Вопросы обустройства системы отопления загородного дома: отопление с естественной циркуляцией | Строительство деревянных домов

Вопросы обустройства системы отопления загородного дома: отопление с естественной циркуляцией

Вопросы обустройства системы отопления загородного дома: отопление с естественной циркуляциейОтопление загородного дома: гравитационная система отопления.

Вопросы обустройства системы отопления загородного дома: отопление с естественной циркуляцией.

На первом этапе обустройства системы отопления дачи, коттеджа необходимо составить проект отопления, где будет присутствовать схема расположения котла, трассировки труб, стояков. расширительного бака, радиаторов отопления. Этот шаг следует предусмотреть для любой системы отопления, с любым видом циркуляции теплоносителя. Совет! Лучше всего решить данную задачу, обратившись к теплотехнику. Так же решить задачу проектирования системы отопления загородного дома можно привлекая и инженера проектировщика в области теплотехники, и дизайнера. Совместными усилиями, учитывая ваши пожелания, будет проделана комплексная работа. В результате Вы получите отлично работающую гравитационную систему отопления с минимально видимым количеством тепловых, сообщающихся труб.

Упрощенный вариант системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Ставится котёл, место для него определяется заранее. От котла выводится подающий стояк, причём по заранее определённому месту вверх, на сколько это возможно в здании. Как правило, на чердак или в какую-нибудь кладовку верхнего этажа загородного дома.

К стояку наверху устанавливается расширительный бак с переливной трубой, выведенной в подсобное помещение, где есть канализация. Если же расширительный бак предполагается закрытый, то тогда он устанавливается на обратке в котельной или ином помещении, в самой верхней точке устанавливается автовоздушник. Группа безопасности также устанавливается в котельной на 1 этаже. Котёл необходимо установить как можно ниже, в приямке или подвале. Газовый котел в подвале ставить запрещается. С верхней точки, там, где устанавливался открытый расширительный бак или автовоздушник, делается опуск. Получается напорная петля. Далее поговорим для чего нужна напорная петля.

Для чего нужна напорная петля в гравитационной системе отопления.

Чтобы было понятно, можно привести простой пример с мячом. Возьмём резиновый мячик, утопим его рукой в ванне с водой на небольшую глубину, отпустим его. Мячик вылетит из воды, всплывёт, замеряем расстояние на сколько он вылетит. Проделаем опыт повторно, только мячик утопим как можно глубже и так же отпустим, опять замеряем, на сколько он выпрыгнет. Во втором случае мяч выпрыгнет выше. То же самое происходит и теплоносителем, когда речь идёт о системе отопления с гравитационной или естественной циркуляцией. Горячая вода легче, чем холодная, а значит, будет идти вверх. Котёл нагревает воду, и чем выше она поднимется по стояку от котла, да если ещё он прямой и диаметр его не занижен в сравнении с выходом из котла, тем больше вода сможет разогнаться внутри стояка, а стало быть создаст давление.

Горячая вода устремиться вверх и будет за собой из обратки тянуть холодную воду в котёл, где она опять же нагреется. Таким образом, в системе отопления будет реализована естественная циркуляция.

Чем быстрее и лучше будет идти циркуляция, тем меньше в системе будет разница температур подачи и обратки. Скорость воды при хорошо работающей системе может достигать 1м/с. От опуска варится розлив будущей системы отопления.

Какие трубы можно использовать.

Для монтажа системы можно использовать не только стальные трубы. Можно и полипропиленовые, медные, нержавейку и др. Главное, при использовании полимерных труб смотреть на температуру, на которую допустимо использовать данную трубу. К розливу системы потом варятся стояки, которые и служат для подключения радиаторов.

Причём, розлив в гравитационной системе может быть по этажам и нижним, так всеми любимым. Но для этого должно выполняться условие: верх котла должен быть по горизонту ниже, чем низ радиаторов. То есть котёл должен стоять в подвале или, как уже говорилось, быть заглублён. Но ничто не мешает сделать смешанную разводку, первый этаж, с верхним розливом, а второй и более верхний с нижним. Причём, нижний розлив второго или иного верхнего этажа может быть как однотрубным, так и двухтрубным.

Реализация системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

После того, как выполнен теплотехнический расчёт здания, можно приступать к подбору нагревательных приборов и их выбору. На первом этаже, в одном из помещений предположим, тёплый пол в ванной и туалете. Система всё-таки планируется гравитационная и энергонезависимая, поэтому большую площадь тёплого пола делать не следует. После проведённого теплотехнического расчёта определимся с температурным графиком теплоносителя, от чего исходить будем. Выберем стандартный график для систем водяного отопления 95 подача и 70 — обратка, немного его подкорректируем для некоторого запаса в дальнейшем и погрешности на неточности вычислений и замеров приведём его к 80 на 60. Далее, в жилых помещениях мысленно установим радиаторы, определимся с местами, где будут радиаторы и какие, и сразу же продумаем трассировку труб отопления, места, где пойдут трубы. Радиаторы же нужно будет установить с учётом потребностей тепла по помещениям. Если в ванной будет тёплый пол, то радиатор надо установить с учётом того, что тёплый пол у вас будет работать по мере надобности, учесть, что система должна быть энергонезависима. То есть, радиатор должен дать 70-80% нужного тепла в помещении. В жилых помещениях, в комнатах также надо учесть направление преобладающего ветра и сторон света, куда выходят стены. Это же относится не только к первому этажу, а ко второму тоже. Очень многое зависит от правильности размещения нагревательных приборов. Также надо не забыть про установку нагревательных приборов или прибора у входной двери. На кухне же, можно на 10-15% уменьшить расчётную мощность нагревательных приборов. Там есть иные источники тепла: газовая или электроплита, духовка, хлебопечка, холодильник и др.

Теплотехнический расчёт и подбор нагревательных приборов, и их расчёт абсолютно одинаковый для системы с любым побуждением циркуляции. Единственно, что при гравитационной системе надо ещё и учитывать остывание теплоносителя и иметь в виду что на верхнем этаже, температура теплоносителя больше чем на нижнем, на 5 12С в зависимости от типа стояков, их протяжённости и высоты здания.

Теперь приступим к гидравлическому расчёту.

Определяемся с местом для котла очень ответственный момент! Надо учесть, что для системы с гравитационным побуждением циркуляции, котёл должен стоять как можно ниже: в подвале или полуподвале. На практике же такое не всегда приемлемо. Надо, чтобы была возможность монтажа дымохода, соблюдались пожарные нормы, и для работы котла было достаточно воздуха. Ещё надо продумать и подачу топлива туда, где будет котёл. В основном подача топлива относится к твёрдотопливным котлам (уголь, дрова, брекеты и прочие). Если с местом продумали, определились, разметили котельную, то можно приступать к трассировке труб.

Опять же начнём с выбора типа разводки какая конкретно будет разводка и розлив. Для гравитационной системы предпочтительнее верхний розлив . а в основном, нижний и не будет работать. Для нижнего розлива нужно больше условий, что бы он работал. Выберем систему с верхним розливом, тип разводки можно взять как векторный, так и параллельный.

Векторная разводка системы.

То есть система с одинаковым линейным сопротивлением каждого стояка и радиатора нет выгодных и удалённых колец циркуляции. Тип стояков двухтрубный. Для гравитационной системы оптимальный вариант. При однотрубном типе стояков получится большее остывание воды на верхнем этаже и более низкая температура на 1 этаже соответственно. Что приведёт к большему количеству нагревательных приборов и удорожанию системы. В данной системе можно предусмотреть ёмкостной теплообменник для ГВС. То, что теплообменник должен быть ёмкостным это обязательное условие, Пластинчатый теплообменник использовать нецелесообразно из-за его довольно высокого гидравлического сопротивления.

Общие принципы гидравлического расчёта сводятся к определению сечений труб на расчётном участке в зависимости от тепловых нагрузок и располагаемом перепаде давлений, выбирается по наименее выгодному кольцу циркуляции. При векторной разводке невыгодных колец нет, и можно рассчитывать постоячно, сопротивление стояков будет одинаковым. Располагаемый перепад давлений должен превышать потери давления на трение и другие местные сопротивления. То есть диаметр трубы должен быть немного с запасом, или расчётная скорость движения теплоносителя должна быть меньше располагаемой.

Н р располагаемое давление кгм.кв; h расстояние от центра котла, до центра рассчитываемого нагреваемого прибора высота в М. Также рассчитывается и высота напорной петли. у 1 и у 2 удельный вес поступающей и уходящей воды из прибора, выбирается по таблице, согласно температурному графику.

Допустим, располагаемая высота от центра котла до верха напорной петли в рассчитываемом здании 12 м.

Считаем Н р = 12* (983,24-971,82)+10= 147,84 кг/мкв.

Вот у нас располагаемое давление системы с указанной высотой напорной петли. Если перевести в кг.см, то получится 0,014 кг/см. То есть давление, достаточное для поднятия столба воды на 14 см.

После этих расчётов можно посчитать сколько потребуется теплоносителя на выбранный нами стояк. Для этого надо сложить предполагаемую расчётную тепловую производительность радиаторов этого стояка. И высчитать, сколько теплоносителя должно проходить в час через стояк для обеспечения нужного расхода тепла.

Напоминание . 1 Ккал количество тепла для нагрева 1 литра воды на 1 С.

Допустим, у нас на стояке висят 4 радиатора, 2 из которых имеют теплоотдачу 800Кк час каждый, и 2 по 600Кк час каждый. Считаем, 1600+1200=2800Кк час Температурный график 80х60 То есть, каждый литр воды отдаст по 20 Кк час.

2800/20= 140л воды должно пройти через данный стояк. 2/3 тепла должен получить первый этаж и 1/3 должно быть на 2 этаже, примерно.

Выбираем наобум трубу для стояка Ду-25. Считаем скорость движения воды по трубе.

Объём трубы равен (P i *(2,5*2,5)) / 4*100 /1000=0,49л. То есть, при скорости движения воды 1м/с через эту трубу, будет расход 0,49*3600=1716 л.час. А нам надо всего 140л! Значит выбираем скорость движения воды 0,1-0,2 Мм/с Труба тоже Ду 25 оказывается великовата Выбираем номиналом меньше, получается Ду-20 Если есть желание, то можно посчитать и сопротивление участка трубопровода, оно будет меньше, чем вам необходимо, а значит, условие выполняется и стояк работать будет.

Есть ещё один небольшой нюанс, подводку к радиаторам от стояка желательно на втором этаже несколько занизить, а на первом подзавысить. Скажем, вы ставите двухтрубный стояк, на втором этаже у вас два радиатора, и на первом тоже два, к радиаторам второго этажа подводку лучше сделать Ду-15, обратный стояк с верхних радиаторов тоже поставить 15 до первого этажа, а на первом этаже сделать подводку к радиаторам Ду 20, также и стояк станет Ду20, туда придёт Ду 15 труба со второго этажа и две Ду 20 с первого этажа. Таким образом, вы искусственно увеличите гидравлическое сопротивление радиаторов второго этажа и снизите на первом. Что это даёт? На втором этаже температура теплоносителя всё равно больше, чем на 1 этаже, таковы особенности работы гравитационной системы, кроме того, на второй этаж с первого переходит тёплый воздух, как раньше говорилось. В результате радиаторы второго этажа радуются ,а на первый теплоноситель приходит более остывший, а ещё вдобавок забивает обратку первого этажа, обратка второго этажа, слишком горячая идёт. Те же, примерно, вопросы решаются установкой регулировочных кранов на радиаторы. Но регулировочный кран является подвижным элементом, значит, когда-то может потечь, кроме того, зажатый краном участок трубопровода будет больше засоряться из-за малой скорости движения теплоносителя в сравнении с другими участками системы. В конце-концов забьёт кран, как самое узкое место. При ограничении диаметром трубы этого не происходит в такой мере из-за того, что скорость потока не снижается, снижается расход.

Котел отопительный.

Расширительный бак.

Труба сигнальная.

Стояк горячего теплоносителя.

Магистраль горячего теплоносителя.

Магистраль обратного теплоносителя.

Сливная магистраль.

Водопровод подпиточный.

Вентиль водопроводный.

Магистраль ГВС.

Магистраль малого контура.

Розлив можно посчитать и упрощённым способом, длины тут небольшие. Считаете количество стояков и их площадь поперечного сечения каждого, суммируете площадь сечения, потом обратным действием получаете диаметр труб розлива. При векторной системе можно на диаметре розлива немного сэкономить, снизить диаметр розлива, но смотреть, что бы скорость движения теплоносителя в розливе не отличалась от скорости движения теплоносителя в стояках более чем на 50% А кроме того, занижать заводской диаметр выхода котла очень не желательно. Завод изготовитель котёл рассчитывал, также обоснован и выход.

Удачи в обустройстве системы отопления загородного дома.

Юрий написал 14.06.2013 [14:20.

Автор — в школу! Физику и конвекцию изучать! А рисунок №1 — феерический бред! По нормативам «котел» в цепочке радиаторов для штатного теплосъема должен за более 100 град Ц выдавать.

Сергей написал 29.05.2013 [14:34.

Расчет с претензией на простоту, но запутан до безобразия. Нет привязки ни к одной из 2-х к прилагаемых схем. В голове автора каша.