Самотечная или независимая система отопления для загородного дома

За чертой больших городов довольно часто отключают электричество. Поэтому люди хотят иметь некую систему, которая будет автономной и независимой от электрической энергии.

Наилучшим и, наверное, единственным способом качественного применение самотека будет одноэтажный дом. Если у вас одноэтажный дом площадью 300 квадратных метров и одно плечо может составлять 20 м в длину, то самотек работать не будет или будет источником серьёзного беспокойства. Значит, самотёк, хорош для одноэтажного строения, который имеет не очень большую площадь.

Обязательное условие наличия чердачного помещения.

Для чего нам нужно чердачное помещение?

Дело в том, что движение теплоносителя обеспечивается только разницей температур. Холодная вода в котле нагревается и становится легче. Вода расширяется, поднимается по главному вертикальному стояку и движется дальше по горизонтальному стояку так называемым лежаком. При движении горячая вода остывает и начинает опускаться вниз. Для того чтобы это движение было нормированным, нужен котёл для самотечной системы отопления. Его можно узнать по входной и выходной трубе большого диаметра. При наличии чердака можно расположить расширительный бак и трубы большого диаметра на чердаке. При этом все трубопроводы, проложенные на чердаке необходимо изолировать.


Соединение радиаторов должно находиться выше средней линии котла. На практике это выглядит как котёл стоящей не на полу кухни, а немного ниже на 20-30 см ниже уровня пола. Те, кто живут, в домах старой постройки, знают, что у них котел стоит на кухне в приямке.

Для чего это делается?

Для того чтобы обратные трубы которые приходят к котлу в тех местах где они пересекают двери, могли прокладываться в конструкции пола. Если все эти условия были выполнены, самотек будет работать замечательно.

Схема однотрубной системы отопления

В подобных схемах раздача горячего теплоносителя радиаторам и отбор остывшего осуществляется по одной и той же трубе. Если разводка – горизонтальная, то магистраль представляет собой замкнутый контур, идущий от подающего патрубка котла к обратному. Батареи же присоединяются к нему обоими подводками. Примером может служить популярная однотрубная система отопления ленинградка, могущая работать с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее схема для одноэтажного дома показана ниже:

Непременным условием нормальной подачи воды в радиаторы здесь является наличие петли разгонного коллектора. К его верхней точке подключается открытый расширительный бак. Нагретая вода из котла поднимается по коллектору, после чего по принципу сообщающихся сосудов затекает во все батареи. Если их количество не превышает 5, то отопление будет работать без проблем, это проверено на практике.

Дело в том, что каждый последующий отопительный прибор получает смесь горячего и остывшего теплоносителя из предыдущей батареи. Поэтому теплоотдача его снижается, если не нарастить количество секций. Когда число радиаторов превышает 5, то последние из них будут слишком холодными, сколько секций ни добавляй. При такой необходимости нужно монтировать двухтрубную гравитационную систему, о чем пойдет речь далее.

Для двухэтажного частного дома площадью до 200 м2 хорошо подойдет однотрубная система отопления с вертикальными стояками и естественной циркуляцией. Городить на каждый этаж горизонтальную ленинградку, подключенную к вертикальному коллектору, не имеет смысла, да и работать это будет плохо. Правильнее провести подающую магистраль по чердаку или под потолками второго этажа и опустить от нее стояки, как изображено на схеме:

Нагрузка на стояки небольшая – всего по 2 отопительных прибора, так что их температура будет почти одинаковой. Чтобы батареи не зависели друг от друга, между подачей и обраткой можно поставить перемычки – байпасы.

Совет. Для балансировки или отсечения в самотечных системах необходимо использовать арматуру с наименьшим сопротивлением – полнопроходные краны и специальные термостатические вентили.

Вертикальная разводка отопления с естественной циркуляцией

Это самая эффективная схема разводки для самотечной системы отопления! Подающий трубопровод сначала поднимается вверх, к самой высокой точке системы, а затем идет горизонтальная разводка по стоякам.

Если дом одноэтажный, то вертикальные стояки подходят к верху радиатора.

А из нижнего выхода радиатора выходит обратка и объединяется между собой в обратный трубопровод. ВСЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ УЧАСТКИ ОБЯЗАТЕЛЬНО ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ УКЛОН – не меньше 3см на 1м длины! Уклон должен иметь как подающий, так и обратный трубопровод!

На деле это, увы, выглядит не всегда эстетично – трубопровод идет вертикально через всю стену сверху вниз.

К тому же подающая труба должна располагаться либо под потолком, либо в пространстве чердака. Если трубу вы проведете на чердаке, то ее обязательно надо утеплить, во избежание ненужных теплопотерь.

Если же в доме несколько этажей, то вертикальные стояки последовательно соединяют между собой несколько радиаторов.

Заключение

Система отопления, предполагающая естественную циркуляцию теплоносителя, обходится без установки дополнительного оборудования, что сказывается на снижении её себестоимости. Но также необходимо помнить о трудностях её проектирования, которое должно учитывать все инженерные особенности здания. Только так вы сможете обеспечить эффективную работу всей конструкции (см.также статью “Альтернативные устройства обогрева – газовые отопители для дачи”).

На видео предоставлены дополнительные материалы по теме. Удачного вам проектирования и последующего монтажа!

Функционирующая система обогрева частного дома с самотечным движением жидкости

Как работает самотечная система отопления?

Самотечная система отопления в доме.

Работоспособность отопительной системы с естественной циркуляцией обеспечивают физические свойства теплоносителя – воды. Если вспомнить школьный курс физики, это вещество меняет свои свойства, в зависимости от температуры. При её повышении масса воды уменьшается, изменения происходят и с плотностью – в таком случае она становится меньше. Обратный процесс – охлаждение, предполагает увеличение массы и плотности воды, то есть её утяжеление.

Если такой теплоноситель поместить в закрытую систему, обеспечить его постоянный нагрев, внутри будет происходить циркуляция – холодная вода будет постоянно замещаться теплой или горячей. Необходимое давление в трубах обеспечивается за счет разницы температур на входе и выходе из котла. Когда нагретая жидкость поступает в отопительный радиатор и на какое-то время остается в нем, происходит теплоотдача, то есть передача тепла в окружающее пространство – помещение. Если отключить котел, вода постепенно остынет, перестанет циркулировать, нагревать комнату.

Какие преимущества и недостатки отмечаются после установки?

Перед покупкой оборудования и материалов, необходимых для монтажа самотечной системы отопления, требуется оценить её будущую работоспособность. Источником получения информации могут быть профессионалы – сотрудники фирм, занимающихся монтажом теплового оборудования, или соседи, которые уже произвели обустройство и пуск в собственном доме аналогичной системы.

Среди важных преимуществ традиционно называют:

  • автономность работы оборудования: помещение останется теплым даже при плановых или аварийных отключениях электричества;
  • привлекательная стоимость установки автономного отопления (по сравнению с другими видами);
  • длительный период эксплуатации котельного оборудования, частей конструкции (при условии выбора комплектующих из качественного материала).

Полезно узнать: в чем причины образования конденсата и как предотвратить его появление на различных поверхностях.

Во время эксплуатации системы отопления с естественной циркуляцией воды отмечаются её недостатки:

  • для отопления необходимо установить громоздкие чугунные радиаторы, смонтировать конструкцию из труб с большим диаметром по стенам, такие элементы не всегда гармонично вписываются в интерьер дома;
  • отмечаются большие потери тепла при транспортировке воды внутри труб (когда она проходит через подвальное помещение, чердак, где могут быть установлены нагревательный котел или расширительная ёмкость);
  • для недопущения потери тепла в хозяйственных помещениях требуется выполнить их утепление, что требует дополнительных финансовых вложений;
  • на батареи нельзя установить терморегуляторы для управления климатом в каждой комнате.
Читайте также  Нанесение фактурной краски

Из каких элементов состоит система?

Составные элементы системы.

Самотечная система отопления частного дома монтируется по схеме. Её можно «изобрести» самостоятельно или воспользоваться готовыми, типовыми вариантами. Они размещены в открытых источниках. В идеале следует обратиться к инженеру-теплотехнику, который разработает индивидуальный проект с учетом площади, этажности, расположения комнат, окон, дверей в доме и материала, используемого для его постройки. Для монтажа отопления самотечного типа потребуется приобрести:

  • отопительный котел: он может быть твердотопливным (на дровах, угле, торфе), электрический или газовый;
  • радиаторы: для домашней теплосети такого типа следует запланировать покупку чугунных;
  • расширительный бак и раздающий коллектор;
  • чугунные трубы – «обратки» и магистральные;
  • шаровые краны – поворотные и для слива воды.

Часто возникает вопрос – монтируется ли самотечная система отопления из полипропилена? Специалисты не рекомендуют такой материал. Несмотря на то, что его использование существенно облегчает монтажные работы, его теплоемкость не обеспечит сохранение необходимой температуры внутри батарей. Поэтому изделия из полипропилена можно использовать в местностях, где мягкий климат. Если все же решено приобрести такой материал, диаметр труб для самотечной системы отопления должен быть большим – от 63 мм и выше. После монтажа конструкция в доме будет не только излишне громоздкой, она также потребует увеличения мощности нагревательного котла.

Полезно узнать: как утеплить входную дверь в доме.

Закрытая самотечная система

Большой диаметр труб предполагает большое количество теплоносителя. А при нагреве любой жидкости, она расширяется. Для этого создаются расширительные бачки. Такие расширительные баки бывают двух видов: открытые, закрытые.

Открытые собой открытые емкости, куда выдавливаются из системы излишки теплоносителя. Дополнительная безопасность, чтобы не было перелива устанавливают трубу, отходящую к стоку, которая так называется – перелив. Данный расширительный бак можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести. Данная система открыта, из расширительного бачка жидкость испаряется, поэтому для такой отопительной системы можно использовать только воду, так как антифриз быстро испариться. Периодически требуется доливать воду для пополнения общего объема, сохранении его наполненности.

Закрытые расширительные баки – емкости, разделенные на две части специальной мембраной. Одна половина такого бака заполняется излишками теплоносителя, вторая половина заполнена газом (воздухом или азотом). Нагретая вода вытесняется в расширительный бачок, растягивает мембрану, сжимая газ во второй полости, когда температура жидкости снижается, давление газа и мембрана возвращают теплоноситель в систему. Итогом будет отсутствие потери жидкости, система отопления всегда заполнена, нет необходимости доливать теплоноситель, можно использовать антифриз.

Самоточная система отопления

Элементы конструкции системы отопления, основанной на естественной циркуляции воды:

  • — теплогенератор (твердотопливный, электрический или газовый котел, дровяная печь с теплообменником проч.);
    — подающий трубопровод (по нему нагретая вода поступает к радиаторам);
    — обратный трубопровод (по нему охлажденная вода возвращается к теплогенератору);
    — расширительный бачок (он создает дополнительное давление и компенсирует изменения объема жидкости);
    — радиаторы (элементы с наибольшим коэффициентом теплоотдачи).

При обустройстве самоточной системы водяного отопления необходимо знать определенные правила:

  • — выбирая место для установки котла нужно понимать, что он должен быть установлен в самой низкой точке контура;
    — чтобы обеспечить достаточную скорость циркуляции, подающий стояк должен располагаться как можно выше, не только относительно котла, но и насколько позволяет планировка дома;
    — в схеме открытого типа в верхней части стояка устанавливают расширительный бак или, при закрытом типе, воздухоотводчик, а сам бак на обратной трубе ближе к котлу.

Различают две схемы подключения: однотрубная и двухтрубная. Кроме того, двухтрубная схема может быть выполнена с нижней и верхней разводкой.

Однотрубная схема предполагает последовательное подключение, когда вход и выход радиатора подключен к одной трубе. С одной стороны, такое подключение позволяет существенно экономить на трубах, с другой она малоэффективна, т.к. в каждый следующий радиатор вода попадает более охлажденной. Такое подключение, как правило, осуществляется нижней разводкой.

Двухтрубная схема более распространенный вариант подключения радиаторов. В этом случае горячая вода к радиаторам попадает по одной трубе, а охлажденная уходит по другой. Этот вариант требует больше труб и дополнительных работ по их прокладке. Неоспоримым преимуществом является возможность отдельной регулировки температуры или даже отключения каждого радиатора.

Самоточная система отопления работает таким образом, что скорость движения теплоносителя, его температура и температура в помещении всегда будут сбалансированы. Чем холодней в комнатах, тем быстрей остывает вода в радиаторах и тем больше разница температур между водой, поступающей от теплогенератора, и возвращающейся к нему. Соответственно, если в доме холодно, скорость циркуляции воды возрастает, по мере того, как помещение нагревается, поток будет замедляться.

Как рассчитать мощность батарей и котла отопления

Как рассчитать мощность радиатора

Говорить о точных результатах не приходится, так как каждый дом индивидуален и может отличаться по многим параметрам, учесть которые в общей схеме невозможно, да и в этом нет необходимости. При идеальных условиях принято считать, что для обогрева 1 м 2 достаточно 60 Вт мощности радиатора. Вполне понятно, что если дом не утеплен, в нем установлены простые деревянные окна, то потребуется установить более мощные батареи.

Чтобы потом не заниматься переделкой, важно еще на этапе планирования выяснить, какой должна быть мощность батареи (или батарей), которая будет установлена в конкретном помещении. Для этого можно воспользоваться одним из двух методов.

По объему

Более точные данные можно получить, учитывая объем помещения. Выполняем замеры и, получив данные по высоте, ширине и длине комнаты, перемножаем их между собой, а результат умножаем на 40 Вт. Учитывая особенности строения, вводим поправочный коэффициент. Для:

  • одноэтажного частного дома с неутепленным чердаком – 1,5;
  • комнаты с утепленной стеной – 1,1;
  • комнаты с неутепленной стеной – 1,3;

Важно учитывать количество дверей и окон.

  • Если в помещении есть входная дверь, то к полученной цифре нужно добавить еще 150–200 Вт.
  • Если окна небольшие и энергоемкие, то для каждого потребуется еще по 70 Вт.
  • Для больших или неутепленных окон нужно добавить по 100 Вт.

По площади

Площадь помещения

Рассчитывая количество батарей по площади помещения, используется усредненный показатель – 1 кВт на 10 м 2 . По такому же принципу высчитывается мощность приобретаемого для дома котла отопления.

Рассмотрим на примере, как можно произвести расчеты.

  • Имеется дом с внутренними габаритами 9×8 м. Умножаем ширину на длину и получаем площадь – 72 м 2 .
  • 72 м 2 разделим на 10 (1 кВт на 10 м 2 ), и получим 7,2 – это мощность котла в кВт.
  • Теперь узнаем мощность батареи для помещения 2×4 м.
  • Площадь получилась 8 м 2 .
  • Пользуясь теми же расчетами, что и для котла, получим цифру 0,8 – мощность батареи в кВт.

Теперь внесем поправки по климатическим зонам. Рассмотрим коэффициенты:

  1. В Южных регионах – 0,8–0,9.
  2. Для Крайнего Севера – 1,5–2.
  3. В зоне Средней полосы – 1,2–1,4.
Читайте также  Гидроизоляция септика

В нашем примере требовался котел мощностью 7,2 кВт. С учетом коэффициента рассчитаем окончательные данные для Средней полосы:

  • 7,2×1,4=10,08.
  • Учитывая, что котел должен иметь запас мощности, приобретаем отопительный прибор мощностью 12–15 кВт.
  • Таким же образом подходим к подсчетам мощности батареи для использованного в примере помещения: 0,8×1,4=1,12 кВт. Округляем в большую сторону и получаем 1,2 кВт.

Мощность батареи указана в паспорте изделия. Если не уверены в правильности своих расчетов, то приобретите более мощный радиатор, установив на него терморегулятор.

Подведем итоги

Система газового отопления частного дома, рассмотренная в этой статье, имеет все недостатки и достоинства, которые присущи самотечным системам.

Один большой её минус – отсутствие возможности регулировки на каждом отопительном приборе. К тому же, такая схема не позволяет отключения одного радиатора, не нарушив работы системы.

Невозможность регулировки самотечных систем

Проанализируем всю полученную информацию и сгенерируем основные недостатки и преимущества.

Недостатки однотрубной самотечной системы отопления:

  • большой объём теплоносителя;
  • отсутствие возможности регулировать температуру;
  • низкий КПД;
  • не эстетичный внешний вид;
  • сложный монтаж;
  • высокая цена.
  • высокая инерционность;
  • не требуется электричества.