Термосифонная система отопления схема

Термосифонная система отопления схема

Водяное отопление с самотечным движением жидкости

Система водяного отопления позволяет подавать разогретый теплоноситель к радиаторам, которые могут быть расположены как угодно внутри здания. Это дает возможность очень гибко распределять тепловую энергию по всему дому в зависимости от необходимости. А котел может располагаться в любом подсобном помещении.

Нужно заметить, что водяное отопления весьма сложное, и в его создании должны участвовать специалисты – теплотехники, проектировщики, монтажники… Создание такой системы своими руками возможно, скорее, для небольших частных домов с использованием, так называемых, «народных» рекомендаций.

Принцип работы водяного отопления с самотечным движением теплоносителя

Водяное отопление можно классифицировать по степени сложности.

Простейшая схема основывается на саморецеркуляции теплоносителя. Трубопроводы и радиаторы размещаются таким образом, что бы в них создавался естественных ток воды. Это движение возникает за счет разности масс теплой и холодной жидкости. Как известно теплая жидкость ( или газ) легче холодной и поднимается вверх, а холодная – опускается вниз.

Направление циркуляции воды следующее.
Нагретая в котле вода поднимается в самую высокую точку системы, откуда, по подающему трубопроводу опускается в радиаторы. Остывая в радиаторах, она движется по ним вниз к обратному трубопроводу, по которому возвращается снова в котел.

Что бы самотечная система водяного отопления функционировала нормально, необходимо, что бы в ней поддерживалась достаточно большая скорость движения жидкости. Для этого система должна соответствовать нескольким требованиям.

Требование к самотечному водяному отоплению

Известно, что для поддержания нормальной скорости теплоносителя, разница температур между подачей (горячей трубой выходящей из котла) и обраткой (холодной трубой подводящей к котлу остывший теплоноситель) должна быть минимум 25 градусов. Система водяного отопления с самотечной подачей воды является саморегулирующейся. Чем холоднее в доме, и чем быстрее остывает вода, — тем выше ее скорость и больше скорость теплообмена между котлом и радиаторами. Теплоноситель отдает больше энергии в комнаты. Если остывание воды не значительное, — ее скорость движения уменьшиться, а температура поднимется. Это должно в свою очередь приводить к уменьшению энергоотдачи от котла за счет его регулирования автоматикой.

Должно соблюдаться правило соотношения уровней котла и отопительных приборов. Греющая зона котла должна быть ниже центральной оси радиаторов, что бы холодная вода естественным образом стремилась в саму низкую точку, — к входу котла. Что бы выполнить это условие котлы в самотечной системе размещают как можно ниже, — или в приямке, или в подвальном помещении.

Расстояние от котла до самого удаленного радиатора не должно превышать 30 метров (для уверенной работы системы, — рекомендуется не более 15 метров). Это требование вытекает из наличия сопротивлений движению воды. Только при указанных расстояниях (длинах трубопроводов) гидравлическое сопротивление трубопроводов не будет существенным препятствием для самоциркуляции воды.

Также, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, применяются трубопроводы повышенного диаметра и радиаторы с большой пропускной способностью. Рекомендуемые минимумы диаметров трубопроводов:
— на выходе из котла до расширительного бака – 50 мм;
— на разводку группы радиаторов 4 – 8 шт. (подача и обратка) – 40 – 32 мм;
— на подключение одного радиатора – минимум 20 мм.

Вся система должна быть полностью заполненная водой. В ней не должно находиться воздуха. Только в этом случае возможно нормальное движение воды. Для обеспечения работоспособности, в систему вводится расширительный бачок, который устанавливается в самой верхней точке. В этом баке сохраняется резерв воды системы, а также к нему подводится технический трубопровод, через который, в случае превышения уровня воды при нагревании, осуществляется ее сброс в канализацию.
[/list

Схемы

Простейшая схема водяного отопления для небольшого дома приведена на рисунке.

Представленная схема предусматривает прокладку обратки у самого пола, а горячего трубопровода повыше. Самую высокую точку обычно делают в полуметре от потолка. Конечно, что бы не портить интерьер горячий трубопровод можно проложить и по чердачному помещению. Но в этом случае нужна его очень тщательная теплоизоляция. Также теплоизолируются и обратный трубопровод, если он уходит в неотапливаемые помещения (где располагается котел), или он оказывается ниже уровня пола. Вообще же располагать отопительные трубопровды в зонах не доступных для осмотра и ремонта, не рекомендуется.

Следующий рисунок показывает схему водяного отопления с естественной циркуляцией воды, но обратка здесь уже находится на уровне подачи. Подобное размещение применяется, если на пути обратки у пола имеются множество препятствий, а делать П-образные обходы дверных проемов неприемлемо.

На следующем рисунке показана схема размещения радиаторов и котла, которая может быть применена в теплом климате, где наружные стены и окна не подвержены воздействию низких температур (ниже 0 град С). А сами стены дома и окна имеют уровень теплоизоляции соответствующий нормативам.

Обратите внимание на компактное размещение радиаторов возле котла. Это сделано с целью максимально уменьшить гидравлическое сопротивление трубопроводов, что бы свести к минимуму его влияние при небольших температурах теплоносителя.

Следующая схема является наиболее адаптированной к применению в небольшом доме в холодном и умеренном климате.

Ей присущи следующие особенности.

радиаторы всегда располагаются у внешних холодных стен, обязательно под окнами. Минимальная ширина отопительного прибора должна быть не меньше чем 0,6 от ширины окна. Таким размещением создаются, так называемые тепловые завесы холодному воздуху, идущему от окон.

схема имеет два плеча, — по одному на каждую длинную холодную стену дома. Горячий трубопровод раздваивается на выходе из расширительного бачка.

трубопроводы в комнатах располагаются на уровне радиаторов, что выглядит в интерьере более приемлемо и сокращает общую длину труб.

Особенности

Приведенные в качестве примера схемы отопления не могут быть просто так применены на практике. Для каждого дома должно проектироваться свое отопление, при этом учитываются множество технических параметров. Например, учитываются общие теплопотери дома, в т.ч. через ограждающие конструкции (двери, стены, окна…) и за счет воздухообмена, площадь дома, объем нагреваемого воздуха, размеры и размещение окон и их теплопотери,… и т.д. На основе расчетов составляется принципиальная гидравлическая схема системы отопления, выбирается мощность котла и его тип, составляется план размещения отопительных радиаторов. Таким образом, выполнение водяного отопления в доме своими руками весьма затруднительно. Если все же сделать отоление самостоятельно «по примеру», то нужно быть готовым к тому, что придется его переделывать и подганять с учетом недостатков, которые выявятся при эксплуатации.

Самотечное отопление в доме — как сделать

Очень весомым плюсом самотечной системы водяного отопления является ее независимость от наличия электроэнергии. Самотечное отопление может быть создано и на удаленной даче на основе энергонезависимого твердотопливного котла. Система бесшумная и надежная, она, несомненно, будет востребована и в будущем.

Наработан большой опыт создания самотечных систем отопления, ведь ранее все водяное отопление создавалось по принципу самотека. Система может быть создано по «типовой народной схеме» и своими руками.

Недостатками являются ограничения по мощности, отапливаемой площади, возможности подключения дополнительных контуров, при повышенной цене на создание.

Самотечное отопление обходится дороже, примерно в 2 раза по сравнению с системами принудительной циркуляции, так как требует большой диаметр труб и особенного размещения котла. Сложность при создании и в том, что трубы большого диаметра должны иметь общий уклон, а значит их положение фиксировано и поэтому они часто не вписываются в дизайн помещения, загромождают интерьер.

Как рассчитывается самотечная система

Можно заказать тепловой и гидравлический расчет у специалистов, в лицензированных организациях, но это обойдется недешево. Можно сделать эти расчеты приблизительно с помощью известных программ или вручную.

Но обычно пользуются общеизвестными рекомендациями и, как правило, этого вполне достаточно, чтобы создать работоспособную систему с самотеком жидкости.

Скорость движения жидкости по системе в любом случае не большая. Чем больше внутренние диаметры трубопровода и радиаторов, а также котла, тем большее количество жидкости будет проходить по ним, тем больше энергии сможет переноситься.

Важно ответить на вопрос — достаточно ли будет энергии переносить теплоноситель для отопления конкретного здания? В этом и заключается суть расчетов. Но если расчетов нет, то нужно обратиться к опыту создания подобного отопления и утепления зданий.

Потери энергии и обеспечение движения жидкости

Во первых, нужно определиться со степенью утепления здания, — соответствуют ли она требованиям нормативных документов. Если нет, то может не хватить мощности не только самотечной системы….. Обогреть холодное здание себе дороже, нужно утеплять, а не увеличивать мощность обогрева.

После того, как здание утеплено, можно обратиться к опыту создания подобных систем, откуда известно, что обычная предельная площадь самотечного обогрева составляет 150 м кв. на каждом этаже здания, при этом желательно распределение радиаторов на 2 плеча на каждом этаже, а длина подающего трубопровода каждого плеча не должна превышать 20 метров.

Обязательное условие для создания системы – превышение горячего теплоносителя (обычно принимается средняя линия радиаторов) над холодным (средняя линия теплообменника котла).

При большей длине трубопроводов, желателен бы расчет, или нужно мириться, что возможно, в пики морозов пропускной способности системы (скорости теплоносителя) может и не хватить что бы в здании было жарко.

Читать еще:  Соединение шлангов для полива

Рассмотрим, отчего же будет зависеть работоспособность самотечной системы.

Особенности системы обогрева с естественной циркуляцией

Напор в самотечной системе будет напрямую зависеть от высоты водяного столба с разностью плотностей воды (разностью температур) и от самой разности плотностей воды. Формула напора приведена ниже.

Чем больше разность температур подачи и обратки, и чем выше водяной столб с этой разностью, тем быстрее будет циркулировать вода, тем больше тепла будет переноситься, тем надежнее система и большую площадь можно будет отопить.

Дело в том, что вода наиболее значительно остывает в радиаторах, до них она считается горячей. После радиаторов вода холодная движется по обратке к теплообменнику котла, где происходит ее нагрев. Следовательно, чем ниже находится теплообменник относительно радиаторов, тем больше будет напор в системе.

Кроме того, вода остывает и в самой трубе выходящей из котла, а это значит, что чем выше будет поднят горячий трубопровод, и чем он длиннее и больше отдает тепла, тем будет больше напор.

Впрочем, эта теплототдача будет иметь низкую эффективность для обогрева дома, если горячий трубопровод расположен под потолком. Лучше, если он находится вдоль пола отапливаемой массандры и является для нее отопительным прибором.

Не правильно делать просто высокий столб горячей воды, вынося расширительный бак выше крыши. Нужна наибольшая разность высот, на которой бы происходил перепад температур, а этого проще добиться опусканием котла.

Типичная ошибка при создании самотечной системы для 2-х этажей — подключение радиаторов на обоих этажах к одним стоякам. В результате на 1 этаже будет еще холодно, когда на 2 этаже уже очень жарко. Правильно для мансарды предусмотреть отдельное независимое плечо отопления со своим регулировочным вентилем.

Особенность системы:
— жидкость в самотечной системе обычно остывает значительно, вследствие небольшой скорости ее движения. Разница температур подачи и обратки чаще находится в пределах 25 — 30 градусов. Температурный режим, например, — 75град. выход из котла и 45 град. обратка. Поэтому недопустимо создавать схему с одним трубопроводом с последовательным подключением радиаторов. Подходят только попутная и тупиковая двухтрубные схемы разводки.

Как движется теплоноситель (вода)

Из вышесказанного вытекают и конструктивные особенности самотечной системы отопления.

Котел располагается в приямке, в подвале, во всяком случае, желательно, чтобы его теплообменник был ниже средней линии радиаторов.

Все трубопроводы делаются с общим уклоном по ходу движения жидкости:

• вода из котла поднимается по вертикальному стояку в самую верхнюю точку;
• от вертикального горячего стояка всегда должна вниз до входа в котел;
• разница высот между начальной и конечной точкой трубы не менее одного процента, но по длине уклон может меняться как угодно;
• всегда лучше обеспечивать максимальный уклон.

Какие применить трубы

Диаметр труб должен быть для подачи и обратки на одном крыле трубопровода не менее 32 мм, при этом радиаторы могут подключаться и трубами с внутренним диаметром 20 мм. А для стояка и подачи на крыло — не менее 50 мм. Впрочем никто не запрещает увеличить эти диаметры, что только сделает систему мощнее.

До сих пор оптимальным вариатном считаются обычные стальные трубы. При больших диаметрах они становятся конкурентноспособными пластику. К тому же стальная труба большого диаметра является и сама по себе отопительным прибором, ввиду значительной проводимости тепла металлом.

Котел, радиаторы, трубопровод

Применяется специальный котел (и газовый и твердотопливный) с собственным маленьким гидравлическим сопротивлением, предназначенный для самотечной системы.

Применяются радиаторы с низким гидравлическим сопротивлением, с большим диаметром внутренних отверстий — обычно или чугунные или алюминиевые.

В высшей точке трубопровода устанавливается клапан для стравливания воздуха (система под давлением с закрытым расширительным баком (гидроаккумулатором)). В систему встраивается на выходе из котла группа безопасности – манометр и аварийный клапан. Либо в высшей точке располагается расширительный бак открытого типа.

Сливной кран располагается в районе котла в низшей точке трубопровода, делается отвод либо в канализацию, либо на емкость.

Подборка котла по мощности ведется как обычно — в зависимости от теплопотерь здания, а радиаторов — от теплопотерь каждой комнаты где они устанавливаются.

При этом чаще пользуются правилом — радиаторы суммарно чуть мощнее котла (при этом учитывается, то что паспортная температура жидкости обычно больше реальной, т.е. радиторы приобретаются еще мощнее на 20 – 35 %), после чего общая мощность радиаторов распределяется по комнатам.

Схемы самотечного отопления на одно крыло

Типичная схема водяного отопления с самотечным движением жидкости. Здесь только лишь одно крыло. Горячий трубопровод располагается повыше, от него опускаются стояки вниз на каждый радиатор или на пару радиаторов. В схеме указан расширительный бак вместо гидроаккумулятора.

На практике часто подобные схемы реализуются так чтобы расширительный бак, верхний трубопровод располагались бы на чердаке а обратка часто опускается под пол в подвал. При этом трубопроводы меньше загромождают жилое пространство и не портят интерьер. Но тогда все трубопроводы в холодной зоне должны быть хорошо утеплены — слой не менее 15 см минеральной ваты. Пенопласт не подходит, так как его едят грызуны и его не стоит нагревать до 70 град.

Прокладка труб по чердаку

Подвариант данной схемы — обратка поднята вверх, так как не всегда есть возможность прокладывать ее понизу — мешают дверные проемы, нет подвала и т.д.

В небольшом доме

Вариант размещения радиаторов прямо возле котла. Это возможно лишь в климатических зонах с постоянной положительной температурой, и если окна достаточно утеплены (двойные стеклопакеты), и нет особой необходимости в создании тепловых завес путем размещения радиаторов под окнами. Схема применяется, когда нет возможности понизить уровень котла — максимально сокращаются трубопроводы.

Трубопровод на два крыла

Следующий пример более востребован в жизни. Чаще так и располагаются трубопроводы при самотечном движении жидкости в небольшом частном доме или на даче на уровне радиаторов с выдержкой общего уклона.

Трубопровод разделен на два крыла, которые желательно сделать одинаковой протяженностью. Все радиаторы подключаются через вентили для оперативной регулировки поступления воды.

Для двух этажей

Еще один пример «из жизни» разводки трубопроводов при самотечном движении жидкости. На этот раз отапливается полноценный этаж и мансарда.

Так как крыло мансарды маломощное, то оно включено трубопроводом меньшего диаметра — 25 мм. Здесь применяются стояки на каждую пару радиаторов в комнатах первого этажа, а горячий трубопровод проложен по полу мансарды и является для нее обогревающим элементом.

Схема требует создания достаточного напора, поэтому теплообменник котла располагается ниже средней линии радиаторов первого этажа минимум на пол метра.

Принципы и выводы

Можно разработать любое количество схем самотечного отопления в зависимости от конкретной планировки дома но всегда соблюдаются следующие принципы — максимально большой столб воды с перепадом температур, максимальные диаметры трубопроводов и специальные котлы и радиаторы, кольцо трубопроводов — «подача-радиатор-обратка» делаются как можно короче, для чего трубопровод разделяется на несколько плечей, которые подключаются к котлу параллельно.

Также важно: — если самотечное отопление в доме создавалось самостоятельно, или владельцы принимали активное участие в его создании, то и все выявленные недостатки в процессе эксплуатации могут быть исправлены своими руками или система может быть без особых затрат доработана, при выявлении ее недостатков.

Самотечная система отопления частного дома — выбираем схему

Отопительная система, использующая принцип самотека, является единственным возможным вариантом обогрева дома, когда к нему не подведены электричество и магистральный газ. Самотечная система отопления частного дома на сегодняшний день не пользуется спросом, но заострить внимание на ней все же стоит, поскольку иногда возникают ситуации, когда такая система отопления оказывается востребованной.

Существуют разные схемы самотечного отопления, и от правильного выбора будет зависеть большое количество параметров, начиная от дизайна помещений, заканчивая стоимостью материалов. Большинство представленных схем довольно сложны, поэтому в этой статье будут рассмотрены наиболее простые, установка которых не потребует наличия специфических знаний и умений от домовладельца.

Все системы отопления можно разделить на две больших категории:

• системы с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• самотечные системы, в которых циркуляция осуществляется естественным путем.

Обе категории могут работать в одно- и двухтрубных системах. В этой статье речь пойдет о системах, где осуществляется отопление самотеком.

Принципиальная схема самотечной системы отопления

Наиболее удобной для рассмотрения является однотрубная система, на примере которой можно выявить практически все рабочие моменты, связанные с самотечной системой отопления. Для примера в качестве теплоносителя будет использована вода, поскольку в таком случае принцип работы системы получается наиболее понятным.

Конечно, при необходимости постоянного отопления в систему можно заливать и другие жидкости, которые не боятся замерзания (антифризы и др.). Использование антифризов позволяет избежать размораживания всей отопительной системы. Кроме того, после сборки системы желательно залить ее именно антифризом, который позволит выявить все негерметичные участки трубопровода.

Выбор схемы самотечного отопления

Схема самотечной системы отопления должна выбираться с учетом всех исходных данных. Если электричество в доме отсутствует, то это зачастую говорит о том, что магистральный газ тоже не подведен. Эти условия дают понять, что электрические и газовые котлы устанавливать невозможно, и единственным вариантом остается твердотопливный котел, работающий на любом виде твердого топлива. Читайте также: «Плинтусная система отопления — оригинально и практично».

Читать еще:  Как замаскировать камеру в ванной?

Как работает классическая однотрубная система? Прежде всего стоит понять, что каких-то сложностей в ее конструкции нет, но правильные расчет и установка отопления очень важны, поэтому для предельной ясности необходимы некоторые знания. Принцип работы однотрубной системы с естественной циркуляцией базируется на физическом явлении: при нагреве теплоносителя (воздуха или воды) теплая масса будет подниматься вверх, а холодная будет опускаться вниз.

Нагретая в котле вода двигается вверх по стояку, откуда она поступает в радиаторы, где и происходит процесс отдачи тепловой энергии. Сопровождающее этот процесс остывание становится причиной дальнейшего движения воды к следующим в контуре радиаторам. При постоянном остывании вода рано или поздно придет обратно в котле, где цикл нагрева-остывания будет возобновляться.

Конечно, полностью избежать различных стыков практически невозможно, но если стояк будет вертикальным, то такая система будет гораздо более эффективной. Нюанс: для создания поворота в стояке лучше всего брать минимальные углы.

Хорошая циркуляция воды в немалой степени зависит и от диаметра труб для отопления частного дома, причем зависимость здесь прямая: чем больше внутреннее сечение трубы, тем проще будет осуществлять перемещение воды, поскольку сопротивление ее движению в таком случае будет снижено. Как правило, для однотрубного отопления используются трубы диаметром не менее дюйма, а сечение, составляющее полтора дюйма, является оптимальным в большинстве случаев.

Котел такой системы должен располагаться в самой нижней точке здания, а вот стояк необходимо расположить как можно выше, чтобы забор воды в радиаторы мог беспрепятственно осуществляться. Трубопровод должен иметь постоянный уклон в сторону котла: обычно этот показатель достаточно выдержать на уровне одного сантиметра на метр трубы. Именно это условие дает возможность реализовать самотечное отопление частного дома.

В самотечных отопительных системах обычно находится гораздо больше воды, чем в аналогах с принудительной циркуляцией, что обуславливается разными диаметрами трубопровода. Пару слов нужно сказать и о трубах: полиэтиленовых и полипропиленовые модели не подойдут, поскольку вода в трубах иногда достигает очень высоких температур, достаточных для плавления трубопровода.

Закипание жидкости в системе обычно происходит из-за невозможности контролировать температурный режим, вследствие чего котел может выдать слишком большое количество тепла. Именно поэтому лучше всего будет выбрать металлические трубы. Читайте также: «Как устроена система отопления без насоса – варианты и способы устройства».

В результате получается довольно внушительный список недостатков, присущих самотечным отопительным системам:

1. Низкая эффективность;
2. Трудоемкий и затратный монтаж системы;
3. Отсутствие эстетических качеств;
4. Высокая стоимость расходных материалов.

Кроме того, однотрубная система обладает некоторыми особенностями. Например, при подаче горячей воды в систему первый радиатор будет нагреваться гораздо сильнее, чем все последующие, поэтому количество секций в нем должно быть меньше. Это говорит о необходимости грамотного подбора радиаторов. Совсем не лишним элементом отопительной системы будет и расширительный бак, который предотвращает разрыв системы при чрезмерном нагревании теплоносителя. Читайте также: «Схема гравитационной системы отопления».

Отопительная система, описанная в данной статье, имеет как положительные, так и отрицательные качества. Одним из самых больших ее минусов является невозможность регулировки температуры на отдельных отопительных приборах. Для ремонта такой системы придется сбрасывать ее целиком. Тем не менее, несмотря на все недостатки, самотечная система отопления является отличным решением в тех случаях, когда альтернативные варианты обогрева дома невозможны.

Разновидности отопительных систем дома

К сожалению, довольно часто работа коммунальных служб оставляет желать лучшего, а обладателям дачных участков и частных домов приходится совсем нелегко, ведь до наступления холодов они должны позаботиться о создании комфортных условий в своем жилище. Рынок отопительных приборов предлагает огромный выбор – от водяного отопления до инверторного, а также множество совершенно новых и современных систем.

Водяное отопление

Самое широкое распространение в данный момент получило водяное отопление. Оно, в свою очередь, может быть зависимым и независимым.

Его разводка подразделяется на несколько видов:

• однотрубная система (или бифилярная);
• двухтрубная система (является одной из составляющих категории многоконтурных к которой относятся еще и трех – и четырехтрубные отопительные системы);
• коллекторная разводка.

Принцип действия бифиллярной системы

Вода, которая выступает в роли энергоносителя, нагревается в системе и направляется в разные стороны, проходя по трубам. Температурный уровень воды здесь может быть совершенно разным. Стояковая отопительная система относится к категории однотрубных систем с применением гидравлической связи и к категории двухтрубных с точки зрения используемых приборов теплопередачи.

Однотрубная схема отопления бифиллярной системы

Вертикальные стояки, присутствующие в отопительной системе, обозначают использование зависимой схемы подключения. Они похожи на однотрубную систему и кроме этого факта их больше ничего не объединяет. Здесь применение элементов с автономным нагреванием обеспечивает нагрев теплоносителя системы. Они разделяются на пару змеевиков. Пользователи подобной системы рекомендуют присоединять их к восходящей и нисходящей частям труб.

Конвекторы и трубы, а также радиаторы отопления из различного материала относятся к категории трубочных нагревательных приборов. Их применение характеризует двухтопочную систему отопления.

Следует отметить, что при выборе горизонтальной системы, регулирование отдельных ее элементов не представляется возможным. Здесь доступно только цепное регулирование оборудования. Для того, чтобы осуществить это, необходима установка конвекторов с наличием клапана из прослойки воздуха.

Основной отраслью применения бифилярной отопительной схемы с горизонтальной установкой пофасадных ветвей является сельское хозяйство.

Внутренняя система

Такие отопительные системы подразделяются на несколько категорий:

Первая может быть с верхним и нижним розливом отопления. Суть действия отопительной системы, имеющий верхний розлив, состоит в следующем — энергоноситель по подающему стояку направляется наверх к радиаторам. После того как вода отдаст им тепло, она спускается к котлу. Этот процесс осуществляется за счет того, плотность нагретой воды меньше плотности остывшей.

Схема отопления с нижней разводкой

Также различают попутную и тупиковую отопительную схему.

Принцип действия второй заключается в том, что движение горячей и холодной воды происходит в противоположных направлениях.

Количество циркуляционных колец отличает тупиковую систему отопления от попутной. Огромную роль здесь играет удаленность котла. Использование тупиковой системы не дает возможность установить одинаковое сопротивление. По этой причине следует осуществлять монтаж приборов недалеко от котла. Лучшим решением в этой ситуации будет двух малых систем, нежели одной длинной, так как большая протяженность магистрали делает систему невыгодной.

Одной из разновидностей двухтрубных отопительных систем является система Тихельмана. Многие ее называют возвратной отопительной системой с риверсом. А некоторые называют ее трехтрубной, но это является не совсем правильным. Такая система характеризуется равномерным нагревом радиатора, а коэффициент полезного действия в этом случае весьма высок. Правильная балансировка обеспечивает продуктивную работу системы.

Однако наравне со всеми своими достоинствами, система Тихельмана имеет ряд недостатков. Во-первых, монтаж такой установки требует использования большего количества труб, чем при монтаже тупиковой, например. Во-вторых, она не позволяет отопить помещение с большой площадью.

Попутная система отопления или петля Тихельмана

Также обязательно стоит уделить внимание размерам циркуляционных колец при устройстве водяного или инверторного отопления. Самое главное, чтобы их диаметр совпадал. Функционирование трехтрубной системы предполагает совместную работу батарей. А это важно для тех, кто нуждается в установке определенного температурного режима для каждой комнаты индивидуально. Использование коллекторной системы будет более рациональным решением для таких пользователей.

Отопительная система, в которой происходит постоянная циркуляция воды по замкнутым трубам, называется кольцевой или замкнутой. Она характеризуется четким и конкретным расположением всех ее элементов. Вода здесь выступает в роли главного источника энергии.

Довольно высокой популярностью пользуется каскадное отопление. Схема его функционирования очень проста. С помощью регуляторов соединяется пара котлов, это делается с целью повышения результативности действия системы. При этом максимально используется вся мощность устройства.

Каскадная отопительная система обладает следующими достоинствами:

• способность отопить здания и помещения больших размеров;
• способность частичного обеспечения квартиры горячей водой;
• малый расход топлива при больших объемах обогрева;
• простая установка устройства;
• малый размер котла, позволяющий использовать его как в помещениях с большой площадью, так и в небольших комнатах.

Инверторная отопительная система

Инверторное отопление, как и водяное, стало очень популярным. Причем ее используют и большие производства, и обычные люди. Она считается одной из самых доступных, ведь в отличие от газа, электроснабжение есть практически во всех уголках нашей страны.

Плюс ко всему его использование и монтаж не обязывают к получению документов-разрешений на установку инверторных котлов.

Привлекательная цена также является веским аргументов при выборе отопительной системы. И здесь инверторное отопление будет вне конкуренции, так как его стоимость значительно ниже стоимости устройств-соперников.

Читать еще:  Асбестовый шнур для дымохода

Еще одним достоинством является то, что габариты подобной установки довольно малы, что помогает сэкономить много места.

Инверторный котел отопления

Рассмотрим основные принципы работы инверторного отопления.

Котел, используемый в такой системе, отличается от остальных тем, что нагревательный элемент в нем отсутствует. Это способствует более легкому использованию. Топливо здесь не нуждается в жестком отборе. А вмонтированный насос способствует увеличению скорости нагрева энергоносителя.

Следует обратить свое внимание и на недостатки, которых данная система не лишена:

• стоимость инверторного котла значительно выше по сравнению с ТЭНом;
• инверторный котел имеет весьма большие габариты, поэтому владельцам небольших помещений этот вариант не подходит;
• регулирование температуры возможно только при дополнительном монтаже системы автоматической регуляции.

Использование электродных котлов

Мы рассмотрели немало различных отопительных систем – от водяного до инверторного отопления. Теперь перейдем к совершенно другой, в основу которой легло использование электродного котла.

Процесс отопления осуществляется с помощью ионизации воды. Происходит образование ионов, которые заряжены как положительно, так и отрицательно. Когда частицы находятся рядом с пластинами электродов, осуществляется нагревание воды, так как появляется свободная энергия.

Нагревательный элемент не подвержен образованию накипи, так как за счет тока, постоянно меняющего свое направление, на нагревательный элемент не попадают частицы.

Электродный котел в системе отопления

Основные плюсы такой системы:

• высокая тепловая мощность устройства;
• высокая скорость обогрева помещения при наличии малых затрат энергии;
• не нужна ручная регулировка температуры;
• очень выгодный способ отопления с финансовой точки зрения;
• возможность произвести замену теплонагревателя;
• доступный и экономичный монтаж;
• высокий уровень КПД.

Анодно-капиллярная система

Является совершенно новой и инновационной. Основной принцип работы такой системы – поляризация водяных молекул, происходящая под воздействием переменного тока. Основным плюсом здесь является то, что уровень теплопотерь крайне мал. Это достигается за счет увеличения площади воздействия воды с нагревательным элементом.

В редких случаях здесь можно увидеть процесс, похожий на процесс электролиза. Однако это скорее исключение, ввиду того, что состав топлива исключает наличие каких-либо примесей. Сплавы, из которых изготовлены электроды, характеризуются низким уровнем электролитических свойств. Применение анодных электродов обеспечивает повышение эффективности работы такого устройства.

Электродный отопительный котел

Термосифонная отопительная система

Тепло, исходящее от солнца, здесь является основным источником энергии. В процессе конвекции происходит подача тепла в трубы.

Под воздействием солнечных лучей, топливо разогревается и поступает в теплообменник.

Схема термосифонной системы отопления

Данный способ отопления, конечно, не может стать основным, в период зимних холодов его будет явно недостаточно, но в качестве запасного в весенне-осенний период точно не помешает.

Нано отопление в доме

Использование теплых пленочных полов становится все более распространенным, несмотря на свою новизну. Такой материал представляет собой пласт полимера миллиметровой толщины. Его работа заключается в излучении инфракрасных лучей при поступлении тока в материал.

Устройство теплого пленочного пола

Этим способом обогрева пользуются для обогрева пола и стен. От нагретых предметов исходит тепло, разогревающее воздух в помещении. Материал подходит для любых поверхностей и способен сэкономить около 30 % энергии.

Нано отопление, как термосифонную систему, нельзя отнести к основному, скорее к дополнительному, однако, его можно использовать и зимой.

В этой статье рассмотрено большое количество различных методик отопления — от водяного до инверторного. Кроме того, не остались без внимания и современные инновационные способы. Исходя из своих финансовых возможностей, размеров помещения, нужного температурного режима и назначения, любой потребитель сможет определиться с выбором как основной, так и дополнительной отопительной системы для любого времени года.

Энергоэффективный дом

Термосифонная система нагрева воды. Принцип термосифона

Термосифонная система нагрева воды успешно используется в солнечных коллекторах. Более того, солнечный коллектор на принципе термосифона — самый простой и надежный для изготовления своими руками. При небольшом водоразборе это очень хорошее решение.

На чем построен принцип термосифона: пассивный теплообмен на основе естественной конвекции, которая заставляет жидкость и газ циркулировать без насоса.

Холодная вода имеет более высокую удельную плотность, чем теплая, поэтому холодная вода «тяжелее» и опускается вниз. Естественная конвекция начинается в тот момент, когда передача тепла к теплоносителю приводит к разности температур в контурах термосифонной гелиосистемы. Конвекция перемещает нагретую жидкость вверх в системе и одновременно заменяет менее нагретой.

Одна из возможных схем реализации термосифонной системы нагрева воды.

Резервуар для воды должен находиться выше коллектора, в противном случае цикл циркуляции пойдет в обратном направлении в темное время суток. Единственный серьезный недостаток термосифонных солнечных систем — сезонность. Но решение у этой проблемы есть: гелиосистемы на антифризе, с доработанной конструкцией и открытыми резервуарами. Такие системы заслуживают отдельной статьи.

Правильно сконструированная термосифонная система нагрева воды имеет минимальное гидравлическое сопротивление, так что вода легко перемещается под относительно низким давлением, создаваемым естественной конвекцией.

Ниже рассмотрим простой прототип термосифонной системы нагрева воды на основе солнечного коллектора. Это не самый эффективный метод использования солнечной энергии для нагрева воды и работает сравнительно медленно, но такой коллектор может смастерить любой. Итак, теория.

Прототип термосифонного солнечного коллектора

Список запчастей включает в себя рекомендуемые материалы, подобранные под температурный режим. Необходимо использовать термостойкие материалы, способные выдерживать длительное воздействие 80ºС: сшитый полиэтилен, ХПВХ, полипропиленовые переходники, высокотемпературные шланги из этилен-пропиленового каучука (EPDM резина). Напомню, это простейший и самый доступный материально вариант.

Ориентировочный список материалов для термосифонной гелиосистемы (размеры конвертированы с дюймов):

• Четыре балки 5х10 см 2.40 м.
• Пять балок 2,5х10 см 2.40 м.
• Два винта 2,5 см.
• Кровельные винты оцинкованные 7,6 см.
• Два листа металлического шифера 2.40 м.
• Термостойкая черная краска (селективная, для каминов и барбекю, подробнее здесь).
• Садовый шланг термостойкий (EPDM резина, до 90ºС) внутренним диаметром 7,5 см, 30 м.
• Пластиковые стяжки термостойкие, УФ-стойкие 20 см, 100 шт.
• Резервуар для воды на 200 л.
• Два латунных крана на шланг, 7,5 см, конфигурация на фото.
• Тефлоновая лента.
• Две полипропиленовых перемычки (bulkhead fittings) термостойких, 7,5 см.
• Два адаптера труба-шланг латунных, 7,5 см.
• Два хомута на шланг.
• Изоляция вспененная для труб, 90 см.

Каркас для коллектора

Каркас для термосифонной системы можно соорудить в виде А-образной рамы. Используйте балки и винты: установите переднюю ножку каждой опоры под требуемым углом наклона к панели коллектора (ваш угол широты хорошая отправная точка), и прикрепите заднюю ножку на противоположном углу для стабильности. Соедините две ножки (спереди и сзади) каждой из сторон горизонтальной перемычкой.

Соедините две задние ножки двумя балками. Установите три балки поперек опор, закрепите винтами.

Установите листы шифера на раму с помощью винтов. Верхний лист должен быть положен внахлест. Покрасьте панель термокраской, дайте полностью высохнуть.

Установка шланга термосифонной системы

Выложите и отметьте путь трубы на панели коллектора, снизу-вверх. Не допускайте ее перегибов. Шланга должно хватить на 8 витков на 120 см высоты панели. Не забудьте оставить несколько метров для подключения к резервуару.

Не допускайте провисания шланга.

Просверлите отверстия в шифере и закрепите трубу с помощью пластиковых стяжек. Интервал между стяжками около 30 см. Шланг должен быть в полном контакте с панелью для эффективной теплопередачи.

Подготовка резервуара для термосифонного коллектора

В бак необходимо врезать переходники для обеспечения герметичного соединения с шлангом. В переходники войдут латунные краны.

В резервуаре необходимо проделать отверстия под фитинги. Нижний слив сверлите как можно ближе к дну, верхний — около 1/3 от крышки бака. На резьбу крана намотайте тефлоновую ленту и вкрутите в переходник. Переходник вставьте в бак и закрутите его гайкой изнутри.

Подсоединение шланга и установка резервуара

Разместите бак на прочном постаменте, который позволяет кранам быть выше шлангов на коллекторе. Коллектор должен быть близко к резервуару. Укоротите трубу так, чтобы она не провисала. Подсоедините переходник и закрепите с помощью хомута. Подсоедините шланги к кранам, затяните стяжки на панели для лучшего соприкосновения с шифером. Отрез теплоизоляции наденьте на часть трубы с горячей водой вверху от бака к коллектору.

Нагрев воды термосифонным солнечным коллектором

Откройте краны и наполните резервуар, оставив 5 см свободного пространства под расширение воды. Убедитесь, что в контуре коллектора нет воздуха. Вода начнет нагреваться с первыми лучами солнца.

Модернизация прототипа

Эта простейшая термосифонная система не имеет даже постоянного подвода воды, что делает ее пригодной для использования в условиях полного отсутствия цивилизации или для каких-то садово-гаражных нужд. Но ведь это не предел.

Термосифон успешно применяют для горячего водоснабжения в домах и конструкция коллектора не имеет в себе ничего сверхсложного. Заводят резервуар в помещение и делают подвод водопроводной воды. Один из вариантов системы описан в этой статье.

Можно немного улучшить производительность и этой простой конструкции:

1. Термоизоляция бака дольше сохранит воду горячей.
2. Резервуар можно сделать из вышедшего из строя нагревателя.
3. Увеличить площадь коллектора.
4. Добавить в конструкцию маломощный насос и тэн для резервного нагрева.