Как устроена система отопления без насоса – варианты и способы устройства

Обогрев частного дома может обустраиваться разными способами. Один из вариантов – отопление самотеком без циркуляционного насоса. Схема с естественной циркуляцией отличается простотой монтажа и умеренностью бюджета. Однако при выборе такой системы необходимо учесть ряд нюансов. Давайте рассмотрим все тонкости проектирования, комплектации, установки оборудования.

Так работает система с естественной циркуляцией Источник iskraten.ru

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией

Систему отопления, в схеме которой отсутствует циркуляционный насос, называют гравитационной. Данный метод обогрева частных домов практикуется давно, эффективность проверена временем. Его особенностью является тот факт, что теплоноситель движется по трубопроводу без участия дополнительных устройств, обеспечивающих принудительную силу.

Гравитационная система была изобретена в 1777 году. Автором разработки стал Боннеман – французский физик. Правда, он смастерил контур для обогрева инкубатора. Позже его ноу-хау адаптировали для оранжерей, теплиц. Активное использование такого оборудования началась в Европе с 1818 года. Основоположником же отопления домов с естественной циркуляцией стал англичанин Гуд, который в 1841 году выполнил сложные на тот момент расчеты.

Невзирая на появление альтернативных способов обогрева малоэтажных строений, до сих пор самотечная система пользуется спросом.

Это обусловлено следующими преимуществами:

• Комплектация оборудования не требует больших капиталовложений.
• Монтаж доступно осуществить без привлечения специалистов.
• Отсутствует зависимость от других источников энергии. К примеру, если котел работает на газу, подключения к электросети не требуется.
• Простое обслуживание оборудования.

Циркуляционный насос – элемент, который отсутствует в гравитационной системе Источник akvahit.ru Смотрите также:
Компании, предоставляющие услуги по инженерным системам (отопление, водоснабжение, канализация)

Среди прочих достоинств системы отопления без принудительного нагнетателя считается способность работать в сочетании с другим оборудованием:

• Водонагревателем (косвенный нагрев). При таком решении в верхней части контура монтируется бойлер. Он должен размещаться ниже расширительного бака. Так хозяйство обеспечивается горячим водоснабжением без дополнительных трат на электричество.
• Теплым полом. Напольный контур в таком случае оснащается циркуляционным насосом. При отключении электросети помещение будет обогреваться с помощью настенного радиатора.

При рассмотрении данного варианта отопления возникает вопрос: за счет чего происходит перемещение теплоносителя по трубам? Движущая сила создается благодаря разнице температур жидкости в контуре. При нагревании плотность воды уменьшается, а при остывании показатель стабилизируется. Давление в самотечной конструкции почти отсутствует. Расчеты показывают, что в 10 метрах потока водяного столба отмечается всего 1 атмосфера. В контуре одноэтажной постройки значение не превышает 0,5…0,7 атм., а двухэтажной – до 1 атм.

Еще одним важным моментом, который обеспечивает естественную циркуляцию, является уклон участка трубопровода, ведущего к котлу. За счет изменения плотности теплоноситель поднимается по вертикальной разгонной трубе, достигая верхней точки, после чего движется через радиаторы по наклонной траектории обратно в котел. Таким образом, выполняется полный цикл. Передача тепловой энергии повторяется с определенной периодичностью.

Из-за расширения и уменьшения плотности жидкости могут возникать ее излишки. Исключить негативное воздействие давления на систему помогает расширительный бак. Емкость монтируют в верхней части контура к подающей трубе.

Расширительный бак Источник static.tildacdn.com

Однотрубные и двухтрубные схемы отопления

Прежде чем приступить к проектированию, нужно определиться со схемой, согласно которой осуществляют монтаж всей системы отопления. Вариант выбирается с учетом следующих факторов:

• этажность дома;
• теплоизоляционные характеристики строения;
• общая площадь;
• планировка помещений.

Самотечные конструкции имеют разные схемы. Наибольшей популярностью пользовались следующие варианты: одно- или двухтрубная, «Ленинградка», «Паук».

Читайте также:
Система отопления в частном доме: схема от газового котла

Однотрубная система

Отличительной характеристикой такой схемы является наличие одного контура. Полный цикл состоит из вывода из котла теплоносителя в радиаторы, после чего вода циркулирует снова в котел.

Система предполагает установку котла на уровне самой нижней точки. Расположение стояка с горячей водой должно достигать максимальной высоты (к примеру, под потолком либо на чердаке). Обратка проходит обычно над полом. Трубопровод прокладывают с соблюдением уклона (на метр длины трубы перепад составляет 1 см).

Для обеспечения эффективной циркуляции рекомендуется подбирать трубы с большим диаметром. Специалисты советуют отдавать предпочтение оптимальному значению – 1,5 дюйма.

Схема однотрубной системы Источник makipa.ru

Отопление с естественной циркуляцией по однотрубной схеме считается самым простым в плане монтажа. Однако эффективность уступает альтернативным способам. Поэтому в частных домах такой вариант зачастую комбинируют с другими вариантами.

Один из примеров инженерного решения выглядит так:

· монтируют несколько стояков из расчета, что каждый передает тепло 2-4 радиаторам, установленным на разных этажах;

· оснащают батареи верхнего этажа байпасами.

Комбинированная версия обойдется немного дороже, но это позволит регулировать нагрев на разных участках контура.

Двухтрубная система

В самотечном отоплении происходит циркуляция воды по закрытому циклу. Чем дальше от котла уходит поток, тем меньше температура теплоносителя. С целью повышения эффективности обогрева дома была разработана двухтрубная схема. В ней нагретая жидкость движется последовательно ко всем батареям по одной трубе, а поток остывшей – по другой. Такое решение немного сложнее в проектировании и монтаже, но затраты оправданные.

Двухтрубный контур имеет свои особенности. Магистраль имеет уклон равный 5°…7°. Направление уклона идентично движению жидкости. Предлагается монтаж котла ниже уровня расположения батарей. Радиаторные выходы должны соединяться с обратным коллектором, который устанавливают под полом. Дополнительное оснащение конструкции – запорная арматура: на обратке ставят балансировочные вентили, на подачу – краны.

Схема двухтрубной системы Источник greypey.ru Читайте также:
Инфракрасное отопление частного дома: принцип действия, виды, плюсы и минусы

«Ленинградка» с естественной циркуляцией

Идеальный вариант самотечной системы отопления однотрубного типа для небольших частных домов. Особенностью является расположение элементов схемы. Монтируется однотрубная магистраль, представляющая собой кольцо: котел – труба с радиаторами – котел. Жидкость при такой конструкции постоянно находится в замкнутом контуре. При этом подача и обратка батареи подключаются в одну трубу. Этот фактор и определяет все преимущества и недостатки «Ленинградки».

Выбирая данную схему, следует учесть, что к трубопроводу можно подключить не более 4-х радиаторов. Но даже если уменьшить их число, отдаленные от котла обогреватели будут холоднее. Главная магистраль монтируется с увеличенным уклоном для обеспечения хорошей циркуляции теплоносителя. «Ленинградка» из медных труб Источник izhevsk.ru

Схема «паук» – устройство и принцип работы

Еще один простой вариант обустройства системы отопления без циркуляционного насоса. Название «Паук» схема получила из-за внешнего вида. К расширительному бачку, установленному на чердаке по центру площади, подсоединяются стояки, которые выходят от котла и радиаторов. Это реально напоминает паука. Подача жидкости осуществляется на каждую батарею индивидуально. Количество подводок определяется на этапе разработки проекта.

Такой вид обогрева основан на физических свойствах жидкости, ее способности менять плотность под воздействием высоких температур. Как только создается разное давление водных потоков, происходит естественная циркуляция. При этом разница уровней бачка и котла не должна превышать допустимое значение – 10 метров.

Из преимуществ «Паука» выделяются: отсутствие необходимости в горизонтальной разводке, равномерный обогрев отопления. Существенный недостаток – сложный монтаж.

Видео описание

В этом видео – наглядно наглядно о том, что твердотопливный котел может работать самотеком, при отключении электричества (насоса):

Угол наклона трубы отопления при естественной циркуляции

Работы по прокладке магистрали в системе с естественной циркуляцией теплоносителя необходимо проводить с соблюдением уклона. Это обеспечит движение жидкости по трубам самотеком. Каким должен быть уклон зависит от типа схемы. Обычно выбирают значение от 3 мм до 10 мм (на погонный метр трубопровода). При наличии соединений и изгибов (углов), показатель увеличивают.

Справка! Параметры уклона, который необходимо соблюдать при проектировании и монтаже гравитационной системы отопления, указаны в нормативно-правовом документе СНиП 41-01-2003. При выполнении проекта выполняются точные расчеты. С учетом выверенных данных впоследствии осуществляется монтаж.

Сборка трубопровода имеет ряд особенностей.

В их число входит:

• разграничение магистрали на участки, оснащение их запорной арматурой, чтоб была возможность локально устранять неисправности;
• оформление ровного среза труб, для этого используют труборез или специальные ножницы;
• наличие компенсационного трубопровода между неподвижными опорами (используют петлю или П-образный компенсатор);
• укрепление переходов полипропиленовых труб запрессованной латунной вставкой, имеющей наружную и внутреннюю резьбу.

Качественный монтаж поможет выполнить набор инструментов, куда входят разные сантехнические ключи (разводной, газовый, для разъемных и металлопластиковых соединений).

Комплект сантехнических инструментов Источник grainger-prod.adobecqms.net Читайте также:
Отопление от газовой колонки: возможности осуществления

Диаметр трубы для самотечного отопления

Для самотечной системы важно правильно подобрать диаметр труб. Обычно используют изделия Ø – 32 мм. Однако специалисты считают, что диаметры 40 и 50 мм сделают обогрев дома более эффективным. Магистраль внутри строения прокладывают открытым способом. Благодаря этому улучшается циркуляция теплоносителя, лучше поддерживается напор.

Определяясь с диаметром, нужно также учесть материал, из которого изготовлены трубы. Для оборудования без циркуляционного насоса больше подходят изделия из металла. Они дополнительно выполняют функцию нагревательного элемента, хорошо отдают тепло.

Среди самых популярных вариантов:

• Медные трубы – отличаются высокой коррозийной стойкостью, длительным сроком эксплуатации (всреднем 50 лет), внешней презентабельностью. Из недостатков выделяют: дороговизну, сложность монтажа.
• Стальные трубы – характеризуются большим запасом прочности, высоким показателем теплопроводности. Эксплуатационный период – 20 лет. Из слабых мест выделяют слабую коррозийную стойкость, образование твердых отложений на внутренних стенках.
• Металлопластиковые трубы – перед обычными металлическими сплавами имеют преимущества в виде легкого веса, гибкости, гладкости внутренней поверхности, что исключает образование отложений. Однако прослужит трубопровод из них не более 15 лет.

Медные трубы Источник kotel-bikz.ru

Из неметаллических изделий для системы отопления с естественной циркуляцией подходит такой материал, как полипропилен. Он гладкий снаружи и внутри, на вес легкий, устойчив к образованию засоров и ржавчины. Эксплуатационный период составляет 25 лет.

Открытая и закрытая система

Схема отопления, в принципе которой заложена естественная циркуляция жидкости, бывает двух видов: открытая и закрытая. Распознается тот или иной вариант по типу расширительного бачка.

Система открытого типа оснащается примитивной емкостью с отверстием/крышкой в верхней части и патрубком внизу. Такой бак можно сделать своими руками из баллона либо купить готовое изделие. Заполняют контур исключительно водой. Антифриз способен быстро переходить в газообразное состояние, поэтому не подходит.

Функциональность открытого бака заключается в сборе излишков теплоносителя. Во избежание переполнения емкости подсоединяют переливную трубу, которая отходит к стоку. При запуске отопительного оборудования в сезон проводят ревизию уровня жидкости в бачке. Если он низкий, воду доливают.

Расширительный бак для схемы закрытого типа представляет собой резервуар, разделенный внутри на две части. В качестве перегородки используется мембрана. Первую емкость заливают теплоносителем, вторую – азотом/воздухом.

Открытая система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя Источник forum.abok.ru

Работает бачок в закрытой системе отопления следующим образом. Подогретый теплоноситель, поступая в первую емкость, начинает давить на мембрану, в результате чего происходит сжатие газа во втором отсеке. Как только температура жидкости снижается, мембрана выравнивается, теплоноситель направляется снова в контур.

В схеме отопления открытого типа жидкость испаряется, закрытого – остается в нужном объеме. Ввиду отсутствия процесса испарения долив в расширительный бак не требуется.

Как корректно смонтировать отопление в двухэтажном коттедже без насоса

Корректно сделать систему отопления с естественной циркуляцией в двухэтажном доме помогут: грамотный проект и качественный монтаж.

Также стоит прислушаться к советам профессионалов:

• Покупку оборудования и расходников следует планировать после ознакомления с проектными расчетами. В документах указывают параметры стояков и целой магистрали, наличие запорной арматуры, радиаторов отопления. Эти данные помогут определить необходимое количество материалов, составить бюджет.
• Если целью ставится энергонезависимый обогрев дома, то предпочтение отдается котлам, работающим на газу либо твердом топливе.
• Важный момент сборки магистрали состоит в использовании труб подходящего внутреннего диаметра. Показатель должен соответствовать проектным документам. Это обеспечит оптимальную скорость потока теплоносителя по магистрали.
• Чтобы в помещении тепло распределялось равномерно, нужно устанавливать в комнатах батареи с разным количеством секций.
• Для получения прямолинейных участков магистрали рекомендуется укладывать наклонные трубы в штробы (каналы, проделанные в стене).
• При сборке трубопровода исключить любые изменения, которые создают сопротивление движению жидкости (изгибы, переходы с разным сечением и пр.).
• Батареи для системы обогрева без насоса лучше выбирать чугунные. Это обеспечит отличную теплоотдачу.

Для двухэтажного коттеджа эксперты советуют выбирать двухтрубную систему закрытого типа. Она более эффективна и не требует особого обслуживания.

Видео описание

Автор следующего видео делится практическим опытом по монтажу закрытой системы отопления без насоса:

Коротко о главном

Отопление без циркуляционного насоса – идея не новая, но получила вторую жизнь за счет возможности комбинирования схем, использования запорной арматуры, других инженерных решений. Поделитесь своим опытом обустройства такого варианта обогрева дома.

Источник