Система отопления без циркуляционного насоса

Cистема отопления без насоса — как заставить циркулировать воду без насоса

Принцип работы отопления с естественной циркуляцией (нажмите для увеличения)

Принцип работы системы отопления без насоса основан на движении жидкости под гидростатическим давлением. Иначе говоря, жидкость в нагретом состоянии имеет меньшую плотность, чем охлажденная, поэтому поднимается верх, способствуя, таким образом, циркуляции теплоносителя в системе.

Как правило, отопление с естественной циркуляцией устанавливаются в загородных коттеджах и дачных домиках. Связано это с тем, что в таких жилых помещениях очень часто случаются перебои с электроэнергией, а то и вообще она отсутствует, вследствие чего невозможно установить отопление с принудительной циркуляцией.

Отличительной особенностью этой системы отопления является то, что она очень удобна в эксплуатации, а произвести монтаж можно собственными руками.

Виды и устройство отопительных систем с естественной циркуляцией

Каждая конструкция отопления без насоса состоит из следующих основных элементов:

• источник тепла, который может быть представлен в виде нагревательного котла с различными видами топлива;
• расширительный бак, который служит для стабилизации давления в системе;
• трубопроводы для циркуляции теплоносителя;
• радиаторы, которые обеспечивают обогрев жилого помещения.

В зависимости от рода теплоносителя системы с естественной циркуляцией принято разделять на следующие два вида:

• водяное отопление;
• паровое отопление.

Рассмотрим более подробно все характеристики этих двух видов систем обогрева жилого помещения.

Водяное отопление с естественной циркуляцией

Открытая система обогрева

Отопительные водяные системы без насоса принято классифицировать по определенным характерным критериям, которые отображают их функциональность.

В зависимости от вида расширительного бачка обогрев с естественной циркуляцией принято разделять на следующие виды:

1. Открытая отопительная система. При такой конструкции расширительный бачок располагается максимально высоко с той целью, чтобы создавалось избыточное давление, а также чтобы осуществлялся отвод воздуха. В этом случае бачок также служит для добавления жидкости в систему.
2. Закрытая отопительная система с естественной циркуляцией отличается тем, что вместо расширительного бачка установлен мембранный гидроаккумулирующий баллон, с помощью которого создается дополнительное давление не более 1,5 атм. Для обеспечения безопасности в конструкцию системы встроен блок с манометром, который регулирует внутреннее давление.

Возможно, Вам понравится статья о том, как установить дополнительный насос в систему отопления.

О том, в чем особенности циркуляционного насоса Wilo, Вы можете почитать здесь .

Также отопительные конструкции с естественной циркуляцией разделяют в зависимости от способа подключения отопительных элементов. Согласно этой классификации, существуют следующие виды отопления:

1. Однотрубная отопительная система. Принцип работы такого вида отопления заключается в том, что все отопительные приборы подключаются к системе последовательно, иначе говоря, циркуляция теплоносителя происходит от одного элемента к другому. Несомненным преимуществом этого вида отопления является то, что монтаж достаточно простой, при этом требуется минимум материалов.
2. Двухтрубная система обогрева с естественной циркуляцией. В такой конструкции отопления элементы обогрева подключаются к магистральной трубе параллельно. Иначе говоря, в каждый прибор теплоноситель поступает с одинаковой температурой, а охлажденная жидкость возвращается к котлу по трубе, которую принято называть «обраткой».

Такая отопительная схема является наиболее оптимальной для обогрева жилого помещения. Единственным недостатком является то, что на монтаж такого отопления необходимо большое количество труб и другой сантехнической фурнитуры.

Совет строителя: выбрав отопительную систему для своего дома, обязательно просчитайте свои возможности при покупке всех расходных материалов на монтаж отопления.

Паровое отопление

Обогрев с мембранным бачком

Иногда паровое отопление ассоциируют с водяными конструкциями обогрева помещения. И здесь фактически нет ошибки, но есть один нюанс: пар – это вода, нагретая до закипания.

Таким образом, принцип работы паровой отопительной системы заключается в том, что вода в котле нагревается до образования пара, а затем этот теплоноситель поступает по трубам в элементы обогрева .

Отопительная система с теплоносителем в виде пара, состоит из следующих конструктивных элементов:

• тепловой генератор, представленный в виде котла, который нагревает воду и накапливает пар;
• выпускной клапан, который контролирует поступление пара в систему;
• магистральные трубы;
• радиаторы отопления.

Важно знать: при монтаже паровой конструкции отопления категорически запрещено использование пластиковых труб.

Что же касается классификации парового отопления, то она абсолютно аналогична отопительным системам водяного отопления.

Основные правила монтажа

Подключение отопительного элемента к однотрубной системе.

Для того, чтобы осуществить качественный монтаж обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо выполнить следующие важные шаги:

1. Отопительные радиаторы стоит расположить желательно под окнами и на одинаковом уровне.
2. Установить отопительный котел.
3. Закрепить расширительный бачок.
4. Соединить установленные элементы с помощью труб.
5. Завести в отопительную систему теплоноситель, и проверить все узлы на утечку.
6. Запустить котел, и начать наслаждаться комфортным теплом вашего дома.

Важные советы монтажников:

1. Котел следует располагать как можно ниже.
2. Трубы должны устанавливаться с уклоном в сторону «обратки».
3. Желательно в системе избегать большого количества поворотов.
4. Используйте трубы больших диаметров.

Возможно, Вам будет интересна статья о том, как установить теплонасос в частном доме.

О том, как выбрать циркуляционный насос, Вы можете почитать здесь .

Надеемся, что мы раскрыли все нюансы отопительной системы без насоса, которые помогут при оборудовании отопления вашего жилища.

Как смонтировать систему отопления без насоса, смотрите объяснение схемы самотечной системы в следующем видео:

Расчет мощности циркуляционного насоса для системы отопления: необходимые параметры и порядок вычислений, подробное видео

Преимущества и особенности монтажа теплового насоса вода-вода для отопления частного дома

Выбор насоса для отопления частного дома: виды насосов и критерии выбора

Источник бесперебойного питания для насоса отопления: принцип работы и критерии выбора

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

• Простой монтаж и обслуживание.
• Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
• Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм. на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм. в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

• Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
• Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка.

Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Как правильно сделать водяное отопление с естественной циркуляцией

Все гравитационные системы объединяет общий недостаток – отсутствие давления в системе. Любые нарушения во время проведения монтажных работ, большое количество поворотов, несоблюдение уклонов, моментально отражаются на работоспособности водяного контура.

Чтобы сделать грамотно отопление без насоса, учитывается следующее:

1. Минимальный угол уклонов.
2. Тип и диаметр труб, используемых для водяного контура.
3. Особенности подачи и вид теплоносителя.

Какой уклон труб нужен при самотечной циркуляции

Нормы проектирования внутридомовой системы отопления с гравитационной циркуляцией, подробно прописаны в строительных нормах. В требованиях учитывается, что движению жидкости внутри водяного контура будет мешать гидравлическое сопротивление, препятствия в виде углов и поворотов, и т.д.

Уклон отопительных труб регламентируется в СНиП. Согласно указанным в документе нормам, на каждый погонный метр требуется сделать наклон в 10 мм. Соблюдение данного условия гарантирует беспрепятственное движение жидкости в водяном контуре. Нарушение наклона при прокладке труб, приводит к завоздушиванию системы, недостаточному прогреву отдаленных от котла радиаторов, и, как следствие, снижению теплоэффективности.

Нормы уклона труб при естественной циркуляции теплоносителя указаны в СНиП 41-01-2003 «Прокладка трубопроводов отопления».

Какие трубы применяют для монтажа

Выбор труб для изготовления отопительного контура имеет важное значение. Каждый материал имеет свои теплотехнические характеристики, гидравлическую сопротивляемость и т.д. При самостоятельном выполнении монтажных работ, дополнительно учитывают сложность монтажа.

Чаще всего используют следующие строительные материалы:

• Стальные трубы – к достоинствам материала следует отнести: доступную стоимость, устойчивость к высокому давлению, теплопроводность и прочность. Недостатком стали является сложный монтаж, невозможный, без применения сварочного оборудования.
• Металлопластиковые трубы – имеют гладкую внутреннюю поверхность, не дающую контуру засориться, небольшой вес и линейное расширение, отсутствие коррозии. Популярность металлопластиковых труб несколько ограничивает небольшой срок эксплуатации (15 лет) и высокая стоимость материала.
• Полипропиленовые трубы – получили широкое применение благодаря простоте монтажа, высокой герметичности и прочности, длительному сроку эксплуатации и устойчивости к размерзанию. Трубы из полипропилена монтируются с помощью паяльника. Срок службы не менее 25 лет.
• Медные трубы – не получили широкого распространения за счет большой стоимости. Медь имеет максимальную теплоотдачу. Выдерживает нагрев до + 500°С, срок эксплуатации свыше 100 лет. Особенной похвалы достоин внешний вид трубы. Под воздействием температуры, поверхность меди покрывается патиной, что только улучшает внешние характеристики материала.

Какого диаметра должны быть трубы при циркуляции без насоса

Правильный расчет диаметров труб на водяное отопление с естественной циркуляцией осуществляется в несколько этапов:

• Подсчитывается потребность помещения в тепловой энергии. К полученному результату добавляют около 20%.
• СНиП указывает соотношение тепловой мощности к внутреннему сечению трубы. Высчитываем по приведенным формулам сечение трубопровода. Чтобы не выполнять сложные вычисления, стоит воспользоваться он-лайн калькулятором.
• Диаметр труб системы с естественной циркуляцией должен быть подобран согласно теплотехническим расчетам. Чрезмерно широкий трубопровод приводит к снижению теплоотдачи и увеличению расходов на отопление. На ширину сечения влияет тип используемого материала. Так, стальные трубы не должны быть уже 50 мм. в диаметре.

Существует еще одно правило, помогающее усилить циркуляцию. После каждого разветвления трубы, диаметр сужают на один размер. На практике это значит следующее. К котлу подключена двухдюймовая труба. После первого разветвления контур сужают до 1 ¾, дальше до 1 ½ и т.д. Обратку наоборот собирают с расширением.

Если расчеты диаметра были выполнены верно, и соблюдены уклоны трубопроводов при проектировании и выполнении монтажных работ системы отопления с самотечной циркуляцией, проблемы в работе встречаются крайне редко и в основном происходят по причине неправильной эксплуатации.

Какой розлив лучше сделать – нижний или верхний

Естественная циркуляция воды в системе отопления одноэтажного дома во многом зависит и от выбранной схемы подачи теплоносителя непосредственно к радиаторам. Принято классифицировать все типы подключения или розлива на две категории:

• Система с нижним розливом – имеет привлекательный внешний вид. Трубы располагаются на уровне пола. Однотрубная система с нижней разводкой имеет малую теплоэффективность и требует тщательного планирования и проведения расчетов. Схемы с нижним розливом наиболее востребованы для трубопроводов высокого давления.

Система с верхним розливом – данное решение оптимально подходит для частного дома. Подача горячей воды осуществляется посредством трубы, расположенной под потолком. Поступающий сверху теплоноситель, вытесняет скопившийся воздух (воздух стравливается через краны Маевского). Однотрубная система водяного отопления с верхним розливом, также отличается эффективностью.

Ошибки в выборе типа розлива приводят к необходимости модифицировать водяной контур посредством установки циркуляционного оборудования.

Какой теплоноситель лучше для систем с самоциркуляцией

Оптимальный теплоноситель для системы отопления с естественным движением жидкости – это вода. Дело в том, что антифриз имеет большую плотность и меньшую теплоотдачу. Для нагрева гликолевых составов до необходимого состояния, требуется больше времени, сжигаемого топлива, при этом теплоотдача остается на уровне воды.

За использование незамерзающей жидкости, в качестве довода можно привести два довода:

1. Высокая текучесть материала, улучшающая циркуляцию.
2. Способность сохранять текучесть при достижении -10°С, -15°С.

Антифриз используют, если планируется в течение долгого времени не отапливать помещение, или делать это с периодичностью, а постоянно сливать жидкость из системы нет возможности.

Какое отопление лучше выбрать – естественное или принудительное?

Конструктивные особенности системы с естественной гравитационной циркуляцией, простота монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ, сделали такую схему достаточно популярной у отечественного потребителя. Но самоциркулирующая конструкция проигрывает по сравнению с контуром, подключенным к насосному оборудованию, в следующих аспектах:

• Начало работы – система отопления с естественной циркуляцией начинает работать при температуре теплоносителя около 50°С. Это необходимо, чтобы вода расширилась в объеме. При подключении к насосу, жидкость двигается по водяному контуру сразу после включения.
• Падение мощности отопительных приборов при естественной циркуляции теплоносителя по мере отдаленности от котла. Даже при грамотно собранной схеме, разница температуры составляет порядка 5°С.
• Влияние воздуха – основной причиной отсутствия циркуляции является завоздушивание части водяного контура. Воздух в системе отопления может образовываться из-за несоблюдения уклонов, использования открытого расширительного бачка и других причин. Чтобы продавить систему, приходится включать котел на максимальную мощность, что приводит к существенным затратам.
• Отопление двухэтажного дома при естественной циркуляции теплоносителя затруднено по причине существующих препятствий для движения жидкости.
• Относительно регуляции нагрева, самоциркулирующие системы также уступают контурам, подключенным к насосам. Современное циркуляционное оборудование подключается к комнатным термостатам, что обеспечивает точность теплоотдачи и нагрев температуры в помещении с погрешностью до 1°С. Установка терморегуляторов допускается и в схемах с самоциркуляцией, но погрешность настроек составит 3-5°С.

Выбрать систему с естественной циркуляцией, оправдано, в случае отопления небольших одноэтажных зданий. Если требуется отапливать коттеджи и загородные дома площадью более 150-200 м², нужна установка циркуляционного оборудования.

Главным достоинством схем с самоциркуляцией является их энергонезависимость, но произведя несложные расчеты, можно прийти к выводу, что экономия на электроэнергии не оправдывает потери тепла в процессе самостоятельного движения теплоносителя. Схемы с принудительной циркуляцией имеют большую теплоотдачу и эффективность.

Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола

Отопление дома без насоса. Два проверенных временем варианта

До 90-ых годов прошлого века, отопление дома без насоса было единственно доступным, так как было не развито направление по изготовлению циркуляционных насосов и продвижению их в массы. Таким образом, владельцы и застройщики частных домов вынуждены были монтировать отопление в своих домах без насоса.

Но когда в 90-ых годах в СНГ начали привозить хорошее котельное оборудование, трубы и компактные циркуляционные насосы, то ситуация резко изменилась. Все начали монтировать системы отопления. которые без насоса не работают. Про самотечные системы стали забывать. Но сегодня ситуация меняется. Застройщики частных домов вновь вспоминают об отоплении дома без насосов. Так как повсеместно можно проследить перебои и нехватку электроэнергии, которая так нужна для работы циркуляционного насоса.

Особенно остро вопрос качества и количества подачи электричества стоит в новостройках.

Вот почему сегодня как никогда вспоминается одна пословица «Все новое – это хорошо забытое старое!». Эта пословица очень актуальна сегодня, для отопления дома без насоса.

Например, раньше для отопления использовались только стальные трубы, самодельные котлы и открытые расширительные баки. Котлы были с низким КПД, трубы стальные громоздки, и их не рекомендуется прятать в стены.

Расширительные баки располагали на чердаках. из-за этого были тепло потери и угроза залива крыши или промерзания трубок в баке. Что в свою очередь часто приводило к взрыву котла, разрыву труб и человеческим жертвам.

Сегодня благодаря современным котлам, трубам и другим устройствам отопления можно сделать шикарную, экономичную систему отопления без насоса. Благодаря современным экономичным котлам можно добиться существенной экономии.

Современные пластиковые или медные трубки можно легко спрятать в стены. Так же отопление дома сегодня можно сделать, как с радиаторами, так и с теплыми полами.

Сегодня можно выделить две основные системы отопления дома без насоса.

Первая и самая часто встречающаяся система называется Ленинградка. или с горизонтальным разливом.

Главное в системах отопления дома без насоса — это уклон труб. Без уклона система работать не будет. Из-за уклона «Ленинградка» не всегда подойдет, так как трубы проходят по всему периметру дома. Так же из-за того, что уклона может не хватить, приходиться опускать котел ниже уровня вашего пола. Котел в этом случае неудобно топить и чистить.

Так же при монтаже системы отопления дома без насоса Ленинградки мешают дверные проемы по пути следования труб. При этом необходимо сделать подоконники высотой не менее 900мм.

Это нужно, чтобы был смонтирован радиатор и хватило высоты для труб по уклону. В остальном система вполне работоспособная, именно с чугунными, стальными и алюминиевыми радиаторами.

Вторая система отопления дома без насоса называется «Паук» или вертикальная система с верхним разливом.

На сегодня это самая надежная и практичная система отопления дома без насоса. Главное, что система «Паук» лишена всех недостатков «Ленинградки», за исключением уклона именно обратки, из-за которого тоже приходится опускать котел ниже пола.

В остальном система «Паук» — это самая работоспособная система. К системе «Паук» можно прикрутить любые радиаторы и теплые полы. Можно на радиаторы в системе «Паук» смонтировать клапаны под термоголовку и спрятать трубы в стены и так далее.

Сегодня все чаще приходится рекомендовать застройщикам именно систему «Паук», т.к. на сегодня это идеальная система отопления дома без насоса.