Що з себе являє система опалення з природною циркуляцією

Опалювальні системи діляться на два основних типи: примусові і природні, які в свою чергу мають безліч підвидів. Принцип роботи таких систем практично однаковий, враховуючи відмінність з транспортування теплоносія в самій опалювальній системі. Системи опалення з природною циркуляцією вважаються більш економними, адже їх робота залишається повністю незалежною від електричної мережі, чого не можна сказати про примусову систему опалення, для роботи якої потрібна електрика.

Природна циркуляційна система працює за наступним принципом. Нагріте в нагрівальному казані теплоносій переміщається по опалювальним трубах до приладів опалення, а після охолодження транспортується назад до нагрівального котла. Рух теплоносія здійснюється з тієї причини, що нагрітий і холодний теплоносій має різну щільність, що призводить до утворення потрібного тиску в системі, яке і переміщує теплоносій з меншою щільністю до опалювальних приладів.

природна циркуляція

Основним питанням системи природної циркуляції є питання, який визначає силу руху теплоносія до опалювальних приладів і назад в котел. Сила руху нагрітого теплоносія зявляється з тієї причини, що теплоносій нагрівається в тепловому генераторі, тоді, як в приладах опалення даний теплоносій остигає і його видавлює нагрітий теплоносій. Іншими словами, теплоносій, який нагрівся в тепловому генераторі до певної температури, має меншу масу, ніж теплоносій в холодному стані.

Отже, нагріта до потрібної температури вода піднімається по певному напряму в головному стояку і розподіляється трубної розводкою по всіх опалювальних приладів, тобто радіаторів. Через деякий час теплоносій в радіаторах остигає, віддаючи своє тепло металу, що робить його обважнілим. За спеціально підведений трубах зворотного напрямку остиглий теплоносій транспортується назад до нагрівального котла, де своєю масою витісняє гарячу воду з теплового генератора.

Такий цикл руху теплоносія в опалювальній системі буде повторюватися до того моменту, поки нагрівальний котел буде працювати, внаслідок чого теплоносій буде циркулювати по трубної магістралі. Системи опалення з природною циркуляцією мають різну силу тиску, що призводить до різної інтенсивності циркуляції і нагрівання опалювальних приладів. Сила руху теплоносія в опалювальній системі залежить від різної щільності і ваг холодного і гарячого теплоносія.

З цього можна зробити висновок, що тиск в опалювальній системі і сила руху води залежить від загальної різниці гарячого та холодного теплоносія. Іншими словами, чим більше ця різниця, тим більше сила руху теплоносія в системі опалення, циркуляція теплоносія в якій здійснюється природним шляхом. Крім усього іншого, тиск в системі опалення і сила руху нагрітого теплоносія залежить від того, на якій висоті розташовується опалювальний прилад щодо генератора теплової енергії.

Як правило, теплоносій в простій системі опалення водяного типу нагрівається до 95 градусів, тоді, як остиглий теплоносій має температуру не вище 70 градусів. З таких показників можна визначити загальний тиск в системі опалення і силу руху теплоносія до верхніх і нижніх опалювальних приладів. Для того, щоб візуально уявити собі розподіл між верхніми і нижніми радіаторами в системі опалення необхідно намалювати щось на кшталт схеми.

По центру позначаємо нагрівальний котел, від якого йде розводка до верхніх і нижніх радіаторів, замикається навпаки самого котла. Провівши лінію між верхніми і нижніми нагрівальними приладами (радіаторами), ми отримаємо кордон перепаду температури від 95 до 70 градусів. Далі розглянемо опалювальний процес.

Опалювальний котел нагріває теплоносій, в нашому випадку воду, який через що утворився тиску починає свій рух від одного опалювального приладу до іншого. Коли теплоносій перетне проведену нами лінію і відправиться в опалювальні прилади нижнього поверху, його температура буде значно нижче, а з останнього радіатора і зовсім вийде теплоносій з температурою всього в 70 градусів. При здійсненні руху теплоносія від радіатора до радіатора не варто забувати про те, що частина температури віддається і самих труб, внаслідок чого температура теплоносія постійно знижується.

З цього можна зробити сміливий висновок, що нагрівальні прилади, які знаходяться вище лінії поділу системи будуть нагріватися більше, ніж ті, які розташовуються на нижньому поверсі.

Все це призводить до того, що використання даної опалювальної системи для двоповерхових будинків неактуально, адже перший поверх буде постійно холодніше, ніж другий. Крім того, при використанні двухтрубной опалювальної схеми, коли радіатори будуть розташовуватися нижче самого котла або на одному з ним рівні, досягти правильної циркуляції теплоносія без використання допоміжних механізмів практично неможливо.

За цим очевидних причин розташування нагрівального котла повинно бути таким, щоб прилади опалення перебували на рівень вище самого котла. Для цього нагрівальні котли мають у своєму розпорядженні в невеликому поглибленні, а систему опалення трохи піднімають під певним кутом, щоб домогтися належного тиску і правильної природної циркуляції теплоносія. Таких явних недоліків позбавлені стандартні однотрубні схеми опалення.

Однотрубна опалювальна система

Така опалювальна система має схожий пристрій з двухтрубной опалювальної схемою, тільки остиглий теплоносій переміщається по тим же трубах, по яких надходить в опалювальні прилади. Робота такої системи полягає в тому, що холодний теплоносій видавлюється з радіаторів нагрітою водою, що дозволяє радіаторів отримувати однакову температуру по всьому ланцюгу. Охолодження теплоносія в однотрубних опалювальних системах вважається необхідним фактором, який створює тиск в опалювальній ланцюга, забезпечуючи системі необхідну силу руху нагрітого теплоносія без втручання спеціального обладнання.

З тієї причини, що магістральні труби такої опалювальної системи здійснюють додаткове опалення корисної площі житлового будинку, їх монтують на стіни, які не замуровуючи в поверхню стіни або перегородки. Такий маневр грає дві ролі: додаткове опалення житлового простору і прискорене охолодження теплоносія в системі. Але не варто забувати про те, що теплоносій не повинен охолоджуватися в стояку підйомного типу, адже це може призвести до збою тиску в опалювальній системі і гіршого прогріванню всіх опалювальних приладів.

З цієї причини стояк підйомного типу підлягає якісної і надійної теплової ізоляції. Той рівень теплової енергії, яка переходить від приладів опалення в приміщення, що обігрівається, залежить від того, скільки теплоносія транспортується по опалювальним трубах, і яку температуру цей теплоносій має. Кількість теплоносія в опалювальній системі залежить не тільки від її загального обсягу, а й від якості циркуляції теплоносія в використовуваної системі опалення.

За цими показниками вибирається діаметр труб, які транспортуватимуть нагрітий теплоносій в прилади опалення. Чим якісніше виконується циркуляція теплоносія в опалювальній системі, тим більше нагрітого теплоносія може поставлятися в радіатори по трубах, які мають менший діаметр. Відповідно, якщо циркуляція теплоносія в опалювальній системі досить слабка, то труби повинні бути на порядок більше, щоб доставити в опалювальний радіатор необхідну кількість прогрітого теплоносія.

Не варто забувати про те, що природна система опалення повинна мати належне тиск і рух теплоносія в трубах, що дозволить теплоносія з потрібною швидкістю і силою руху долати всі можливі перешкоди в опалювальній схемі.

Рух води в трубних магістралях зустрічає велику кількість різних опорів, до яких відноситься сила тертя нагрітого теплоносія і внутрішніх стінок магістральних труб, а також наявність різних кранів і відводів, які мають неабиякий опір руху щільного або нагрітого теплоносія. Чим більше діаметр магістральної труби, тим менше швидкість руху в ній теплоносія, який зустрічає вдвічі більше опір від тертя.

Відповідно, якщо діаметр магістральної труби маленький, а її довжина більше, то швидкість переміщення теплоносія в системі прискорюється в 4 рази, що ще більше впливає на тертя і надану воді опір. На рух теплоносія в опалювальній системі природного типу впливає і тип розводки опалювальних труб і приладів.

Розводка верхнього типу

При використанні опалювальної схеми з верхньою розводкою нагрітий теплоносій транспортується через стояк верхнього типу в головну трубну магістраль. Така магістраль повинна розташовуватися вище рівня розташування опалювальних приладів, найчастіше це горище. Після того, як теплоносій підніметься в верхню магістраль, він за допомогою утворився тиску рівномірно розподілиться по всіх приладах опалення, що призведе до рівномірного прогрівання радіаторів в системі опалення.

Розводка нижнього типу

Опалення природного типу з розводкою нижнього типу має наступний пристрій. Головна магістраль такої системи опалення повинна розташовуватися нижче рівня опалювальних приладів, тобто під підлогою або в підвальному приміщенні, звідки буде організована спеціальна розводка на всі прилади опалення. Основних відмінностей між опалювальними системами з нижньої і верхньої розводкою немає, адже в обох системах прогрітий теплоносій піднімається по стояку завдяки своїй меншій масі і щільності.

Організація опалювальної системи природного типу стає актуальним лише для невеликих житлових будинків, адже виконання такої системи в двоповерховому великому будинку буде досить дорогим. Швидкість руху теплоносія в трубах такої системи не повинна бути великою, адже циркуляція природного типу не відрізняється високим тиском. Це призводить до того, що труби повинні бути максимально допустимого діаметру, що при влаштуванні щодо великий опалювальної системи буде коштувати досить дорого.

Конструктивні особливості

Опалювальні системи, незалежно від того, природні вони чи примусові, діляться на наступні типи:

1. Система з верхньої або нижньої розводкою, яка відрізняється за способом і місцем монтажу основної магістралі;
2. Однотрубні чи двотрубні опалювальні системи, які мають відмінності в способі монтажу радіаторів до розподіляє теплоносій стояках;
3. Опалювальні системи з горизонтальними або вертикальними стояками, що відрізняються способом монтажу і розташуванням головних стояків;
4. Опалювальні системи тупикового або попутного типу, які можуть відрізнятися різницею способів прокладки і монтажу головної трубної магістралі.

Відмінності однотрубної і двотрубної опалювальної системи

Пристрій однотрубної опалювальної системи не передбачає наявність стояків зворотного типу, що дозволяє охолоджена теплоносія повертатися в нагрівальний казан по подає головному стояку. З тієї причини, що в нижні опалювальні радіатори надходить не тільки нагрітий теплоносій, а й той теплоносій, який встиг охолонути в верхніх опалювальних радіаторах, загальну поверхню нагріву радіаторів першого поверху необхідно збільшувати. Робиться це за допомогою додавання секцій опалювальним радіаторів першого поверху, що призводить до вирівнювання температурного режиму між верхніми і нижніми опалювальними приладами.

Регулювання температурного режиму в подібній опалювальній системі здійснюється при контролі надходження нагрітого теплоносія в нагрівальні прилади, що стає можливим завдяки наявності кранів на кожному окремому радіаторі. Таке можна зробити тільки в тій системі опалення однотрубного типу, в якій є окремі стояки до кожного опалювального радіатора.

У тому випадку, коли таких стояків немає, а теплоносій транспортується від одного радіатора до іншого, знизити кількість теплоносія в окремому радіаторі неможливо, адже в такому випадку знизиться загальна кількість теплоносія і у всіх інших радіаторах в опалювальній схемі. З цього випливає, що регулювати температуру повітря в житловому приміщенні при використанні такої опалювальної системи практично неможливо, що призводить до відчутних незручностей.

Для виконання однотрубної опалювальної системи з природною циркуляцією теплоносія в житловому будинку повинен знаходитися горище або підвал. В іншому випадку неможливо буде виконати верхню чи нижню розводку опалювальної системи, що призведе до збою тиску в системі і поганої циркуляції теплоносія. До позитивних моментів системи опалення однотрубного типу можна віднести той факт, що така система досить проста в монтажі та експлуатації.

Крім того, зовнішній вигляд однотрубної схеми опалення значно краще, що дозволяє організовувати таку систему у відкритому вигляді. Не варто забувати і про те, що однотрубная опалювальна система потребує меншої кількості трубного матеріалу, що призводить до значного зниження вартості організації опалювальної системи. Мінусом такої схеми опалення вважається обмежена можливість температури нагріву теплових радіаторів.

Щоб регулювати температуру повітря в житловому будинку при використанні такої опалювальної системи доводиться обладнати її спеціальними регулювальними котлами, які мають пряму залежність від електричної мережі. І якщо підключати котел до електричної мережі, то немає ніякого сенсу застосовувати опалювальну систему з природною циркуляцією теплоносія.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!