Схема водяного отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома: Отопление одноэтажного дома с естественной циркуляцией — Отопление и утепление

Процессы естественной циркуляции весьма инертны и протекают медленно. Время между растопкой котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Монтажные схемы контуров

По способу присоединения радиаторов отопления принято выделять две схемы монтажа контуров отопительных систем: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение обогревающих приборов на подающем контуре. Пройдя от верхней точки сквозь все радиаторы (линия красного цвета), вода возвращается по обратке (линия синего цвета) к котлу.

Однотрубная схема самотечной системы отопления

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных контура циркуляции. По одному протекает горячий теплоноситель, подводящий тепло к радиаторам, по другому контуру – остывшая вода отправляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже показана двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Раздача теплоносителя (линия красного цвета) по радиаторам начинается с максимальной высоты Н, обеспечивающей требуемый циркуляционный напор. Остывший теплоноситель (линия синего цвета) собирается в обратке и направляется на вход котла.

Двухтрубная схема самотечной системы отопления

О том, что из себя представляет схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, можно узнать из видео ниже.

Гравитационные системы обогрева частного дома импонируют своей простотой устройства, легкостью обслуживания и энергонезависимостью. В них отсутствуют насосные агрегаты, своим шумом создающие дискомфорт проживающим, нет вибраций, сопровождающих их работу. Срок безаварийной службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, поскольку в них отсутствуют электрические насосы и средства автоматики. В целом самотечные схемы проигрывают принудительным системам отопления по ряду пунктов:

• излишняя инерционность вынуждает ждать несколько часов, пока контур выйдет на требуемый тепловой режим;
• сложность монтажа, вызванная необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
• отсутствие насоса ограничивает общую протяженность теплотрассы;
• постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке.

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома невысокой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 кв. м и горизонтальным радиусом самотечной цепи не более 30 м.

Размещение оборудования системы отопления с естественной циркуляцией в доме

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Система отопления с естественной циркуляцией: виды, особенности построения

Система отопления с естественной циркуляцией хороша тем, что работает вне зависимости от наличия электричества, что в некоторых районах очень важно. Другое дело, что получить комфортные условия при такой схеме чрезвычайно сложно, а в некоторых случаях невозможно.  Потому часто отопление делают самотечным (одно из названий) для использования такого режима в качестве аварийного, а все остальное время работает насос. Но в некоторых случаях, например, на неэлектрофицированных дачных участках, система отопления без насоса – единственный возможный вариант.

Система с естественной циркуляцией (ЕЦ) называется иногда гравитационной из-за того, что работает на принципе гравитации. Еще одно название – самотечная. Все эти термины обозначают один принцип построения – без использования насоса.

Принцип работы системы ЕЦ

Теплоноситель в самотечных системах движется из-за разности температур теплоносителя и, соответственно, разной их плотности: из котла выходит горячая вода, плотность и вес которой гораздо меньше, чем у холодной. Потому горячая вода вытесняется вверх. Отсюда и главная особенность таких систем – котел должен располагаться ниже радиаторов. Далее теплоноситель движется по трубе с небольшим уклоном. От основной магистрали отходят трубы меньшего диаметра, ведущие к радиаторам/регистрам.

Проще такая система реализуется в системах с верхней раздачей воды – это когда от котла труба поднимается под потолок и оттуда уже опускается к радиаторам. В системах с нижней раздачей гравитационная система может быть реализована только при наличии разгонного контура – создается искусственный перепад высот: от котла труба поднимается почти под полоток, там, в верхней точке устанавливается расширительный бачок. После него труба опускается до уровня выше радиаторов, но не под потолком, а на уровне окон. Оттуда уже идет разводка на радиаторы. При устройстве разгонного контура помешать вам может только низкий потолок – желательно, чтобы от вершины котла труба отходила выше, чем на 1,5метра (а еще бачок).

Виды систем отопления с естественной циркуляцией

Отопление ЕЦ в духэтажных и более домах может быть реализовано как в однотрубных, так и в двухтрубных системах.

При этом принцип сохраняется – от котла поднимается вверх труба на максимальную высоту, и лишь затем идет раздача теплоносителя по элементам отопления. Разница лишь в том, что в двухтрубной системе остывшая вода собирается в другую магистраль, и она заводится на вход обратки котла. В однотрубной же на этот вход котла идет труба от выхода последнего радиатора.

Все представленные выше схемы однотрубных  разводок – с вертикальными стояками. Они более затратные по количеству материалов, но удобны тем, что к каждому стояку можно присоединить отопительные приборы на каждом из этажей. В принципе, в двухэтажном доме с большой площадью выгоднее реализовать водяное отопление с естественной циркуляцией с горизонтальной разводкой. Примерно выглядеть это может так (смотрите схему ниже).

В данном проекте реализована схема отопления с естественной циркуляцией «ленинградка». Для более активной циркуляции на втором этаже устроен разгонный коллектор, после которого два контура расходится по второму этажу – горизонтальное последовательное подключение радиаторов. Еще один контур опускается на первый этаж, где также разделяется на две ветки. Также дополнительно на первый этаж опускаются стояки от последних в контуре радиаторов в каждой из веток второго этажа.

Радиаторы отопления ЕЦ

Для гравитационных систем главное – минимальное сопротивление водяному потоку. Потому, чем шире будет просвет радиатора, тем лучше через него будет течь теплоноситель. Практически идеальны с этой точки зрения чугунные радиаторы – у них самое маленькое гидравлическое сопротивление. Хороши в использовании алюминиевые и биметаллические, но нужно смотреть, чтобы их внутренний диаметр был не менее 3/4”. Можно использовать стальные трубчатые батареи, однозначно не рекомендуются стальные панельные или любые другие с маленьким сечением и высоким гидравлическим сопротивлением – через них или не будет протекать вода или будет очень слабо, что, например, при однотрубной системе может привести к отсутствию циркуляции вообще.

Есть в подключении радиаторов свои тонкости. Особенно большое значение способ монтажа играет в однотрубной системе: только при помощи разных  типов подключения можно добиться лучшей работы отопительных элементов.

На рисунке, расположенном ниже показаны схемы подключения радиаторов. Первое – нерегулируемое последовательное подключение. При таком способе будут проявляться все недостатки «ленинградки»: разная теплоотдача радиаторов без возможности компенсирования (регулирования). Чуть лучше дело обстоит, если поставить обычную перемычку из трубы. При такой схеме возможность регулирования также отсутствует, но при завоздушивании радиатора система функционирует, так как теплоноситель проходит через байпас (перемычку). Установив дополнительно за перемычкой два шаровых крана (на рисунке нет) мы получаем возможность при перекрытом потоке снять/отключить радиатор без останова системы.

Два последних способа монтажа позволяют регулировать поток теплоносителя через радиатор и байпас — в них стоят устройства регулировки температуры радиатора. При таком включении схема уже может быть компенсирована (на каждом отопительном приборе выставляется теплоотдача).

Не менее важным является и тип подключения: боковой, диагональный или нижний. Оперируя этими подключениями можно облегчить/улучшить компенсацию системы.

Трубы для систем с естественной циркуляцией

При подборе диаметра труб играют роль не только размеры системы и количество радиаторов, но и материал, из которого они сделаны, вернее, гладкость стенок. Для гравитационных систем это очень важный параметр. Хуже всего дело обстоит у обычных металлических труб: внутренняя поверхность шероховатая, а после использования она становится еще более неровной из-за процессов коррозии и накопившихся отложений на стенках. Потому такие трубы берут самого большого диаметра.

Предпочтительнее с этой точки зрения металлопластиковые и армированные полипропиленовые. Но в металлопластиковых используются фитинги, значительно заужающие просвет, что для самотечных систем может стать критичным. Потому более предпочтительными выглядят армированные полипропиленовые. Но они имеют ограничения по температуре теплоносителя: рабочая температура 70^оС, пиковая – 95^оС. У изделий из особого пластика PPS рабочая температура 95^оС, пиковая – до 110^оС. Так что в зависимости от котла и системы в целом можно использовать эти трубы, с условием, что это качественные фирменные изделия, а не подделка. Подробнее о полипропиленовых трубах читайте тут.

Но если предполагается установка твердотопливного котла, то никакой полипропилен таких тепловых нагрузок не выдержит. В этом случае или все-таки использовать стальные, или оцинковку и нержавейку на резьбовых соединениях (сварку при монтаже нержавейки не использовать, так как швы очень быстро протекают). Подойдет и медь (о медных трубах написано тут), но она также имеет свои особенности и с ней нужно обращаться осторожно: не со всеми теплоносителями она будет нормально себя вести, а уж с алюминиевыми радиаторами ее в одной системе лучше не использовать (они быстро разрушаются).

Особенность систем с естественной циркуляцией – их невозможно рассчитать из-за образования турбулентных потоков, которые расчетам не поддаются.  Проектируют их основываясь на опыте и усредненных, опытным путем выведенных, нормах и правилах. В основном действуют правила:

• поднять как можно выше точку разгона;
• не заузить трубы подачи;
• поставить достаточное количество секций радиаторов.

Потом применяют еще одно: от места первого разветвления и каждое последующее ведут трубой меньшего на шаг диаметра. Например, от котла идет 2-х дюймовая труба, далее от первого разветвления 1 ¾, потом 1 ½ и т.д.  Отбратку собирают  от меньшего диаметра к большему.

Есть еще несколько особенностей монтажа гравитационных систем. Первая – трубы желательно делать под уклоном в 1-5% в зависимости от протяженности трубопровода. В принципе при достаточном перепаде температур и высоты, можно сделать и горизонтальную разводку, главное чтобы не было участков с отрицательным уклоном (наклоненных в обратную сторону), которые из-за образования в них воздушных пробок перекроют движение потока воды.

Вторая особенность – в самой высокой точке системы нужно установить расширительный бак и/или воздухоотводчик. Расширительный бак может быть открытого типа (система тоже будет открытой) или мембранного (закрытая). При установке открытого отводить воздух нет необходимости он собирается в наивысшей точке – в бачке и выходит в атмосферу. При установке бака мембранного типа требуется также установка автоматического воздухоотводчика. При горизонтальной разводке не помешают краны «маевского» на каждом из радиаторов – с их помощью легче убрать все воздушные пробки в ветке.

Котел для гравитационных систем

Так как в основном такие схемы нужны для устройства независимого от электричества отопления, то и котлы должны работать без использования электричества. Это могут быть любые неавтоматизированные агрегаты, кроме пеллетных и электрических.

Чаще всего в системах с естественной циркуляцией работают твердотопливные котлы. Всем они хороши, но во многих моделях прогорает топливо быстро. А если за окном сильные морозы, а дом не утеплен в достаточной мере, то чтобы ночью удержать приемлемую температуру приходится вставать и подкидывать топливо. Особенно такая ситуация часто встречается там, где топят дровами. Выход – купить котел длительного горения (энергонезависимый, конечно). Например, в литовских твердотопливных котлах Stropuva, при определенных условиях дрова горят до 30 часов, а уголь (антрацит) до нескольких суток.  На котлы Сandle заявлены чуть хуже характеристики: минимальное время горения дров 7 часов, угля – 34 часа. Есть котлы без автоматики и насосов и у немецкой кампании Buderus, чешских Viadrus и у польско-украинских Wikchlach, а также у российских производителей: «Энергия», «Огонек».

Есть газовые энергонезависимые котлы российского производства, например «Конорд», которые производят в Ростове-на-Дону. Их можно использовать в системах с естественной циркуляцией. На том же заводе выпускают энергонезависимые универсальные котлы «Дон», которые также подходят для работы без электричества. Работают в системах с естественной циркуляцией напольные газовые котлы итальянской фирмы Bertta – модель Novella Autonom и некоторые другие агрегаты евопейских и азиатских производителей.

Второй способ, который поможет увеличить время между топками, – повысить инерционность системы. Для этого устанавливают теплоаккумуляторы (ТА). Работают они хорошо именно с твердотопливными котлами, у которых нет возможности регулировать интенсивность горения: излишек тепла отводится на теплоаккумулятор, в котором энергия накапливается и расходуется по мере остывания теплоносителя в основной системе. Подключение такого устройства имеет свои особенности: его нужно располагать на подающем трубопроводе внизу. Причем для эффективного отбора тепла и нормальной работы — максимально близко к котлу. Впрочем, для гравитационных систем это решение далеко не самое лучшее. Они достаточно медленно выходят на нормальный режим циркуляции, но зато являются саморегулируемыми: чем холоднее в помещении, тем сильнее остывает теплоноситель, проходя по радиаторам. Чем больше разница в температурах, тем больше получается перепад плотности и быстрее движется теплоноситель. А установленный ТА делает отопление более инерционным, и времени, и топлива на разгон  требуется намного больше. Правда, и отдается тепло  дольше. В общем, решать вам.

Примерно те же проблемы у печного отопления с естественной циркуляцией. Тут роль аккумулятора тепла играет сам массив печи и также требуется много энергии (топлива) на разгон системы. Но в случае использования ТА обычно предусматривается возможность его исключения, а в случае с печью это нереально.

Теплоноситель для систем с естественной циркуляцией

Лучшим теплоносителем для таких систем является вода. Использование антифризов возможно, но при планировании нужно учесть этот момент и увеличить площадь радиаторов – или выбирать их большего размера, или увеличивать количество секций. Все дело в том, что эти составы имеют меньшую теплоотдачу, из-за чего хуже отнимают и передают тепло, что часто приводит к перегреву и котла и теплоносителя.

Повышение температуры незамерзающей жидкости выше рабочей — очень неприятное явление, так как начинается обильное образование осадков и отложений. За два месяца эксплуатации антифриза с постоянным перегревом теплообменник котла забивается наглухо, система почти зарастает. Так что если планируете использовать незамерзающую жидкость, позаботьтесь о том, чтобы она могла отдавать тепло и не перегревалась.

Нужно учесть, что в системах отопления можно использовать только специализированные составы. Общего назначения или автомобильные абсолютно непригодны, особенно для схем открытого типа, которые контактируют с атмосферой. Планируя использовать антифризы, при выборе материалов обращайте внимание на их совместимость с незамерзающими жидкостями. Далеко не все котлы и трубы «дружат» с ними. О возможности использования незамерзающих жидкостей сообщается обычно в паспортных данных, если такой записи нет, нужно уточнить у продавца, а лучше – у производителя.

Заключение

Система с естественной циркуляцией не самый лучший по эффективности метод отопления, но иногда – единственно возможный – в тех местностях, где нет электроснабжения. В тех же регионах, где электроэнергия есть, на случай перебоев,  схему можно создавать как самотечную, но встраивать при этом насос для штатной работы. Правда и такое решение не самое лучшее: увеличивается объем системы, она становится более инерционной и требует больших затрат на нагрев теплоносителя. Если перебои – исключение из правил, можно обезопасить себя установив резервное электропитание (блок бесперебойного питания и/или генератор). Если же перебои случаются часто – тогда ваш выход – системы с естественной циркуляцией.

Отопление одноэтажного дома с естественной циркуляцией в Крыму

Для одноэтажного дома в Крыму довольно часто применяют схему отопления с естественной циркуляцией, в особенности часто это происходит тогда, когда площадь обогреваемых помещений невелика.  Она легка в монтаже и недорого стоит, кроме того может функционировать без капитального ремонта на протяжении значительного периода времени, благодаря своим конструктивным особенностям, о которых речь еще впереди.

Поэтому, хотя система отопления с принудительной циркуляцией считается более универсальной и применяется чаще, но в одноэтажных домах полуострова, например, в Симферополе, довольно часто монтируют отопление, в котором используется естественная циркуляция. Дело еще и в том, что такая система не зависит от подачи электроэнергии, и если случаются перебои в энергоснабжении, то применяют именно ее.

Чем отличается система с естественной циркуляцией теплоносителя?

Принцип работы такой схемы отопления базируется на физических законах вытеснения холодной водой горячей в связи с большей плотностью. То есть отопительный котел согревает воду, которая вытесняется холодной, поступает в верхнюю часть смонтированной системы, а дальше идет самотеком по трубам. Там  она отдает тепло трубам и установленным радиаторам и затем возвращается в нижнюю часть котла. Цикл повторяется вновь и вновь.

Иногда естественную циркуляцию применяют как резервную по отношению к системе с принудительным вариантом. Насос гоняет воду по трубам, но в случае если пропадает электроэнергия, то он отключается, и система переходит на естественную циркуляцию. Компания Helpsant имеет богатый опыт монтажа обоих вариантов циркуляции схем отопления, в том числе и когда естественная циркуляция является резервной по отношению к принудительной.

Мы провели монтаж оборудования для схем отопления с естественной циркуляцией  в 1-этажных домах в разных регионах Крымского полуострова (Ялта, Симферополь, Керчь), которые эффективно работают и обеспечивают потребности клиентов в тепле, с применением различных вариантов.

К прочим особенностям систем с естественной циркуляцией относятся:

• в таких схемах отопления почти нет движущихся элементов, поэтому служат системы при применении оцинкованных либо полимерных труб для разводки до 50 лет;
• есть ограничение по радиусу работы системы с естественной циркуляцией (ЕЦ), и оптимально, если он не будет значительно превышать 30 метров. Это связано с тем, что давление на входе и выходе здесь различается незначительно, плюс добавляется сопротивление от прохождения теплоносителя через трубы и радиаторы;
• для системы с ЕЦ делается уклон труб, чтобы “помочь” движению теплоносителя. Таким образом вода не застаивается, удаляются воздушные пробки, то есть воздух уходит в верхнюю очку системы, расположенную в расширительном бачке;
• такие схемы отопления имеют в силу своих конструктивных особенностей высокую инерционность, то есть после того, как котел начнет свою работу, нужно несколько часов, чтобы помещения хорошенько прогрелись. В этом плане схема отопления одноэтажных домов с ЕЦ уступает вариантам принудительной циркуляции, где все проходит значительно быстрее. Сначала прогревается теплообменник котла, а уж затем постепенно и довольно медленно горячая вода начинает идти по трубам и радиаторам.

Поэтому при планировании установки системы отопления с ЕЦ тщательно продумываются все нюансы и выбирается вариант разводки, который будет оптимален.

Имеющиеся варианты схем разводки

Наша компания осуществляет установку систем отопления с естественной циркуляцией для одноэтажных домов по трем схемам:

1. Двухтрубная.
2. Однотрубная или “Ленинградка”.
3. Лучевая.

Рассмотрим каждую из них подробно.

Двухтрубная система отопления

По всему периметру дома прокладываются два трубопровода: верхний подает горячую воду в систему отопления от котла, а нижний возвращает охлажденный теплоноситель обратно. Чаще всего такой вариант используется, когда площади у одноэтажного дома большие. Радиаторы устанавливаются между трубопроводами, и при наличии возможности котел монтируется ниже них. Обязателен уклон труб не менее 5 градусов,-  это всенепременное условие!

Такая система обычно использует трубы диаметром от 32 мм, а непосредственно к радиаторам ведут 20-миллиметровые трубы. Материалом для них чаще всего служит металлопластик или полимер. Важно, что системе отопления не нужна какая-либо дополнительная балансировка, что является большим плюсом, правда, дроссели на подводках к радиаторам все равно ставятся. Такая система – наиболее дорогая из всех вариантов ЕЦ, поэтому для одноэтажных домов используется довольно редко.

Однотрубная система отопления

В “Ленинградке” диаметр применяемых труб и наклон их тот же, но радиаторы врезаны в основное кольцо отопления в параллель к основной трубе. Однотрубная система отопления намного дешевле, но в отличие от предыдущего варианта каждый радиатор должен иметь кран для стравливания воздуха, расширительного бака недостаточно. Дроссели ставят на ближних или дальних от котла радиаторов, чтобы выравнивать температуру.

Лучевая схема отопления

 Лучевая схема предусматривает установку коллекторов гребенок, к которым подводятся труба горячей воды от котла и труба для отвода охладившегося теплоносителя. На каждом отводе гребенки стоит дроссель, и она соединяется с радиатором также двумя трубами. В данном варианте схемы отопления можно регулировать температуру каждого радиатора, а также отдельно взятого помещения, но стоимость проекта довольно высока в связи с большим количеством материала и трудоемкости установки.

Кроме того, труб много, и это влияет на дизайн дома, ведь их желательно прятать, что не всегда представляется возможным и также увеличивает стоимость. Да, за комфорт и возможность регулировки температуры придется платить, а трубы можно убрать в пол или за фальшстенами.

Преимущества есть, а какие недостатки?

Недостатки систем с естественной циркуляцией для одноэтажных домов тоже имеются. К ним можно отнести:

1. Малый радиус действия системы (трубопроводы до 30 погонных метров).
2. Нет регулироваки температуру в отдельных помещениях, если не применять лучевую систему отопления.
3. Чем дальше комната от котла, тем температура в ней ниже, поскольку теплоноситель идет под небольшим давлением.
4. Долго ждать прогрева дома.

Но все равно из-за экономичности системы отопления, а также их долговечности и независимости от подачи электроэнергии их часто применяют в Крыму, а наша компания поможет вам установить отличную и эффективно работающую систему с ЕЦ в вашем одноэтажном доме в Ялте, Симферополе, Севастополе!

Схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией теплоносителя

В наш век стремительно меняющихся технологий эту схему (также называемую гравитационным или гравитационным) отопления частного дома можно было бы считать морально устаревшей, если бы не ее простота, надежность и экономичность. Самотечная система отопления до сих пор широко используется при строительстве собственного дома и считается лучшим техническим и экономическим решением.Небольшое давление в сети ограничивает его объем, но для одноэтажного жилого дома такая схема очень эффективна и часто рассматривается как альтернатива отоплению с помощью насосных агрегатов.

Отопительный контур с естественной циркуляцией

В автономном отоплении одноэтажного или двухэтажного собственного дома допускается использование специальных незамерзающих антифризов, но не рекомендуется применять антифриз в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Основные недостатки антифризов для использования в отопительном контуре естественной циркуляции:

• В отопительном контуре с естественной циркуляцией конструкции расширительного бака предусматривают контакт с окружающим воздухом.Антифризы быстро испаряются, загрязняя окружающую среду;
• Необходимость постоянного контроля за объемом теплоносителя и его периодического пополнения;
• Антифризы обладают низкой теплоотдачей, что способствует небольшому отводу тепла радиаторами от охлаждающей жидкости при ее циркуляции. Это приводит к перегреву антифриза в контуре и в самом котле;
• Использование перегретого антифриза в замкнутом контуре способствует обильному образованию отложений внутри теплообменника, забивающим отверстия в трубках.

Наиболее оптимальным теплоносителем в схеме гравитационного типа для отопления одно- или двухэтажного жилого дома является водяной теплоноситель в силу его невысокой стоимости и доступности.

Естественная циркуляция в отопительных контурах

Основными функциональными элементами системы отопления с естественной циркуляцией жилого дома являются:

• Котел нагрева горячей воды;
• Расширительный бак, представляющий собой емкость для слива лишней воды, возникающей при увеличении объема водяного теплоносителя в контуре при его нагреве;
• Трубопроводы для подачи горячей воды от котла к радиаторам отопления и возврата охлажденной жидкости от радиаторов обратно в котел (для чего обратная часть системы отопления в быту называется обратной).Вместе они образуют замкнутый контур циркуляции теплоносителя;
• Радиаторы отопления.

При подогреве теплоносителя увеличивается его объем, избыток нагретой воды поднимается вертикально до расширительного бачка, в системе создается гидростатическое давление в зависимости от разницы в весе водяных столбов горячего (подающего трубопровода) и холодная (возвратная) вода.

Под этим давлением горячая вода течет из верхней точки теплотрассы (красная линия на схеме) к радиаторам отопления.Охлажденная в радиаторах вода по обратной магистрали (синяя линия) поступает на вход котла. Самотечная система отопления в одноэтажном или двухэтажном доме работоспособна только в том случае, если при монтаже предусмотрены уклоны горизонтальных участков трубопровода обогрева в сторону движения жидкости. Тогда теплоноситель сможет двигаться вниз под действием собственного веса с наименьшим гидравлическим сопротивлением.

Еще одним фактором, влияющим на движение жидкости, является давление циркуляции, обозначенное на рисунке буквой N.Чем выше разница уровней радиаторов и бойлера, тем быстрее движется вода в контуре.

В самотечных системах отопления расширительный бак не закрывается крышкой, поэтому эту систему часто называют открытой. Все воздушные пробки из теплотрассы вытесняются в верхнюю часть контура, и там устанавливают емкость, открытую для контакта с атмосферой. Система, использующая герметичные резервуары, называется закрытой. В его составе используется помпа; по принципу действия он уже носит вынужденный характер.

Скорость относительно воды

При цикличном изменении температуры горячая вода находится в верхней части системы отопления, холодная влага перемещается по нижним трубам. Основной движущей силой естественного (без давления со стороны насоса) движения жидкости в контуре является давление циркуляции, которое зависит от соотношения высот котла и самого нижнего радиатора. На рисунке ниже представлена ​​графическая диаграмма возникновения циркуляционного напора h. Параметр h имеет постоянное значение для этого контура и не изменяется во время работы системы отопления.

Для создания оптимального давления котел отопления устанавливают с максимальной глубиной размещения, например, в подвале. В свою очередь расширительный бачок необходимо установить повыше. Часто ставят на чердаке дома.

Скорость циркуляции воды в контуре при установке самотечной системы отопления частного дома своими руками определяется следующими факторами:

1. Величина циркуляционного давления. Чем он больше, тем больше расход воды в теплотрассе;
2. Диаметры труб отопления.Небольшие размеры внутреннего сечения трубы обеспечат большее сопротивление потоку воды, чем трубы с большим диаметром. Для однотрубных или двухтрубных систем при самотечной разводке намеренно завышают размер труб до D на 32-40 мм
3. Материалы для изготовления контурных труб. У современных полипропиленовых труб гидравлическое сопротивление в несколько раз ниже, чем у стальных трубопроводов, поврежденных коррозией и покрытых отложениями;
4. Наличие поворотов в тепловой сети.Идеальный вариант — прямой трубопровод;
5. Обилие фитингов, переходников, стопорных шайб. Каждый клапан снижает давление.

Процессы естественной циркуляции очень инертны и протекают медленно. Время между розжигом котла и полной стабилизацией температуры в помещениях составляет несколько часов.

Схема

По способу подключения радиаторов отопления принято различать две схемы установки контуров системы отопления: однотрубную и двухтрубную.

Для однотрубной монтажной сборки своими руками характерно последовательное расположение нагревательных приборов по цепи питания. Пройдя сверху через все радиаторы (красная линия), вода возвращается по обратной линии (синяя линия) в котел.

В двухтрубной схеме монтируются два отдельных циркуляционных контура. Один горячий теплоноситель течет, подводя тепло к радиаторам, по другому контуру — охлажденная вода направляется от радиаторов к котлу.

На рисунке ниже изображена двухтрубная система отопления для двухэтажного дома. Распределение теплоносителя (красная линия) по радиаторам начинается с максимальной высоты H, обеспечивающей необходимое давление циркуляции. Охлажденный теплоноситель (синяя линия) собирается в обратной магистрали и направляется на вход котла.

Самотечные системы отопления для частного дома впечатляют простотой устройства, простотой обслуживания и энергонезависимостью. У них нет насосных агрегатов, создающих дискомфорт для проживания своим шумом, отсутствуют вибрации, сопровождающие их работу.Безаварийный срок службы систем с естественной циркуляцией оценивается в полвека, так как в них отсутствуют электронасосы и средства автоматизации. В целом гравитационные схемы проигрывают системам принудительного отопления по ряду баллов:

• излишняя инерция вынуждает ждать несколько часов, пока контур не достигнет необходимого теплового режима;
• сложность монтажа, связанная с необходимостью точных расчетов уклонов горизонтальных участков теплотрассы;
• отсутствие насоса ограничивает общую длину теплотрассы;
• постоянный контроль уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке.
№

Наиболее подходящей областью применения системы с естественной циркуляцией являются частные дома низкой этажности (1-2 этажа), площадью до 100 квадратных метров. м и горизонтальный радиус гравитационной цепи не более 30 м.

Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома своими руками

Если вы решили оборудовать систему отопления для дачи или загородного дома, то нужно подумать об эффективности, максимальной надежности и удобстве работы.

Особенности компоновки

Если речь идет о принудительной циркуляции теплоносителя в трубопроводной системе, то в процессе проведения работ необходимо будет установить насос, который должен располагаться на участке теплотрассы.Благодаря такому взаимодействию можно будет обеспечить более быстрое и постоянное движение воды. В этом случае недостатком является стоимость установки дополнительного оборудования. Если вас интересует схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то в установке насоса не будет необходимости. Это связано с тем, что плотность горячей воды намного ниже, чем у холодной. За счет этого осуществляется выталкивание одной жидкости другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает определенную часть тепла батареям, постепенно остывая.Возвращающаяся холодная жидкость выталкивает горячую и легкую воду обратно в трубы. Этот цикл повторяется постоянно. Процесс нельзя приостанавливать, пока котел не прогреется. При необходимости отопительный контур с естественной циркуляцией (это касается в первую очередь частного дома) можно в любой момент дополнить насосом, которым хозяева могут при необходимости быстро и равномерно обогреть жилище.

Основные положительные характеристики

Наличие насоса влечет за собой дополнительные затраты энергии.А его отсутствие, наоборот, позволяет неплохо сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций. Система отопления частного дома (с естественной циркуляцией) «Ленинградка» имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить уникальную способность к саморегулированию, очень длительную безотказную работу, которая составляет 30 лет, термостабильность и высокая ремонтопригодность.

Подготовка к работе

Если вы решили самостоятельно провести монтажные работы, то следует рассмотреть схему отопления (с естественной циркуляцией) частного дома.Путь будет содержать определенный набор элементов. Помимо прочего, он содержит: расширительный бачок, расположенный в самой высокой точке; трубопровод, который может быть одинарным или двойным; радиаторы отопления, а также котельное оборудование. Последний будет нагревать теплоноситель. Перед началом работы важно помнить, что скорость и сила, с которой вода будет двигаться через систему отопления, зависят от объема, веса и плотности горячей жидкости. Не менее важную роль играет и внутренний диаметр труб, от этого параметра зависит коэффициент сопротивления, а также высота установки радиаторов отопления по отношению к котлу.Мастер должен знать, что к горизонтально ориентированным трубопроводам предъявляются особые требования. Их необходимо устанавливать с обязательным уклоном, который составляет 5 миллиметров на метр, поворачивая трубы по ходу движения. Только так охлажденная вода будет стремиться к котлу. Схема отопления (с естественной циркуляцией) частного дома предполагает установку на пути теплоносителя меньшего количества элементов, которые смогли бы увеличить сопротивление.

Расчет мощности перед установкой

Если вы выбрали схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то перед тем, как приступить к обустройству системы, нужно определиться с мощностью котельного оборудования.Такие расчеты можно произвести любым из нижеприведенных методов. Первый предполагает использование объема, второй — площади. Мастер должен помнить, что каждый из этих вариантов позволяет получить лишь приблизительный результат в самых идеальных условиях. Если здание не утеплено, следует приобретать оборудование с небольшим запасом. Тогда как для энергосберегающих зданий в качестве значения мощности на квадратный метр достаточно будет принять цифру в пределах 60 ватт.

Определение вместимости по объему

Если вы будете реализовывать схему отопления частного дома с естественной циркуляцией, то наиболее точный расчет будет по объему отапливаемого помещения.Первоначально это значение должно быть определено умножением на 40 Вт. Следующим шагом будет добавление поправочных коэффициентов. Если речь идет о частном доме, а комната граничит с улицей сверху и снизу, то нужно результат умножить на 1, 5. Если есть комната, расположенная возле утепленной стены, значение следует умножить на 1,1. При наличии утепленной стены умножение производится на 1,3. Что касается каждой двери, выходящей на улицу, то к ним нужно добавить 200 Вт. Для окна нужно добавить 100 Вт, минимальное значение — показатель равный 70, коэффициент в каждом случае будет зависеть от размеров проема.

Определение мощности по площади

Если будет оборудована закрытая система отопления частного дома с естественной циркуляцией, то можно рассчитать мощность и площадь. Самый простой метод — определить мощность котла по рекомендациям СНиП. Подсчитано, что на 10 квадратных метров требуется 1 кВт мощности. Общую площадь дома нужно умножить на 0,1. Важно учитывать разные коэффициенты, каждый из которых используется для определенных территориальных зон.Например, для Крайнего Севера этот показатель может варьироваться в пределах от 1,5 до 2. Для средней полосы эти цифры варьируются, начиная с 1,2 и заканчивая 1,4. Если мы говорим о южных регионах страны, то коэффициент может быть равен 0,8-0,9.

Монтажные работы: двухтрубная система

Система водяного отопления частного дома с естественной циркуляцией может быть оборудована по двухтрубной схеме. Несмотря на то, что монтажные работы в этом случае более сложны, распространение получила именно такая схема.При его реализации жидкость будет двигаться по двум трубам, одна из которых будет проложена сверху, куда будет стекать нагретая вода; в то время как второй должен быть размещен ниже, туда потечет остывшая жидкость.

Технология работы

Если вы рассматриваете схему и особенности установки отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, то можно использовать двухтрубную систему. Проведение этих работ требует соблюдения определенных инструкций. На первом этапе мастеру следует выбрать место, где будет располагаться блок хранения.

Над котлом монтируется расширительный бак, и вы можете соединить эти элементы между собой вертикальной трубой, которую после установки необходимо обернуть изоляцией. Примерно на уровне трети расширительного бачка нужно прорезать верхнюю трубу, предназначенную для транспортировки нагретой жидкости. Замеряем расстояние от верхней точки до пола, после чего подключаемся к проводке. Эти работы выполняются на высоте 2/3. Ближе к верху расширительного бачка выйдет из строя еще одна труба, которая будет переливаться.С его помощью излишки будут убраны в канализацию. На следующем этапе трубы подводятся к радиаторам. Батареи необходимо подключить к нижней трубе, установка которой осуществляется параллельно с верхней.

Совет мастера

При установке системы отопления частного дома (с естественной циркуляцией) своими руками важно постараться максимально точно расположить трубы. В этом случае необходимо обеспечить оптимальную разницу высот между котлом и радиаторами.Первые необходимо монтировать под отопительными приборами, поэтому лучше всего приобрести напольный прибор, который будет удобно располагаться в подвале или в специальной нише.

Нюансы работы

Чердак необходимо утеплить. Если температура в нем чрезмерно низкая, то есть вероятность, что жидкость в трубах замерзнет. Важно придерживаться нескольких правил, одно из которых предполагает расположение верхней трубы с определенным уклоном, который должен составлять примерно 7 градусов.По возможности котельное оборудование следует располагать значительно ниже отопительных приборов. Посетив магазин перед началом работы, следует выбирать трубы из металла или полимеров. Внутренний диаметр изделия должен составлять 32 миллиметра. Балансировку двухтрубного отопления, если трубы были подобраны правильно, делать не придется. Однако необходимо будет установить дроссель на шланги к каждому радиатору.

Следует отметить, что на прокладку двух цепей уйдет достаточно большая сумма денег.На это у мастера уйдет много времени, но такая система эффективнее и предпочтительнее.

Однотрубная установка

Если вы будете прокладывать систему отопления для частного дома (с естественной циркуляцией), то желательно перед началом работ рассмотреть фото таких схем. Если вы решите использовать однотрубную систему, вы сможете снизить затраты на установку. В этом случае необходимо будет проложить только одну трубу. Система будет иметь циклический замкнутый контур, предполагающий размещение радиаторов параллельно основному кольцу.Разрывать его в определенных точках не требуется. Можно будет оборудовать каждый радиатор вентиляционным отверстием. Такое решение даст возможность избавиться от воздуха в каждой из отдельных секций. Для выравнивания температуры необходимо будет установить дроссели и термоголовки. Сегодня довольно популярна однотрубная закрытая система отопления. В некоторых случаях можно пренебречь наличием расширительного бачка, изолируя таким образом охлаждающую жидкость. Как известно, в форсированной системе скорость движения теплоносителя по системе трубопроводов зависит от производительности насосного оборудования.С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе.Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил. Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными. С естественной циркуляцией дела обстоят иначе. Чтобы увеличить скорость движения воды, необходимо придерживаться определенных правил.Запорная арматура должна быть подобрана максимально правильно; важно следить за переходами диаметров. Необязательно снабжать систему многочисленными витками, которые могут стать непреодолимым препятствием для теплоносителя. Мастер должен свести к минимуму любые препятствия, стараясь сделать секции как можно более прямолинейными.

Рекомендации по работе

Аналогичная система отопления (с естественной циркуляцией) частного дома, схема которой предполагает наличие только одной трубы, комплектуется изделиями, внутренний диаметр которых может варьироваться от 32 до 40 миллиметров.Внутренняя поверхность труб должна быть максимально ровной, идеальной, единственный способ не допускать скопления отложений, но металлические аналоги рассматривать вообще не стоит.

Заключение

Система отопления частного дома с естественной циркуляцией, без радиаторов, сэкономит вам много денег. Однако перед проведением этих работ стоит подумать о целесообразности их выполнения.

Система отопления с естественной циркуляцией

Обустраивая отопление небольшого загородного дома или коттеджа, в первую очередь думают об эффективности, простоте и максимальной надежности.Чаще всего встречается система отопления с естественной циркуляцией, отвечающая всем вышеперечисленным критериям.

Принудительная циркуляция теплоносителя по трубопроводам осуществляется с помощью рабочего насоса, который устанавливается на участке теплотрассы. Благодаря такому взаимодействию обеспечивается постоянное и быстрое движение жидкости. Недостаток — стоимость дополнительного оборудования.

Узнайте больше о естественном кровообращении.

Для оснащения системы отопления естественной циркуляцией насос не требуется.Плотность нагретой воды ниже, чем у холодной, из-за чего одна жидкость вытесняется другой. Охлаждающая жидкость, двигаясь по трассе, отдает часть тепла радиаторам и постепенно остывает, возвращаясь обратно и вытесняя более теплую и более легкую воду в трубы. Цикл повторяется снова.

Этот процесс нельзя остановить, пока котел не нагреется. Систему с естественной циркуляцией можно в любой момент оснастить насосом и запустить его по мере необходимости для равномерного и быстрого обогрева помещения.

Основные преимущества

Одно из преимуществ таких систем — экономичность. Затраты на установку и обслуживание сведены к минимуму.

Наличие помпы повлечет дополнительные расходы на электроэнергию. Его отсутствие, напротив, даст возможность сэкономить. Такие системы совершенно бесшумны и не вызывают лишних вибраций.

Другие преимущества включают:

• Способность к саморегулированию
• Термическая стабильность
• Длительное время безотказной работы — 30 лет
• Высокая ремонтопригодность

Типовая схема

Если более подробно рассмотреть схему с естественной циркуляцией теплоносителя, то она будет содержать следующий набор элементов:

1. Расширительный бак, который находится на самой высокой точке
2. Радиаторы отопления
3. Трубопровод (двойной, одинарный)
4. Отопительное оборудование отопительный котел

Сила и скорость, с которой хладагент будет циркулировать через систему отопления, зависят от веса, объема и плотности горячей жидкости.Немаловажную роль играют внутренние поверхности труб, от которых зависит коэффициент сопротивления, и высота батарей отопления относительно котла.

К горизонтальным трубопроводам применяются особые требования. У них должен быть обязательный уклон около 5 мм на метр по ходу движения. Только в этом случае остывшая жидкость будет стремиться обратно в котел.

Надо постараться, чтобы на тракте теплоносителя было меньше элементов, способных повысить сопротивление.Большое количество запорной арматуры, ответвлений и перегибов необходимо компенсировать большим диаметром трубы.

Вас также может заинтересовать оригинальный способ обогрева производственных помещений.

Рассчитать мощность самостоятельно

Приступая к оснащению системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо определить мощность установленного отопительного котла. Вы можете произвести расчеты одним из двух методов:

1. По объему
2. По площади

Следует отметить, что оба варианта расчета дают приблизительные результаты в идеальных условиях.Если дом не утеплен, необходимо приобретать технику с небольшим запасом. В свою очередь, для энергосберегающих построек достаточно принять значение мощности 60 Вт на кв.

Самым точным считается расчет объема отапливаемого помещения. Для начала нужно вычислить это значение и умножить на 40 Вт. Введены следующие поправочные коэффициенты:

1. Для частного дома, граничащего с улицей сверху и снизу, рекомендуется результат умножить на 1.5
2. Если комната находится у утепленной стены, значение умножается на 1,1, у утепленной стены — 1,3
3. На каждую дверь, ведущую на улицу, прибавляется 150-200 Вт
4. На каждое окно добавляется 70-100 Вт, в зависимости от его размера

Самый простой метод — рассчитать мощность котла, рекомендованную в СНиП — по площади. Подсчитано, что на каждые 10 кв. м. Требуется 1 кВт мощности. Таким образом, общую площадь дома нужно умножить на 0.1.

Необходимо учитывать коэффициенты для разных территориальных единиц:

• Крайний Север — 1,5-2
• Средняя полоса — 1,2-1,4
• Южные регионы страны — 0,8-0,9

Выбор схемы подключения для систем с естественной циркуляцией

Существует огромное количество схем, по которым можно осуществлять естественное регулирование. Но все они разделены на 2 категории:

Несмотря на более сложный монтажный процесс, широкое распространение получила двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.Жидкость транспортируется по двум трубам: одна проложена вверху и по ней течет нагретая вода, вторая внизу и течет охлажденная вода.

Для самостоятельного построения простого двухтрубного контура можно выполнить следующую инструкцию:

• Сначала выбирается место, где будет размещен блок хранения
• Над котлом установлен расширительный бак, вместе они соединены вертикальной трубой, обернутой теплоизоляционным материалом
• На уровне 1/3 расширительной бочки вставлена ​​верхняя труба для транспортировки нагретого теплоносителя
• При измерении расстояния от пола до наивысшей точки необходимо сделать надрез в проводке на высоте примерно 2/3
• Ближе к верху расширительного бачка лопается вторая труба — перелив, через которую излишки удаляются в канализацию
• Затем нужно проложить трубы к радиаторам
• Батареи подключаются к нижнему водопроводу, прокладка которого должна быть параллельна верхнему

Необходимо постараться максимально точно расположить трубы в системе отопления с естественной циркуляцией и обеспечить оптимальный перепад высот между радиаторами и котлом.Последние следует размещать ниже аккумуляторов, поэтому предпочтение отдается уличным приборам, которые размещаются в специальной нише или подвале.

Чердак надо утеплить. Если будет слишком холодно, возможно замерзание жидкости в трубах.

Рассмотрим еще несколько правил, которым нужно следовать:

1. Верхнюю трубу рекомендуется начинать с небольшим уклоном — 6-7 градусов
2. По возможности котел устанавливают намного ниже отопительных приборов
3. Необходимо выбирать трубы из металла или на основе полимеров с внутренним диаметром 32 мм.

Балансировка двухтрубного отопления, если трубы подобраны правильно, не требуется.Тем не менее, дроссели следует устанавливать на соединениях с каждой батареей в обязательном порядке. Также стоит отметить высокие первоначальные затраты на прокладку сразу двух цепей и время, затрачиваемое на работы.

Чтобы снизить затраты на установку, выберите вариант прокладки всего одной трубы. В этом случае получается циклический замкнутый контур, удовлетворяющий следующим условиям:

1. Радиаторы должны разрезать параллельно основному кольцу, а не рвать его в определенных точках
2. Необходимо снабдить каждую батарею вентиляционным отверстием.Это решение даст возможность стравливать воздух в одной конкретной области
3. Для выравнивания температуры рекомендуется установить термоголовки и дроссели

Популярна закрытая однотрубная система отопления с естественной циркуляцией. В конкретном случае можно будет пренебречь расширительным бачком, полностью изолировав теплоноситель.

Что влияет на скорость обращения?

Если в принудительной системе скорость циркуляции теплоносителя по трубам зависит от производительности насоса, то здесь дело обстоит иначе.Для его увеличения необходимо придерживаться ряда правил:

• Оптимально подбирать запорную арматуру и следить за переходами диаметров труб
• Разнообразные повороты могут стать непреодолимым препятствием, поэтому их количество сводят к минимуму, стараясь сделать все участки прямыми

1. Наиболее подходящий внутренний диаметр трубы 32-40 мм
2. Внутренняя поверхность труб должна быть идеально ровной и не накапливать на себе отложения, изделия из стали не следует рассматривать

Устройство систем отопления с естественной циркуляцией требует определенной подготовки, навыков и знаний.Но чтобы оставаться уверенным в его работоспособности, стоит встроить помпу, включение которой произойдет в случае необходимости.

Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией: принцип работы и преимущества

Наличие в доме системы отопления — требование, ни у кого не вызывает сомнений. Но точки зрения, по каким принципам он должен работать, расходятся.

Возможны всего два варианта устройства системы отопления (СО).В первом случае теплоноситель движется по трубопроводам СО, подчиняясь основным физическим законам. Такие системы относятся к СО с ЭЦ (естественной циркуляцией). Во втором — схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией (ПК) предполагает движение теплоносителя по системе за счет работы встроенного циркуляционного насоса.

Принципы работы СО Центр

Для лучшего понимания принципа работы этой системы следует сначала разобраться, как работает СО ЭК.Этот вопрос подробно рассмотрен здесь.

За счет интеграции циркуляционного насоса в такую ​​систему можно устранить большинство недостатков, добиться равномерного распределения горячего теплоносителя по всем нагревательным приборам, тем самым увеличив эффективность СО и снизив расход топлива, необходимый для котел для поддержания заданных температурных параметров.

Система отопления с принудительной циркуляцией одноэтажного дома теоретически допускает возможность смешивания горячего и охлажденного теплоносителя.Но на самом деле этого не происходит, поскольку установленные модели циркуляционных насосов создают в линиях небольшие давления, не приводящие к перемешиванию.

Правильная регулировка скорости движения воды в системе позволяет с высокой степенью эффективности контролировать количество выделяемого тепла.

Кроме того, СО с ПК позволяет использовать радиаторы любого типа.

Преимущества, которые наличие насоса дает с ПК

• Нет ограничений по диаметру и материалам, из которых используются трубы, применяемые для монтажа ?? указанного типа;
• Это позволяет получить некоторую экономию на закупке материалов по более низким ценам, без потери качества работы смонтированной системы;
• Работа по установке системы упрощена, так как нет необходимости выполнять верхнюю разводку и строго контролировать уклон трубопроводов;
• Отсутствие значительных перепадов температур в системе положительно сказывается на увеличении срока службы элементов и комплектующих ПК;
• Имеется возможность выполнения разводки коллекторного типа, что позволяет нагревать все радиаторы до одинаковой температуры вне зависимости от их удаленности от котла;
• Вы можете увеличить длину трубопровода до необходимой;
• Становится технически возможным интегрировать в компьютерный центр дополнительные устройства, например, теплый пол;
• Отопление одноэтажного дома с принудительной циркуляцией позволяет установить необходимую температуру, как во всем доме, так и в отдельных его помещениях.Напоминаем, что регулирование температуры в ЕС ЕС в принципе невозможно.

Недостатки системы

1. Система нестабильна, что, во-первых, увеличивает эксплуатационные расходы на оплату потребленной электроэнергии, а, во-вторых, отключение электроэнергии приводит к остановке насоса;
2. Работающий насос издает определенный шум, который нравится далеко не всем.

Схемы устройства отопления дома с принудительной циркуляцией.

При установке отопительного контура в одноэтажном частном доме он может быть выполнен в следующих вариантах: одно- или двухтрубный.В этом случае разводка может быть нижней или верхней.

Однотрубный СО ПЦ

Выполнена указанная система:

С горизонтальной разводкой в ​​тех случаях, когда ее обустраивают в небольших жилых домах или в производственных помещениях. Из основного стояка поступающая в него горячая вода распределяется по стоякам горизонтально, проходя по ним через все установленные радиаторы. Охлажденный теплоноситель по обратной магистрали возвращается в котел.

Важным требованием является оснащение всех радиаторов вентилями для отвода воздуха (краны Маевского), а также установка запорной арматуры в начале подающей магистрали, что позволяет контролировать температуру в помещении.

С вертикальной компоновкой. Трасса СО идет с верхних этажей на нижние. В одноэтажных домах без мансарды его не используют.

Двухтрубный СО ПК

Схема системы отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией с горизонтальной разводкой может быть выполнена в трех вариантах:

• Коллекторная система;
• Associated CO;
• Тупик SO PC.

В первом варианте каждый нагреватель подключается индивидуально, что способствует их равномерному нагреву.Но изначально это требует повышенного расхода труб на установку, а, следовательно, больших затрат на их покупку.

Связанные СО имеют одинаковые контуры циркуляции хладагента. это делает процесс регулировки температуры более простым и надежным, но увеличивает длину прокладываемого трубопровода. То есть опять лишние расходы.

В тупиковых системах каждый последующий радиатор по направлению потока воды находится дальше от котла, что увеличивает контур циркуляции теплоносителя и снижает эффективность контроля работы СО.

С вертикальной компоновкой. Отопление в одноэтажном доме своими руками по указанной схеме может выполняться с нижней или верхней разводкой.

В первом случае циркуляционный насос подает холодный теплоноситель с обратной линии в котел. От него — до питающей сети и далее по радиаторам. Охлаждаясь, вода через расширительный бак возвращается в котел.

Во втором случае магистральный трубопровод СО располагается над радиаторами (чаще всего на чердаке), а обратка прокладывается на полу помещения или в подвале под потолком.Теплоноситель циркулирует от котла к подающей линии, оттуда к радиаторам, откуда по обратной трубе и через расширительный бачок перекачивается в котел.

Выбор циркуляционного насоса

, в первую очередь, подбираются по таким параметрам, как создаваемый напор и мощность. Их необходимое значение предварительно рассчитывается с учетом размеров помещения, которое будет отапливаться ПК.

Схема отопления одноэтажного дома — виды отопления

В большинстве случаев у рядовых граждан частный дом ассоциируется с одноэтажным домом.Возможно, у нас до сих пор существуют стойкие стереотипы, а может быть, только что наступили кризисные времена, которые заставили нас задуматься не только о стоимости всех строительных материалов, но и о том, сколько нам будет стоить содержание дома. В связи с этим особую актуальность приобретает топливо, которое обеспечит нормальные условия проживания в частном доме. Без топлива сложно готовить и отапливать помещения. Еще на этапе создания строительного проекта хороший хозяин должен учесть все системы жизнеобеспечения. Одной из первых разрабатывается схема отопления одноэтажного дома.Хотя в определенные моменты жизни люди, которые большую часть жизни живут в частном доме, также сталкиваются с такой проблемой, как модернизация существующей системы отопления или ее полная замена. Будет полезно прочитать о системе отопления.

Виды топлива для систем отопления

Любая система отопления должна начинаться с выбора топлива. Это может быть торф, дрова, газ, уголь или жидкое топливо. В последнее время очень часто при устройстве отопления стали использовать отопительные котлы. Но самый экономичный вариант — газовый (подробнее о расчете тепла на отопление можно прочитать здесь).

Однотрубная система и ее конструкция

Конечно, конструктивное решение системы отопления во многом зависит от финансовых возможностей хозяина. На данный момент нет ограничений на техническую реализацию какой-либо системы. На рынке вы найдете материалы и оборудование для любого кошелька. Наиболее доступной и традиционной считается однотрубная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией. В качестве теплоносителя здесь используется вода.

Установка циркуляционного насоса может значительно повысить эффективность этой системы.Но это будет абсолютно необходимо только при обустройстве дома с большой площадью. Если речь идет о небольшом домике, то можно полностью обойтись без него.

Обращаем ваше внимание, что организация естественной циркуляции предполагает установку подводящего патрубка с уклоном 5 мм на каждые 2 м трубопровода.

В схему однотрубной системы отопления входят:

1. — Источник тепла, например, отопительный котел.
2. — Трубопровод.
3. — Расширительный бачок.
4. — Элементы для подключения к радиаторам.

Типы однотрубных систем

Системы отопления однотрубные бывают звездообразные, коллекторные и лучистые.

Однотрубная система отопления одноэтажного дома функционирует довольно просто. Необходимо лишь определиться с материалами, а затем произвести небольшие расчеты на предмет теплопотерь дома.

Вода, нагретая от котла через входы и трубопроводы, попадает к отопительным приборам и, попав в радиаторы, отдает тепло.После этого остывший теплоноситель по той же трубе возвращается обратно в систему теплоснабжения. В самой высокой точке этого вида отопления, которая называется «горизонтальной», находится расширительный бачок.

При движении теплоносителя по трубопроводам через стенки приборов и трубопроводов выделяется тепло. Однотрубную систему отопления с естественной циркуляцией смело и без преувеличения можно считать наиболее экономичной в настоящее время.

Недостатком такой системы отопления является разница температуры теплоносителя в разных точках системы.В конечном радиаторе вода всегда будет намного холоднее, чем в ближайшем к котлу. Кроме того, однотрубная версия не допускает возможности перекрытия одной батареи; необходимо отключить сразу всю систему.

Схема отопления одноэтажного дома может предполагать и двухконтурную конструкцию. В таком варианте дом будет не только отапливаться, но и сразу же обеспечиваться горячей водой. Очень часто можно увидеть две параллельные одноконтурные системы.Один используется для отопления, а второй — для горячей воды. При этом не забывайте, что установка второго контура увеличит потребление энергии примерно на 25%.

В каком бы проекте вы ни хотели обогреть свой дом, самое главное — найти оптимальное соотношение между потерями тепла и потреблением энергии. Кроме того, нужно учитывать силовые характеристики котла отопления, а также КПД радиаторных батарей.

Схема отопления одноэтажного дома

Можно ли самостоятельно организовать отопление частного дома? Да, если у вас есть подробная схема подключения системы отопления.У вас минимальный опыт работы с конвейером? Тогда вы обязательно с этим справитесь. В этой статье будет проанализирована схема отопления одноэтажного дома. Дадим полезные советы начинающим частным строителям. Главное, чтобы система была отказоустойчивой и дешевой, тогда домашняя работа позволит сэкономить на найме профессиональных работников. Мы подробно разберем однотрубные и двухтрубные сети, а также изучим требования к отоплению частного дома.

Системные требования

Чтобы все работало надежно, необходимо соблюдать следующие требования:

• Отказоустойчивость.Этот параметр отвечает за работу системы отопления в любой мороз. В нем не должно быть чрезмерной теплоотдачи, так как это помешает нормальной работе системы в холодную погоду.
• Простота установки. Далеко не все собственники могут позволить себе нанять профессионалов для проектирования и монтажа тепловой сети, поэтому нужно выбирать самые простые схемы отопления. Работа, сделанная своими руками, всегда приносит удовольствие.
• Отсутствие зависимости от энергии. Было бы здорово, если бы система могла работать с естественной циркуляцией.Обычно мастера устанавливают отопление с принудительной циркуляцией, но при этом система может работать и естественная, несмотря на снижение КПД.
• Прибыльность. Несмотря на то, что отопительный контур практически не влияет на КПД котла, мы рекомендуем сделать все возможное, чтобы добиться максимальной экономии тепла.

На фото котел, который продолжает работать даже после отключения циркуляционного насоса. Он функционирует в ограниченном пространстве.

Стоит сказать, что пункт «Нет зависимости от энергии» для электрокотлов неактуален, так как ни насос, ни котел без электричества не обходятся. Остальные предметы работают с таким агрегатом.

Однотрубная система: анализ цепей

Широкий выбор строительных материалов и сантехники позволяет подобрать проекты для владельцев частного дома с разным уровнем дохода. В первую очередь стоит рассмотреть вариант однотрубной системы, поскольку она считается наиболее доступной, особенно для одноэтажного дома.В однотрубной сети вода циркулирует естественным образом.

Схема выглядит следующим образом:

По возможности стоит установить циркуляционный насос. Это значительно повысит эффективность и результативность конструкции. Но если ваш дом занимает небольшую площадь, то этот агрегат для установки не требуется. Для обеспечения естественной циркуляции уклон основной трубы должен составлять 0,5 сантиметра.

Однотрубная система состоит из следующих элементов:

• Электропроводка.
• Трубопровод.
• Котел для нагрева воды.
• Расширительный бак.

Однотрубная конструкция имеет подвиды: балочная, коллекторная, звездчатая. Конструкция быстро выполняет свою работу, поэтому конструкция проста. Первым делом нужно выбрать материалы для сети.

Система работает следующим образом. Теплоноситель (вода) нагревается от котла, затем по трубам поступает в отопительные приборы. Далее охлаждающая жидкость переходит к радиаторам, которые забирают все тепло.Таким же образом возвращается теплоноситель в котел. Расширительный бак — крайняя точка однотрубной системы отопления.

На сегодняшний день такая конструкция считается самой экономичной для частного дома. У системы тоже есть несущественные минусы. Разница температур в разных точках — это первый недостаток. Например, в радиаторе вода будет намного холоднее, чем в бойлере. Второй недостаток заключается в том, что вам нужно заблокировать всю конструкцию, если вам нужно заблокировать хотя бы одну батарею.

Двухтрубная сеть

Для одноэтажного дома можно своими руками монтаж двухконтурной тепловой сети. Это более дорогой вариант по сравнению с предыдущей схемой, но при этом в доме всегда будет горячая вода. Суть двухконтурной системы такова: первый контур используется для обеспечения горячей водой, второй — для отопления.

Ниже приведен отличный пример двухконтурной сети, которую вы можете установить самостоятельно:

По периметру дома (в гостиной и под полом) два трубопровода — обратный и подающий.Конвекторы, радиаторы и регистры используются в сети как перемычки, которые создают короткое замыкание. Хладагент имеет тенденцию циркулировать через нагреватели, расположенные ближе всего к циркуляционному насосу. Но мы должны убедиться, что удаленные приборы тоже нагреваются. Для этих целей устанавливаются ограничительные дроссели.

Что касается минусов данной системы, то их два:

1. Повышенный риск при размораживании без балансировки.
2. Большое количество трубопроводных систем, отрицательно влияющих на экономию.

Схема реализации для частного дома, установка

Несмотря на то, что водяное отопление с естественной циркуляцией имеет ряд недостатков, которые в основном связаны с его высокой инертностью, то есть медленным обогревом помещения, его все же очень часто используют для оснащения автономного газового или твердотопливного отопления в помещениях. частные дома и квартиры.

Это связано с преимуществами, которые имеет отопление с естественной циркуляцией по сравнению с принудительной прокачкой теплоносителя через систему отопления с помощью электронасоса.

Во-первых, такая система отопления несколько дешевле, потому что не требует покупки насоса, а во-вторых, она не критична к отключениям электроэнергии и всегда будет работать при включенном отопительном котле.

Однако его использование накладывает определенные ограничения на места установки котла и отопительных батарей, требует аккуратной укладки труб и более тщательного проектирования, так как при малейших погрешностях в проекте или во время монтажа системы отопления ее эффективность может стать намного выше. ниже.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

Принцип работы такой системы предельно прост и основан на разнице плотности воды при разных температурах. При нагреве в отопительном котле горячая вода по трубе замкнутого контура поднимается вверх, а на ее место течет холодная вода, которая уже остыла в батареях отопления. Чем больше разница высот между верхней и нижней точками отопительного контура, тем эффективнее циркуляция воды в системе, что также зависит от соблюдения наклона труб для слива охлажденной воды от батарей в котел, для того, чтобы снизить сопротивление току воды в системе.

Особенности системы отопления с естественной циркуляцией

Если расчет естественной циркуляции и монтаж системы завершен, она сможет эффективно работать при работающем котле, но в некоторых случаях целесообразно установить насос через вентиль, который можно использовать во время отопления после перерыв для более быстрого обогрева помещений, особенно если контур системы имеет значительные габариты.

Стоит отметить, что возможность работы такой системы без насоса позволяет эксплуатировать ее без ремонта и обслуживания очень долгое время.Благодаря современным прочным компонентам системы отопления с естественной циркуляцией могут работать без вмешательства более 50 лет. Однако следует учитывать, что естественная циркуляция будет чувствительна к любому сопротивлению, поэтому рекомендуется использовать трубы большего диаметра по сравнению с трубами, применяемыми в системах отопления с принудительной циркуляцией.

Считается, что для эффективной работы такой системы отопления общая длина ее контура не должна превышать 30 м, однако это ограничение довольно условно и может быть значительно увеличено, надеясь, что на равномерное прогревание потребуется больше времени. до всех комнат в доме.Безусловно, большая инерционность такой системы является ее основным недостатком и для выхода на рабочий температурный режим может потребоваться несколько часов, однако этот недостаток полностью компенсируется ее простотой и высокой надежностью.

Для уменьшения инерции системы и повышения ее эффективности необходимо прокладывать все входные и выходные трубы для естественной циркуляции не строго горизонтально, а с небольшим уклоном, усиливающим поток воды. При этом в верхней части контура обязательно устанавливается расширительный бак, который является не только компенсатором повышения давления в системе и предполагает расширяющийся при нагревании «лишний» объем воды, но и собирает пузырьки воздуха. , что может вызвать образование воздушной пробки.

Эту систему по праву можно назвать саморегулирующейся, ведь когда в помещении холодно, аккумулятор быстрее передает тепло, вода остывает быстрее, а значит, скорость ее циркуляции в системе увеличивается. Когда комната полностью нагревается, циркуляция замедляется до минимума, что способствует экономии энергии.

Выбор материалов для монтажа системы отопления

Эксплуатационные характеристики системы отопления с естественной циркуляцией напрямую зависят от того, какие трубы и из какого материала она проложена.

Чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет работать система, поэтому рекомендуется использовать трубы диаметром 32-40 мм и даже больше.

Многое также зависит от материала труб, например, если вы используете сталь, которая корродирует, шероховатость внутренней части трубы будет мешать нормальному потоку воды и уменьшать скорость ее циркуляции. Также следует избегать резких участков изменения диаметра, необоснованных резких изгибов труб, что непременно приведет к замедлению потока воды и снижению эффективности ее циркуляции.

Примерный расчет системы отопления

Стоит отметить, что хотя отопительный контур с естественной циркуляцией максимально прост, точно рассчитать его параметры довольно сложно, так как в самой системе и в доме в целом может быть множество факторов, которые будут влиять на эффективность нагрева. Поэтому какой бы метод расчета вы ни использовали, устанавливать отопление с естественной циркуляцией следует с некоторым запасом. При этом всегда можно более точно отрегулировать необходимую температуру в помещениях, изменив настройки автоматики котла.

На практике используются два метода расчета тепловой мощности, необходимой для обогрева, по площади и объему помещения, с использованием коэффициентов и поправок для учета теплопотерь.

Так, например, при расчете площади используется норма 1 кВт на 10 метров квадратного помещения. Причем для регионов с относительно теплым климатом используется коэффициент от 0,7 до 0,9, для северных широт 1,2–1,3, а для Крайнего Севера этот коэффициент выбран в пределах 1.5–2. Считается, что высота потолка в комнатах составляет 2,5 м, что далеко не всегда верно, и если высота потолка разная, воспользуйтесь методом расчета объема.

Также к общей мощности на каждое окно добавляется еще 100 Вт, на дверь -200 Вт, наличие внешней стены добавляет еще один коэффициент в диапазоне 1,1–1,5. Однако учет всех этих параметров также не позволяет учесть все нюансы, влияющие на сохранение тепла, поэтому тепловая мощность берется с достаточно большим запасом.

Отопительные контуры с естественной циркуляцией

На практике обычно используются две распространенные схемы подачи теплоносителя в аккумуляторы:

• Двухтрубная система. В этом случае прокладывают два контура: контур подводимых труб горячего водоснабжения прокладывается под потолком или на чердаке, а контур, по которому отводится холодная вода от батарей, прокладывается на уровне пола. Каждая батарея подключена как к верхнему, так и к нижнему контурам. Схема наиболее эффективна и позволяет без дополнительных регулировок распределять тепло равномерно, однако ее стоимость намного дороже, а сложность монтажа выше.
• Однотрубная система с естественной циркуляцией. Эта схема на практике применяется гораздо чаще, особенно если речь идет об организации отопления одноэтажного дома. В этом случае замкнутый трубопроводный контур от расширительного бака, установленного наверху дома, например, на чердаке, до котла, установленного внизу, проходит на уровне пола под всеми батареями. В этом случае каждая батарея подключается снизу к трубопроводу общего контура в двух точках. На входе в аккумуляторную батарею по ходу течения воды желательно установить дроссель, с помощью которого можно регулировать подачу воды к каждой батарее, чтобы обеспечить равномерный нагрев как в непосредственной близости от расширительного бачка, так и в конце контура перед входом в котел.

Стоит отметить, что данная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя зарекомендовала себя во многих домах и более десяти лет исправно обслуживает своих хозяев.

Кроме того, система позволяет работать с отопительными котлами любого типа и строить недорогие, надежные и эффективные автономные системы отопления.

Проект дома с отдельной котельной. Система отопления одноэтажного частного дома: основные требования

Грамотно устроенная система отопления одноэтажного дома может обеспечить качественный и эффективный обогрев помещения, но для этого нужно знать, как правильно внедрить подобную систему в своем доме.Одной из самых популярных систем индивидуального отопления является однотрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией.

Проверьте настройки термостата

И решите эту проблему и сэкономьте энергию в этом процессе, но это может быть дорогостоящим. Хорошее правило года — расположение на термостате, которое позволит устройству непрерывно циркулировать по дому. Это должно помочь предотвратить скопление теплого воздуха на втором этаже и предотвратить замерзание холодного воздуха на нижних уровнях, создавая лучший температурный баланс от комнаты к комнате.Работа вентилятора печи в непрерывном режиме, а не в режиме «Авто», в котором двигатель печи запускается и останавливается, также снижает количество энергии, потребляемой печью, что позволяет сэкономить деньги на эксплуатационных расходах.

Чаще всего монтаж трубопроводов отопления производится пластиковыми трубами из-за их практичности и доступной цены.

В качестве теплоносителя, как правило, используется вода, но допускается применение незамерзающей жидкости, не допускающей замерзания отопительной системы в холодное время года.

Система отопления одноэтажного частного дома: основные требования

Система отопления одноэтажного дома должна быть максимально простой в установке.

Если после проверки этих параметров вы все еще испытываете дискомфорт, пора обратиться к квалифицированному лицензированному специалисту, который имеет опыт балансировки воздуха и может оценить вашу систему. Опытный специалист может проверить, подходит ли ваша плита для вашего дома и того, что вы используете.Использование слишком маленького или слишком ограничительного фильтра может уменьшить поток воздуха, что также снизит эффективность вашей системы. Профессионал также может проверить статическое давление в вашем воздуховоде, чтобы определить, есть ли что-то, что вызывает плохую работу системы.

Схема двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией и верхней разводкой.

Поэтому наиболее востребованным вариантом является однотрубная система водяного отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией.Не у всех есть возможность привлечь высококвалифицированных специалистов для проектирования системы и выполнения работ, тем более что схема такой системы отопления достаточно проста, и ее можно смонтировать своими руками.

Чем больше давление в вашей системе, тем меньше воздуха она может перемещать. Добавление заслонок, которые помогают регулировать поток воздуха из комнаты в комнату, также может решить проблемы с балансировкой. Поступая таким образом, вы, скорее всего, поймаете небольшие проблемы, прежде чем они превратятся в более крупные и дорогостоящие.У вас проблемы с поддержанием температуры в доме?

Порядок монтажа отопления одноэтажного дома

Примечание редактора: это обновленная версия статьи, опубликованной 6 февраля. Готовьте в микроволновой печи, барбекю или скороварке. Микроволновая печь почти не производит тепла и намного более энергоэффективна, чем плита или духовка. Нагревательная пластина вырабатывает меньше внутреннего тепла при относительно низком потреблении энергии. Конечно, барбекю сохраняет тепло снаружи.

Экономия в эксплуатации — еще одно основное требование. Понятно, что схема, по которой будет установлена ​​однотрубная система водяного отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией, практически не влияет на КПД котла, но для экономии тепла необходимо постараться делать все, что зависит от пользователя.

Уменьшите источники влажности. Снижение влажности в вашем доме приводит к уменьшению конденсации на змеевиках кондиционера, экономии энергии и уменьшению этого скрытого источника тепла.Чтобы снизить влажность: — освободите сушилку для белья снаружи — используйте вытяжные вентиляторы на кухне и в ванной. — Накрывайте кастрюли во время приготовления. Если у вас есть место для обхода, накройте всю незащищенную грязь пластиковым барьером для влаги.

Система отопления дома с естественной циркуляцией

Герметизируйте белье; линейная сухая одежда. Стиральные и сушильные машины выделяют большое количество тепла и влажности. По возможности используйте их утром или вечером, когда вы лучше переносите дополнительное тепло.Герметизируйте белье во время использования и выведите воздуховод или воздух из помещения. Используйте одежду для сушки одежды. Осушители во время работы выделяют значительное количество тепла; они также потребляют много электроэнергии. Бросьте одежду в сушилку на пух на несколько минут, если строчка высушенной одежды слишком жесткая.

Отказоустойчивость. Этот пункт означает, что при любой температуре снаружи помещения замерзать из-за чрезмерных тепловых потерь однотрубная система водяного отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией не должна.

Прежде всего, приветствуется энергетическая независимость. Даже если задана схема отопления частного одноэтажного дома с принудительной циркуляцией, желательно, чтобы она могла работать нормально и с естественной циркуляцией, правда, с некоторым снижением КПД.

Воздушный сухой корм. Это уменьшит тепло, выделяемое во время цикла сушки в посудомоечной машине. Стирайте только полную загрузку, чтобы сократить использование машины. Изолируйте водонагреватель. Водонагреватели выделяют тепло, которое легко утеплить.Вы можете приобрести водонагреватель или самостоятельно изолировать его, используя утеплитель из стекловолокна и ткань. Не закрывайте вентиляционные отверстия. Этот простой метод также значительно повысит эффективность вашего водонагревателя, что приведет к сокращению количества счетов за электроэнергию. циркуляционный насос горячей воды летом.

Лучшие котлы и оборудование для системы отопления одноэтажного частного дома

Схема подключения газового котла.

На сегодняшнем рынке достаточно большой выбор оборудования (котлов), с помощью которого можно создать эффективную однотрубную систему водяного отопления одноэтажного дома.

Если у вас есть циркуляционный насос горячей воды для быстрого приготовления горячей воды на всех кранах, отключите его на лето. В большинстве домов нет изолированных трубопроводов, и вы платите как за нагрев воды, так и за отвод тепла из дома с кондиционером, небольшое неудобство стоит экономии энергии.

Герметизация каналов и закрытых подвальных дверей. Во многих домах с центральным отоплением есть каналы, которые проходят через чердак и ползут. Если швы в этих каналах протекают, особенно на чердаке, они могут втягивать горячий летний воздух, поступающий в дом, создавая большую нагрузку на кондиционеры.Небольшой ремонт трубопроводов выполнить несложно, обычно он включает в себя прокатку или опрессовку краев жести клещами. Однако воздуховоды в безусловных помещениях должны быть герметизированы и изолированы квалифицированными специалистами с использованием соответствующих уплотнительных материалов.

Итак, лучшие из газовых котлов конденсационные. Они позволяют извлечь максимум тепла за счет конденсации продуктов сгорания. Среди твердотопливных котлов лидируют пиролизные котлы, в которых топливо сначала становится пиролитическим газом с ограниченным доступом воздуха, а затем оно сгорает.Остается минимум отходов. Кроме того, пиролизный котел может работать в полуавтоматическом режиме с минимальным вмешательством человека.

Следует также закрыть воздуховоды, ведущие в подвал, поскольку эта часть дома обычно охлаждается естественным образом. Дверь в подвал держите закрытой, потому что холодный воздух будет падать в подвал, где в этом нет необходимости. Вентиляция с оконным вентилятором. Если наружная температура ниже 77 °, можно использовать оконный вентилятор для замены горячего воздуха в комнате.Поместите вентилятор на нижнюю часть лопастей вентилятора, направляя воздух наружу.

Чтобы увеличить приток воздуха, откройте окна в каждой комнате и убедитесь, что все внутренние двери открыты. Подвести газ к камину и обогревателям. Пилотный свет выделяет значительное количество тепла и должен быть выключен в теплые месяцы. Осенью включить контрольную лампу так же просто, как нажать кнопку на большинстве устройств. Каминные заслонки также следует закрывать в жаркие месяцы года; это сводит к минимуму потерю более холодного воздуха изнутри дома.

Какие батарейки поставить — вопрос личных предпочтений. Обратите внимание, что количество радиаторов рассчитывается по следующей формуле: на 10 м² площади помещения требуется 1 кВт мощности при стандартной высоте потолка 3 м. Данные о тепловой мощности аккумулятора обычно приводятся в сопроводительной документации.

Особенности и преимущества однотрубной системы отопления для частного одноэтажного дома

Улучшение функциональности и стиля дома может принимать разные формы.Это может быть так же просто и быстро, как покраска стены или добавление нескольких горшечных растений на крыльцо, или это может быть проект, требующий гораздо больше времени и средств, например, добавление одноэтажной пристройки.

Последний вариант — идеальный способ создать в доме дополнительное пространство для ног, а также преобразить жилые помещения, чтобы они лучше соответствовали вашему образу жизни. Но очевидно, что проект такого масштаба должен идти рука об руку с достойным планированием, особенно с учетом того, что он может быть довольно дорогим.

Схема однотрубной системы отопления частного одноэтажного дома.

В первую очередь запускается труба большого диаметра (не менее ДУ32) по периметру здания. Труба монтируется внутри жилого помещения, тогда все полученное тепло, которое будет отдавать ее поверхность, пойдет на обогрев помещения. И там, где это больше всего нужно, — у внешних стен. Примите во внимание тот факт, что на питающей стороне разводка обязательно должна быть выше, чем там, где обратка идет обратно в котел.

Сколько стоит одноэтажная пристройка?

Итак, прежде чем вы начнете покупать новую мебель за дополнительную плату, давайте подробнее рассмотрим фактор стоимости вашей одноэтажной пристройки.Окончательная стоимость будет зависеть от ряда факторов, в том числе от результатов, которые вам нужны. Для приблизительной оценки мы включили следующие цифры.

Стоимость будет колебаться в зависимости от количества в этом одноэтажном пристройке. Конечно, эта пристройка будет намного практичнее, если у нее будут большие двери, ведущие в задний сад. И здесь мы представляем два варианта: двустворчатые двери и раздвижные двери.

Конвекторы или радиаторы врезаются в петлю при помощи трубы меньшего диаметра.На трубопроводе желательно установить запорные вентили радиатора и дроссели. Воздухоотводчик в верхней пробке тоже не лишний. Однако такая схема отопления частного одноэтажного дома дает возможность запускать тепло и без использования дополнительной арматуры.

Также возможно расширение существующей системы центрального отопления. В противном случае можно просто выбрать теплый пол. Если вам нужен новый котел для отопления, ориентировочная стоимость замены газового котла составляет около 2 фунтов стерлингов.

А как насчет разрешения на строительство?

Не забываем про дизайн пристройки, о котором вы мечтаете. Строительные чертежи, как правило, совпадают, и вам может понадобиться инженер-строитель для расчета размеров балок и фундамента. Фактор в других 500 фунтах. В Англии запланированная плата за продление жилого помещения составляет £. Свидетельство о правовом развитии составляет 86 фунтов стерлингов, а плата за выполнение условий планирования составляет 28 фунтов стерлингов за запрос. Имейте в виду, что другие отчеты, такие как отчет о деревьях, оценка риска наводнений в зонах затопления и т. Д., может потребоваться.

Описанная выше однотрубная система водяного отопления одноэтажного дома монтируется достаточно быстро и недорого. Тепловые потери сведены к минимуму, ведь все коммуникации находятся внутри жилых помещений.

Особенности системы отопления одноэтажного дома

На рис. 1 изображен один из самых популярных и простых вариантов системы циркуляции природного газа, где 1 — перелив, 2 — бойлер, 3 — клапан для наполнения системы, 4 — кран для слива воды, 5 — регулирующий кран, 6 — отопительный прибор, 7 и 8 — подающая и обратная магистрали, 9 — расширительный бачок.

При планировании более амбициозного расширения вам потребуется разрешение на строительство с учетом таких факторов, как использование материалов, которые отличаются от первоначального стиля дома, и если вы планируете построить балкон или приподнятую веранду. Чтобы сэкономить время и средства, убедитесь, что вы внимательно изучаете свои планы с помощью строителя, который знаком с местными органами планирования и их настройками.

Казалось бы, размер имеет значение, ведь плата за согласование строительных норм будет зависеть от размера вашей пристройки.Планируйте от 250 фунтов на 1–10 м² и от 900 фунтов на 80–100 м². Это актуально независимо от того, собираетесь ли вы в полномасштабное приложение со всем, что было одобрено перед запуском, или в приложение для уведомления о строительстве, в котором вам нужно всего лишь уведомить о начале работы за 48 часов.

Порядок монтажа отопления одноэтажного дома

Схема устройства однотрубной системы водяного отопления одноэтажного дома предполагает использование следующих инструментов:

• плоскогубцы;
• рулеток;
• труба и разводные ключи;
• болгар;
• отвертки;
Перфоратор
• ;
• сварочный аппарат;
• труборез;
• Горелка газовая.

Ищу архитектора или дизайнера

Подтвердите подсказку: если соседи официально согласны с вашей пристройкой, вам не нужно будет возводить стену для вечеринок, что может сэкономить вам некоторые расходы. Конечно, плата за проектирование этих специалистов варьируется от компании к компании. Но в поисках идеального специалиста нужно искать того, с кем можно легко поговорить, а также того, кто выполнит небольшую работу.

Выбирайте профессионала, который продемонстрирует выполнение таких впечатляющих схем.Кроме того, вы можете выбрать компанию, расположенную недалеко от вашего дома. Вам нужно решить, хотите ли вы использовать более крупную и быструю компанию, которая может быть более гибкой, или меньшую фирму, которая дешевле, но для завершения проекта может потребоваться немного больше времени.

Схема устройства системы отопления в одноэтажном доме.

Монтаж системы следует начинать с установки котла, после чего выполнять укладку труб. Для такой системы лучше всего подходят металлические трубы.Не рекомендуется устанавливать пластиковые изделия из-за достаточно высокой температуры системы. Для подвода отопительной схемы одноэтажного частного дома используются трубы диаметром 1,5-2 дюйма, для реверса лучше всего использовать двухдюймовые трубы.

Какой бы вариант вы ни выбрали, убедитесь, что у всех подрядчиков, которых вы используете, есть гарантия. И всегда заключайте водонепроницаемый контракт, чтобы защитить обе стороны. Ищете какое-то визуальное вдохновение? Мы все были там: как бы вы ни старались, хотя бы в одной комнате в вашем доме слишком жарко или слишком холодно.В то время как ваша гостиная может быть такой, какой вы хотите, ваша спальня наверху замерзает. Досадно и неудобно — вы платите за систему кондиционирования, так почему она не работает нормально?

Общие источники температурного дисбаланса дома

Температурный дисбаланс может расстраивать, но он может быть признаком серьезных проблем. Вместо того, чтобы прокручивать термостат или обгонять систему, подумайте о том, что может быть в центре проблемы. Это не только повлияет на баланс отопления и охлаждения в вашем доме, но и может нанести долговременный ущерб вашей системе.В холодные месяцы неправильный поток воздуха может привести к замерзанию змеевиков испарителя вашей системы. В теплые месяцы возникает обратная проблема: ваша система может перегреться и преждевременно выйти из строя.

Монтаж магистрали проводят с уклоном 10 мм на 1 м длины трубы. Под окнами необходимо установить самотечные отопительные приборы и соединить их трубами ¾ дюйма. Нарезка производится с универсальным (двухсторонним) подключением, для их полного прогрева. Во время работы системы отопления первые отопительные приборы будут нагреваться быстрее всего, считая от котла.Ввиду этого перед ними устанавливают регулировочные краны, что позволит более равномерно распределять тепло в доме. А еще лучше на все устройства устанавливать краны с двух сторон. Таким образом, при необходимости вы можете устранить проблемы с аккумулятором, не выключая всю систему. Батареи устанавливаются любого типа кроме панельных, так как в такой системе они быстро забиваются.

К водопроводному крану рядом с котлом (внизу системы) необходим врезной кран.При выпуске грязной воды с различными механическими включениями. Использование клапанов не рекомендуется, так как они забиты.

А для заливки по аналогичной схеме вентиль (в крайнем случае можно использовать кран). Клапан позволит равномерно заполнить систему гравитационного обогрева, чтобы воздух удалялся из всех батарей, не создавая воздушных пробок.

Из недостатков можно выделить небольшую длину подводящего трубопровода (не более 30 м) и использование трубы достаточно большого диаметра, что сказывается на интерьере дома.Если котел установлен посередине дома, для более рационального использования отопительная установка разбивается на 2 флигеля. Двухконтурные схемы отопления дома — на 2 стороны (рис. 2). Такое решение позволяет добиться более равномерного распределения тепла по всем отапливаемым помещениям.

На рис. 3 изображена схема отопления с прокладкой подводящей магистрали под подоконниками. В случае нехватки места по высоте для установки радиатора и 2-х линий можно выполнить обогрев по схеме на рис.4, используя трубу диаметром 5/4 дюйма.

Однотрубный обогрев работает независимо от электричества. И это одно из главных его достоинств.

Нет связанных сообщений.

, принцип действия, особенности установки

С естественным отбором знаком каждый, но это актуально и в отношении многочисленных изобретений человечества. Со временем что-то подобное они тоже проходят.Некоторые технологии погрузятся в пропасть, навсегда забыв, а другие станут бессмертной классикой и вне конкуренции. Что касается последнего, то сюда можно также включить систему отопления с естественной циркуляцией (СО с ЕС). Несмотря на наличие более совершенных и функциональных решений, технология по-прежнему остается востребованной; он успешно выдержал испытание временем.

Особенности естественной циркуляции

У этой системы есть и другие названия: термосифонная, гравитационная, гравитационная.

Состоит из нескольких компонентов:

• Теплогенератор (котел, печь или камин с водяной рубашкой).
• Замкнутый контур — патрубки, радиаторы, залитые жидким теплоносителем (вода, масло, антифриз).
• Расширительный бачок.
• Арматура запорно-регулирующая.
• Приборы.

Нагретый теплоноситель из топки или котла движется по замкнутому контуру, нагревая радиаторы. А они, в свою очередь, передают энергию в окружающий воздух в комнате.Главная особенность этой системы именно в особом способе движения теплоносителя.

Жители жилых домов заметно светлее, так как в квартирах центральное отопление. Владельцам частных объектов недвижимости приходится самостоятельно налаживать для своего дома водяное отопление с естественной циркуляцией. Но как работает рассматриваемая система? Это описано ниже.

Принцип действия

Как мы знаем из школьной скамьи, если среда нагревается, ее объем увеличивается в соответствии с известными законами физики.Причем с более холодной части на нее начинает действовать сила Архимеда, заставляя подниматься.

Это явление тоже имеет собственное название — конвекция. Именно он выступает в роли «силового агрегата» теплоносителя, где возникает понятие «естественная циркуляция». А поскольку конвекция тесно связана с гравитацией, систему до сих пор называют гравитационной.

Мощность конвекционного потока во многом зависит от разницы температур теплоносителя, нагретого в котле или топке, и в зоне входа (возврата).Как вы понимаете, перекачка рабочего тела осуществляется без использования насоса. А это значит, что система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией не требует электричества, то есть энергонезависима. А поскольку электрического прибора нет, то экономия очевидна.

Другими словами, при нагревании воды (обычно она используется в качестве теплоносителя) она теряет свою плотность и поднимается вверх по центральному стояку, подталкиваемая холодным потоком, возвращающимся в котел.После этого горячая вода по подающим трубам направляется в радиаторы отопления. Отдавая тепло, он охлаждается, и сила тяжести возвращается в теплогенератор (возврат), и цикл повторяется бесчисленное количество раз.

Кроме того, поскольку насоса нет, то избыточного давления не возникнет. Поэтому в качестве расширительного бачка достаточно открытого бачка. Его наличие связано с тем, что в системе отопления поддерживается постоянное давление.

Существенные факторы

Но что влияет на скорость воды в системе отопления при естественной циркуляции одноэтажного дома? Как правило, это связано со следующими факторами:

• Величина циркуляционного давления — чем оно больше, тем лучше.
• Диаметр трубопроводов — небольшое сечение создаст большее сопротивление потоку воды, чем больший диаметр. В связи с этим размеры для разводки обычно составляют от 32 до 40 мм.
• Материал трубопровода — современные полипропиленовые растворы менее устойчивы по сравнению с металлическими трубами.
• Повороты контура — идеально, когда трубопровод прямой.
• Количество штуцеров, переходников, стопорных шайб — здесь есть ограничения, так как каждый клапан снижает степень давления.

Для создания оптимального давления в системе отопления с ЕС, котел должен располагаться как можно ниже от контурной системы. Обычно это подвал. По понятным причинам расширительный бачок устанавливается максимально высоко и в большинстве случаев располагается на чердаке.

Следует учитывать, что система отопления дома с естественной циркуляцией носит инертный характер, а значит, протекает довольно медленно. Время от розжига котла до полной стабилизации температурного режима составляет несколько часов.

Опции охлаждающей жидкости

Обычно в качестве охлаждающей жидкости используется вода или антифриз. Но поскольку последний имеет более высокую плотность и низкую теплоотдачу, на его нагрев, а значит, и топливо, уйдет гораздо больше времени. В этом плане использовать воду во много раз выгоднее.

К тому же при нагревании антифриза значительно больше расширяется. В итоге при выборе этой охлаждающей жидкости расширительный бачок должен быть даже больше, чем с водой.

Преимущества системы отопления с ЕС

Основными преимуществами отопления дома с естественной циркуляцией являются:

• Низкая стоимость из-за отсутствия дорогостоящего циркуляционного насоса.
• Без шума. Даже самые современные насосы издают тихий гул — днем ​​его не слышно на фоне окружающего шума, а ночью слышен гул, доставляющий дискомфорт.
• Неисправности насоса влекут за собой дополнительные расходы.
• Количество поломок минимальное — ломать здесь практически нечего, кроме котла. Утечки бывают довольно редко и легко устраняются самостоятельно.

Но главное преимущество системы отопления с ЕС заключается именно в ее энергонезависимости.В районах, где происходят постоянные отключения электроэнергии, это лучший вариант.

Явные минусы

Да и такая, казалось бы, идеальная система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией, работающая по всем законам физики, имеет ряд недостатков.

К очевидным минусам можно отнести:

• Малый радиус теплоносителя.
• Невозможность регулировать температуру в каждой комнате отдельно.
• Вода циркулирует по контуру под небольшим давлением, что вызывает заметное снижение температуры — чем дальше радиатор от котла, тем он ниже.
• Длительный период выхода системы на полный режим работы.
• Поскольку расширительный бачок находится в холодном чердачном помещении (которое часто не отапливается), существует вероятность замерзания теплоносителя.

Несмотря на все эти негативные моменты, отопление от ЕС по-прежнему актуально. Возможно, это связано с тем, что для многих преимущества перевешивают все вышеперечисленные недостатки.

Разновидности отопительных контуров

Система отопления с естественной циркуляцией воды может быть выполнена по одной из нескольких схем:

• однотрубная;
• двухтрубный;
• радиация.

При этом общие параметры, такие как длина шлейфа, количество батарей и ряд других, особой роли не играют. Однако конкретных схем может быть гораздо больше. Однако ниже мы рассмотрим только самые простые из них.

Однотрубная линия

Это самая простая схема, где одна труба используется для подачи воды в радиаторы. Однако в некоторых случаях можно обойтись и без них, поскольку тепло обеспечивается за счет площади самих трубопроводов.

Если схема все же подразумевает наличие радиаторов, то необходимо провести правильные расчеты количества батарей (секций). Оптимальное количество — не более 5. Ведь вода, проходя через каждую точку, остывает. Кроме того, в системе отопления частного дома с естественной циркуляцией следует использовать как можно меньше запорной арматуры. В этом случае не нужно сильно уменьшать длину самой цепи.

Идеальный вариант в этом случае — диагональное расположение.Другими словами, теплоноситель будет стекать в радиаторы сверху, перенаправляя в каждую точку. После последней батареи охлажденная вода будет возвращаться обратно в котел через сливную трубу, называемую возвратной. Причем весь трубопровод — один и тот же, что, собственно, и составляет всю суть однотрубного трубопровода.

Двухтрубная система

Эта схема устроена немного сложнее, но также имеет свои преимущества. Здесь горячий теплоноситель распределяется по батареям по одному трубопроводу, а в охлажденном состоянии возвращается в котел по другому трубопроводу.В результате повышается эффективность передачи тепла от батарей, подключенных к одной горизонтальной ветви. Обычно подводящий трубопровод проходит по потолку или располагается на чердаке. Что касается возврата, то он находится над полом.

Несмотря на очевидное преимущество одинарной магистрали (минимум материалов, следовательно, минимальные затраты), двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома (или одноэтажного) все же будет оптимальным решением. Причем разделены на две ветви с одинаковым количеством радиаторов.

Более того, в каждый аккумулятор поступает охлаждающая жидкость с одинаковой температурой, что является плюсом и очень важно! Кроме того, есть возможность его автоматического регулирования, поскольку устройства независимы друг от друга. Исходя из вышеупомянутых преимуществ однотрубной схемы следует недостаток двухтрубной системы — повышенная материалоемкость. Особенно это актуально для двухэтажных домов.

Особенности балочной схемы

В этом случае входная и выходная магистрали подключаются к специальному коллектору.По сути, это распределительная гребенка, в которой каждая ветвь снабжена дросселем. В этом случае к каждой батарее подводится по две трубы.

С точки зрения регулирования температурного режима такая система отопления с естественной циркуляцией наиболее удобна. В то же время монтажные работы здесь более сложны, так как используется слишком много труб. Поэтому, чтобы не портить внешний вид помещения, их убирают до пола или прячут за фальш-стенами.А это уже приводит к значительному удорожанию работ.

Особенности конструкции СО с ЕС

Поскольку работа СО с ЕС основана на естественных физических законах (нагретая среда создает восходящий поток), батареи должны располагаться выше уровня котла. Оптимальное расположение — подвал или цокольный этаж. Если нет ни того, ни другого, то в полу делается выемка соответствующего размера для установки теплогенератора.

Причем это актуально не только для частного дома, но и для квартир с автономным отоплением.Небольшой участок пола срезается вместе со стяжкой, чтобы отопительный котел с естественной циркуляцией можно было установить прямо на плиту перекрытия.

Для лучшей естественной циркуляции теплоносителя необходим разгонный коллектор или вертикальный участок трубы, который берет начало от котла и поднимается до самого потолка. Далее производится спуск по главной трассе к радиаторам.

Минимальная высота бустерного коллектора должна быть не менее 1500 мм, при этом следует учитывать, что между верхним стволом и потолком должно быть свободное пространство для размещения расширительного бачка.А как известно, это незаменимый элемент всей системы отопления. Если в доме низкие потолки, то емкость просто убирают на чердаке, а эти помещения нужно утеплить. Сделать замкнутую систему отопления можно с помощью мембранного расширительного бачка, который можно установить в любом удобном месте.

Стоит отметить, что закрытая система отопления с естественной циркуляцией имеет свои преимущества:

• Значительно сокращаются тепловые потери за счет расширительного бака.
• Закрытая система не требует регулярного проветривания.
• Уменьшается и объем расширительного бачка, то же самое касается тепловой инерции системы.

Как вы понимаете, наличие второго этажа в доме значительно увеличивает эффективность работы бустера.

По этой причине организовать естественную циркуляцию теплоносителя в двухэтажном особняке намного проще, чем в одноэтажном доме.

Правила устройства системы отопления с ЕС

Если есть желание или необходимость организовать систему отопления с ЕС, то следует учитывать ряд правил:

• Горизонтальные ответвления трубопроводов системы отопления. контур должен быть наклонен по направлению движения теплоносителя.До 10 мм на протяженной магистрали и до 50 мм на коротких участках на метр.
• При создании системы отопления с естественной циркуляцией своими руками следует всеми силами стараться снизить гидравлическое сопротивление контура. Этого правила следует придерживаться при выборе аккумуляторов — чугунные радиаторы — лучший выбор из-за небольшого зазора.
• Полимерные трубы имеют наименьшую степень гидравлического сопротивления. К тому же они не зарастают чешуей.Но лучше не использовать металлопластиковые варианты, так как сечение заметно уменьшается за счет фурнитуры. Оптимальный выбор — полипропиленовые трубы, их рабочая температура 70 °. Еще предпочтительнее варианты из сшитого полиэтилена — их температурный порог 95 ° С.
• Если в отопительном контуре есть ответвления, то после каждого из них диаметр трубы выбирается на размер меньше. Для отдачи все наоборот — размер увеличивается.

Поскольку концепция системы отопления с естественной циркуляцией подразумевает отсутствие использования электричества, котел также должен быть энергонезависимым.И такие модели выпускают многие производители.

Среди зарубежных компаний можно отметить Bertta, Stropuva, ​​Buderus. Но российские компании могут предложить неплохие варианты — «Энергия», «Спарк», «Конорд».

Заключение

Как видите, система отопления с ЕС-теплоносителем имеет свои достоинства и недостатки. Кому-то этот вариант понравится, и они захотят его реализовать. Другие видят в этом только минусы. В любом случае такая схема отопления с естественной циркуляцией устраивает многих домовладельцев.

Более того, большинство из них ставят на обратный трубопровод циркуляционный насос для повышения эффективности системы отопления. Только он находится на объездной. Такая мера позволяет перевести схему в состояние силы тяжести, открыв специальный кран при отключении питания.

Система горячего водоснабжения — обзор

E Горячая вода по сравнению с паровыми системами централизованного теплоснабжения

На этом этапе важно обсудить преимущества централизованного теплоснабжения с горячей водой, используемого в Европе, по сравнению с нынешними паровыми системами Соединенных Штатов.У системы централизованного теплоснабжения с горячей водой есть два основных преимущества: улучшенное управление системой (включая выравнивание нагрузки) и повышенная топливная эффективность (для комбинированного производства тепла и электроэнергии).

Регулирование количества тепла, которое достигает потребителя в системе горячего водоснабжения, достигается за счет управления как расходом, так и температурой. Эти два параметра регулярно контролируются и регулируются на центральной теплоцентрали в ответ на потребность потребителя в тепле (в зависимости от температуры окружающей среды) и электрическую нагрузку.Система горячего водоснабжения обеспечивает большую гибкость в согласовании электрической нагрузки с генерирующей мощностью. Тепловая энергия может храниться в резервуарах для горячей воды в периоды высокого потребления электроэнергии и отводиться в периоды низкого потребления. Система с такими возможностями может выравнивать потребность системы в тепле, непрерывно отслеживая электрическую нагрузку (Muir, 1973,1975).

Чтобы проиллюстрировать экономию топлива, достижимую при использовании системы распределения горячей воды, а не паровой, были выполнены расчеты для систем, показанных на рис.10 и 11. Система комбинированного производства тепла и электроэнергии с использованием горячего водоснабжения схематически представлена ​​на рис. 10. На рисунке 11 представлена ​​наша модель паровой системы производства тепла и электроэнергии. Расчетные данные для двух моделей приведены в таблице II. Каждая система поставляет 1 000 000 БТЕ полезной тепловой энергии и 110,02 кВт · ч электроэнергии. Столбец 1 в Таблице II показывает, что паровой системе требуется на 24% больше топлива для обеспечения тех же требований к мощности, что и для системы горячего водоснабжения.

Фиг.10. Схема водяной системы для сравнения водяной и паровой систем (см. Рис. 11).

Рис. 11. Схема паровой системы для сравнения водяных и паровых систем, (а) Паровая система с противодавлением, (б) Нагрев питательной воды для (а). (c) Условная единица для дополнения (a) и (b).

ТАБЛИЦА II. Сравнение водяных и паровых систем

Используемая здесь модель системы горячего водоснабжения представляет собой прямое применение технологии к схеме турбины с противодавлением (см. графы 1–11, относящиеся к рис.10 под Водная система , Таблица II). Модель паровой системы, однако, усложняется необходимостью подогрева питательной воды (конденсат не возвращается в парогенераторную теплоэлектростанцию), а также необходимостью дополнительной выработки электроэнергии для соответствия производительности системы горячего водоснабжения. (Эта разница в выходной мощности создается обычной электростанцией конденсационного типа.) Таким образом, рис. 11 состоит из следующего:

(a)

Простая паровая система с противодавлением, которая подает 1 000 000 БТЕ полезное тепло для распределительной системы при выработке электроэнергии (но значительно меньшей мощности, чем система горячего водоснабжения, поставляющая такое же количество тепла) (IIA в таблице II).

(b)

Паровая система с противодавлением, которая поставляет тепло для питательной воды котла, производя при этом небольшое количество электроэнергии. (На паровой теплоэлектроцентрали это производство пара и электроэнергии будет интегрировано с системой (а). Здесь они разделены, чтобы продемонстрировать потребности в топливе для нагрева питательной воды, которые связаны с паровой системой, которая не включая возврат конденсата) (IIB в таблице II).

(c)

Обычная конденсационная электростанция, которая поставляет электроэнергию, необходимую для согласования производительности паровой системы с более высокой электрической мощностью системы горячего водоснабжения (IIC в таблице II).

Данные, связанные с каждым компонентом этой модели паровой системы, отображаются в таблице II под соответствующими номерами столбцов (которые относятся к схемам на рис. 11). Обобщая схему нумерации Таблицы II, имеем:

1.

Подача топлива в котел.

2.

Ввод воды в подпитку питательной воды котла

3.

Пар с выхода котла.

4.

Отвод пара из турбины с противодавлением.

5.

Питательная вода котла.

6.

Подпитка питательной воды котла.

7.

Потери тепла в распределительной системе централизованного теплоснабжения.

8.

Тепловая нагрузка в систему отопления потребителя.

9.

Конденсат сброшен в канализацию.

10.

Тепло, используемое в тепловой системе потребителя.

11.

Выработанная электрическая энергия.

В расчетах таблицы II использовался КПД котла 85%. Коэффициент полезного действия турбины по отношению к электроэнергии был принят равным 80% от максимума, теоретически достижимого при расширении до указанного давления, с остальным теплом, возникающим в выхлопном паре. Для простоты расчета предполагался только одноступенчатый нагрев питательной воды, нагрев горячей воды в системе I предполагался одноступенчатым, а требования к вспомогательной энергии не учитывались.

Можно отметить, что в приведенном выше примере водяная и паровая системы приведены к равным выходам для сравнительных целей путем добавления выработки электроэнергии в традиционной системе (IIC). Это означает, что тепловая нагрузка ограничена по размеру и что электрическая нагрузка никогда не будет ограничена. Это всегда будет иметь место при подключении к сети достаточной мощности. Для изолированных систем (без подключения к сети) большее количество топлива, используемого паровой системой, составляет всего около 10%.

Основными причинами более высокого расхода топлива для паровой системы являются (1) необходимость вырабатывать больше электроэнергии в обычных установках, (2) более высокие потери при распределении (10% по сравнению с 3%) и (3) потеря тепла. заказчиком в конденсате.

У системы горячего водоснабжения есть и другие менее существенные преимущества, в том числе следующие:

1.

Горячая вода экономично распределяется при постоянном давлении на расстояние до 60 км (37 миль) с потребляемой мощностью насоса. всего 0.От 5% до 3% тепловой мощности системы. Это обеспечивает большую гибкость в планировании подачи тепла от наиболее экономичных станций в периоды низкой нагрузки. Напротив, распределение пара возможно только на расстоянии одной или двух миль от паровой установки.

2.

Простота интегрированной системы горячего водоснабжения низкого давления обеспечивает высокую надежность системы.

3.

Учет пара намного сложнее, чем учет горячей воды, что приводит к большему количеству неучтенного пара.

Это факторы, которые обусловили долговечность и постоянные темпы роста европейских систем горячего водоснабжения. Более высокая топливная эффективность систем горячего водоснабжения может обратить вспять неблагоприятную экономику для централизованного теплоснабжения в Соединенных Штатах, учитывая растущую стоимость топлива. Заинтересованный читатель найдет более подробное сравнение систем центрального отопления с паром и горячей водой в Muir (1975).

Пассивный солнечный дизайн — устойчивость

Под пассивным солнечным дизайном понимается использование солнечной энергии для обогрева и охлаждения жилых помещений за счет воздействия солнца.Когда солнечный свет падает на здание, строительные материалы могут отражать, пропускать или поглощать солнечное излучение. Кроме того, тепло, производимое солнцем, вызывает движение воздуха, которое можно предсказать в спроектированных помещениях. Эти основные реакции на солнечное тепло приводят к элементам дизайна, выбору материалов и размещению, которые могут обеспечить эффекты нагрева и охлаждения в доме.

В отличие от активных систем солнечного отопления, пассивные системы просты и не требуют значительного использования механических и электрических устройств, таких как насосы, вентиляторы или электрические средства управления для перемещения солнечной энергии.

Основы проектирования пассивных солнечных батарей

Полная пассивная солнечная конструкция состоит из пяти элементов:
Изображение предоставлено EERE

• Диафрагма / коллектор: Большая стеклянная поверхность, через которую солнечный свет проникает в здание. Проемы должны быть обращены в пределах 30 градусов от истинного юга и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями с 9 утра. до 15:00 ежедневно в отопительный сезон.
• Абсорбер: Твердая затемненная поверхность накопительного элемента.Поверхность, которая может быть кирпичной стеной, полом или емкостью для воды, находится на прямом пути солнечного света. Солнечный свет, падающий на поверхность, поглощается в виде тепла.
• Тепловая масса: Материалы, которые удерживают или накапливают тепло, выделяемое солнечным светом. В то время как поглотитель представляет собой открытую поверхность, термическая масса — это материал под этой поверхностью и за ней.
• Распределение: Метод, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения к различным областям дома.Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи — теплопроводность, конвекцию и излучение. В некоторых случаях для распределения тепла по дому могут использоваться вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки.
• Элемент управления: Свесы крыши можно использовать для затенения области проема в летние месяцы. Другие элементы, которые контролируют недостаточный и / или перегрев, включают электронные датчики, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует вентилятору о включении; работающие форточки и заслонки, разрешающие или ограничивающие тепловой поток; жалюзи с низким коэффициентом излучения; и навесы.

Пассивное солнечное отопление

Цель систем пассивного солнечного отопления — улавливать солнечное тепло в элементах здания и выделять это тепло в периоды, когда солнце отсутствует, а также поддерживать комфортную температуру в помещении. Два основных элемента пассивного солнечного отопления — это стекло, обращенное на юг, и термальная масса для поглощения, хранения и распределения тепла. Есть несколько разных подходов к реализации этих элементов.

Прямое усиление

Фактическая жилая площадь представляет собой солнечный коллектор, поглотитель тепла и систему распределения.Стекло, выходящее на южную сторону, пропускает солнечную энергию в дом, где она ударяет по каменным полам и стенам, которые поглощают и накапливают солнечное тепло, которое излучается обратно в комнату в ночное время. Эти термомассы обычно имеют темный цвет, чтобы поглощать как можно больше тепла. Тепловая масса также снижает интенсивность жары в течение дня, поглощая энергию. Емкости с водой внутри жилого помещения можно использовать для хранения тепла. Однако, в отличие от кирпичной кладки, вода требует тщательно спроектированной структурной опоры, и поэтому ее сложнее интегрировать в дизайн дома.Система прямого усиления использует 60-75% солнечной энергии, падающей на окна. Чтобы система прямого усиления работала хорошо, тепловая масса должна быть изолирована от внешней температуры, чтобы предотвратить рассеивание накопленного солнечного тепла. Потеря тепла особенно вероятна, когда тепловая масса находится в прямом контакте с землей или с наружным воздухом, который имеет более низкую температуру, чем желаемая температура массы.

Indirect Gain
Тепловая масса расположена между солнцем и жилым пространством.Тепловая масса поглощает падающий на нее солнечный свет и переносит его в жилое пространство за счет теплопроводности. Система косвенного усиления будет использовать 30-45% солнечной энергии, падающей на стекло, прилегающее к тепловой массе.

Самая распространенная система непрямого усиления — стена тромба. Тепловая масса, кирпичная стена толщиной 6-18 дюймов, расположена сразу за однослойным или двухслойным стеклом, обращенным на юг, которое устанавливается на расстоянии примерно 1 дюйма или меньше перед поверхностью стены.Солнечное тепло поглощается темной внешней поверхностью стены и сохраняется в массе стены, откуда излучается в жилое пространство. Солнечное тепло проникает сквозь стену, достигая ее задней поверхности ближе к вечеру или ранним вечером. Когда температура в помещении падает ниже температуры поверхности стены, в комнату излучается тепло.

Рабочие вентиляционные отверстия в верхней и нижней части стены аккумулирования тепла позволяют теплу конвекционно проходить между стеной и стеклом в жилое пространство. Когда форточки закрываются на ночь, жилое пространство нагревается лучистым теплом от стены.

Пассивное солнечное охлаждение

Пассивные солнечные системы охлаждения работают за счет уменьшения нежелательного притока тепла в течение дня, обеспечения немеханической вентиляции, обмена теплого внутреннего воздуха на более холодный внешний воздух, когда это возможно, и сохранения прохлады ночи до умеренных теплых дневных температур. Самые простые системы пассивного солнечного охлаждения включают выступы или шторы на окнах, выходящих на южную сторону, тени деревьев, тепловую массу и поперечную вентиляцию.

Оттенок

Чтобы уменьшить нежелательное поступление тепла летом, все окна должны быть затенены навесом или другими приспособлениями, такими как навесы, ставни и решетки. Если навес на окне, выходящем на южную сторону, выступает на половину высоты окна, солнечные лучи будут блокироваться летом, но все равно будут проникать в дом зимой.Солнце находится низко над горизонтом во время восхода и заката, поэтому выступы на окнах, выходящих на восток и запад, не так эффективны. Постарайтесь минимизировать количество окон, выходящих на восток и запад, если охлаждение является серьезной проблемой. Для затенения таких окон можно использовать растительность. Ландшафтный дизайн в целом можно использовать для уменьшения нежелательного поступления тепла летом.

Тепловая масса
Тепловая масса используется в конструкции с пассивным охлаждением для поглощения тепла и умеренного повышения внутренней температуры в жаркие дни.Ночью тепловую массу можно охладить с помощью вентиляции, чтобы на следующий день она была готова снова поглотить тепло. Можно использовать одну и ту же тепловую массу для охлаждения в жаркое время года и обогрева в холодное время года.

Вентиляция
Естественная вентиляция поддерживает температуру в помещении, близкую к температуре наружного воздуха, поэтому это эффективный метод охлаждения только тогда, когда температура в помещении равна или выше температуры наружного воздуха. Климат определяет лучшую стратегию естественной вентиляции.

В местах с дневным бризом и желанием вентиляции в течение дня открывайте окна на той стороне здания, которая обращена к ветру, и на противоположной стороне, чтобы создать поперечную вентиляцию. При проектировании разместите окна в стенах, выходящие на преобладающий ветер и противоположные стены. Стены крыльев также можно использовать для создания вентиляции через окна в стенах, перпендикулярных преобладающим ветрам. Сплошная вертикальная панель размещается перпендикулярно стене между двумя окнами. Он ускоряет естественную скорость ветра за счет разницы давлений, создаваемой стенкой крыла.

В таком климате, как Новая Англия, где ночные температуры обычно ниже, чем дневные, сосредоточьтесь на том, чтобы приносить прохладный ночной воздух, а затем закрывать дом для горячего наружного воздуха в течение дня. Механическая вентиляция — это один из способов поступления прохладного воздуха в ночное время, но конвективное охлаждение — другой вариант.

Конвективное охлаждение
Самая старая и простая форма конвективного охлаждения предназначена для подачи холодного ночного воздуха снаружи и вытеснения горячего внутреннего воздуха.Если преобладают ночные бризы, то высокое вентиляционное отверстие или открытое отверстие с подветренной стороны (сторона, противоположная ветру) позволят горячему воздуху улетать под потолок. Низкие вентиляционные отверстия на противоположной стороне (сторона, обращенная к ветру) позволят прохладному ночному воздуху проникать, чтобы заменить горячий воздух.

В местах, где нет сильных бризов, все еще можно использовать конвективное охлаждение путем создания тепловых труб. Тепловые дымоходы спроектированы с учетом того, что теплый воздух поднимается вверх; они создают теплую или горячую зону воздуха (часто за счет солнечной энергии) и имеют высокое выходное отверстие для выхлопных газов.Горячий воздух выходит из здания через высокое вентиляционное отверстие, а более холодный воздух втягивается через нижнее вентиляционное отверстие.

Есть много разных подходов к созданию эффекта теплового дымохода. Один из них — солярий, выходящий на юг, с вентиляцией наверху. Воздух забирается из жилого помещения через соединительные нижние вентиляционные отверстия и выводится через верхние вентиляционные отверстия солярия (верхние вентиляционные отверстия из солярия в жилое пространство и все работающие окна должны быть закрыты, а тепловая стена солярия должна быть затемнена).

Рециркуляция горячей воды без насоса

Горячая вода менее плотная, чем холодная, что делает ее более плавучей. В этом смысле он будет плавать в более прохладной воде. Он вытеснит более холодную воду, которая затем опускается, потому что она более плотная. Это может стать бесконечной петлей, управляемой горячей водой в водонагревателе. Все, что требуется для работы этого контура, — это чтобы водонагреватель располагался под светильниками, в которые вы хотите подавать горячую воду, и чтобы там была небольшая «помощь» для увеличения производительности контура.Эта помощь заключается в том, что обратная труба из удаленного места меньше, чем подающая труба. Таким образом, если вы проложите трубу диаметром ¾ дюйма к удаленному месту, вы затем проложите ½-дюймовую трубу обратно к водонагревателю. Сторона подачи отходит от верхней горячей стороны резервуара и возвращается на дно резервуара к «Т», установленному на выпускном отверстии резервуара.

Несколько лет назад я нашел некоторую информацию о том, что последние 10 футов или около того должны быть неизолированы, чтобы петля работала.Теперь вы можете забыть эту информацию. Цикл перезапускается полностью (немедленно), даже если все линии сильно изолированы. Я почти уверен, что это связано с перепадами давления, создаваемыми большими и меньшими трубами. Вероятно, есть способы настроить систему дальше, но для практических целей нам не обязательно вдаваться в подробности. Я оставлю нюансы на усмотрение гиков.

Эта «термосифонная система» идеальна, когда у вас есть водонагреватель в подвале и у вас есть удаленная раковина, в которую вы хотите «немедленно» подать горячую воду.Раковины и другие приспособления, расположенные далеко от водонагревателя, могут привести к потере большого количества воды, пока вы ждете, пока туда придет горячая вода. Конечно, сразу же получить там горячую воду придется немало. Бесплатных обедов нет.

В прошлом я писал в блоге о том, насколько просто это можно сделать, но этот пост прояснит некоторую информацию в этом посте. Он также покажет, как можно настроить систему для подачи горячей воды, в то же время поддерживая достаточно высокую температуру воды в контуре, чтобы препятствовать росту бактерий.

Поскольку потребность в горячей воде во время сна минимальна, не было бы неплохо установить таймер в системе, чтобы мы могли периодически останавливать циркуляцию? Если вода не застаивается, бактерии обычно не являются проблемой. Большинство систем с реальным насосом имеют таймеры, которые можно настроить так, чтобы насос работал только тогда, когда вы этого хотите. То же самое можно сделать с пассивной или термосифонной системой. Это можно сделать, установив электронный клапан, управляемый таймером — конечно, тогда он не так пассивен, как был.Эти низковольтные клапаны могут работать за гроши в год и очень эффективны. Клапан обычно закрыт, и для его открытия требуется питание. Уменьшая количество «открытого времени», мы можем еще больше сократить количество пенсов.

Одна из сложных проблем термосифонной системы — это когда в доме есть приспособления, которые не включены в петля. Это может произойти с оборудованием, расположенным на том же уровне, что и водонагреватель (ванные комнаты, прачечные на цокольном уровне и т. Д.).Когда вы запускаете горячую воду в эти приспособления, вы не только останавливаете работу термосифонной петли, которая обслуживает удаленное место, но вы даже можете запустить поток в обратном направлении. Когда он меняет направление, вы можете получить очень горячую воду со дна резервуара, идущую в удаленное место, а затем очень холодную воду, поскольку холодная вода подается на дно резервуара. Эту проблему можно решить, установив датчик, который может определить, когда горячая вода забирается другими приборами. Датчик представляет собой переключатель «открывается при повышении», который замыкается, когда температура снова падает.Когда датчик закрывается (из-за того, что температура воды начинает снижаться после использования), клапан открывается и позволяет термосифону снова работать.

Следует также отметить, что на петле не должно быть никаких приспособлений ни до, ни после самой дальней точки. Все, что находится в контуре, должно оторваться от конца контура, иначе упомянутые мной перепады давления снова станут проблемой.

Еще одним ключевым компонентом успешной работы термосифонного контура является сверхизоляция труб, идущих в удаленное место, чтобы трубы удерживали тепло в течение значительного количества времени, в то время как другие точки использования могут удерживать клапан закрытым, или когда таймер запрограммирован на закрытие клапана (например, ночью). (Подробнее о моем опыте по сверхизоляции труб позже.) Это также будет очень полезно для систем с насосами. Это также означает, что цикл не обязательно должен работать все время в течение дня — возможно, работает еще ½ раза — еще раз, что еще больше снижает эти копейки. Чем более горячими могут быть эти трубы, тем меньше возвратная вода вызовет возгорание водонагревателя, чтобы довести его до температуры.

Любая система рециркуляции воды заставит ваш водонагреватель работать чаще, но из-за большего количества воды при более высокой температуре водонагреватель вряд ли будет работать так долго, даже если он будет работать немного чаще.Насколько эффективна будет система, зависит от затрат на воду, энергозатрат, типа водонагревателя и от того, насколько хорошо вы можете изолировать все. У газовых водонагревателей есть преимущества из-за более быстрой скорости восстановления, но это можно легко компенсировать с помощью электрического водонагревателя, который намного легче изолировать. На самом деле невозможно изолировать газовый водонагреватель до уровня, который может сделать электрический водонагреватель. Я не говорю о добавлении тонкой и бессмысленной изоляции из стекловолокна вокруг резервуара, я говорю о добавлении значительных от 3 до 6 дюймов пены с высоким R вокруг нагревателя.Несколько лет назад я добавил к своему 2 ″ — следующий обогреватель получит больше.

Что касается аргумента, что некоторые производители аннулируют гарантию, если вы добавляете изоляцию, это может быть риском, на который стоит пойти. Кого волнует, сокращает ли добавление изоляции срок службы водонагревателя, если изоляция сэкономила вам сотни долларов на расходах на электроэнергию. Я, например, хотел бы узнать, почему добавление изоляции сокращает срок службы обогревателя.Я предполагаю, что все точки доступа, таблички с данными, предупреждающие таблички, слив, TPRV и т. Д. Останутся доступными. Отсутствие изоляции резервуаров, вероятно, больше связано с этими более поздними проблемами, чем с сроком службы резервуара.

Большинство водонагревателей, даже отвечающих современным требованиям к энергии, на самом деле имеют незначительное количество изоляции вокруг них — обычно не более R-8 — R-14.

Здесь все становится еще сложнее. Мы хотим, чтобы температура воды в кранах была ниже 120 градусов по Фаренгейту, чтобы предотвратить ожоги.Проблема с такой температурой в том, что она идеально подходит для роста бактерий, в том числе бактерий Legionella. Обычно рекомендуется поддерживать температуру в баке на уровне 140 градусов по Фаренгейту, чтобы контролировать рост бактерий в нагревателе. Если температура вашего аквариума составляет 120 градусов по Фаренгейту в течение недели, когда вы уезжаете в отпуск, вы фактически создали потенциальный инкубатор. Некоторые власти считают, что о бактериальных инфекциях, вызванных водонагревателями, не сообщают.

Решением является установка термостатического смесительного клапана.

Я думаю, что было бы неплохо установить его на водонагревателе, чтобы вся подаваемая вода после этого момента имела безопасную температуру. Клапан разбавляет горячую воду в зависимости от того, что вы регулируете регулирующим клапаном — обычно будет удовлетворительно температура от 112 до 120 градусов по Фаренгейту. Некоторые люди настаивают на том, чтобы вода была горячее, чем в посудомоечной машине, и в этом случае вы можете захотеть подлить горячую воду до смесительного клапана для этого устройства. Однако большинство современных посудомоечных машин повышают температуру воды в посудомоечной машине, и поэтому это может быть не так необходимо, как можно было бы подумать.

В моем собственном доме у меня есть смесительный клапан на водонагревателе, который покрывает обе ванные (верхняя и нижняя) и прачечная (нижняя). Еще один смесительный клапан находится в конце длинного рециркуляционного контура для кухни.

В некотором смысле, вы можете думать о контуре рециркуляции как о продолжении водонагревателя — оба являются очень горячей водой, чтобы контролировать рост бактерий, в то время как два смесительных клапана сохраняют воду в безопасности, чтобы предотвратить ошпаривание.

Но как насчет затрат на хранение всей этой воды при таких высоких температурах?

Не забывайте, что я сказал ранее о том, что бесплатных обедов не будет. Дополнительные затраты, связанные с потреблением энергии для поддержания нагревателей при более высокой температуре, можно легко компенсировать за счет сверхизоляции резервуаров для хранения, возможно, даже уменьшения размера необходимого резервуара или, по крайней мере, наличия большего количества доступной горячей воды для разбавления для использования в светильниках. Является ли более затратным содержание резервуара на 80 галлонов при температуре 112–120 градусов по Фаренгейту или резервуара на 50 галлонов при температуре 135–140 градусов по Фаренгейту? Опять же, я позволю фанатам разобраться в этом вопросе.Но суть в том, что резервуар защищен от роста бактерий, а соответствующая температура в приспособлениях достигается за счет смесительных клапанов.

Ожидание экономии энергии и наличие безопасного горячего водоснабжения в наших домах в лучшем случае может быть компромиссом.

Примечание о сверхизоляции труб горячей воды контура рециркуляции.

В моем случае я решил проложить подающий и обратный контуры близко друг к другу, при этом каждая линия условно обернута изоляцией из пенопласта — около R-4.Две трубы были проложены внутри 7-дюймового металлического канала, который я затем заполнил аэрозольной пеной — как «Great Stuff». Я собрал трубу секциями по 3 фута и распылял пену внутри трубы, когда собирал ее. На каждой длине трубы просверлено четыре отверстия диаметром ¼ дюйма для распыления пены в трубу. Я мог смотреть в открытый конец трубы, чтобы следить за тем, как она наполняется. Мой пробег трубы составляет 44 фута. ДЛЯ ЭТОГО МНОГО БАНКОВ ПЕНЫ! И теперь мы находимся на «кривой обучения». В основном это означает незнание, что для затвердевания аэрозольной пены в баллончике требуется воздух и влажность — без этих ингредиентов аэрозольная пена ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ЖИДКОСТЬ!

Труба открылась, обнаружив беспорядок

Whodathunkit! Итак, теперь у меня было 44 фута воздуховода с жидким беспорядком на дне, и мне пришлось начинать все сначала.Используя все эти ¼-дюймовые отверстия в качестве пилотных, я просверлил 2-1 / 8-дюймовые отверстия кольцевой пилой по всей длине. Через эти большие отверстия я мог бы нанести пену для спрея по всей длине, добавляя понемногу каждый день. Это дало пене возможность застыть в воздухе. Это заставляет меня задаться вопросом, как часто это случалось с другими людьми, когда они думали, что успешно изолируют внутри полости, когда на самом деле она просто снова превращается в жидкость.

Если бы мне пришлось делать это снова и снова, я бы построил большую коробку вокруг труб и изолировал ее целлюлозным волокном за небольшую часть стоимости.

Чарльз Буэлл, Инспекция недвижимости в Сиэтле

Если вам понравился этот пост и вы хотите получать уведомления о новых сообщениях в моем блоге, подпишитесь по электронной почте в маленьком поле справа. Обещаю НЕ рассылать спам на вашу электронную почту.

Термосифоны — обзор | Темы ScienceDirect

VIII Термосифоны

Двухфазные термосифоны, или «тепловые трубки без фитиля», используют противоточный поток жидкой и паровой фаз для передачи тепла.Существенное различие между тепловой трубкой и термосифоном заключается в том, что в последнем не используется фитильная конструкция для возврата конденсированной жидкости в нагретую область, а вместо этого достигается сила тяжести или механические средства. Закрытый двухфазный термосифон состоит из ванны с жидкостью, содержащейся в нагретой секции или испарителе, адиабатической секции и охлаждаемой секции или секции конденсатора. Обычные и миниатюрные формы термосифонов были разработаны для использования в качестве теплообменников в самых разных областях, от систем преобразования энергии до охлаждения электроники.Исследования термосифонов, как теоретические, так и экспериментальные, исследовали эксплуатационные ограничения, а также влияние таких важных параметров, как природа и степень заполнения рабочей жидкости, угол наклона и геометрические размеры на максимальный перенос тепла. Также были исследованы несколько нетрадиционных форм и специальных приложений.

Безродный и Подгорецкий [112] исследовали пределы затопления и теплопередачи в двухфазных термосифонах. Исследовано влияние угла наклона, степени заполнения, давления и рабочей жидкости на предельный осевой поток.Оптимальный коэффициент заполнения был получен в зависимости от угла наклона.

Предел затопления в закрытом двухфазном термосифоне был определен Shatto et al. [113] путем мониторинга термического сопротивления для различных жидкостей с высокой степенью заполнения. Визуальные наблюдения показали, что переход от кольцевого потока к оттоку произошел значительно ниже предела затопления.

Численное моделирование замкнутого двухфазного термосифона в стационарном режиме было выполнено Цзо и Гуннерсоном [114].В анализе учитывалось влияние осевого нормального напряжения в жидкой пленке в дополнение к межфазному сдвигу. Харли и Фэгри [115] смоделировали работу термосифона в переходных условиях, обработав падающую пленку конденсата с помощью квазистационарного анализа типа Нуссельта. Исследованы эффекты сжимаемости пара и сопряженной теплоотдачи при высоких температурах. Численные предсказания сравнивались с экспериментами, и было обнаружено хорошее согласие при низких температурах.

E1-Genk и Saber [116] предложили корреляции для расчета расширенной (из-за паровых пустот внутри резервуара с жидкостью) высоты резервуара с жидкостью в испарителе закрытого термосифона на основе численного моделирования. Анализ межфазного напряжения сдвига был использован для определения толщины жидкой пленки в испарителе непосредственно над расширенной кипящей ванной. Расчетные высоты резервуаров с жидкостью сравнивали с экспериментально определенными значениями для ацетона, этанола и воды, и было обнаружено, что они совпадают в пределах + 8%.Влияние длин адиабатической и конденсаторной секций на работу термосифона, полученное в данном исследовании, показано на Рис. 26.

Рис. 26. Влияние длин адиабатической и конденсаторной секций на рабочий диапазон замкнутого двухфазный термосифон [116].

Наклонные двухфазные термосифоны проанализированы в численных и экспериментальных исследованиях. Цзо и Гуннерсон [117] разработали модель, которая могла предсказать возникновение высыхания, когда толщина пленки жидкости или осевая скорость пленки жидкости становились равными нулю в любом месте на стенке испарителя.Средняя и максимальная скорость теплопередачи, минимальная степень загрузки испарителя, межфазные сдвиговые напряжения жидкость-пар и влияние запаса рабочей жидкости были изучены как функция угла наклона. О визуальных наблюдениях за влиянием угла наклона на структуру потока в наклонном термосифоне сообщили Shiraishi et al. [118]. Были зарегистрированы явления потока и измерены соответствующие скорости теплопередачи. Схемы течения были разделены на кольцевые и стратифицированные режимы течения.В случае стратифицированного потока было обнаружено, что высыхание происходило из-за истощения рабочей жидкости из секции испарителя после развития межфазной волны жидкости.

Peterson et al. [119] обсуждали нестабильность потока и бифуркацию в газонагруженных термосифонах, используя уравнение Клаузиуса-Клапейрона на границе жидкость-пар и закон Дальтона для определения концентрации газа. Также были представлены экспериментальные результаты, показывающие изменения в структуре газового потока при увеличении числа Рэлея.Чжоу и Коллинз [120] провели теоретические и экспериментальные исследования конденсации в цилиндрическом двухфазном термосифоне, содержащем неконденсирующийся газ.

Применение двухфазного термосифона для охлаждения мощных многокристальных модулей в системе коммутации для широкополосных ISDN обсуждалось Кишимото и Харада [121]. Были экспериментально нанесены на карту температуры холодной пластины и изучено влияние угла наклона на тепловое сопротивление.

Плотность теплового потока, температура пара и общий коэффициент теплопередачи для двухфазного термосифона с прямоугольным коленом были получены Локком и Фу [122].Было обнаружено, что горизонтальная ориентация испарителя и конденсатора приводит к задержке в конденсаторе в сочетании с высыханием, что может остановить работу термосифона. Об экспериментальных исследованиях двухфазного термосифона с «коленчатой» конфигурацией (где секции испарителя и конденсатора смещены друг относительно друга) также сообщили Лок и Фу [123]. Эксперименты с дистиллированной водой в качестве рабочего тела показали, что скорости теплопередачи были намного выше, чем те, которые были получены для однофазных термосифонов [124], а также что критические тепловые потоки были ниже, чем в линейных (не смещенных или «изогнутых») система [125].

Lin et al. [126] рассматривался термосифон со встроенным перекрестным разделителем потока. Сепаратор с перекрестным потоком помогает собирать поток конденсата и направлять его в резервуар с жидкостью через подающую трубу, тем самым предотвращая затопление, которое может быть вызвано, когда пленка жидкости стекает по нагретой стенке.