Диаметр трубы для самотечного отопления
Первое и основное условие надежной работы гравитационного отопления – большой диаметр стояков (вертикальных магистральных труб) и лежаков (верхних и нижних горизонтальных подводящих труб). И по этому поводу часто можно услышать одно из главных заблуждений:
Это не совсем так. Циркуляции можно добиться и при тонких трубах. Однако для комфортного отопления такая система будет непригодна.
Дело в том, что в тонкой трубе окажется воды меньше, чем в толстой. И это понятно – площадь сечения увеличивается в зависимости от диаметра в квадратичной пропорции. В трубе диаметром, например, 20 мм при высоте стояка 6 метров будет всего два литра воды. При разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес в них будет различаться на 11 грамм. Этого уже достаточно, чтобы привести в движение воду – тяжелая холодная начнет давить вниз. Но при большой длине труб трение воды об их стенки уравновесит силу тяжести и циркуляции не будет. Запустить ее можно двумя способами:
- увеличить разницу температур между «подачей» и «обраткой»;
- увеличить начальную температуру «подачи» – разница в весе при высоких температурах ощутимее (см. таблицу).
Первый способ обычно и применяют – включают в циркуляционную систему радиаторы отопления. Они быстрее остужают теплоноситель, забирая из него тепло и отдавая в помещение. Но это не может происходить бесконечно. Сравнявшись с комнатной температурой, вода перестанет остывать, а разница в весе еще не будет достаточной для естественной циркуляции. К тому же сами радиаторы тоже увеличивают сопротивление системы.
В результате приходится нагревать воду в котле до более высокой температуры. Циркуляция запустится, но тогда в доме станет жарко, ведь температура теплоносителя поднимется выше расчетной. Да и КПД такой системы резко упадет. Дело в том, что холодная вода «принимает» большее количество теплоты от сжигания топлива, нежели горячая. Поэтому при попытке нагреть горячий теплоноситель еще сильнее, большая часть тепла от сгорания топлива будет буквально вылетать в трубу котла, оставшись неиспользованной.
А теперь – расчет для трубы диаметром 50 мм. В шестиметровом стояке из такой трубы вместится почти 12 литров воды. А при разнице температур между «подачей» с 60°С и «обраткой» с 40°С вес будет различаться уже на 72 грамма. Такая система будет циркулировать и при более низкой температуре. Это позволит осуществлять топку котла равномернее и эффективнее, поднимая температуру, только если это необходимо для обогрева помещения.
Заливка системы
Домашним мастерам, обустраивающим автономное отопление своими руками, важно заранее разобраться, как правильно заполнить систему отопления в частном доме, чтобы не допустить образования воздушных пробок. Для первого запуска отопления в частном доме желательно пригласить специалиста, который проверит правильность схемы и качество монтажа элементов, проконтролирует работу котла
Но в дальнейшем, после профилактических работ, вновь потребуется заполнение системы отопления теплоносителем, поэтому необходимо знать, как это сделать без ошибок
Для первого запуска отопления в частном доме желательно пригласить специалиста, который проверит правильность схемы и качество монтажа элементов, проконтролирует работу котла. Но в дальнейшем, после профилактических работ, вновь потребуется заполнение системы отопления теплоносителем, поэтому необходимо знать, как это сделать без ошибок.
Насос для заполнения системы отопления
Заполнение водой
В верхней точке правильно смонтированной отопительной системы располагается автоматический воздухоотводчик. Перед тем, как заполнить водой контур, клапан требуется полностью открыть, чтобы через него выходил вытесняемый воздух.
Обратный трубопровод монтируется под уклоном и в нижней точке устанавливается сливной кран, который позволяет удалять теплоноситель из системы. Рядом, чуть ниже котельного агрегата, должен иметься патрубок с обратным клапаном, который служит для заполнения системы отопления.
К патрубку может быть подключена труба водопровода, в этом случае, чтобы заполнить систему отопления водой, достаточно повернуть вентиль. При отсутствии стационарной трубы патрубок соединяют с водопроводом при помощи гибкого шланга. Заполнение водой закрытой системы отопления требует, чтобы вода подавалась под давлением, немного превышающим расчетное рабочее давление.
Проверка батареи после заполнения водой
Подача воды в систему завершается, когда все приборы отопления и трубы заполнились – из верхнего воздушного клапана начинает стекать теплоноситель. На завершающем этапе заливки закрывают верхний воздушный клапан и открывают краны Маевского на всех батареях поочередно, чтобы ликвидировать воздушные пузыри. Закачка воды прекращается, когда устранен весь воздух из системы и манометр на группе безопасности показывает расчетное давление (1,5 атм или более, в зависимости от характеристик котла).
Если в закрытой системе отопления используется двухконтурный котел с модулем подпитки водой, порядок действий предусматривает подключение заливочного шланга к специальному крану для закачки теплоносителя, который входит в состав модуля.
Если речь идет о системе с газовым котлом и водяным контуром, важно знать, как запустить агрегат. С котла снимается лицевая крышка, чтобы обеспечить доступ к циркуляционному насосу подкачки
После заполнения системы своими руками и ее проверки на герметичность включают агрегат, установив рабочий режим. С циркуляционного насоса подкачки, который начнет булькать, отверткой слегка отвинчивают крышку, чтобы вышел воздух и начала капать вода. Затем крышка завинчивается обратно и через 3-4 минуты операция повторяется два-три раза с небольшими интервалами. Агрегат станет работать тише и включится розжиг горелки. Проверьте показания манометра и ненадолго откройте подпитывающий кран, чтобы создать давление, соответствующее расчетному.
Заполнение антифризом
Применение незамерзающей жидкости в качестве теплоносителя имеет свои особенности. Разберемся, как заполнить систему отопления закрытого типа антифризом, учитывая, что его нельзя залить через расширительный бак или подать из водопровода.
Заполнение антифризом
Система заполняется следующим образом:
- Вариант 1. Незамерзающая жидкость закачивается ручным опрессовочным насосом, который позволит обеспечить необходимое давление.
- Вариант 2. Используется электрический насос, способный перекачивать жидкости с различной плотностью.
- Вариант 3. Заливка выполняется через шланг, нижний конец которого подсоединен к патрубку обратного клапана, а верхний поднят выше верхней точки системы (на чердак, крышу, второй этаж). По завершении работ остатки теплоносителя из шланга сливают в подставленную емкость.
Система отопления твердотопливным котлом
Теплогенераторы этого типа работают на:
- дровах;
- торфе;
- брикетах;
- угле.
Загрузка и розжиг топлива производятся вручную.
Особенности системы
Сложность обвязки обусловлена спецификой работы твердотопливного котла:
- Тепловой инерционностью. В отличие от газового и жидкотопливного, прибор нельзя быстро потушить. Даже при закрытой воздушной заслонке дрова продолжают какое-то время гореть, выделяя большое количество тепла. Это повышает вероятность перегрева рабочей среды и, как следствие, ее закипания и резкого роста давления в системе. Обвязку дополняют охлаждающим змеевиком, аварийным контуром и другими элементами для экстренного сброса тепла.
- Зависимостью КПД от производительности. Максимальная эффективность наблюдается только в режиме номинальной мощности. Если котел притушить, прикрыв воздушную заслонку, сгорание топлива становится неполным. Это приводит к падению КПД и увеличению количества сажи в выхлопе. В систему интегрируют теплоаккумулятор, накапливающий производимую котлом энергию и порциями отдающий ее отопительному контуру.
- Высокой концентрацией серы и других элементов в дымовых газах, обусловленной составом твердого топлива. При конденсации пара в выхлопе вода реагирует с примесями и превращается в агрессивный кислотный коктейль. По этой причине нужно предотвратить поступление в теплообменник рабочей среды с температурой ниже +50…+55°С, иначе его стенки вскоре будут разрушены. Применяют смесительный узел, при необходимости добавляющий горячую воду из «подачи» в «обратку».
Сложность обвязки обусловлена зависимостью КПД от производительности.
Требования к месту установки котла
Теплогенератор на твердом топливе нельзя располагать в жилых комнатах, ванной или кухне.
Для него выделяют отдельное техническое помещение, соответствующее таким требованиям:
- наличие 1 входа шириной от 80 см;
- объем – от 15 м³ + 0,2 м³ на каждый кВт производительности, но не менее 7 м³;
- высота потолка – от 2,5 м;
- приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать 3-кратный воздухообмен и поступление кислорода, необходимого для сгорания топлива;
- предел огнестойкости стен, перегородок и перекрытий – 0,75 часа.
В котельной держат средства пожаротушения. Не допускается наличие над ней помещения или чердака.
Вентиляционные отверстия располагают:
- приточное – не выше 50 см от пола;
- вытяжное – не ниже 40 см от потолка.
Преимущества системы отопления
Обогрев твердым горючим имеет следующие достоинства:
- Независимость от внешних источников энергии. Некоторые модели автономны на 100%, т. к. не нуждаются и в электричестве.
- Низкую стоимость горючего: 1 кВт*ч от сжигания дров обходится в 0,9 руб., угля – в 1,6 руб., тогда как от сжиженного газа и солярового масла – в 2,5 и 2,8 руб. соответственно. В ряде регионов хворост и валежник можно раздобыть бесплатно.
- Функциональность. Многие отопители оснащаются варочной поверхностью.
- Безопасность. Твердое топливо не взрывается, как газ.
- Комфорт. В отличие от дизельных, котлы на дровах и угле не издают неприятного запаха.
Обогрев твердым горючим обеспечивает безопасность и комфорт.
В условиях отсутствия централизованного газоснабжения такие установки наиболее популярны.
Недостатки
К отрицательным сторонам системы относятся:
Низкая степень автоматизации. Затруднена регулировка температуры теплоносителя; каждые 4-5 часов требуется подкладывать топливо.
Грязный выхлоп. Нужно регулярно очищать дымоход и теплообменник от сажи.
Сложная обвязка. Наличие теплоаккумулятора, аварийного контура и прочих элементов приводит к удорожанию системы и увеличению объема монтажных работ.
Пожароопасность
Из-за риска воспламенения сажи, попадания искр на строительные конструкции и выхода огня при обратной тяге требуется соблюдать меры предосторожности.
Некоторые недостатки в меньшей степени проявляются в котлах длительного горения.
Монтаж системы отопления в доме
Перед началом сборки системы я отбил с помощью лазерного нивелира «горизонт» по всему периметру стен, от которого ставил контрольные отметки для соблюдения условий уклона трубы.
Стреляю горизонт по стенам
Монтировать систему отопления я начал со сборки труб. Варил систему сам, полуавтоматом, немного потренировавшись начал добиваться довольно неплохого шва.
Начал со второго этажа, изначально проваривал все швы которые можно «вертеть». Ну а в конце варил через операционный шов. Монтаж системы отопления продолжался дня три.
Делал операции, как мог, заодно проконтролировал качество шва
Когда закончил с трубой принялся за подключение радиаторов отопления. Предварительно собирал на сухую радиаторы, навешивал их на крепления и отмечал места под отверстия для отводов.
Отмечаю места под отверстия
Отверстия прожигал обычной трансформаторной сваркой, а отводы уже приваривал полуавтоматом.
Отверстие готово, время работы 10 секунд
Подготовленный отвод
Приваренный отвод
Все готово к установке радиатора
Когда все было готово начал ставить радиаторы уже со льном. Ошибок избежать не удалось, не так-то просто установить радиатор между двумя горизонтальными американками.
Радиатор отопления на месте
Пришлось использовать помимо льна еще и анаэробный гель на одной из резьб.
Наносил гель, до конца закручивал соединение, быстро ставил радиатор и выкручивал эту резьбу обратно, чтобы американки поджались. Все получилось. Ни одно соединение не потекло. Чего не сказать о сварочных швах.
Швы не всегда получались хорошо, как выяснил позже проволока была плохая, новая бобина начала варить ровно
После опрессовки я сначала впал в депресняк. Казалось, что все хорошо, шипело только в двух местах – заварил. Потом пошел с кисточкой и мылом… короче я дней пять еще возился с системой, компрессором, болгаркой и сварочным аппаратом, пока устранил все пузырьки.
Я довольно долго ломал голову из чего мне сделать бак расширителя. И тут на глаза мне попался баллон из под газа. Толстенное железо, не дождёшься пока проржавеет, зеркало небольшое, испарение воды будет минимально, ну и объем оптимальный 40 литров, как раз 10% от системы.
Просверлил немного ниже крана отверстие и второе около дна баллона, перевернул его кверху дном и установил выше радиаторов второго этажа. В нижнее отверстие вварил сосок, и соединил бачек в отводом от разливающего коллектора.
Расширительный бачок, еще не спрятан, но исправно работает
Бак занимает небольшой объем и поэтому легко спрячется в стене второго этажа. Пока эта стена еще не готова.
Масляные радиаторы – безопасность и мобильность
Масляные радиаторы давно и прочно вошли в быт наших соотечественников. Их обычно используют в качестве дополнительного отопления, но приборы вполне могут применяться в резервных системах обогрева. Современные масляные радиаторы отличаются высоким КПД, надежностью, долговечностью, безопасностью. Многие модели радиаторов снабжены роликами, позволяющими свободно перемещать их по дому. Приборы устанавливают в жилых, нежилых помещениях, на дачах, в магазинах и офисах – они универсальны, и все же постепенно масляные обогреватели «выходят из моды», уступая в популярности конвекторам.
Масляные радиаторы выбирают в зависимости от назначения и площади помещений, требующих обогрева
Схема отопления с двумя котлами
Часто с твердотопливной установкой используют маломощный прибор, работающий на ином виде горючего, – электрокотел или газовый, запитанный от баллона.
Это дает такие преимущества:
- Если пользователь забудет подложить дрова, второй агрегат запустится автоматически и не даст системе остыть.
- Основной отопитель работает с максимальным КПД.
Основное оборудование подбирают не по наименее низкой, а по среднезимней температуре. Это дает возможность эксплуатировать его большую часть времени в режиме номинальной производительности, а значит, с максимальным КПД.
Схема отопления с двумя твердотопливными котлами.
Второй котел используют:
- в экстремальные холода;
- во время простоя основного отопителя из-за отсутствия горючего или в период обслуживания;
- в межсезонье (в одиночку).
Применяют разные схемы подключения:
- параллельную;
- последовательную;
- каскадную.
Установка водяного отопления частного дома
На первом этапе выполняется установка отопительного котла. Он должен располагаться на подставке, отлитой из цементно-песочной смеси. После этого подсоединяют трубу отвода отработанных газов котла к центральному дымоходу. Место стыка обязательно заделывают жаростойкой мастикой или глиной, которая не растрескивается под воздействием высокой температуры.
На следующем этапе выполняют установку отопительных батарей. Их размещение должно быть строго под подоконниками, что позволяет создать тепловой барьер, предотвращающий, проникновение холодного воздуха через оконные щели. Сама установка радиатора достаточно проста и выполнима своими руками. Батарея навешивается на специальные кронштейны, закреплённые в стене при помощи дюбелей. Но, несмотря на всю кажущуюся простоту, существуют нюансы. которые нужно учитывать:
- Перед началом установки радиаторов выполняется разметка стен. Все радиаторы в частном доме должны располагаться на одном уровне и в горизонтальном положении, чтобы теплоноситель циркулировал беспрепятственно.
- Батарею при установке лучше не распаковывать, чтобы не повредить в процессе крепления.
- От нижней части батареи до напольной поверхности должен оставаться промежуток не менее 70 мм, но не более 150 мм.
- Отопительный радиатор должен, находится на 20 мм расстоянии от стены.
После завершения монтажа батарей переходят к разводке труб и установке сопутствующих узлов.
- Сливной патрубок с краном на конце, для удаления из системы воды. Его установка должна происходить в самой нижней точке системы обогрева частного дома.
- Расширительный бачок монтаж, которого выполняется в высшей точке системы отопления, но не меньше чем на высоте 3 м от котла.
- В случае с принудительной системой отопления монтируется циркуляционный насос. Специалисты, рекомендует сделать обводной участок трубопровода, который в случае поломки насоса возьмёт нагрузку на себя.
- При помощи кранов желательно оградить каждый самостоятельный элемент системы отопления. Это позволит в случае необходимости выполнить ремонт любого узла без полного слива теплоносителя.
Если схема отопления предусматривает наличие нескольких стояков, то в местах разводки трубопровода обязательно устанавливается балансировочный вентиль. В первую очередь — это необходимо для уравнивания разницы гидравлического сопротивления в различных ответвлениях отопительной системы.
Отопительные котлы
Выбор источника тепла – это ключевой фактор, от которого будет зависеть дальнейший подбор элементов отопления и эффективность работы собранной системы. Самым дешевым топливом на сегодняшний день является газ, поэтому, если к участку подведена газовая магистраль, работающий на газе котел будет лучшим решением.
Наиболее экономичными показали себя конденсационные газовые котлы с электрическим розжигом, которые имеют пару особенностей:
- При разогретом до слишком высокой температуры теплоносителе газ попросту не расходуется, что снижает его затраты примерно на 25%;
- Тепло, отданное водяному пару, также расходуется для отопления, что позволяет сэкономить еще 10-12% энергоресурса.
Если же расставить в порядке снижения экономичности отопительное оборудование, работающее на других видах топлива, то получится перечень следующего вида:
- Дровяные котлы;
- Пеллетные котлы;
- Угольные котлы;
- Дизельные котлы;
- Электрические отопительные устройства.
Подбирая источник тепла перед тем, как провести отопление в частном доме, нужно обратить внимание на ряд нюансов:
- Для газовых котлов можно использовать не только магистральный, но и баллонный газ. Правда, стоимость отопления в таком случае вырастает в несколько раз.
- Перед приобретением работающего на определенном виде топлива отопительном устройстве стоит хотя бы примерно изучить динамику роста цен на разные типы горючего, причем при изучении нужно привязывать цены топлива к географии.
- Угольные котлы для растопки используют дрова. Это нужно учитывать – во-первых, растопка и прогрев системы займут больше времени, а во-вторых, закупка дров потребует дополнительных затрат.
- Котлы на газе, дизельном топливе и электричестве функционируют бесперебойно в случае наличия топлива. Пеллетные котлы, имеющие систему автоматической подачи, могут работать неделю. Твердотопливные котлы необходимо протапливать и очищать не реже (а зачастую чаще) одного раза в день. Котел длительного горения может работать на одной закладке на несколько часов дольше, а самые дорогие и современные устройства без проблем работают на протяжении суток.
- В качестве топлива для дизельных котлов можно использовать отработку – это позволит уменьшить затраты на отопление в несколько раз. Недостаток такой экономии заключается в дефиците отработанного масла, которое очень трудно приобретать в достаточном количестве и на постоянной основе.
Электричество в таких устройствах требуется только для функционирования компрессора. Подобные схемы получаются достаточно выгодными – стоимость отопления в конечном итоге может на равных соперничать с экономией при использовании твердотопливных котлов и газа.
Конечно, за экономию приходится где-то платить – стоимость тепловых насосов очень высока, да и установка подобного оборудования обходится в круглую сумму. Достаточно привести простой пример: для монтажа геотермального насоса нужно пробурить скважину глубиной в несколько десятков метров, или же выкопать котлован, площадь которого будет в три раза больше площади отапливаемого здания.
Решение данной проблемы есть – можно использовать разновидность теплового насоса, в которой теплоносителем является находящийся за пределами дома воздух. Из него откачивается тепловая энергия, используемая в дальнейшем для обогрева здания. По сути, такая схема представляет собой работу обычного кондиционера, установленного в режим нагрева.
