Водяное отопление. Естественная и принудительная циркуляция

Принцип работы системы с естественной циркуляцией основан на циркуляции воды от котла непосредственно к радиаторам и обратно за счет гидростатического напора, который основан на градиенте плотности теплоносителя, имеющего различную температуру.

Рис 1. Система водяного отопления с принудительно и естественной циркуляцией

Каким образом происходит циркуляция воды без участия насоса?

Плотность воды в котле уменьшается за счет нагрева, и она поднимается вверх по главному подающему стояку как более легкая. Попадая через стояки и магистральные трубы в нагревательные приборы, она остывает, становясь более плотной. При нормальном атмосферном давлении удельная плотность воды имеет следующие значения: при t =40°С она составляет 992,24 кг/м. куб, при t =70°С – 977,8 кг/м. куб, при t =95°С – 961,9 кг/м.куб.

Остывая, вода опускается вниз через обратные трубопроводы, выдавливая при этом своей массой более теплую воду из котла наверх. Этот процесс постоянно повторяется, в результате чего вода в системе непрерывно циркулирует. Ее давление зависит лишь от градиента массы потока нагретой и потока обратной воды, или, говоря проще, от разности температур остывшей и подогретой воды.

Кроме этого, на величину циркуляционного давления оказывает влияние высота расположения радиатора отопления: циркуляционное давление имеет для него тем большее значение, чем выше относительно котла он расположен.

Однотрубная и двухтрубная система водяного отопления


Системы подразделяются по способу присоединения отопительных приборов на проточные, однотрубные и двухтрубные схемы с верхней или нижней разводкой труб. В деревянных, двухэтажных и многоэтажных домах используется двухтрубная система отопления с нижней разводкой. Этот вариант предпочтителен, поскольку не происходит смешивание остывшей и горячей воды, и помещение прогревается равномерно.

При однотрубной системе отопления с нижней разводкой производится подключение всех приборов к одной общей трубе.

В случае подключения отопительных приборов к проточной гидравлической схеме, по каждому из них последовательно проходит теплоноситель. При этом регулирование температуры воздуха на каждом отдельном этаже невозможно. Нужно подчеркнуть, что использование однотрубной системы отопления с верхней разводкой возможно только в деревянных домах, либо в зданиях, где есть чердаки. Она проще в монтаже, чем двухтрубная система, для ее устройства нужно меньше труб.

Закрытая и открытая системы

Существует две схемы теплоснабжения: закрытая и открытая. В системе закрытого типа циркуляция теплоносителя происходит благодаря работе насоса, который дает возможность эксплуатировать дополнительные элементы обогрева (к примеру, теплый пол, когда естественная циркуляция теплоносителя в тонких трубах практически невозможна), позволяет более эффективно обогревать здание. При многих положительных моментах при применении насоса возникает зависимость отопительной системы от подачи электроэнергии, что является ее серьезным недостатком.

Основным же недостатком открытой системы является испарение теплоносителя, в результате чего трубы окисляются гораздо быстрее, нежели в закрытой системе отопления с естественной циркуляцией.

Особенностью закрытой схемы отопления является то, что впереди нагревательного котла на обратной трубе установлены расширительный бак мембранного типа и циркуляционный насос. Это упрощает монтаж системы, позволяет устанавливать трубы любого диаметра, не требует их утепления и соблюдения уклонов при монтаже.

Эти преимущества являются весьма серьезными при выборе системы отопления. Однако не следует намного уменьшать диаметр подающих труб, т.к. с уменьшением их диаметра повышается сопротивление воды, и уменьшается объём теплоносителя, который циркулирует через радиатор в единицу времени. Вследствие подобного монтажа может возникнуть ситуация, когда мощности насоса будет недостаточно для преодоления сопротивления системы, в результате она будет «зажата».

Поскольку система герметична, в ней не происходит испарение воды и контролировать постоянно ее уровень нет необходимости. Значительно быстрее прогревает систему принудительная циркуляция теплой воды посредством насоса, его использование допускает регулирование температуры отдельно в каждой комнате, а работа термостата в паре с насосом позволяет обогревать внутренне помещение только в случае понижения температуры ниже заданной.

Устройство системы водяного отопления

Устройство водяного тёплого пола также можно включить в отопления частного дома. Его отличительной особенностью является сравнительно низкая температура воды, а установка его сделает жильё более комфортным. Тонкие электрические одножильные маты укладываются сразу под плиточный клей или под стяжку.

На даче зачастую устанавливается открытая система отопления антифриза (естественная циркуляция теплоносителя). Эта система не требует установки насосов, что значительно экономит электроэнергию. Водяное отопление на даче гораздо удобнее печки, так как для получения тепла достаточно включить котел.

При необходимости произвести водяное отопление в гараже или теплице, наиболее простой вариант – подключить их к отопительному оборудованию дома. Но в таком случае потребуются компрессорные насосы, так как давления, создаваемого только водой, может не хватить на дом, гараж и теплицу.

Рис 2. Устройство системы водяного отопления

По материалам сайта: http://aterm.ru