Главная / Отопление / Система водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Система водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Процесс отопления происходит по следующей схеме. Вода, нагретая в отопительном котле, как более легкая, поднимается по главному стояку вверх, поступает в разводящие магистральные трубопроводы, а из них через подающие стояки — в нагревательные приборы (радиаторы). Отдавая тепло, вода в радиаторе остывает, становится более тяжелой и через трубы обратной разводки, соединенной со стояком, опускается вниз, поступает в нагревательный котел и своей массой вытесняет нагретую воду из котла вверх — в главный подающий стояк.

Схемы устройства водяного отопления показаны на рис. 2,3. Пока нагревательный котел работает, этот процесс непрерывно повторяется и в результате в системе происходит циркуляция воды. Таким образом, вода двигается под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и нагретой жидкости. Например, плотность воды при 40 °С составляет 992,24 кг/м3, при 70 °С — 977,8 кг/м3, при 95 °С — 961,9 кг/м3.

Циркуляционное давление зависит от разности весов столба горячей и столба охлажденной (обратной) воды, следовательно, оно зависит от разности горячей и охлажденной воды.Схема водяного отопления с естественной циркуляцией с верхней разводкой

Рис. 1. Схема водяного отопления с естественной циркуляцией. Вариант с верхней разводкой: 1 — отопительный котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный бак; 4 — переливная труба; 5 — разводящий трубопровод; в — стояки горячей воды; 7 — радиаторы; 8 — вентиль ручной; 9 — обратные стояки; 10 — обратная линия.

Кроме того, циркуляционное давление зависит еще от высоты расположения нагревательных приборов (радиаторов) над котлом. Чем выше расположен прибор, тем больше для него циркуляционное давление. Поэтому в системах водяного отопления нагревательные приборы, расположенные на верхнем этаже, прогреваются лучше, чем приборы на нижнем этаже. Ясно, что в двухтрубных системах отопления нагревательные приборы, расположенные на одном уровне с отопительным котлом или ниже его, нагреваться практически не будут. Для таких систем, как показывает практика, наименьшее расстояние между центром нагревательных приборов, расположенных на первом этаже, и центром отопительного котла должно быть не менее 3 м. Поэтому котельная для такой системы должна располагаться в подвале. Указанного недостатка лишены однотрубные системы отопления, так как гидростатический напор, заставляющий циркулировать воду в системе, будет образовываться из-за охлаждения воды в трубопроводах, подводящих нагретую воду к радиаторам, а также отводящих охлажденную воду от радиаторов к отопительному котлу. Охлаждение указанных трубопроводов приносит двойную пользу.

Во-первых, способствует созданию гидростатического напора, а во-вторых, дополнительному обогреву помещения. Поэтому трубопроводы прокладывают открыто и не изолируют. Что касается главного трубопровода (подъемного стояка горячей воды), то его, наоборот, надо тщательно теплоизолировать. Охлаждение воды в этом стояке приводит к снижению температуры и увеличению плотности воды, а это, как мы знаем, приводит к уменьшению гидростатического напора.

Схема водяного отопления с естественной циркуляцией с нижней разводкой

Рис. 2. Схема водяного отопления с естественной циркуляцией. Вариант с нижней разводкой: 1 — отопительный котел; 2 — разводящий трубопровод; 3 — стояки горячей воды; 4 — расширительный бак; 5 — переливная труба; 6 — труба отвода воздуха; 7 — радиаторы; 8 — вентиль ручной; 9 — обратные стояки; 10 — обратная линия.

Количество тепла, отдаваемого помещению нагревательными приборами, зависит от количества поступающей в прибор воды и ее температуры. В свою очередь, количество воды, которое может быть пропущено через трубопровод к прибору, зависит от циркуляционного давления, заставляющего воду двигаться по трубе. Чем больше циркуляционное давление, тем меньше может быть диаметр трубы для пропуска определенного количества воды, и наоборот, чем меньше циркуляционное давление, тем больше должен быть диаметр трубы. Чтобы система отопления действовала нормально, требуется еще одно условие: циркуляционное давление должно быть достаточным для преодоления всех сопротивлений, которые встречает движущаяся в этой системе вода. Вода при своем движении в системе отопления встречает сопротивления, вызываемые трением воды о стенки труб, а кроме них, еще и местные сопротивления, к которым относятся отводы, тройники, крестовины, краны, нагревательные приборы, вентили и другие элементы системы отопления. Величина местного сопротивления зависит от скорости воды, а скорость воды — от изменения сечений и направления движения воды в разводящих трубопроводах.

Сопротивление, вызываемое трением, зависит от диаметра и длины трубопровода и скорости воды (если скорость увеличится в два раза, то сопротивление — в четыре раза). Чем меньше диаметр и больше длина трубопровода и чем выше скорость воды, тем большее сопротивление создается на пути воды, и наоборот. При большой длине труб сопротивление возрастает, с увеличением диаметра труб оно падает. Часто можно заметить, что диаметр трубы дальнего от котла стояка больше, чем ближайшего. Рассчитывая расстояния и диаметры труб, можно уравнять сопротивление и количество перемещаемой в системе воды.

В системах с естественной циркуляцией теплоносителя в малоэтажных домах величина циркуляционного давления невелика, и поэтому в них нельзя допускать больших скоростей движения воды в трубах, следовательно, диаметры трубы должны быть большими. Применение системы с естественной циркуляцией может оказаться экономически невыгодным, они оправданы лишь для небольших домов.

Достоинства и недостатки систем отопления с естественной циркуляцией воды

Достоинства:

  1. простота монтажа и ввода в эксплуатацию;
  2. экономичность и простота эксплуатации;
  3. отсутствие циркуляционного насоса, а соответственно, шума и вибрации;
  4. сравнительная долговечность (при правильной эксплуатации — более 40 лет без капитального ремонта);
  5. способность системы к саморегулированию: при изменении температуры и плотности воды изменяется и расход вследствие возрастания или уменьшения естественного циркуляционного давления. Одновременное изменение температуры и расхода воды обеспечивает теплопередачу приборов, необходимую для поддержания заданной температуры помещений, т. е. придает системе тепловую устойчивость.

Недостатки:

  1. замедленное включение системы в действие;
  2. сокращение радиуса действия системы по горизонтали до 30 м из-за небольшого циркуляционного давления;
  3. повышение затрат в связи с применением труб большего диаметра;
  4. повышение опасности замерзания воды в трубах, проложенных в неотапливаемых помещениях.

Предыдущие статьи из этой же рубрики (откроются в новом окне):

  1. Отопление с использованием комбинированных и универсальных котлов
  2. Отопление на сжиженном газе
  3. Твердотопливные котлы
  4. Настенные газовые котлы Frisquet Hydromotrix Mora
  5. Настенные газовые котлы Vaillant, Rinnai

О admin

Я долгое время занимался ремонтом сантехники, теперь пишу об этом на своем сайте.

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>