным недостатком самотечных систем отопления является низкий напор, из-за чего в них не строят контуры более 30 м по горизонтали

В системах с гравитационным движением теплоносителя, минимум технических устройств, как следствие, минимум проблем с наладкой и ремонтом

При подготовке теплоносителя используются твердотопливные, жидкотопливные и все виды газовых котлов

Предположим, что на выходе из котла теплоноситель прогрет до температуры парообразования +105º. Этот факт необходимо учитывать при выборе оборудования и труб для строительства.

Вариант естественного отопления

Открытый расширительный бак

Схема однотрубной разводки

Двухтрубные разновидности

Ограничения естественного отопления

Простота системы естественного отопления

Естественные котлы и отопительное оборудование0003

Максимальный перепад гидростатического давления

Основным физическим свойством любого теплоносителя (воды или антифриза), способствующим его движению по контуру при естественной циркуляции, является уменьшение плотности с повышением температуры.

Плотность горячей воды меньше, чем холодной и поэтому существует разница в гидростатическом давлении столба теплой и холодной жидкости. Холодная вода, стекающая в теплообменник, вытесняет горячую воду вверх по трубе.

Движущей силой воды в контуре при естественной циркуляции является разница гидростатического давления между холодным и горячим столбами жидкости

Отопительный контур дома можно разделить на несколько фрагментов. По «горячим» фрагментам вода направлена ​​вверх, по «холодным» – вниз. Границами фрагментов являются верхняя и нижняя точки системы отопления.

Основной задачей при моделировании воды является достижение максимально возможной разницы между давлением столба жидкости в «горячем» и «холодном» фрагментах.

Классическим для естественной циркуляции элементом водяного контура является ускорительный коллектор (магистральный стояк) – вертикальная труба, направленная вверх от теплообменника.

Ускорительный коллектор должен иметь максимальную температуру, поэтому он изолирован по всей длине. Хотя, если высота коллектора не большая (как для одноэтажных домов), то утепление можно не проводить, так как вода в нем не успеет остыть.

Обычно система устроена так, что верхняя точка коллектора ускорения совпадает с верхней точкой всего контура. Устанавливают выход на или вентиляционный клапан, если используется мембранный бак.

Тогда длина «горячего» участка контура минимально возможная, что приводит к снижению теплопотерь на этом участке.

Также желательно, чтобы «горячий» участок контура не совмещался с протяженным участком, транспортирующим охлажденный теплоноситель. В идеале нижняя точка водяного контура совпадает с нижней точкой теплообменника, размещенного в отопительном приборе.

Чем ниже расположен котел в системе отопления, тем ниже гидростатическое давление столба жидкости в горячем фрагменте контура

Для «холодного» участка водяного контура также существуют свои правила, повышающие напор жидкости:

• чем больше потери тепла на «холодном» участке тепловой сети , тем ниже температура вода и тем больше ее плотность, поэтому функционирование систем с естественной циркуляцией возможно только при значительной теплоотдаче;
• чем больше расстояние от низа контура до патрубка радиатора , тем больше сечение водной толщи с минимальной температурой и максимальной плотностью.

Для обеспечения соблюдения последнего правила часто печь или котел устанавливают в самой нижней точке дома, например, в подвале. Такое расположение котла обеспечивает максимально возможное расстояние между нижним уровнем радиаторов и точкой входа воды в теплообменник.

Однако высота между нижней и верхней точками водяного контура при естественной циркуляции не должна быть слишком большой (на практике не более 10 метров). Печь или котел, нагреваются только теплообменник и нижняя часть ускорительного коллектора.

Если этот фрагмент незначителен относительно всей высоты водяного контура, то перепад давления в «горячем» фрагменте контура будет незначительным и процесс циркуляции не запустится.

Применение систем с естественной циркуляцией для двухэтажных зданий оправдано, а для больших этажей потребуется циркуляционный насос

Минимизация сопротивления движению воды

При проектировании системы с естественной циркуляцией необходимо принять с учетом скорости теплоносителя по контуру.

Во первых чем быстрее скорость, тем быстрее теплообмен по системе «котел – теплообменник – водяной контур – радиаторы отопления – помещение».

Во вторых чем быстрее скорость жидкости через теплообменник, тем меньше скорее всего она будет кипеть, что особенно важно при отоплении печки

Кипятить воду в системе может быть очень дорого – затраты на демонтаж, ремонт и переустановку теплообменника требуют много времени и денег

В системах скорость воды в основном зависит от параметров.

При водяном отоплении с естественной циркуляцией скорость зависит от следующих факторов:

• перепады давления между фрагментами контура в нижней его точке;
• Гидродинамическое сопротивление Система отопления.

Способы обеспечения максимального перепада давления обсуждались выше. Гидродинамическое сопротивление реальной системы невозможно точно рассчитать из-за сложной математической модели и большого количества входных данных, точность которых трудно гарантировать.

Тем не менее, есть общие правила, соблюдение которых позволит снизить сопротивление контура отопления.

Основными причинами снижения скорости движения воды являются сопротивление стенок трубы и наличие сужений из-за наличия арматуры или запорной арматуры. При малом расходе сопротивление стенки практически отсутствует.

Исключение составляют длинные и тонкие трубы, характерные для отопления с помощью . Как правило, для него выделяют отдельные схемы с принудительной циркуляцией.

При выборе типов труб для контура с естественной циркуляцией необходимо учитывать наличие технических ограничений при монтаже системы. поэтому их нежелательно использовать при естественной циркуляции воды из-за соединения их фитингами со значительно меньшим внутренним диаметром.

Арматура металлопластиковых труб несколько сужает внутренний диаметр и является серьезным препятствием для стока воды при низком давлении (+)

Правила выбора и монтажа труб

Выбор между стальными или с любой циркуляцией происходит по критерию возможности их использования для горячего водоснабжения, а также с позиций цены, простоты монтажа и срока службы.

Стояк монтируется из металлической трубы, так как через нее проходит вода наиболее высокой температуры, а в случае печного отопления или неисправности теплообменника возможен вариант пропуска пара.

При естественной циркуляции необходимо использовать несколько больший диаметр трубы, чем в случае с циркуляционным насосом. Обычно для обогрева помещений до 200 кв. м, диаметр ускорительного коллектора и патрубка на входе обратки в теплообменник 2 дюйма.

Это вызвано меньшей скоростью воды по сравнению с вариантом принудительной циркуляции, что приводит к следующим проблемам:

• снижение теплоотдачи в единицу времени от источника в отапливаемое помещение;
• засорение или воздушная пробка , которая не справляется с небольшим давлением.

Особое внимание при использовании естественной циркуляции с нижним контуром подачи необходимо уделить проблеме удаления воздуха из системы. Его нельзя полностью удалить из теплоносителя через расширительный бачок, так как кипяток сначала попадает в приборы по магистрали, расположенные ниже их самих.

При принудительной циркуляции давление воды подает воздух в воздухосборник, установленный в самой высокой точке системы – устройство с автоматическим, ручным или полуавтоматическим управлением. Через В основном регулируется теплоотдача.

В самотечных тепловых сетях с подводом, расположенным ниже приборов, краны Маевского используются непосредственно для стравливания воздуха.

Все современные радиаторы отопления имеют устройства для отвода воздуха, поэтому для предотвращения образования пробок в контуре можно сделать уклон, подгоняя воздух к радиатору

Воздух также может быть удален с помощью воздухоотводчиков, установленных на каждом стояке или на ВЛ, проходящей параллельно магистралям системы. Из-за внушительного количества воздухоотводящих устройств самотечные схемы с нижней разводкой встречаются крайне редко.

При низком давлении небольшая воздушная пробка может полностью остановить систему отопления. Так, согласно СНиП 41-01-2003 не допускается прокладка трубопроводов системы отопления без уклона при скорости воды менее 0,25 м/с.

При естественной циркуляции такие скорости недостижимы. Поэтому помимо увеличения диаметра труб необходимо соблюдать постоянные уклоны для удаления воздуха из системы отопления. Уклон проектируют из расчета 2–3 мм на 1 метр, в квартирных сетях уклон достигает 5 мм на погонный метр горизонтальной линии.

Уклон подачи делается по направлению движения воды так, чтобы воздух перемещался в расширительный бачок или систему стравливания воздуха, расположенную в верхней точке контура. Хотя можно сделать контрсмещение, но в этом случае необходимо дополнительно установить .

Уклон обратки делается, как правило, в сторону движения охлажденной воды. Тогда нижняя точка контура совпадет с входом обратки в теплогенератор.

Наиболее распространенное сочетание уклона подающей и обратной труб для удаления воздушных пробок из водяного контура с естественной циркуляцией

При небольшой площади в контуре с естественной циркуляцией необходимо исключить попадание воздуха в узкие и горизонтальные трубы данной системы отопления. Перед теплым полом необходимо разместить устройство удаления воздуха.

Схемы отопления однотрубные и двухтрубные

При разработке схемы отопления дома с естественной циркуляцией воды возможно проектирование как одного, так и нескольких отдельных контуров. Они могут существенно отличаться друг от друга. Независимо от длины, количества радиаторов и других параметров они выполняются по однотрубной или двухтрубной схеме.

Однолинейный контур

Система отопления, использующая одну и ту же трубу для последовательной подачи воды к радиаторам, называется однотрубной. Самый простой однотрубный вариант – это отопление металлическими трубами без использования радиаторов.

Это самый дешевый и наименее проблемный способ решения отопления дома при выборе в пользу естественной циркуляции теплоносителя. Единственный существенный минус – появление громоздких труб.

У самых экономичных с радиаторами отопления горячая вода проходит последовательно через каждый прибор. Здесь нужно минимальное количество труб и вентилей.

По мере остывания, поэтому последующие радиаторы получают более холодную воду, что необходимо учитывать при расчете количества секций.

Простая однотрубная схема (выше) требует минимального объема монтажных работ и вложенных средств. Более сложный и затратный вариант, представленный ниже, позволяет отключить радиаторы без остановки всей системы.

Наиболее эффективным способом подключения отопительных приборов к однотрубной сети является диагональный вариант.

По данной схеме отопительных контуров с естественным типом циркуляции горячая вода поступает в радиатор сверху, после остывания отводится через трубу, расположенную снизу. Проходя таким образом, нагретая вода отдает максимальное количество тепла.

При нижнем подключении к батарее, как входного патрубка, так и выходного патрубка значительно снижается теплоотдача, ведь нагретый теплоноситель должен идти как можно дольше. Из-за значительного охлаждения в таких схемах не используются батареи с большим количеством секций.

«Ленинградка» отличается внушительными теплопотерями, что необходимо учитывать при расчете системы. Его плюс в том, что при использовании запорной арматуры на входном и выходном патрубках приборы можно опционально отключать для ремонта без остановки отопительного цикла (+)

Отопительные контуры с подобным подключением радиаторов называются ««. Несмотря на отмеченные тепловые потери, им отдают предпочтение при обустройстве квартирных систем отопления, что обусловлено более эстетичным видом трубопровода.

Существенным недостатком однотрубных сетей является невозможность отключения одной из секций отопления без прекращения циркуляции воды по всему контуру.

Поэтому обычно применяют модернизацию классической схемы с установкой «обвода» радиатора с использованием ответвления с двумя шаровыми кранами или трехходового крана. Это позволяет регулировать подачу воды к радиатору, вплоть до его полного отключения.

Для двухэтажных и более этажных зданий применяют варианты однотрубной схемы с вертикальными стояками. В этом случае распределение горячей воды более равномерное, чем при горизонтальных стояках. Кроме того, вертикальные стояки менее вытянуты и лучше вписываются в интерьер дома.

Однотрубная схема с вертикальной разводкой успешно применяется для отопления двухэтажных помещений с использованием естественной циркуляции. Представлен вариант с возможностью отключения верхних радиаторов.

Вариант обратки

Когда одна труба используется для подачи горячей воды к радиаторам, а вторая для отвода охлажденной в котел или печь, такая схема отопления называется двухтрубной. Подобная система при наличии радиаторов отопления используется чаще, чем однотрубная.

дороже, так как требует установки дополнительной трубы, но имеет ряд существенных преимуществ:

• более равномерное распределение температуры теплоноситель подводится к радиаторам;
• проще сделать расчет зависимости параметров радиаторов от площади отапливаемого помещения и необходимых значений температуры;
• более эффективное управление теплом для каждого радиатора.

В зависимости от направления движения охлажденной воды, относительно горячей, подразделяются на проходные и тупиковые. В связанных контурах движение охлажденной воды происходит в том же направлении, что и горячей, поэтому длина цикла для всего контура совпадает.

В тупиковых схемах охлажденная вода движется в сторону горячей, поэтому для разных радиаторов длины циклов оборота теплоносителя разные. Поскольку скорость в системе небольшая, время нагрева может существенно отличаться. Те радиаторы, у которых длина цикла круговорота воды короче, будут нагреваться быстрее.

При выборе тупиковых и сопутствующих схем отопления исходят в первую очередь из удобства проведения обратки

Возможны два типа расположения подводки относительно радиаторов отопления: верхнее и нижнее. При верхнем подключении труба горячего водоснабжения располагается над радиаторами, а при нижнем – ниже.

При нижнем подключении воздух можно отводить через радиаторы и нет необходимости держать трубы сверху, что хорошо с точки зрения дизайна помещения.

Однако без ускорительного коллектора падение давления будет намного меньше, чем при использовании верхней подачи. Поэтому нижняя подводка практически не используется при отоплении помещений по принципу естественной циркуляции.

Выводы и полезное видео по теме

Организация однотрубной схемы на базе электрокотла для небольшого дома:

Работа двухтрубной системы для одноэтажного деревянного дома на базе твердотопливного котла длительного горения:

Использование естественной циркуляции при движении воды в контуре отопления требует точного расчеты и технически грамотные монтажные работы. В этих условиях система отопления обогреет помещения частного дома и избавит владельцев от шума насоса и зависимости от электричества.

Если у вас возникли вопросы по теме или есть желание поделиться личным опытом организации и эксплуатации системы отопления гравитационного типа, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Поле обратной связи расположено ниже.

Установка оборудования для отопления и установки нагрева нижнего полоска

Независимо от типа котла его необходимо устанавливать в соответствии с прилагаемой производителем инструкцией, исходя из правил пожарной безопасности. Устойчивые материалы (бетонное стяжка или керамическое покрытие плитки)

0003

В системах отопления с естественной циркуляцией необходимо монтировать котел намного ниже разводки труб По законам физики и холодная вода пойдет вверх, нагретая вода пойдет вверх понизиться Это приводит к небольшому перепаду давления между котлом и радиатором как элементами системы с самой высокой и самой низкой температурой соответственно Такой перепад давления создаст условия, необходимые для циркуляции теплоносителя

Каждая современная система отопления должна быть оснащена определенным перечнем приборов и устройств, которые устанавливаются, чаще всего, в котельной, возле котла В этот перечень входят расширительный бак, циркуляционный насос, запорная и предохранительная арматура приборы Кроме того, в котельной могут быть установлены водонагреватели и другое оборудование

В настоящее время большинство котлов оборудовано системой принудительного дымоудаления с использованием встроенного вентилятора В этом случае дымоход не нужно поднимать вверх, но можно проложить через стену в подходящем пожаробезопасном месте Работа котла будет зависеть от наличия электричества

Все тонкости монтажа систем отопления и водоснабжения подробно рассмотрены в подразделе «Тепло в вашем доме»

Важнейшим этапом монтажа системы отопления можно назвать процесс монтажа и подключения радиаторов. Радиаторы комплектуются кронштейнами, заглушками и вентилями Радиатор имеет 4 точки подключения (по 2 вверху и внизу), что позволяет по-разному подключать его к трубопроводу Способ подключения радиаторов выбирается исходя из ряда условий и электрические схемы

Боковое подключение радиаторов – способ, при котором трубопроводы подачи и обратки расположены с одной стороны В этой ситуации теплоноситель движется в основном по участкам, расположенным вблизи участков подключения радиатора, что снижает его эффективность Кроме того, при этом схема подключения, задняя часть аккумулятора, где размещаются заглушки и краны, должна быть немного приподнята Это увеличит циркуляцию охлаждающей жидкости через аккумулятор и будет способствовать сбору воздуха из подушки безопасности

При подключении по диагонали место подключения подающего трубопровода находится с одной стороны вверху, а обратного – с противоположной стороны внизу В результате теплоноситель будет идти по диагонали-в направлении сверху вниз, тем самым увеличивая интенсивность теплообмена в системе

В радиаторах с нижним подключением трубы подачи и обратки соединяются снизу с противоположных сторон отопительного прибора В этом случае теплоноситель идет по нижней секции радиатора, а нагрев его верхней секции осуществляется за счет конвекции

Существуют радиаторы, конструктивно рассчитанные только на нижнее подключение В них подающий и отводящий патрубки расположены рядом друг с другом, а разделение потоков теплой и холодной воды обеспечивается специальными устройствами

В продаже имеются радиаторы, конструкция которых предусматривает только нижнее подключение В них подающая и отводящая трубы расположены рядом, а за разделение потоков холодной и нагретой воды отвечают специализированные устройства При выборе отопительных приборов необходимо учитывать, что зачастую их реальная тепловая мощность не достигает заявленного производителем параметра, так как на нее влияет множество факторов: способ монтажа, схема подключения, параметры конвекции и т. д. Уровень теплоотдачи зависит от наличия барьеров: объемные шторы и широкие подоконники, препятствующие свободной циркуляции воздуха по помещению. Чтобы компенсировать это снижение эффективности, необходимо увеличить мощность радиатора на 10-15% Для увеличения теплоотдачи, теплоотражающие листы можно разместить на стеновых поверхностях за батареями, например, с фольгированным покрытием

Батареи размещают в основном под окнами, а в определенных ситуациях — рядом с входной дверью или на наружных стенах дома Установка батарей под окнами исключает теплопотери и препятствует образованию конденсата на оконных стеклах

Для обеспечения оптимальной теплоотдачи , при монтаже батарей необходимо соблюдать минимальные расстояния:

• от пола – не менее 10 сантиметров;
• от стены – от 2 до 5 сантиметров;
• от подоконника — не менее 10 сантиметров

Все батареи комплектуются запорно-регулирующей арматурой Также оборудование обязательно комплектуется краном Маевского, который необходим для выпуска лишнего воздуха из системы, что особенно требуется в первые дни после отопительного сезона

Теплоноситель постоянно содержит некоторое количество воздуха, который скапливается вверху, образует воздушные пробки, препятствуя беспрепятственной циркуляции воды и дестабилизируя работу системы отопления. Концентрируясь на верху радиатора, воздух снижает его мощность Бороться с этой проблемой помогает кран Маевского — элементарное и надежное устройство, с помощью которого систему отопления можно быстро развоздушить Кран необходимо устанавливать вверху, в точке, противоположной точке входа теплоносителя Размещается на резьбе вместо заглушки Для герметизации стыка используется резиновый уплотнитель

На подающей и обратной линиях обязательно ставить запорную арматуру, которая может использоваться для отключения радиатора от системы отопления при плановых ремонтных работах. Краны подключаются к радиатору посредством Вилка американская

Для регулирования теплоотдачи радиаторов используются автоматические термостаты (терморегуляторы), которые монтируются перед батареями в зоне входа теплоносителя Эти устройства необходимы для эффективного управления поступлением тепла от батарей и достижение оптимального микроклимата в помещении Отдельные типы терморегуляторов можно запрограммировать на несколько режимов работы, в том числе с учетом времени суток (режим день/ночь)

Ручной кран можно использовать для управления мощностью радиатора Также он может выступать в качестве запорного устройства в случае необходимости произвести быстрый демонтаж радиатора

Радиаторы устанавливаются поэтапно Крепятся исключительно на стены с готовая отделка Батареи крепятся к кронштейнам, поставляемым производителем вместе с отопительными приборами

Процесс установки вашего радиатора:

Разметка мест крепления кронштейнов и их крепление к стене

Установка запорной и регулирующей арматуры, воздушных клапанов и заглушек

Крепление радиатора на кронштейнах
Выравнивание радиатора по горизонтали и вертикали

Подключение радиатора к системе отопления патрубками по схеме предварительно выбранная схема

При выборе типа отопительных приборов следует учитывать, что в муниципальных системах централизованного теплоснабжения температура теплоносителя может превышать 100°С, а давление достигать 10 атм.