Отопление с естественной циркуляцией. НПО КВО
Основное предназначение любой системы отопления – это передача тепла, вырабатываемого топливным генератором, в помещения, которые необходимо обогреть.
По сути, отопительная система представляет собой взаимосвязанную совокупность специальных устройств и модулей, обеспечивающих нагревание воздуха до требуемой температуры, а также ее поддержание в установленных пределах на протяжении определенного периода.
Любая система отопления состоит из теплогенератора, подходящего теплопровода и, разумеется, тех или иных отопительных приборов. Задача теплоносителя заключается в переносе теплоты от теплового генератора ко всем отопительным приборам. Теплоносителем могут быть жидкость, пар или воздух. Поэтому в зависимости от конкретного вида теплоносителя и было произведено разделение отопительных систем.
Зачастую владельцы загородных домов предпочитают отапливаться с помощью систем жидкостного отопления. В качестве теплоносителей здесь используют обычную воду или антифриз (специальные незамерзающие жидкости). В свою очередь, системы жидкостного отопления также подразделяются на 2 типа по способу передвижения теплоносителя – это системы с естественной (гравитационной) циркуляцией и принудительной циркуляцией. Нужно сказать, что второй вариант предусматривает наличие насоса.
В отопительных системах с гравитационной циркуляцией перемещение теплоносителя (воды или антифриза) осуществляется за счет образования естественного гидростатического напора. Он возникает благодаря разным температурным показателям в различных частях системы. Хотя здесь стоит уточнить, что причина возникновения такого напора состоит не столько в разности температур, сколько в разности плотностей используемых жидкостей. Ведь каждый знает, что горячая жидкость имеет несколько большую плотность, нежели охлажденная. То есть, горячая вода (антифриз), естественно, будет легче холодной. По большому счету, прослеживается явная аналогия с воздухом. А именно в том, что по отопительной системе холодная жидкость опускается вниз, а горячая, разумеется, поднимается вверх. Разность высот – это еще один немаловажный фактор, оказывающий влияние на гравитационную циркуляцию жидкостного теплоносителя в системе отопления.
Отопительная система с естественной циркуляцией работает по следующему принципу: после нагревания в отопительном котле, теплоноситель устремляется в основной подающий стояк, поднимается и всплывает вверх. Как уже было сказано выше, это происходит за счет разности температурных показателей. Кроме того, теплоноситель вытесняет жидкость, которая уже успела остыть. Главный стояк подключается к расширительному баку. Подведенные к нему ветви водопровода состоят из труб, смонтированных под некоторым наклоном. По этим трубам теплоноситель поступает в радиаторы и другие отопительные приборы, после чего переходит в обратную линию, которая ведет к котлу. Стоит отметить, что котел также устанавливается под небольшим наклоном. Затем процесс повторяется, то есть, образуется цикл. По мере того, как жидкость продвигается по системе, происходит теплоотдача в помещение, вследствие чего она охлаждается и еще быстрее движется вниз по коммуникациям.
Сферы применения отопительных систем
Скорость перемещения теплоносителя в системе определяется разностью высот и, конечно же, разностью температур в главном стояке и в трубах обратной линии. Горячий теплоноситель находится сразу же за подающим стояком, поэтому воздух там нагревается намного сильнее. Гораздо хуже прогреваются помещения с трубами, в которые поступает уже остывший теплоноситель. Таким образом, можно сделать вывод о том, что системы отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией жидкости – это далеко не лучший вариант для больших загородных домов и коттеджей. Такие системы не стоит устанавливать в зданиях площадью более 100 кв. м. Хорошо прогреть некоторые комнаты они точно не смогут. Тем не менее, это наилучший вариант для обогрева домов с меньшей площадью.
Неоспоримые преимущества отопительных систем с естественной циркуляцией:
- Простота проектирования
- Несложная установка и обслуживание
- Самодостаточность, выражающаяся в энергонезависимости.
Последняя характеристика является ключевым достоинством данных систем. Ведь при наличии теплового генератора они способны работать даже в отсутствие электроснабжения. Поэтому выбор систем отопления с естественной циркуляцией для компактных частных домов вполне очевиден. Хотя имеются здесь и свои недостатки. Чтобы подобная отопительная система работала должным образом, необходимо обеспечить достаточное циркуляционное давление, которое помогает теплоносителю справляться с возникающим в коммуникациях давлением. Добиться этого можно с помощью увеличения диаметра труб и организации трубной разводки с простейшими конфигурациями схем.
При строительстве современных домов системы отопления с естественной циркуляцией используют все реже. А причиной тому служат малопривлекательные толстые трубы, проложенные с уклоном вдоль стен. Очень многим это не нравится, поскольку, подобная конструкция сильно ограничивает воплощение в жизнь дизайнерских и архитектурных решений относительно планировки и интерьера здания.
Кроме того, такие системы не поддаются тепловой регулировке. При их обустройстве нельзя использовать многие современные материалы.Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя
Содержание
- Схема отопления с естественной циркуляции
- Естественная циркуляция в контурах отопления
- Скорость движения воды
- Монтажные схемы контуров
- Схема циркуляции. Видео
Систему отопления с естественной циркуляцией водяного теплоносителя запантетовал в 1832 г. российский ученый-металлург П.Г. Соболевский. В наш век стремительно изменяющихся технологий эту схему (называемую также гравитационной или самотечной) теплоснабжения частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность. Самотечная система отопления по-прежнему широко используется в строительстве своими руками собственного дома и считается оптимальным технико-экономическим решением. Небольшое давление в сети ограничивает область ее применения, но для одноэтажного жилого здания данная схема весьма эффективна и часто рассматривается в качестве альтернативы отоплению с использованием насосных агрегатов.
Система отопления частного дома с естественной циркуляцией
Схема отопления с естественной циркуляции
Схема движения водяного теплоносителя в системе отопления с естественной циркуляцией
В схеме приняты следующие обозначения:
- поз. 1 – котел отопления;
- поз. 2 – бак расширительный;
- поз. 3 – радиаторы отопления;
- Т1 – нагретый теплоноситель, красными стрелками показано направление его движения;
- Т2 – остывший теплоноситель, синие стрелки указывают на его движение в контуре.
В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается применение специальных незамерзающих составов-антифризов, но в системах с естественной циркуляцией теплоносителя использовать антифризы не рекомендуется.
Главные недостатки антифризов для использования в контуре отопления естественной циркуляции:
- В схеме отопления с естественной циркуляцией в конструкциях расширительных баков предусмотрен контакт с окружающим атмосферным воздухом. Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую экологию;
- Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и его периодическом пополнении;
- У антифризов низкая теплоотдача, способствующая малому съему тепла радиаторами от теплоносителя при его циркуляции. Это приводит к перегреву антифриза в контуре и самого котла;
- Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающих проходное сечение в трубках.
Наиболее оптимальным носителем тепла в контуре гравитационного типа для отопления одноэтажного или двухэтажного жилого здания является водяной теплоноситель благодаря своей дешевизне и доступности.
Естественная циркуляция в контурах отопления
Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого здания являются:
- Котел, нагревающий водяной теплоноситель;
- Расширительный бак, представляющий собой емкость для сброса излишков воды, появляющихся при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
- Трубопроводы подачи из котла горячей воды в отопительные радиаторы и возврата остывшей жидкости из радиаторов обратно в котел (за что возвратная часть теплосети в обиходе получила название обратки).
- Отопительные радиаторы.
Схема теплосети отопления с естественной циркуляцией для обогрева частного дома
При разогреве теплоносителя его объем увеличивается, излишки нагретой воды поднимаются вертикально вверх к расширительному баку, в системе создается гидростатическое давление, зависящее от разности весов водяных столбов горячей (линия подачи) и холодной (линия обратки) воды.
Под этим давлением горячая вода поступает с верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления. Остывшая в радиаторах вода поступает по обратке (синяя линия) на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна лишь в том случае, если при монтаже обеспечены уклоны горизонтальных участков трубопроводной теплотрассы в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет перемещаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.
Другим фактором, влияющим на перемещение жидкости, является циркуляционный напор, обозначенный на рисунке буквой Н. Чем выше перепад уровней размещения радиаторов и котла, тем быстрее движение воды в контуре.
В гравитационных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому нередко данную систему называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, там и устанавливают бак, открытый для контакта с атмосферой. Систему, использующую герметичные баки, называют закрытой. В ее составе используется насос, по принципу действия она уже принудительного характера.
Скорость движения воды
Схема газового отопления частного дома
При цикличных изменениях температуры горячая вода находится в верхней части теплосети, холодная влага движется в нижних трубах. Основной побудительной силой для естественного (без принуждения от насоса) движения жидкости в контуре является циркуляционный напор, зависящий от соотношения высот расположения котла и самого нижнего радиатора.
Схема возникновения циркуляционного напора
Для создания оптимального напора отопительный котел устанавливается с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь, расширительный бак необходимо установить повыше. Довольно часто его ставят на чердаке дома.
Скорость циркулирования воды в контуре при монтаже своими руками гравитационной отопительной системы частного дома определяется следующими факторами:
- Величиной циркуляционного напора. Чем он больше, тем выше скорость протекания воды в теплотрассе;
- Диаметрами труб отопительной разводки. Малые размеры внутреннего сечения трубы будут оказывать большее сопротивление водяному потоку, чем трубы с диаметром побольше. Для однотрубной или двухтрубной самотечных систем под разводку намеренно завышают размеры труб до Ду 32-40 мм;
- Материалами изготовления труб контура. У современных полипропиленовых труб сопротивление потоку в несколько раз ниже, чем у поврежденных коррозией и покрытых отложениями стальных трубопроводов;
- Наличием поворотов в сети теплотрассы. Идеальный вариант – прямой трубопровод;
- Обилием арматуры, переходников, подпорных шайб. Каждый вентиль снижает величину напора.
Процессы естественной циркуляции весьма инертны и протекают медленно. Время между растопкой котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.
Монтажные схемы контуров
Схема отопления частного дома с газовым котлом
По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.
Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.
Однотрубная схема самотечной системы отопления
В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.
На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.
Двухтрубная схема самотечной системы отопления
Схема циркуляции. ВидеоО том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.
Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:
- излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
- сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
- отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
- постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.
Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.
Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме
5 вещей, которые нужно знать об лучистом тепле
Когда вы думаете об отоплении, вы обычно думаете о традиционных средствах доставки, включая котлы и печи, вентиляционные отверстия и плинтусы. Это, конечно, способ, которым тепло традиционно доставляется через большинство американских домов, но
Tragar является лидером в области домашнего отопления , и мы работаем с 1956 года. Мы семейная компания, которая специализируется на обслуживании и обслуживании газового отопления. Мы являемся экспертами по домашнему отоплению, но мы намного больше. Мы также устанавливаем и обслуживаем системы кондиционирования и выполняем полный комплекс сантехнических работ. Мы предлагаем широкий спектр услуг в Tragar, и мы хотим, чтобы вы узнали пять вещей об лучистом тепле, которые вы, вероятно, не знали.
- Лучистое тепло может быть доставлено с вашего этажа
В отличие от традиционных систем отопления, лучистое тепло может подаваться из подземного источника. По данным Министерства энергетики, системы лучистого отопления, подобные предлагаемым Tragar, могут подавать тепла непосредственно на пол. Эти системы в основном основаны на том принципе, что тепло может передаваться людям и объектам с помощью инфракрасного излучения . Подумайте о том, как вы чувствуете тепло от плиты на расстоянии нескольких футов. Тепло зависит от естественной циркуляции тепла в помещении, учитывая, что теплый воздух поднимается вверх.
- Лучистое отопление датируется как минимум римскими временами
Лучистое тепло — не новая технология. Принцип лучистого тепла был тем же принципом, что и архитектурная концепция гипокауста, согласно Британской энциклопедии . Гипокауст – это открытое пространство под полом, которое нагревается газами от огня или печи внизу, что позволяет горячему воздуху проходить в комнату наверху. Его часто использовали в помещениях, в которых располагались бани. Система также была распространена в частных домах северных провинций Рима.
- Может быть установлен в старых или новых домах
Возможно , вы слышали , что лучистое тепло стало популярным в новых домах . И хотя это правда, можно легко модернизировать и для старых домов. Лучистое отопление может быть:
- Более энергоэффективный
- Тепло может распределяться более равномерно
- Ваша система отопления будет работать тише
- Вы не услышите лязга, щелчков и хлопков, характерных для традиционных систем отопления
- Тепловое излучение облегчает уборку снега
Лучистое тепло подходит не только для помещений. Tragar также может использовать лучистые технологии для обогрева подъездных путей, дорожек и дорожек за пределами вашего дома. Вам не понадобится лопата для снега. Зачем часами мерзнуть и рисковать травмой спины? Если у вас есть важная работа, вы будете в пути, чтобы работать быстрее. Пусть лучистое тепло сделает всю работу за вас.
- У Tragar есть лучистое тепло, которое вам нужно
Заказчики лучистого тепла Tragar сообщают, что лучистое тепло пола делает дом более комфортным. Наши клиенты с отапливаемым подъездом высоко оценивают удобство лучистого тепла. Если вы ищете эту популярную систему отопления, Tragar может установить ее для вас. Свяжитесь с нами сегодня.
Домашнее отопительное оборудование | Planète Énergies
Производительность системы отопления зависит от используемого оборудования, а также от изоляции дома, вентиляции и регулирования температуры с помощью термостатов.
Эффективность – и, следовательно, стоимость – системы отопления измеряется тепловой энергией, которую она может генерировать по сравнению с Потреблено , выраженное в процентах. Чем выше этот процент, тем выше энергоэффективность системы. 2 Эффективность может быть рассчитана для полного отопительного сезона, что называется сезонной энергоэффективностью. Для систем, использующих естественно доступный , эффективность может быть больше 100%.
На отопление и горячее водоснабжение приходится в среднем 77% потребления энергии французскими домохозяйствами.
Также учитываются любые выбросы твердых частиц и вредных газов, а также то, является ли используемый источник энергии возобновляемым или невозобновляемым, что влияет на количество выделяемых парниковых газов.
Отопление всего дома может быть от центрального источника тепла или децентрализовано с использованием отдельных радиаторов и печей. Ниже приведено краткое описание этого оборудования. 3
1. Системы центрального отопления
Системы центрального отопления нагревают воду, которая затем распределяется по источникам тепла, таким как радиаторы или полы с подогревом. Реже могут использоваться системы циркуляции горячего воздуха. Система производства тепла может состоять из котлов, тепловых насосов или солнечных тепловых панелей.
Котлы, работающие на жидком топливе
Тепло вырабатывается за счет сжигания бытовых Масло , которое хранится в баке. Это делает котлы, работающие на жидком топливе, подходящими для индивидуальных домов, особенно в сельской местности, которые не подключены к общественной газовой сети. В новых котлах часть тепла дымовых газов рекуперируется за счет конденсации, что повышает эффективность на 15-20 % по сравнению с обычными моделями. В результате конденсации образуется жидкость, которая сбрасывается со сточными водами. Этот тип котла также помогает уменьшить выброс определенных газов: он может уменьшить выбросы углекислого газа (CO 2 ) на 30 %, диоксид серы на 53 % и оксид азота на 80 %.
Газовые конденсационные котлы
Газовые котлы просты в установке и могут питаться экономичным газом из сети общего пользования, который дешевле мазута. В более новые котлы также встроена система конденсации с теми же преимуществами, что и у котлов, работающих на жидком топливе. Их сезонная эффективность может достигать более 90%. И хотя их покупка на 30% дороже, чем обычные котлы, они потребляют на 15-20% меньше энергии и могут претендовать на налоговые льготы.
Низкотемпературные газовые котлы
Эти котлы подают воду, которая не такая горячая, как вода в обычных моделях (50°C против 90°C, как правило), через систему центрального отопления. Они потребляют меньше газа в сочетании с низкотемпературными системами обогрева пола или радиаторами, которые, как правило, больше, чем обычные радиаторы. Если эмиттеры не подходят, котел будет работать дольше и потреблять больше газа.
Комбинированное микронагревание и (микро-ТЭЦ) котлы
Некоторые газовые котлы могут быть использованы для производства одновременно с теплом. Это известно как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Электричество либо потребляется на месте, либо продается в общую сеть. Это оборудование, которое широко не используется во Франции, в основном продается в странах с высокой стоимостью электроэнергии. Япония разрабатывает стационарные топливные элементы, вырабатывающие тепло и электроэнергию с использованием . производится на месте из сжиженного природного газа.
Электрические котлы
В этих котлах используется электрическое сопротивление для нагрева воды. Некоторые «ионные» модели используют электрическое поле между двумя электродами для выработки тепла. Хотя их покупка дешевле, электрические котлы потребляют много энергии, если они не сочетаются с системой контроля температуры, включающей эффективные термостаты и низкотемпературные излучатели тепла. Они не имеют права на льготы по экологическому налогу.
Котлы на дровах
Во Франции растет использование древесины для отопления. Пеллетные котлы наиболее эффективны, но для них обычно требуется отдельное помещение, например, погреб. Некоторые из них оснащены автоматическими системами для включения и выключения котла и подачи в него пеллет, что избавляет от необходимости обращаться с мешками с пеллетами. Хотя эти котлы могут быть дорогими, древесина является самым дешевым топливом на рынке. Энергоэффективность доходит до 65% к 90% для дровяных котлов или от 75% до 105% для котлов на пеллетах и древесной щепе.
тепловые насосы
Геотермальные тепловые насосы используют датчики, зарытые в землю, для чего может потребоваться довольно большой двор, используя тепло Земли, которое затем распределяется по дому через радиаторы центрального отопления, системы напольного отопления или фанкойлы. Насосы обычно используются вместе с «буферным» резервуаром для хранения горячей воды до тех пор, пока ее не потребуется подать в тепловую сеть. Постоянство тепла Земли означает, что геотермальные тепловые насосы являются надежным способом обогрева домов и позволяют избежать использования резервного источника. Этот метод составляет 140 % к 19 0% энергоэффективности.
Воздушные тепловые насосы
Они состоят из двух блоков: один снаружи для поглощения тепла из воздуха и один внутри для распределения его по дому. Насосы воздух-воздух обеспечивают нагрев через фанкойлы, а насосы воздух-вода подключены к системе центрального отопления и водоснабжения здания. Поскольку на этот метод влияют колебания температуры наружного воздуха, обычно требуется встроенная резервная система, чаще всего работающая от электричества. Это снижает его сезонную эффективность до 110–130 %.
Комбинированные солнечные системы
Этот метод работает так же, как индивидуальный солнечный водонагреватель, но связан с центральной системой отопления дома. Энергия восстанавливается снаружи через солнечные тепловые панели и передается через к баку горячей воды и, в комбинированной системе, к сети центрального отопления. Однако, поскольку солнечный свет бывает прерывистым, эти системы необходимо использовать в сочетании с дополнительным источником отопления. Их эффективность оценивается в 9от 0% до 160%.
Сети централизованного и коллективного теплоснабжения
Квартиры могут отапливаться общей сетью теплоснабжения на весь дом, питаемой от котла в подвале. Их также можно подключить к районной сети, если таковая имеется поблизости, которая снабжается теплом, вырабатываемым в промышленных котельных.
2. Децентрализованные системы отопления
Децентрализованное отопление осуществляется главным образом в виде электрических обогревателей и дровяных печей. Они могут обогревать весь дом, комнату за комнатой или использоваться как дополнительный источник отопления (например, в ванных комнатах).
Электрические радиаторы
Проще и изначально дешевле в установке, чем система горячего водоснабжения, электрическое отопление используется примерно в 31% домов во Франции, особенно в новых постройках. Это не очень эффективно (в лучшем случае 38%).
Конвекторные радиаторы, наиболее распространенный вид, используют электрический резистор, который нагревает воздух за счет конвекции 4 , то есть движения теплого воздуха. Недостатки этих радиаторов в том, что они сушат воздух и потребляют много энергии. Самые последние модели оснащены электронными термостатами для снижения потребления.
В более современных решениях предпочтение отдается излучению, а не конвекции.
- Излучающие панели нагревают окружающий воздух, более равномерно распределяя тепло по помещению. Одна панель может обогреть помещение площадью 15–20 квадратных метров.
- Аккумуляторы тепла накапливают тепло в огнеупорном материале в периоды, когда цена на электроэнергию низкая, а затем медленно выделяют его в часы пик.
- Лучистый теплый пол состоит из электрических кабелей, которые нагревают тонкий мат.
- Лучистое потолочное отопление состоит из нагревательной пленки на теплоизоляционной панели под гипсокартоном.
Еще одним хорошим решением для ванных комнат являются двухтопливные радиаторы. Они используют электричество, но остаются подключенными к центральному отоплению, питаемому от любого источника. Когда центральное отопление включено, они действуют как радиаторы. Если котел выключен или требуется более высокая температура, они прибегают к электричеству.
Дровяные печи
Дровяные печи работают так же, как котлы, но меньше по размеру и эстетичны, что отражается на их цене. Также важно убедиться, что дым от дровяных обогревателей правильно выводится из дома. Вместо старого камина можно установить дровяные топки. Их КПД составляет около 75%, что намного выше, чем у открытых каминов, которые обеспечивают в лучшем случае КПД 15%.
3. Системы горячего водоснабжения
Как и котлы, индивидуальные водонагреватели или накопительные баки могут работать на газе, электричестве или солнечной энергии.
Два других типа оборудования были разработаны в области тепловых насосов.