Особливості природної та штучної циркуляції рідини в системі опалення

Будь-яка система опалення призначена для передачі тепла, що виробляється паливним генератором у різні приміщення, які потребують обігріву. Система опалення, за своєю суттю, - це взаємопов'язана сукупність певних пристроїв та елементів, що забезпечують нагрівання повітря до необхідної температури різного роду приміщень та підтримання її в заданих параметрах протягом зазначеного часового періоду.

Класифікація систем опалення

Основними складовими різних систем опалення є, перш за все, тепловий генератор, відповідний теплопровід, і, зрозуміло, ті чи інші опалювальні прилади. Теплоносій - це середовище, основне завдання якого - перенесення теплоти від встановленого теплогенератора до наявних опалювальних приладів. Як теплоносій можуть виступати повітря, пара або рідина.

Примусова та природна циркуляція рідини

Звичайно, з цієї причини відбулася класифікація систем опалення, з їх конкретних видів теплоносія. Для опалення заміських будинків власники зазвичай віддають перевагу системам саме рідинного опалення. Їх існує два виду теплоносіїв: нормальна вода чи спеціальні неподвергающиеся замерзанню рідини, звані антифризи.

Системи ж рідинного опалення відрізняються, у свою чергу, способом пересування теплоносія всередині них і поділяються на два типи:

З природною, чи інакше кажучи, гравітаційною циркуляцією;
А також з примусовою циркуляцією, що передбачає наявність насоса.

Водяна опалювальна система з природною циркуляцією рідини

У випадку з опалювальними системами, робота якихздійснюється за рахунок гравітаційної циркуляції, вода або антифризи, що переміщуються по системі завдяки утворенню природного гідростатичного напору, що виникає в результаті різниці температурних параметрів у різних частинах системи.

Втім, якщо бути більш точним, то причиною є не так різниця температур, скільки різниця щільностей цих рідин. Адже всім відомо, що щільність гарячої рідини дещо більша за щільність охолодженої, іншими словами, гаряча вода або антифризи легші за холодні.

По суті, виходить точна аналогія з теплим повітрям, гаряча рідина піднімається нагору, тоді як холодна природно опускається вниз по опалювальній системі. І другим важливим моментом, від якого залежить гравітаційна циркуляція рідини в системі опалення, є різниця висот, що утворюється на різних ділянках системи.

Принцип роботи

Процес роботи подібної опалювальної системи полягає в наступному: теплоносій, нагріваючись в опалювальному котлі (1), надходить у головний стояк (2), що подає, в товсту вертикальну трубу, піднімаючись, спливає вгору. Підйом, як було зазначено раніше, відбувається за рахуноквиникаючої різниці температур. Крім того гарячий теплоносій витісняє, «підштовхуючи», що встигла охолонути рідина, що повертається в казан.

Головний стояк, його верх, з'єднується з розширювальним баком (9) із підведеними до нього гілками трубопроводу (7), що складається з труб, які змонтовані під невеликим нахилом. За даними труб гарячий теплоносій спрямовується в опалювальні прилади, радіатори (4), з яких слід у зворотну лінію, спрямовану назад до котла, встановленого, до речі, теж під деяким ухилом.

Потім рух повторюється, утворюючиколообіг. У міру просування рідини по системі відбувається віддача тепла в приміщення, в результаті якого вона остигає, внаслідок чого ще швидше переміщається по системі вниз.

Область застосування

Швидкість руху теплоносія в системі залежить від різниці її температур в трубах зворотної лінії і головному стояку, і, зрозуміло, від різниці висот. Природно, що найгарячіша рідина розташовується безпосередньо відразу після стояка, що подає, отже, і повітря там прогрівається інтенсивніше.

Приміщення з трубами, в які подається теплоносій, що вже встиг охолонути, прогріваються набагато гірше. Звідси можна дійти невтішного висновку, що опалювальні системи, які працюють на принципах природної циркуляції рідини, є кращою варіацією для великих котеджів. Їх не рекомендовано встановлювати у будівлі з площею 100 м 2 , вони точно не зможуть прогріти деякі кімнати.

Зате це оптимальний варіант для будинків з меншою площею, він відмінно підходить для їхнього чудового обігріву. До незаперечних достоїнств цієї опалювальної системи відносять:

Простоту проектування
Нетрудомісткий монтаж
Самодостатність, виражена енергонезалежністю.

Ключовою гідністю цих систем визнана саме їхня електронезалежність. Адже вони здатні працювати навіть за відсутності електропостачання за наявності теплового генератора, що не вимагає роботи електрики, які знайти не складно. Тому вибір опалювальної системи з гравітаційною циркуляцією води для компактних заміських будинків очевидний, і практично безперечний.

Однак вона аж ніяк не позбавлена недоліків. Для нормалізацій роботи подібної опалювальної системи необхідно подбати про достатністьциркуляційного тиску, що допомагає теплоносію долати опір, що виникає в системі. Досягти цього можна збільшивши діаметр труб і передбачивши трубну розводку з елементарними конфігураціями схем.

У сучасному домобудуванні такі системи знаходять набагато менше застосування, їх використовую дедалі рідше. Причина тому прокладені вздовж стін з ухилом малопривабливі товсті труби, які безперечно багатьом не подобаються. Адже вони украй обмежують реалізацію архітектурних та дизайнерських ідей інтер'єру будівель, планування його приміщень.

До того ж ці системи ускладнюють теплове регулювання, практичні не піддаються йому. А також вони накладають суттєві обмеження на використання багатьох сучасних матеріалів.

Водяна опалювальна система зі штучною циркуляцією рідини

Опалювальні системи з примусовою циркуляцією теплоносія позбавлені вищезазначених недоліків.

Відмінні характеристики

Їхня відмінна риса полягає в тому, що рідина переміщається завдяки функціонуванню циркуляційного насоса, встановленого в зворотну лінію. Таке місце розташування насоса дозволяє уникнути зіткнення з найбільш гарячою водою.

Застосовуваний в системі циркуляційний насос позбавляє застосування товстих труб, зазвичай напівдюймових, створення великого ухилу в системі. Це допомагає здешевити матеріали та спростити проектування.

Наразі випускають компактні безшумні циркуляційні насоси. Рекомендується купувати агрегати, що автоматично змінюють свою потужність, залежно від умов, що створилися. Вони дуже економічні, на повну потужність працюють лише у разі потреби, витрачаючи менше електроенергії.

Сфера застосування

Подібні опалювальні системи зручні насамперед для будівель будь-якої складності, адже рідина здатна в них досить швидко переміщатися, забезпечуючи рівномірно теплом весь будинок. При цьому теплове керування можна зробити досить гнучким, диференційованим по кімнатах.

До того ж вони залишають простір для будь-яких архітектурно-дизайнерських вишукувань. Відгалуження розведення виконуються трубами малих діаметрів, які легко ховаються в моноліті стін та підлог. Що дозволяє створювати незвичайні конструкції, наприклад, теплі підлоги.

Нестача у систем, що відносяться до типу примусової циркуляції один - їхня електрозалежність.

Способи доставки теплоносія

Отже, з'ясовано, що системи опалення відрізняються способом пересування теплоносія всередині них та бувають насосними чи гравітаційними. Далі варто припинити увагу на тому, як вони різняться за способом доставки рідини до опалювальних приладів.

Схем розведення існує дві:

Обидва типи розведення можна застосовувати рівною мірою і для систем з природною, і для систем з примусовою циркуляцією.

Однотрубне відведення

Дешевизна – одна з переваг однотрубної розводки. Адже в цьому випадку витрата труб, фасонних і сполучних виробів менша, ніж при двотрубному розгалуженні. Головною ж її перевагою є наявність опалювальних приладів, які мають теплову незалежність. Вони дозволяють гнучке управління температурними режимами в окремих приміщеннях.

А її недоліки пов'язані:

З трудом, а часто і неможливістю без додаткових витрат створити в опалюваних приміщеннях оптимальне керування необхідним температурним режимом.
З необхідністю купувати дорогі опалювальні пристрої збільшою тепловіддачею.

Двотрубне розведення

Двотрубне розведення передбачає послідовне проходження рідини через усі пристрої, віддаючи при цьому кожному приладу частину теплоти. При цьому кожен наступний агрегат буде дещо холоднішим за попередній. З метою збереження необхідної тепловіддачі, розміри кожного наступного пристрою має бути більшим за попередній.

При двотрубному розведенні кожен опалювальний прилад окремо отримує теплоносій із загальної магістралі. Усі пристрої виявляються абсолютно незалежними один від одного, адже рідина подається з однаковою температурою. У зворотну лінію від кожного радіатора охолола рідина відводиться так само окремо.