Отопление в доме без насоса. Самотечная система отопления с естественной циркуляцией – расчеты, уклоны, виды. Водяное отопление с естественной циркуляцией

Очень часто. Представляет она собой не слишком сложную, очень эффективную и при этом достаточно ремонтопригодную конструкцию. В этой статье подробно поговорим о том, какими достоинствами и недостатками отличаются такие системы в отношении двухэтажных загородных домов. Также разберемся с тем, какие существуют варианты и схемы подключения однотрубных конструкций в зданиях этого типа.

Основные достоинства и недостатки

От двухтрубных такие системы отличаются прежде всего тем, что теплоноситель в них циркулирует по кругу, а радиаторы подключены последовательно. Таким образом, оборудование это очень простое - однотрубная система отопления Своими руками ее собрать гораздо проще двухтрубной.

К достоинствам таких систем, помимо этого, можно отнести также:

Ремонтопригодность.
Универсальность. Использовать такие системы можно как в мало-, так и в многоэтажных зданиях.

Основным недостатком таких систем является, прежде всего, неравномерный прогрев последовательно подключенных радиаторов. Проходя от одного к другому, теплоноситель постепенно остывает. Из-за этого в ближних к котлу комнатах может быть слишком жарко, а в самых дальних от него - холодно.

Разновидности

В качестве теплоносителя в системах отопления этого типа может использоваться незамерзающая жидкость - антифриз. Но чаще всего по трубам циркулирует все же обычная вода. Двигаться по трубам она может за счет гравитации или благодаря работе специального насоса. И в том и в другом случае получается достаточно надежная однотрубная система двухэтажного дома. Схема первого типа обычно используется в не слишком больших по площади домах. К достоинствам такой системы с гравитационной циркуляцией относят, прежде всего, экономичность. Конструкции же с принудительным движением воды или антифриза надежнее.

Также однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, бывает горизонтальной или вертикальной. Последний тип хорошо известен всем, кто когда-либо жил в многоэтажках советской постройки. В этом случае по всем этажам проводятся вертикальные стояки. Теплоноситель закачивается на чердак, а затем спускается вниз, проходя по радиаторам квартир. В частных малоэтажных домах обычно используется более простая горизонтальная система отопления, называемая также «ленинградкой».

Способы подключения батарей

Батареи в такую конструкцию, как однотрубная система отопления двухэтажного дома (фото подобного оборудования наглядно продемонстрировано на странице), могут врезаться по любой из имеющихся на данный момент технологий. Схема подключения бывает:

Нижней. В этом случае трубы «подводящая» и «обратная» присоединяются к батарее снизу.
Диагональной. При такой схеме трубы подключаются к радиатору сверху и снизу с противоположных сторон.
Вертикальной. В этом случае магистраль подключена сверху и снизу с одной стороны.

Для того чтобы воздух как в дальних, так и в ближних от котла комнатах прогревался равномерно, подсоединяют радиаторы к трубе обычно на байпасе. Таким образом создается упрощенный аналог двухтрубной системы. При наличии байпаса легко регулировать объем потока, проходящего через радиатор.

Основные правила сборки в двухэтажных зданиях

Для частного дома, как уже упоминалось, лучше использовать горизонтальный вариант однотрубной системы. Самое сложное при сборке в двухэтажном доме - это поднятие воды наверх, через перекрытие. Наиболее простой метод - это установить два стояка у котла: один подводящий теплоноситель к радиаторам, второй - «обратный». Таким образом может быть смонтировано как оборудование с принудительной циркуляцией, так и однотрубная система без насоса, однако, в этом случае - вариант менее предпочтительный.

Способы прокладки труб

По периметру дома магистрали в такой системе и на первом этаже, и на втором проводятся обычно под полом. Такая «скрытая» система не портит внешнего вида помещений. Однако следует учитывать то, что при такой прокладке, скорее всего, придется использовать нижний способ подключения радиаторов. А при таком методе врезки, к сожалению, батареи работают не в полную может стать использование байпаса особой конструкции.

В этом случае на «подводящей» трубе перед радиатором врезается металлопластиковый отрезок длины, равной высоте батареи. Присоединение к магистрали производится через него, в верхней части секции. К «обратной» трубе приваривается коротенький вертикальный отрезок. Радиатор присоединяется к нему в нижней точке противоположной секции.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией: особенности

Такие конструкции используются в коттеджах довольно-таки редко. Системы этого типа экономичны, но, к сожалению, достаточно сложны в сборке и не слишком удобны в использовании, особенно при наличии в доме двух этажей.

Теплоноситель в таких системах сначала поднимается от котла наверх, проходит по радиаторам верхних помещений, а затем спускается вниз. Следовательно, на втором этаже при использовании схемы этого типа будет жарче, чем на первом. К тому же при применении системы с гравитационной циркуляцией придется устанавливать очень мощный котел. Ведь давление теплоносителя должно быть достаточным для подъема его на второй этаж.

Система с принудительной циркуляцией

Оборудование этого типа для двухэтажных коттеджей считается более предпочтительным. В данном случае за бесперебойное движение теплоносителей по магистралям отвечает циркуляционный насос. В таких системах допускается использовать трубы меньшего диаметра и котел не слишком большой мощности. То есть в этом случае может быть устроена гораздо более эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема с насосом имеет лишь один серьезный недостаток - зависимость от электрических сетей. Поэтому там, где очень часто отключают ток, стоит произвести монтаж оборудования по расчетам, сделанным для системы с естественным током теплоносителя. Дополнив такую конструкцию циркуляционным насосом можно добиться максимально эффективного отопления дома.

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 , 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.

Котел – это сердце отопительной системы и именно от него нагретый теплоноситель, в роли которого могут выступать вода или антифриз, с помощью циркулярного насоса движется по трубам и отапливает дом. Такая отопительная система называется системой с принудительной циркуляцией. Также существует и отопление без насоса, которое работает на естественной циркуляции того же теплоносителя. В каждую из этих систем входи еще множество вещей, без которых они не могут работать. Это расширительный бак, который необходим для компенсации температурного расширения воды, для соединения труб нужны фитинги, а также необходимы воздушные клапаны и много других приспособлений.
Теперь рассмотрим различия систем с принудительной и естественной циркуляцией. Для принудительной циркуляции, чтобы обеспечить движение теплоносителя, требуется циркулярный насос. Среди преимуществ данной системы отопления можно назвать комфорт, так как есть отличная возможность в каждой комнате поддерживать нужную температуру, она более качественная, требует установки труб небольшого диаметра. Также есть возможность увеличить срок службы котла, так как разница температур выходящей нагретой воды и возвращающейся уже остывшей воды достаточно небольшая. Есть и минус – такая система не может существовать без электричества, ведь только от него работает насос. Благодаря системе с естественной циркуляцией, осуществляется отопление без насоса. Она работает за счет гравитационной силы, которая возникает благодаря разности плотности теплоносителя в подающей и обратной трубах. То есть плотность, то есть удельный вес горячей воды меньше – она легче холодной. Чтобы снизить сопротивления такая система отопления нуждается в трубах с большим диаметром. К сожалению, регулировка тепла в этом случае невозможна и поэтому комфорт получается меньшим, но при большой затрате топлива.
Сейчас все большую популярность набирает использование экономичных котлов с насосами, но получается так, что один такой насос мощностью 50 Вт за месяц расходует 36 кВт электроэнергии, работая двадцать четыре часа в сутки. Таким образом три или то два подобных насоса лишают электроэнергии одну квартиру с потреблением 100 кВт электроэнергии в месяц и это происходит в самый пиковый отопительный период.
Если же котел работает на газе, то нужно понимать, что номинированная мощность его, как правило, не соответствует действительности, а это ведет к явному перерасходу топлива. В том случае, если насос выбрасывает воду больше, чем это требуется, то нужно будет постоянно подогревать в системе отопления воду, что приведет к потерям газа. Если же, наоборот, из котла выбрасывается воду меньше, чем надо, то сработает автоматика, показывающая, что газ сгорел, а тепла потребитель не получил. Отрегулировать производительность котла при таких постоянных изменениях невозможно.
Однако, если правильно сделать систему отопления под естественную циркуляцию, которое обеспечивает отопление без насоса, то расход теплоносителя через котел будет проходить только строго нужное количество. Естественная циркуляция может повысить, причем даже весьма резко, производительность котла в полтора раза, а объем газа будет использован тот же. Возникает вопрос: нужны ли насосы для отопления малых площадей, если благодаря естественной циркуляции это можно сделать на неограниченном пространстве.
Конечно, чтобы насос работал хорошо, система отопления в таких местах должна быть сделана правильно. Тогда котел сам может провернуть ровно то количество воды, сколько нужно.

Обогрев жилых помещений является одной из основных составляющих комфорта и уюта в доме. Планируя установку отопительного оборудования, многие домовладельцы отдают предпочтение системе отопления “ленинградка”, имеющей ряд преимуществ перед другими схемами отопления. Благодаря низкой стоимости и простоте монтажа она доступна для установки своими руками.

Ленинградская система отопления - это схема поквартирной разводки трубопровода, при которой теплоноситель последовательно подается из одного радиатора в другой. Ленинградка также известна как однотрубная схема, потому что подводящая труба радиатора является отводящей для следующей последовательно установленной батареи.

Основные разновидности

По способу прокладки трубопровода схема отопления подразделяется на разновидности.

Вертикальная

Обогрев вертикального типа используется для отопления многоэтажных домов с последовательным соединением радиаторов, расположенных на разных этажах здания. Такое вертикальное размещение батарей отопления известно под названием «стояк» и известно большинству населения страны по типовым проектам панельных многоквартирных домов.

Горизонтальная

Другой разновидностью трубопроводов, выполненных по схеме ленинградка, является горизонтальное расположение труб. Разводка этого типа подходит для обогрева частного дома, когда труба последовательно соединяет несколько радиаторов, расположенных в комнатах на одном этаже.

Комбинированная

Описанные выше схемы могут применяться и в комбинированном варианте отопления здания, когда теплоноситель проходит горизонтальный участок последовательно соединенных радиаторов, после чего подается по вертикальному участку на нижний этаж дома. Разводка данного типа монтируется при строительстве частного дома, как правило, двухэтажного. В этом случае ленинградка позволяет сэкономить при монтаже системы отопления значительную часть средств на покупку элементов трубопроводов.

Преимущества и недостатки

Отопление, выполненное по схеме “ленинградка”, имеет свои достоинства и недостатки. Среди преимуществ можно выделить низкую стоимость монтажа и дальнейшей эксплуатации, обусловленную меньшим расходом материала по сравнению с трубопроводами другого типа.

Однотрубная система не лишена недостатков, главными из которых являются: необходимость увеличения количества секций для батарей, установленных в конце отопительного контура, а также невозможность монтажа в одной из комнат квартиры или дома теплых полов.

Монтаж

Отопление по типу “ленинградка” монтируется с применением специального инструмента и оборудования, состав которого зависит от выбора материала трубопровода. Источником тепла для частного дома служит отопительный котел, а для многоквартирного – теплообменник, в котором осуществляется подогрев теплоносителя внутреннего контура от воды, поступающей по центральной магистрали.

Сначала выполняется врезка труб, после чего прокладывается магистральный трубопровод, в начале которого осуществляется монтаж подкачивающего насоса, а в конце устанавливается расширительный бак.

Схема отопительной системы «ленинградка».

Радиаторы отопления подключаются к трубопроводу двумя способами – подключением к нижним патрубкам, либо к расположенным по диагонали нижнему и верхнему. Второй способ обеспечивает более быстрый прогрев помещения, но предполагает повышенный расход материала при монтаже.

Отопление – весьма дорогостоящая система жизнеобеспечения жилого дома, требующая значительных материальных затрат при установке. Монтаж без применения в схеме подкачивающего насоса более выгоден, чем схема с принудительной циркуляцией.

При возможности установки обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя она рассматривается, как предпочтительная схема.

Монтаж без применения в схеме подкачивающего насоса более выгоден, чем схема с принудительной циркуляцией. При возможности установки обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя она рассматривается, как предпочтительная схема.

Особенности установки горизонтальной системы

Существуют два способа монтажа горизонтальных однотрубных систем. Первый способ предполагает прокладку трубопроводов поверх поверхности пола. Данный тип монтажа легко выполняется своими руками, а также предполагает быструю замену компонентов во время будущего ремонта. Это вариант прокладки труб открытого типа.

Другая разновидность обустройства труб предполагает их прокладку под полом. Такой способ отличается улучшенным внешним видом, но предполагает больший объем работ, которые включают, в частности, укладку теплоизоляции. Монтаж закрытого типа отопления из-за своей сложности не получил широкого распространения.

Особенности установки вертикальной системы

Основной особенностью монтажа отопительных трубопроводов вертикально является необходимость в установке подкачивающего насоса. В некоторых зданиях, как правило, двухэтажного типа, устанавливают трубопроводы с естественной прокачкой, в результате действия силы тяжести.

Наиболее распространенным вариантом является вертикальная схема, при которой теплоноситель поступает на крышу дома с помощью насоса, после чего самотеком распределяется между потребителями.

Характер циркуляции теплоносителя определяет номинальный размер диаметра используемых при монтаже трубопроводов. Движение жидкости самотеком предполагает больший размер сечения трубопровода, чем ее принудительное перемещение.

Самостоятельный монтаж системы

Перед тем как приступить к монтажу системы обогрева своими руками, необходимо ознакомиться с обучающими материалами, включая видео, пошаговые инструкции и руководства по монтажу и эксплуатации отопительного оборудования.

Учитывая площадь обогреваемых помещений, климатические условия, этажность здания, возможность естественной или необходимость принудительной циркуляции теплоносителя и другие факторы, подбираются трубы и трубопроводная арматура, а также модель подкачивающего насоса.

Есть возможность врезки в схему иных устройств, например, радиаторных терморегулирующих головок с термостатом и без, шаровых кранов и балансировочных вентилей. Это позволит заменить радиатор без отключения питания стояка, что актуально при ремонте старых отопительных систем.

Ленинградка, собранное владельцем дома или квартиры самостоятельно, обеспечит должный уровень тепла и уюта, а также позволит значительно сэкономить.

Использование систем отопления с естественной циркуляцией насчитывает много десятилетий. Их внедрение началось практически одновременно с появлением парового отопления. Существует несколько актуальных на сегодня схем отопления с естественной циркуляцией для частного дома, и каждая из них может с успехом применяться при высоком КПД в наиболее комфортных для нее условиях.

Конструкционные особенности

Основное отличие схемы отопления самотеком заключается в том, что в цепи, по которой перемещается теплоноситель, отсутствует принудительно толкающий воду насос циркуляционный.

Популярными аргументами, которые приводятся в пользу самотечной системы отопления, являются следующие пункты:

полная независимость от наличия электроэнергии в помещении;
высокая степень инертности, при которой минимизировано воздействие сторонних факторов на перераспределение тепла.

Необходимо учитывать, что увеличение диаметра труб отопления в такой ситуации положительно сказывается на эксплуатации системы. Однако, стоит придерживаться определенных ограничений в габаритах.

Принцип действия

Во время работы отопления с естественной циркуляцией используются физические принципы, при которых более теплая жидкость поднимается, перемещаясь от высшей точки по созданному для нее монтажному уклону из магистральных труб.

При такой схеме необходимо устанавливать котел ниже уровня секций с радиаторами.
При движении от верхней точки вода перемещается к секциям. Патрубки, соединяющие с магистралью радиаторы, должны быть значительно меньше по диаметру, чем основная магистраль. Востребованной данная схема отопления частного дома с естественной циркуляцией окажется с верхним видом раздачи.
Для нижней раздачи понадобится предусмотреть некоторый разгонный контур. Его формируют при монтаже трубопровода, идущего вверх к установленному там расширительному бачку. После этого осуществляется понижение на горизонталь окна, от которой ведется дальнейшая разводка.

У систем отопления без насоса снижается эффективность в помещениях с низкими потолками, так как желательно отводить трубу с верхней точкой магистрали системы на 1,5-1,6 м выше котла, а над ней должен еще монтироваться расширительный бачок.

За счет того, что перемещение в отоплении осуществляется без насоса, то за время достижения дальних участков магистрали теплоноситель успевает отдать достаточное количество тепловой энергии. Такой принцип действия подразумевает работу в небольших по площади помещениях. Считается, что для магистралей с длиной контура более 30 м схема с самотечной системой отопления частного дома теряет свою эффективность.

ВИДЕО: Расчет отопления с естественной циркуляцией

Особенности монтажа

Котлы с естественной циркуляцией могут иметь подключение магистралей двух типов:

однотрубные;
двухтрубные.

Оба варианта разводок имею индивидуальные особенности монтажа, но по эффективности использования с гравитационной системой отопления они слабо отличаются. Важно соблюдать уклон труб отопления при естественной циркуляции, чтобы обеспечить бесперебойное перемещение и отсутствие завоздушенных участков. В открытых системах выход газовых образований осуществляется естественным путем через расширительный бачок.

При монтаже своими руками магистралей отопления с естественной циркуляцией, выдерживается уклон, обеспечивающий падение высоты на каждый метр длины в 5-10 мм.

Развиваемые в условиях системы гидродинамические силы, определяющие скорость перемещения потока, напрямую зависят от уровня подъема контура. Важно монтировать радиаторы выше уровня установки котла, а сопротивление трубопровода зависит от диаметров магистралей.

Когда монтаж системы отопления с естественной циркуляцией осуществлен с многочисленными разветвлениями и частыми преломлениями, то это способствует повышению гидросопротивления. Кроме этого неоправданно высокое количество вмонтированной запорной арматуры также увеличивает это значение. Минимизация подобных участков плюс увеличение разумное диаметра магистралей способствует повышению давления в системе.

Монтаж двухтрубной системы

Естественная циркуляция в системе отопления может быть предусмотрена в двухтрубных контурах. Первая трубу (подача) направляет поток горячего теплоносителя от котла, а вторая труба (холодная) возвращает в котел остывшую воду. Во время монтажа осуществляются следующие действия:

вверх от теплогенератора отводится ветка, которая выходит на расширительный бачок;
монтаж бочка может быть осуществлен как под потолком, так и на уровне утепленного чердачного помещения;
к нижней части бачка монтируется трубопровод, уходящий в помещение, опускаясь на уровень 2/3 высоты от потолка;
разводка ведется к ближайшей секции радиаторов;
второй патрубок секции монтируется к обратке;
возвратная магистраль монтируется параллельно подаче, но уклон обеспечивается к котлу.

Как определить объем расширительного бачка

Объем расширительного бачка открытого типа определяется очень просто - 10% от общего объема теплоносителя, циркулирующего по водяному контуру. Определение десятой доли считается универсальным способом вычисления объема экспанзомата, при котором он работает идеально.

Определение объема бачка закрытого типа уже несколько сложнее, но и его вполне одолеть неспециалисту. Для подсчета вам нужно знать следующие вводные данные:

процент увеличения объема теплоносителя при нагревании (ОВ) - стандартные 5% для воды и 10% доя антифриза;
общее количество воды или антифриза в водяном контуре (ВК) - если нет таких данных, придется весь теплоноситель сливать и замерять ведрами или другими приборами. Задача - определить максимально точный объем;
давление контура и котла (ДК) - эта информация отражена в техпаспорте на котел. Если его нет - спасет интернет;
предельное давление в экспанзомате (ДБ) - тоже вся информация отражена в техпаспорте.

Применяем формулу:

ОВ х ВК х (ДК + 1) / ДК - ДБ

Полученное значение округляем до целого числа и получаем расчетный объем расширительного бачка.

Это значение всегда больше метода «на глаз - 10%», но это не является нарушением. Если объем экспанзомата больше, чем требуется для водяного контура, необходимо его правильно настроить.

Монтаж однотрубной системы

Данный тип циркуляции воды в системе отопления, в отличие от двухтрубной схемы не зависит от уровня расположения радиаторных секций. Расширительный бочок подбирается объемом 25-32 л. Его заполнение должно быть на 2/3 объема.

Расположение котла также как и в однотрубной должно быть ниже уровня радиаторов, чтобы обеспечить естественный отток. Обеспечивается монтажный уклон для магистралей в 5-70. Запитка радиаторов осуществляется трубами не ниже 32 мм диаметром. Предпочтительным материалом для разводки является полимерный трубопровод. Для подводки к патрубкам радиатора используют диаметр труб до 20 мм.

Если диаметры подобраны правильно, то балансировка не требуется. Однако, желательно установить запорные краны на подводе/отводе теплоносителя к радиаторам. Это обеспечит легкость демонтажа секций для профилактических либо ремонтных работ.

Двухтрубная система стоит дороже, так как приходится использовать удвоенную магистраль. В связи с этим часто для небольших помещений с естественной подачей отопления актуально использовать однотрубные схемы.

ВИДЕО: Схема отопления с естественной циркуляцией