Cамотечная система отопления
В наше время самотечные системы отопления (гравитационная система отопления дома) в частных домах встречается довольно редко. Связанно это с тем что большинство частных домов оборудованы современными, энергоэффективными котлами, требующими принудительной циркуляции теплоносителя. Самотечная система отопления остается актуальной, но ее необходимо правильно собрать и эксплуатировать.
Почему теплоноситель начинает двигаться в трубах, без насоса?
В самотечной системе используется простой физический принцип: холодная вода тяжелее горячей. 1 м³ воды при температуре 30℃ имеет массу чуть более 995 кг. А при температуре 90℃ — 965 кг. Разница около 30 кг на кубометр. Жидкость начинает движение из-за того что, холодный теплоноситель, более тяжелый, вытесняет горячий, более легкий, подчиняясьпринципу гравитации.
Чтобы гравитационная система отопления хорошо работала, требуется максимально подымать температуру теплоносителя, увеличивая разницу в весе.
Как правильно собрать гравитационную систему?
Ниже, приведены условия, соблюдение которых обязательно при монтаже самотечной системы отопления.
Диаметр труб. При сборке самотечной системы отопления, следует использовать трубы с большим сечением. Можно ориентироваться на размер трубы выходящей из котла. Это будет минимальным значением для горизонтальных участков подачи и обратки. В этих трубах сопротивление движению воды должно быть меньше, что благоприятно скажется на потоке теплоносителя при остывании. Заужение подающей и обратной трубы приведет к остановке движения теплоносителя.
Соблюдение уклона. Трубы должны иметь небольшой уклон в сторону движения теплоносителя, который как бы “стекает” из системы, уменьшая сопротивление стоку жидкости, что крайне важно. Кроме этого воздух в системе по наклонённому трубопроводу будет собираться в расширительном баке. Так же если требуется слить воду из такой системы, то соблюденные уклоны позволят это сделать без проблем. Но если существует необходимость иметь горизонтальный участок трубы, то это сделать можно, в нормальной, рассчитанной системе он не повлияет на движение жидкости.
Соблюдение средней линии радиаторов. Она должна быть выше средней линии котла. Связанно это с тем что, холодный теплоноситель не должен быть ниже топки, т.е не нужно тратить энергию самотека на проталкивание холодного “кармашка”. А должен приходить сразу в рабочую камеру. В идеале — установка котла в самой нижней точке, подвал или приямок.
Утеплить главный стояк. Для улучшения работы системы рекомендуется утеплить трубу подачи, что приведет к увеличению скорости жидкости. Особенно важен для недоработанных, косячных систем.
Расширительный бак. Устанавливается вверху, сразу после котла. Воздух высвобожденный в процессе нагрева сразу соберется в расширительный бак и не будет “гулять” по системе.
Самотечная система отопления имеет низкий КПД и требует постоянного долива воды. Кроме этого, соблюдение уклонов труб не всегда благоприятно влияет на внешнюю красоту помещений. Но данные системы, имеют свое важное преимущество. Они энергонезависимы, будут работать в отсутствии электроэнергии. Если данный факт не страшен для “продвинутых” деревень и частного сектора распложённого вблизи городов т.к там оперативнее реагируют на ЧП. То данная система просто необходима для глухих местностей. Где отключение электричества может быть на неделю и больше, что приведет к разморозке отопления.
Расчет гравитационной системы отопления
Порядок расчета и проектирования самотечная система отопления:
- Выясните количество тепла, нужное для обогрева каждой комнаты.
- Подберите энергонезависимый котел – газовый либо твердотопливный.
- Разработайте схему. Поделите разводку на 2 плеча – тогда магистрали не пересекут входную дверь дома.
- Определите расход теплоносителя под каждое помещение и рассчитайте диаметры труб.
Примечание. Уклоны вычислять не нужно, принимайте стандартное значение 0.5 см на метр длины. Допускаются отклонения в большую или меньшую сторону в диапазоне 0.7…0.2 см/1 м.
Отметим, что не всегда есть возможность разбить разводку на 2 ветви. В этом случае кольцевой трубопровод обязательно пройдет под порогом входной двери. Чтобы выдержать все уклоны, котел придется ставить в приямке или подвале.
Расчет диаметра труб на всех участках гравитационной двухтрубной системы:
- Необходимо рассчитать теплопотери всего здания (Q, Вт) и определить массовый расход теплоносителя (G, кг/ч) в главной магистрали по приведенной ниже формуле. Перепад температур между подачей и «обраткой» Δt принимаем равным 25 °C. Затем переводим кг/ч в другие единицы – тонны за час.
- По следующей формуле произволдится расчет площади сечения (F, м²) главного стояка, подставив значение скорости естественной циркуляции ʋ = 0.1 м/с. Пересчитываем площадь круга в диаметр, получаем размер основной трубы, подходящей к котлу.
- Рассчитываем тепловую нагрузку на каждую ветку, повторяем расчеты и выясняем диаметры магистралей.
- Аналогично рассчитываем для каждой комнаты, определяем диаметры участков по тепловым затратам.
- Подбираем стандартные размеры труб, округляя полученные цифры в большую сторону.
