Cхема отопления частного дома с твердотопливным котлом без насоса: особенности

Автономное отопление частного жилого дома является предметом жизненной необходимости в холодное время года при условии постоянного проживания в нем. Учитывая, что в пригородных посёлках нередко отключают электричество, энергонезависимая система, устроенная по самотечной схеме без использования циркуляционного насоса, обеспечит бесперебойное теплоснабжение эксплуатируемого пространства. Лучшим решением организации независимой системы при отсутствии на участке магистрального газа является схема отопления частного дома с твердотопливным котлом без насоса.

Классическая схема обогрева помещений без использования циркуляционного насоса основана на принципе движения теплоносителя под действием гравитационных сил – жидкая среда перемещается по трубам под давлением собственного веса, а подъём столба обеспечивается за счёт разницы температурных показателей. В зависимости от типа устройства контура, в него включают следующие базовые элементы:

• Твердотопливное, газовое водогрейное оборудование или электрокотёл, являющийся источником тепловой энергии.
• Трубопроводы, проложенные от котла до отопительных приборов, – подающая магистральная линия, а также в обратном порядке для транспортировки теплоносителя на повторное приготовление.
• Мембранный бачок для компенсации напряжения на магистралях открытого или закрытого типа, необходимый для компенсации и выравнивания давления в сети, а также для предотвращения гидравлического удара.
• Радиаторы отопления, являющиеся источником обогрева эксплуатируемого пространства. Теплоотдача происходит посредством прохождения через полости прибора приготовленного теплоносителя с последующей конвекцией.

Купить котел отопления и другое необходимое оборудование для системы отопления можно в нашем интернет-магазине.

В зависимости от конструктивного исполнения системы, отопительный контур с естественной (энергонезависимой) циркуляцией может быть разомкнутым или замкнутым. При устройстве и пуско-наладке закрытой схемы допускается применение этиленгликоля. В случае устройства разомкнутого контура в качестве теплоносителя выступает водопроводная вода.

Рассматриваемая схема монтажа является самой простой и высокоэффективной для небольшого коттеджа. Принцип действия классической однотрубки основан на следующих физических и гидравлических процессах:

• Теплоноситель нагревается в котле, работающим от магистрального газа или твёрдого топлива.
• Нагретая жидкость стремится наверх, в результате чего весь теплоноситель в циркуляционном кольце приводится в движение.
• Нагретая жидкая среда поступает в высшую точку системы, где располагается расширительный бачок открытого типа.
• Объём воды в резервуаре задаёт естественное гравитационное давление, и вода опускается по обратной магистрали вниз, к радиаторам.

• При расположении конвекторов или радиаторов на расстоянии от главного стояка трубы маскируют в теле штукатурки стен под наклоном, чтобы обеспечить постоянное воздействие силы тяжести.
• Для устройства гравитационной циркуляции выбирают трубы с большим внутренним сечением, чтобы понизить гидравлическое сопротивление.
• После последовательного прохождения через все радиаторы остывший теплоноситель поступает обратно в котёл по наклонной трубе.

Главной особенностью сборки такой схемы является устройство трубопроводов без горизонтальных участков. Если на теплоноситель всегда будет действовать сила тяжести, в магистралях всегда будет присутствовать равномерное движение воды.

Системы отопления, работающие по принципу самотёка, монтируемые в частных жилых домах, подразделяют по следующим признакам. По типу циркуляционного контура:

• Открытые системы – с разомкнутым контуром. Давление в трубопроводах компенсируется в расширительном бачке, который устанавливают в верхней зоне системы, как правило, на чердаке.

Данный резервуар периодически заполняют водопроводной водой, так как зеркало испарения имеет контактную поверхность с воздухом в помещении. Открытый бачок позволяет не только выровнять давление в магистралях, но также способствует удалению воздушных пробок, образовавшихся при эксплуатации.

• Замкнутый циркуляционный контур – в системе устанавливают герметичный расширительный бачок с грушевидной полимерной мембраной. В резервуар нагнетают давление от 1,3 до 1,7 атм., что обеспечивает равномерное движение теплоносителя по подающей и обратной магистрали. Жидкая среда приводится в движение от разницы температур – горячий теплоноситель всегда стремится вверх, а его место занимает отработанная жидкость, прошедшая через радиаторы.

По типу принципиального устройства системы:

• Однотрубная. Особенность подключения заключается в последовательном соединении всех отопительных приборов. Таким образом достигается максимально простой принцип работы. Теплоноситель, приготовленный в котле, проходит сквозь каждый радиатор, после чего возвращается по обратной магистрали для нагрева.

Несмотря на то, что такая система не всегда позволяет добиться равномерного поступления тепла в помещения, ее чаще всего применяют при организации «самотёка».

• Двухтрубная. Более эффективная, но сложная схема, при которой радиаторы подключают параллельно на подачу и обратку одновременно. Обе магистрали представляют собой две независимые ветки, которые прокладывают по всему зданию. Приготовленный теплоноситель из подающей магистрали поступает в радиатор, а после обогрева он подаётся в обратную магистраль.

Лучшей системой для отопления частного жилого дома является схема с закрытым контуром и двухтрубная разводка. Однако такая схема часто работает в комплексе с циркуляционным насосом. Для гравитационной циркуляции целесообразно применять разомкнутую схему с однотрубной разводкой.

Схема подключения системы отопления частного дома с газовым котлом без насоса предоставляет владельцам объекта множество неоспоримых преимуществ:

• Отсутствие дополнительных звуковых воздействий при работе котельного оборудования.
• При плановом или экстренном обесточивании посёлка либо жилого дома отопление продолжает функционировать в штатном режиме. Эта особенность также позволяет хозяевам сэкономить значительные средства на оплате коммунальных услуг при длительном отсутствии.
• Котельные твердотопливные или газовые агрегаты отличаются простотой устройства и стоят значительно дешевле более сложных аналогов, рассчитанных на применение насоса. То же касается проведения их сервисного обслуживания и ремонтных работ.
• Движение теплоносителя по контуру не зависит от перепадов напряжения –циркуляция происходит непрерывно, обеспечивая равномерный обогрев каждого помещения.
• Монтаж системы также отличается предельной простотой – при разработке проекта и расчёте гидравлической части оборудование будет служить десятки лет без поломок.

Заказать монтаж системы отопления вы можете в нашей компании. Перейдите в раздел «услуги», чтобы узнать стоимость работ, связаться со специалистом или оставить заявку на разработку проекта.

Помимо преимуществ, подобная схема разводки также имеет некоторые технологические и функциональные недостатки:

• Система работает в вертикальном направлении без сильных перепадов высотных отметок. Радиус действия по горизонтали сильно ограничен – максимальное плечо транспортировки жидкой среды не может превышать 25-35 метров.
• Повышенная стоимость трубопроводов и необходимость глубокого штробления стен. При организации разводки должны применять трубы большого диаметра.
• Гидравлическое напряжение в системе задаётся расширительным бачком, устройство которого должно быть определено проектом. При некорректных расчётах или монтаже скорость транспортировки может быть ограничена, и теплоноситель не будет успевать достигать радиаторов с нужными температурными параметрами.

Несмотря на субъективные недостатки, владельцы частных жилых двухэтажных домов часто предусматривают схему разводки теплоносителя с гравитационным побуждением.

Чтобы система отопления частного дома с газовым котлом без насоса была грамотно смонтирована, необходимо учесть следующие рекомендации экспертов:

• Для достижения полной энергонезависимости следует выбирать газовые или твёрдотопливные котлы, предназначенные для монтажа такой разводки.
• Перед покупкой оборудования и монтажом следует произвести полный расчёт всех параметров системы – высоты подъёма водяного столба, необходимый диаметр труб и углы наклона магистралей.
• При монтаже необходимо учитывать внутренний диаметр трубопроводов – он должен полностью соответствовать расчётному сечению потока теплоносителя.
• Для достижения равномерной теплоотдачи в помещения следует устанавливать радиаторы с разным количеством секций, так как по мере прохождения через отопительные приборы теплоноситель постепенно остывает.
• Наклонные магистрали необходимо укладывать в штрабы, устроенные в стенах помещений таким образом, чтобы оставаться прямолинейными по всей длине.
• Угол наклона магистралей должен быть достаточным для постоянного движения жидкости по трубам с выбранным сечением.

• На пути движения теплоносителя не должно быть каких-либо поворотов, изменений сечения и других элементов, задающих гидравлическое сопротивление жидкой среды.

Эксперты также рекомендуют выбирать для системы отопления с естественной циркуляцией чугунные радиаторы, так как они обеспечивают лучшую теплоотдачу при медленном движении нагретой жидкой среды. В видео можно увидеть тонкости монтажа гравитационного отопления частного дома

Чтобы разводка от котла без насоса была выполнена корректно, необходимо выполнить расчёт системы с последующим подбором следующих трёх параметров:

Стандартный расчёт мощности котельного оборудования исходя из объёмно-планировочных параметров эксплуатируемых помещений. Для определения мощности водогрейного агрегата применяют формулу:

1. P = Pуд х S / 10,
2. P – искомый параметр, мощность котла.
3. Pуд – требуемая удельная мощность для отопления каждых 10 м2 эксплуатируемых помещений. Для столичного региона данная величина составляет 1,3-1,5 кВт с учётом теплопотерь и температуры наиболее холодной пятидневки.
4. S – суммарная площадь всех отапливаемых помещений здания.

• Подбор типа, мощности и количества секций радиаторов в каждой комнате. Для определения данной величины эксперты рекомендуют пользоваться формулой, выведенной на основе эмпирической зависимости. Для отопления каждого кубического метра помещения в Московском регионе требуется около 40 Вт тепловой энергии. Таким образом, для отопления комнаты площадью 20 м и высотой потолков 3 м необходим радиатор мощностью 20 х 3 х 40 = 2,4 кВт.

Определение внутреннего диаметра подающих и обратных магистралей, углов наклона. Данный расчёт отличается повышенной сложностью и предусматривает соблюдение следующего алгоритма:

1. Расчёт требуемого давления в циркуляционном кольце.
2. Определение потерь напора при прохождении через участки с гидравлическим сопротивлением.

3. Расчёт зависимости ускорения свободного падения и протяжённости труб от скорости движения теплоносителя. 4. Подбор диаметров трубопроводов для каждой магистрали. 5. Проверка выполненных расчётов, сопоставление с нормативными требованиями. Как правило, на многих сайтах официальных поставщиков отопительного оборудования имеются интерактивные калькуляторы и программы, которые при задании минимального количества граничных условий выдают точный результат. В ролике можно увидеть, как производят расчёт самотечной системы обогрева помещений

При установке и пуско-наладке газового котлоагрегата для системы с естественной циркуляцией жидкого теплоносителя необходимо учитывать некоторые важные нюансы и рекомендации профессионалов:

• Комната для размещения котельного оборудования должно удовлетворять требованиям действующих нормативов по критерию минимальной площади, материалов стен, наличию окна и устройству инженерного оборудования.

Заказать установку котлов отопления можно в нашей компании. Подробности и форма для заявки на консультацию – в разделе «услуги».

• Каждый котёл, установленный в помещении, должен быть оснащен дымоходом, требования к которому также регламентированы текстом нормативной документации.
• В помещении нужно обязательно установить газоанализатор, определяющий концентрацию газа в помещении при его утечке и подающий сигнал для прекращения его подачи.

Для предотвращения риска возгорания эксперты также рекомендуют устанавливать в помещении котельной пожарную сигнализацию. В видео подробно рассказывают об алгоритме обвязки газового котла

Одной из самых эффективных водогрейных установок для жилых и общественных зданий является паровой котёл, который обеспечивает приготовление теплоносителя до уровня перегретой воды. Система на основе такого котла имеет множество достоинств перед другими способами отопления:

• Высокий КПД установки и повышенная теплоотдача при конденсации пара во время прохождения через радиаторы.
• Быстрый обогрев помещений – тепловое излучение перегретой воды обеспечивает моментальную теплоотдачу.
• Установка обладает повышенным уровнем тепловой инерции – при отключении котла теплоноситель ещё долго обеспечивает обогрев помещений.
• Циркуляция происходит естественным образом, и такая система не требует насосного оборудования даже при наличии горизонтальных участков.

Несмотря на явные достоинства, подобную систему редко применяют в домах, так как она обладает рядом недостатков:

• Перегретая вода, циркулирующая по трубам, опасна, так как может вызвать сильный ожог при контакте человека с отопительными приборами.
• Высокая температура обеспечивает резкое восхождение потоков воздуха, что сопровождается постоянной циркуляцией взвешенных частиц в воздухе и образованием пыли.
• Горячий воздух слишком сухой для комфортной эксплуатации жилого помещения.
• Нередко такая система отопления вызывает преждевременный износ элементов отделки, что сопровождается разрушением штукатурки и отслоением обоев.
• При кипении вода издаёт множество посторонних шумов.
• Сложность в балансировке и регулировке системы.

Паровое отопление часто применяют на производственных объектах, где отсутствуют санитарно-гигиенические требования, а также исключен прямой контакт человека с радиаторами.

В ролике можно увидеть подробную схему устройства парового обогрева помещения здания

Обогрев дома с естественной циркуляцией является наиболее комфортным типом инженерных систем. При корректном расчёте рабочих параметров, установке и пуско-наладке оборудования достигается полная энергонезависимость сети, что гарантирует бесперебойный обогрев. При обустройстве системы с гравитационной циркуляцией стоит обращать повышенное внимание на диаметр труб, уклон магистралей при их прокладке, а также на количество секций в радиаторных агрегатах при организации последовательного подключения в случае применения однотрубной схемы.