Водяное отопление от печи без насоса — разновидности и принцип функционирования в частном доме

При размышлениях о вопросах установки отопления в первую очередь определяется выбор топлива, которое будет использоваться. Однако, наряду с этим, крайне важно решить, насколько планируемая система обогрева будет действительно независимой. В случае если это актуально, можно обратить внимание на «систему водяного отопления от печи без насоса», чтобы обеспечить эффективность и автономность системы.

1. Виды конструкций
2. Обогрев без насоса
3. Преимущества и недостатки
4. Принцип действия
5. Отопление однотрубного типа
6. Контур двухтрубного типа
7. Монтаж системы
8. Использование пара

Виды конструкций

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

• естественным;
• принудительным.

Контура с естественным движением воды просты и надёжны, но для их эффективного использования нужна правильно построенная система. Для второго же способа используется насосное оборудование, которое, создавая давление, заставляет воду перемещаться.

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

Любой из этих видов котлов может использоваться в системе отопления частного дома без насоса, но наиболее популярным является газовый и твердотопливный.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Обогрев без насоса

До начала девяностых годов отопление в частном секторе строилось именно на системах без использования насосного оборудования. Связано это было с проблематичностью покупки и установки устройства, создающего давление в контуре. Потом в страну стало завозиться хорошее европейское оборудование, многие потребители перешли на отопление с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Но все еще существуют места, в которых случаются перебои с подачей электроэнергии.

При отключении электричества движение воды практически прекращается, в радиаторах она быстро остывает, котлы начинают работать неэффективно, а то и вовсе отключаются от перегрева. Помещение перестаёт отапливаться, а это приводит к дополнительным затратам из-за замерзания системы и необходимости запуска источника энергии на его максимальных возможностях.

Преимущества и недостатки

Необходимо понимать, что естественная циркуляция (гравитационная) эффективнее работает в высоких зданиях. Связано это с физическим свойством воды передавать давление с поверхности на весь свой объём до самой нижней точки. Это было доказано ещё в 1648 году физиком Паскалем. Он провёл эксперимент: установив герметичную бочку и подсоединив к ней вертикально трубу, Блез Паскаль вылил сверху в неё кружку воды. Давление в бочке увеличилось настолько сильно, что её разорвало.

Экономичность — вот главное достоинство гравитационного движения теплоносителя по трубам. Конструирование такой системы не требует затрат в покупке дорогостоящих циркуляционных насосов и подведения электричества к системе. Проектировка, монтаж и обслуживание может быть выполнено самостоятельно, без привлечения дорогостоящих консультантов и мастеров. Такая система при правильном построении сможет проработать около тридцати лет без капитальных ремонтов.

При отоплении возникает процесс саморегулирования, из-за чего система имеет хорошую тепловую устойчивость.

Но наряду с этим выделяют и ряд недостатков: высокую инертность, выдерживание необходимых уклонов при монтаже, использование труб большого диаметра, опасность замерзания из-за слабого потока воды. Самая большая неприятность, которая может возникнуть в контуре, это завоздушенность. Поэтому на радиаторах устанавливаются устройства стравливания воздуха, а в системе монтируется расширительный бак, в котором приходится контролировать уровень теплоносителя.

Принцип действия

Согласно физическим законам, все тела при нагревании увеличиваются в объёме, а их плотность снижается. Это утверждение относится и к воде. Устройство, в котором происходит теплообмен между источником тепла и носителем, называется теплообменником. Фактически это место, в котором вода нагревается до определённой температуры.

Учитывая, что нагретая вода легче холодной, теплогенератор размещается внизу системы. Подогретая им вода начинает подниматься, а её место заполняет холодная. При естественной циркуляции действуют три закона физики: всемирного тяготения, расширения физических тел при повышении их температуры, неразрывности струи. Отопление с естественным движением воды состоит из следующих элементов:

1. 1. Теплогенератор. Представляет собой котёл, который в своём теплообменнике осуществляет нагрев носителя тепла.
2. 2. Трубопровод. Формирует направление потока воды и подводит её к котлу и батареям.
3. 3. Отопители. Чаще всего это радиаторы, выполненные из различного материала и имеющие всевозможные формы.
4. 4. Расширительный бачок. Используется как элемент защиты для компенсации увеличения объёма воды из-за теплового расширения. Располагается он в самой верхней точке системы.

В упрощённом виде схема отопления без насоса выглядит так: нагретый теплоноситель поднимается по трубам, покидая котёл, а охлаждённая вода опускается в него.

Достигнув верха, горячая вода начинает распределяться по радиаторным батареям. В них начинают происходить процессы движения воды, аналогичные циркуляции в котле. Холодная вода вытесняется, а подогретая занимает объём батареи. Отдавая своё тепло радиатору, который далее передаёт его воздуху помещения, вода охлаждается и спускается обратно к котлу. Процесс будет повторяться по циклу, пока источник нагрева будет подогревать воду.

Отопление однотрубного типа

Такие системы выгодно отличаются своей экономичностью, но их монтаж встречается довольно редко. Горячая вода поднимается и последовательно проходит все отопительные радиаторы, расположенные на втором этаже, а затем, спускаясь вниз, обходит батареи, стоящие на нижнем этаже, и возвращается в котёл.

На верхнем этаже температура нагрева комнаты будет выше, чем на первом. Для того чтобы поднять воду, необходимо использовать нагревательное устройство с большой производительностью, поэтому в одноэтажном строении подобная схема более эффективна.

Эффективность системы может быть повышена с помощью использования обходной линии — байпаса. Этот замыкающий участок выполняется из трубы, диаметр которой не больше основного трубопровода. Он может соединять вход и выход батареи, или быть подключён к тройнику, расположенному в верхней точке системы перед расширительным баком, разделяя контур на две линии.

Правильная работа системы во многом зависит от расширительного бачка. Его размеры напрямую связаны с количеством используемых радиаторов, а его заполнение не должно превышать ¾ объёма.

Для частного сектора оптимальным вариантом будет вертикальное подключение. Монтируются два стояка: подъёмный и опускной. Расширительный бак можно не использовать, если предусмотреть систему автоматического стравливания воздуха в радиаторе, находящемся в самой верхней точке.

Контур двухтрубного типа

Усложнённый по сравнению с однотрубной системой контур отопления избавлен от недостатка неравномерного прогревания радиаторов. Для этого в конструкции используется сразу два контура. По первому передвигается горячий теплоноситель от источника нагрева к батареям, а по второму происходит отток остывшей воды.

Существует два подхода реализации такого типа соединения: с попутным движением и тупиковым. При применении попутного движения все циркуляционные отводы от радиаторов стараются сделать одинаковой длины, поэтому и прогрев выходит равномерный. Но этот метод практически не используется из-за большого расхода материалов. Поэтому применяется соединение, при котором горячая и остывшая вода движется в разных направлениях. Это приводит к неодинаковой длине колец циркуляции, что сказывается на равномерности отопления. Радиаторы, находящиеся ближе к отопительному котлу, будут прогреваться сильнее.

Классифицируется такое отопление по типу разводки. Оно может быть с нижней или верхней обвязкой. Иными словами, подача нагретой воды происходит из цокольного этажа или подвала. Обратный трубопровод располагается там же, но установлен он должен быть ниже подачи.

Монтаж системы

Проектируя схему водяного отопления без насоса, очень важно правильно расположить котёл и нижний отопительный прибор. Чем котёл будет ниже радиатора, тем быстрее будет происходить проток воды. Поэтому и рекомендуется устанавливать устройство нагрева в подвале. На скорость движения воды также влияет:

1. 1. Диаметр труб. Чем меньше труба, тем большее сопротивление она оказывает теплоносителю.
2. 2. Материал трубопровода. Наилучшими характеристиками обладает полипропиленовая труба.
3. 3. Количество изгибов. Чем их меньше, тем эффективность контура выше. На производительность системы также влияет количество запорной арматуры.

Для расчёта мощности котла используется рекомендация СНиП. Она предполагает, что для помещения площадью в один квадратный метр необходим обогреватель с мощностью не менее 0,1 кВт. Монтируя контур обогрева, следует утеплить стояк горячей воды для уменьшения потери тепла, а также помещение, в котором располагается расширительный бак.

Сам монтаж происходит в следующем порядке. Сначала устанавливается основной стояк, сверху которого монтируется расширительный бак. На расстоянии трети высоты помещения от пола к стояку присоединяется разводка. Это то место, от которого прокладываются трубы к батареям. При однотрубном исполнении с последнего радиатора труба опускается и подключается к месту её забора котлом. Система двухтрубного типа прокладывается параллельно подаче горячего теплоносителя, а отводы от приборов отопления врезаются в неё.

Использование пара

В качестве теплоносителя необязательно использовать воду. В частном доме можно применить и паровое отопление. Специальный котёл (парогенератор) превращает воду в пар и подаёт по трубам отопительного контура.

В работе такого типа обогрева используется принцип, что горячий воздух легче холодного. Поэтому нагретым парам очень легко подняться наверх системы и без искусственного нагнетания. Попадая в радиаторы, газ охлаждается и переходит обратно в жидкое состояние. После чего по обратному стояку возвращается назад в котёл.

При нахождении в системе горячего пара трубопровод и радиаторы нагреваются до температуры выше ста градусов по Цельсию. Схема разводки используется двухтрубная. Из-за высокой температуры трубопровод изготавливается из стали или меди. Но паровое отопление используется редко из-за сильного нагревания труб и меньшего срока службы всей системы по сравнению с другими видами отопления.

Использование отопления дома без насоса остаётся актуальным и сейчас. При проектировании системы отопления здания крайне важно все просчитать и продумать. Выбрав наилучший способ, можно не беспокоиться о том, что дом останется непрогретым в холодное время года.

Сколько может работать водяной насос без перерыва?

Срок работы водяного насоса без перерыва зависит от многих факторов, включая тип насоса, его мощность, состояние и возраст, а также от условий эксплуатации.

Некоторые водяные насосы, специально предназначенные для продолжительной работы без перерыва, могут работать до нескольких дней подряд, например, для поддержания постоянного давления в системе водоснабжения или в системе отопления. Однако, большинство насосов предназначены для работы с перерывами, например, для подачи воды из колодца или для орошения растений. В таких случаях, рекомендуется предоставлять насосу перерывы на охлаждение и снижение нагрузки.

В целом, длительность работы водяного насоса без перерыва следует определять в соответствии с рекомендациями производителя и регулярно проверять его работу на наличие перегрева или других проблем.