Незважаючи на технічний прогрес і постійно впроваджуються інновації, схема опалення приватного будинку з природною циркуляцією себе не вичерпала. Секрет довголіття такого типу водяного опалювального контуру - в простоті монтажу і незалежності від інших джерел енергії (електрики). Стаття про те, як працює опалення при самопливному русі рідини, і які різновиди схем в себе включає.

1

Що призводить рідина в рух - трохи про закони фізики

Основою для самостійного руху рідини по опалювального контуру без застосування нагнітають пристроїв (циркуляційних насосів) є конвекція. Це фізичне явище засноване на тому, що будь-яке середовище, нагріваючись, втрачає щільність, тобто стає легше. Актуально це і для рідин, тому більш холодна вода в замкнутому контурі прагне вниз, виштовхуючи більш гарячу вгору. Нагріте в теплообміннику котла теплоносій рухається вгору по вертикальному стояку, його місце займає остившая рідина, яка прийшла по зворотній трубі.

В системі опалення з природною циркуляцією теплоносій циркулює самостійно за рахунок різниці в щільності гарячої та холодної води

Так утворюється надлишковий тиск, достатній для подолання гравітації і опору труб. В результаті теплоносій циркулює самостійно, застосовуючи лише теплову енергію, що виділяється використовується для роботи котла енергоносієм. Циркуляція води в системі опалення такого типу не відрізняється високою швидкістю, тому прогрів опалювального приміщення при першому запуску котла відбувається повільно. Збільшити швидкість руху води дозволяють такі особливості самопливної опалювальної системи, які враховують при влаштуванні контуру:

• використання труб великого діаметру (зазвичай 50 мм або два дюйма) з метою максимально знизити опір трубопроводу;
• котел монтують якомога нижче відносно горизонтальної розводки першого поверху;
• роблять розгінну петлю (високий вертикальний стояк, від якого у верхній точці відходить труба, що йде до батарей);
• горизонтальні ділянки розводки влаштовують під ухилом (3-4 градуси) у напрямку до котла, використовуючи для прискорення циркуляції силу гравітації.

Крім того, для нормальної швидкості руху теплоносія по трубах повинна підтримуватися температурна різниця між виходом з котла і входом зворотного трубопроводу не менше 25 градусів. Чим довше контур (більше кількість секцій батарей), тим різниця температур повинна бути вище.

Система опалення з природною циркуляцією має ще одну особливість - вона не може бути закритого типу. У самопливному контурі передбачається тільки відкритий розширювальний бак, що встановлюється вище верхньої точки розгінного стояка. У компенсаційного бака дві функції - виводити бульбашки газів, що утворюються з системи і згладжувати перепади тиску, які в самопливному опалювальному контурі бувають значними. Закритий бачок мембранного типу, що встановлюється в системах, змонтованих по сучасним схемам з примусовою циркуляцією, не зможе повноцінно згладжувати стрибки тиску, що неминуче призведе до аварійних ситуацій.

Система опалення з природною циркуляцією може бути тільки відкритого типу

Потрібно враховувати, що опалення з природною циркуляцією через великого діаметру труб передбачає набагато більший обсяг теплоносія, який, розширюючись при нагріванні, утворює значну кількість "зайвої" рідини, вона і заповнює відкритий компенсаційний бак.

2

Опалення з самопливної циркуляцією - оцінюємо переваги і недоліки

По суті, самопливна система є менш досконалою, ніж сучасні контури, де рух рідини забезпечує циркуляційний насос. Але у розглянутих опалювальних систем є безперечна перевага - для природної циркуляції не потрібно електрики, від якого працює насос. Якими б тривалими були перебої з електропостачанням, на обігріві приміщень це ніяк не відіб'ється.

До плюсів соматичних контурів опалення можна віднести і їх інерційність. Це актуально, якщо використовується класичний твердопаливний котел, для якого характерна така експлуатаційна особливість, як великі і часті перепади температури в топці. Велика інерція контуру з природним рухом рідини згладжує температурні скачки в такій ситуації, роблячи обігрів приміщень більш рівномірним.

На цьому переваги самопливних систем опалення закінчуються і починаються їх мінуси, яких набагато більше.

1. 1. Використання труб великого перерізу і обов'язковий їх монтаж під ухилом не дають можливості провести приховану прокладку опалювальних комунікацій, тому всі елементи системи будуть на увазі. На практиці для пристрою самопливного контуру використовуються тільки металеві труби (пластикові погано витримують високу температуру і тиск, припускають безліч різких переходів, що підвищують опір трубопроводу). А це складність монтажу (зварювальні роботи) і необхідність щорічного фарбування комунікацій. Крім того, громіздкі трубопроводи, прокладені на увазі, погано поєднуються з сучасними інтер'єрами.
2. 2. Обмежений вибір батарей опалення. Для природної циркуляції дуже важливий діаметр внутрішніх отворів радіаторів, їх здатність витримувати тиск і високу температуру. Таким вимогам найкраще відповідають чавунні вироби, якими найчастіше і оснащуються самопливні контури. Алюмінієві "слабкі" щодо тиску і швидко окислюються (швидкість корозії безпосередньо залежить від температури теплоносія), біметалічні батареї мають вузькі просвіти, сталеві робляться у вигляді моноблоків (неразборная конструкція), тому важко підібрати необхідну теплову потужність радіатора.
3. 3. Необхідність максимально поглиблювати котел. Для цього доводиться робити майданчик, розташований нижче загального рівня підлоги до півметра. В результаті котел незручно обслуговувати (особливо твердопаливний) і підводити до нього труби при обв'язці теплогенератора. Зрозуміло, що про експлуатацію сучасних котлів настінного установки мова не йде.
4. 4. Обмежена площа приміщень, що обігріваються. З огляду на, що труби розташовані під ухилом, на велику довжину прокласти їх не вдасться. До того ж, чим довше контур, тим більше його опір, отже, менше швидкість циркуляції. При великої протяжності комунікацій крайні точки (батареї) будуть нагріватися погано, і домогтися якісного обігріву не вдасться навіть додаванням секцій.

Головний плюс опалення з природною циркуляцією - для нього не потрібно електрику

Система опалення з природною циркуляцією не відрізняється досконалістю, в тому числі естетичним. Однак можливість не залежати від електропостачання привертає деяких домовласників досі, особливо в регіонах, де з електрикою часто трапляються проблеми. Для тих, хто віддає перевагу надійність технічної досконалості, пропонується кілька схем пристрою самопливного контуру.

3

Основні схеми трубної розводки - вибираємо оптимальний варіант

Контури опалення, які передбачають природну циркуляцію теплоносія, мають два основні варіанти (схеми) пристрої:

• однотрубний, коли подача і відведення рідини від батарей відбувається по одній трубі;
• двотрубний - подача теплоносія і його відведення від радіаторів здійснюється різними трубопроводами.

Однотрубну систему простіше монтувати

Однотрубний контур простий в монтажі. Від котла відходить стояк, який піднімають якнайвище в межах приміщення. Від верхньої точки стояка відходить і спускається майже до рівня підлоги розгінна труба, плавно переходить в подаючий трубопровід. До комунікації по її ходу по черзі приєднуються батареї за допомогою двох патрубків меншого діаметра (при дводюймовим трубопроводі зазвичай використовують відводи на ¾ дюйма). "Обслуживши" все радіатори, трубопровід перетворюється в "обратку", яка йде до котла. однотрубна система розводки хороша тільки простотою пристрою і відносної естетичністю (труби на увазі, але розташовані низько). Далі одні недоліки.

Через те, що остиглий теплоносій від батарей впадає в ту ж трубу, з якої приходить гаряча рідина, температура води після проходження кожного радіатора досить швидко падає. Якщо до першої батареї комунікація доставить теплоносій температурою 85 градусів (наприклад), то крайнього від котла обігрівача можна розраховувати тільки на 60 градусів. Звідси нерівномірний обігрів, який доводиться компенсувати додаванням секцій батарей, віддаляється від котла, тому крайні радіатори часто громіздкі і важкі (особливо, якщо чавунні).

Підключити батареї при однотрубної розводці можна тільки знизу (вхід і вихід), а це найменш ефективний спосіб підключення радіаторів (прогріваються нерівномірно, що позначається на якості обігріву). Діагональне підключення радіаторів можливо, якщо подає труба прокладена вище батарей, але це вже двухтрубная схема.

При двотрубної розводці від стояка відходить подає труба, розташована під стелею. Від неї опускаються патрубки до кожної батареї (підключаються в верхньому положенні). Внизу розташована друга, зворотна труба, в яку впадають відводять патрубки від радіаторів (приєднуються до батарей опалення в нижньому положенні по діагоналі). З точки зору естетики картина не дуже, але по ефективності така система набагато краще. До кожної батареї підходить рідина однакової температури, що забезпечує рівномірний обігрів всіх кімнат, плюс є можливість підключення більшої кількості обігрівачів.