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».
Энергонезависимый котел длительного горения Stropuva
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.
Для стабилизации температуры в системе устанавливают тепловой аккумулятор
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.
Котловая часть
Система стандартного отопления включает в себя множество интересных компонентов, где каждый из элементов выполняет особую задачу. Один из таких составляющих — обратный клапан, что следит за потоком теплоносителя.
Во время работы, появляется гидравлическое давление, которое неравномерно распределяется по всем участкам. Это может возникать из-за разных вариантов, но самой частой причиной этих проблем являются:
- Неравномерное остывание теплоносителя.
- Ошибки при строительстве.
- Неправильная сборка системы.
Применение обратных клапанов в котловой части происходит в большинстве случаев, если два котлованы работаю параллельно. К примеру, на производстве используют один электрический и любой другой. Во время работы параллельно на определенную нагрузку на подаче или на выходе устанавливают контуры, чтобы вовремя выхода из строя одного котла, второй продолжал функционировать.
Это позволит не замыкать линии на определенном участке. Кроме того, достаточно близкое расположение позволит нормально шунтировать напорные характеристики и греть второй котел. Такие клапаны способны получать лишнюю отдачу через теплообменник и направлять выход через трубу.
Если котел будет твердотопливным, то это сделает работу «рубашки» радиатора очень сильной с отводом тепла. В котловой части хватит установить клапаны на входы и выходы при параллельной работе, чтобы не заморачиваться.
Схема монтажа самотечных систем отопления
Поскольку циркуляция воды в системе отопления происходит без участия насоса, для беспрепятственного течения жидкости по магистралям, они должны иметь диаметр больше, чем в схеме, где циркуляция воды обеспечивается принудительно. Самотечная система функционирует за счет снижения сопротивления, которое приходится преодолевать воде: чем дальше труба от котла, тем она шире.
Водяное отопление с естественной циркуляцией может иметь верхнюю или нижнюю разводку. Когда разводка проектируется двухтрубной, нагретая вода поступает непосредственно в каждую батарею, а не проходит их поочередно, как в однотрубной схеме.
Верхняя разводка, при которой теплоноситель сначала поднимается под потолок, а уже оттуда спускается к батареям, наилучшим образом подходит, чтобы осуществить монтаж такой конструкции. Если же разводка планируется нижняя. то сооружается разгонный контур: перепад высот, при котором вода от котла сначала идет наверх, где в верхней точке трубопровода попадает в расширительный бачок, а потом уже опускается к радиаторам отопления .
Чем выше располагается нагревательный прибор, тем выше давление внутри трубопровода. Поэтому батареи верхних этажей часто прогреваются лучше, чем те, что на нижних. Соответственно, если делать отопление с естественной циркуляцией двухтрубным, батареи, размещенные на одном уровне с котлом или ниже, прогреваются недостаточно.
Чтобы избежать такой ситуации, котельную основательно заглубляют, обеспечивая достаточно высокое давление для прохода теплоносителя по трубам с требуемой скоростью. Котел помещают в подвальном помещении, приблизительно на 3 метра ниже центра самого нижнего отопительного элемента. Трубы с горячей водой, наоборот, поднимают максимально вверх, располагая в высшей точке конструкции расширительный бачок, а затем вода от подающей трубы спускается к радиаторам.
Расчет мощности
Эффективная тепловая мощность котла рассчитывается теми же способами, что и во всех других случаях.
По площади
Простейший способ — рекомендованный СНиП расчет по площади помещения. 1 КВт тепловой мощности должен приходиться на 10 м2 площади помещения. Для южных районов берется коэффициент 0,7 — 0,9, для средней полосы страны — 1,2 — 1,3, для районов Крайнего Севера — 1,5-2,0.
Как и любой грубый подсчет, этот способ пренебрегает многими факторами:
- Высотой потолков. Она далеко не везде составляет стандартные 2,5 метра.
- Утечками тепла через проемы.
- Расположением помещения внутри дома или у внешних стен.
Все способы расчетов дают большие погрешности, поэтому тепловая мощность обычно закладывается в проект с некоторым запасом.
По объему с учетом дополнительных факторов
Более точную картину даст другой способ расчета.
- За основу берется тепловая мощность в 40 ватт на кубический метр объема воздуха в помещении.
- Районные коэффициенты действуют и в этом случае.
- Каждое окно стандартного размера прибавляет к нашим подсчетам 100 ватт. Каждая дверь — 200.
- Расположение комнаты у внешней стены даст в зависимости от ее толщины и материала коэффициент 1,1 — 1,3.
- Частный дом, у которого внизу и вверху — не теплые соседние квартиры, а улица, рассчитывается с коэффициентом 1,5.
Однако: и этот расчет будет ОЧЕНЬ приблизительным. Достаточно сказать, что в частных домах, построенных по энергосберегающим технологиям, в проект закладывается мощность обогрева в 50-60 ватт на КВАДРАТНЫЙ метр. Слишком многое определяется утечками тепла через стены и перекрытия.
Виды обратных клапанов
Предназначение обратного клапана заключается в уменьшении или увеличении величины сечения вентиляционного канала. В зависимости от задачи, ставящейся перед обратным клапаном, происходит больший или меньший приток свежего воздуха или отток загрязненных воздушных масс. Но главной задачей, все же, является недопускание притока в жилые помещения посторонних запахов, которые могут проникать по разным причинам – засорение вентиляционных каналов, плохая их герметичность.
Сегодня потребитель имеет возможность выбирать среди разнообразия подобных устройств обратный клапан для естественной вентиляции:
- по материалу изготовления;
- по форме;
- по способу функционирования;
- по месту установки;
- по способности пропускать определенное количество воздуха.
По материалу изготовления предлагаются выполненные из металла и пластика, по форме обратный клапан может быть круглым либо прямоугольным и зависит от конструктивных особенностей самой вентиляционной системы, формы ее сечения.
Пластик и металл являются разными по своим качествам материалами, поэтому клапаны, изготовленные из них, используются в различных вентиляционных системах, в зависимости от условий и конструктивных особенностей последних.
По способу управления вентиляционным устройством – автоматическое и ручное. Автоматические устройства могут управляться, практически, без вмешательства человека, при помощи микросхем. Ручное управление используется в простых системах вентиляции, где регулирование количества подаваемого воздушного потока и время проводится простым открытием или закрытием заслонок.
Установка обратного клапана может производиться в вертикальном положении или в горизонтальном, в зависимости от конструкции вентиляционной системы. Если воздуховодные каналы расположены вертикально, это подразумевает, что и воздушные массы движутся вертикально, поэтому установка обратного клапана на вентиляцию производится горизонтально, чтобы лопасти устройства могли с большим эффектом пропускать воздушный поток. При горизонтальном расположении вентиляционных каналов обратный клапан монтируется вертикально.
Пропускная способность – это параметр определяющий количество воздуха способного пройти через вентиляционное устройство за определенное время. Различные виды обратных клапанов имеют разные параметры пропускной способности.
Конструктивные отличия
Устройство обратного клапана не представляет собой сложного инженерного механизма и выглядит, как свободно закрепленные на оси лопасти или горизонтальные жалюзи. Также в конструкции присутствует противовес, задача которого прекращать работу обратного клапана в то время, когда приточный вентилятор не функционирует.
Подобные устройства применяются в вентиляционных системах, использующих воздуховоды различного большого сечения, по форме – квадратные, прямоугольные или круглые. Крепятся на специально проделанные для этой цели отверстия. Если применяются в промышленных системах, где повышенная взрывоопасность, то обратный клапан может иметь размеры от 125 мм до 1000мм.
Обратный клапан бабочка для вентиляции изготавливается из стали с цинковым покрытием, имеет две лопасти, закрепленные на оси, которая устанавливается по центру отверстия вентиляционного канала. Клапан работает только при включенном приточном вентиляторе, при его отключении лопасти закрываются. Этот принцип действия актуален практически для всех подобных устройств.
Есть модели обратного клапана этого типа, которые оснащены уплотнителями из резины, что дает возможность снизить уровень шума, издаваемого движением лопастей. Выпускаются изделия с размером сечений от 100 мм до 315 мм.
Также существует обратный клапан лепесткового типа, называемого еще «жалюзи». Представляет собой решетку с расположенными горизонтально узкими лопастями, которые пропускают воздушные массы лишь в одном направлении. Их довольно часто используют в быту, когда необходимо улучшить работу вытяжной вентиляционной системы.
Вместо нескольких лопастей обратный воздушный клапан для вентиляции, может иметь конструкцию, состоящую из квадратных либо круглых пластин, выполняющих полное или частичное перекрывание канала вентиляции.
Подобные устройства не всегда можно использовать, потому что при отрицательных наружных температурах, пластина, соприкасаясь со стенками вентиляционной шахты, способна покрыться льдом, который приходится удалять при помощи строительного или бытового фена. Для этого необходимо сделать легкий и удобный доступ к обратному клапану.
Где ставить обратный клапан
Для начала пару слов о том, как обозначается обратный клапан на воду на схемах. Для него существует специальный значок. Это два треугольника, развернутые вершинами друг к другу. Один их треугольников закрашен, один нет. Направление движения рабочей среды указывается стрелкой. В обратном направлении поток закрыт.
Графическое обозначение обратного клапана на схемах
В общем-то, четкого указания, где именно надо ставить обратный клапан, нет
Важно, чтобы он выполнял свои функции, а место его установки — дело вторичное. Надо, чтобы система водоснабжения или отопления работала правильно. А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания
Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе
А конкретное его место определяете по параметрам системы и по удобству обслуживания. Исключение — ввод воды в квартире. Тут вам четко скажут, обратный клапан ставим перед счетчиком и никак иначе.
Где ставить обратный клапан на воду при вводе ее в квартиру — после счетчика
Например, в обвязке бойлера на подающем трубопроводе должен стоять обратный (запорный) клапан. Он предотвращает попадание горячей воды в систему, которое может произойти, когда вода нагреется и этим создаст повышенное давление, которое может «передавить» водопроводное. В таком случае лучше ставить обратник поближе к источнику горячей воды, чтобы не подвергать тепловой нагрузке другие элементы обвязки и трубы холодной воды, которые далеко не всегда сегодня из металла.
На скважине или в колодце с погружным насосом
Если будете искать информацию, где ставить обратный клапан на погружной насос, информация может быть противоречивой. Одни советуют ставить сразу на выходе насоса, другие — на входе в дом или в приямке, если речь идет о скважине. Как ни странно, все три варианта рабочие. Просто для разных случаев.
Место установки обратного клапана в системе водоснабжения выбираем в зависимости от параметров системы и оборудования
Поставить обратный клапан в доме или в приямке над скважиной можно, если вертикальный участок трубопровода не превышает 7 метров. Длина горизонтального участка (если он без наклона) роли не играет. При такой протяженности трубопровода вода не будет стекать обратно в колодец или скважину.
Место установки обратного клапана в системе водоснабжения с погружным насосом
Если зеркало воды находится ниже семи метров (насос тянет воду с глубины более 7 метров), обратный клапан ставим после насоса. Можно сразу (как на фото выше), а можно поставить фильтр, потом обратный клапан. Допустимо установить клапан на пару метров над уровнем воды. Это уже не играет большой роли. Но такой способ установки — на глубине — неудобный для обслуживания. Рано или поздно клапан придется либо чистить, либо менять. Если он в скважине или в колодце, надо все вынимать на поверхность. Сама замена занимает считанные минуты. На то, чтобы открутить резьбу, снять старый, проверить/почистить или поставить новый, нужно минут пять. А вот все подготовительные работы — это тяжело, мокро и неприятно. Так что по возможности, переносим обратный клапан в дом или приямок.
С насосной станцией
Как уже говорили, некоторые модели насосных станций имеют обратный клапан. Нужно ли ставить второй на всасывающем трубопроводе? Снова-таки, если поднимается вода менее чем на 7 метров, можно обойтись без него или поставить на входе в дом.
Для насосной станции лучше обратный клапан с фильтром
Если вертикальный подъем больше, ставить надо на входе. Зачем? А потому что при выключенном насосе вода будет стекать обратно. И при включении, качать будет воздух, и только потом воду. И сразу скажем, что далеко не все станции нормально переносят такой режим. Поэтому если слышите, что вода после выключения насоса возвращается в колодец или скважину, лучше переделайте систему.
Обратный клапан с фильтром для установки с насосной станцией
Как видите, в данной схеме обратный клапан устанавливается на конце трубы. Так как он чувствителен к загрязнениям, лучше воду предварительно очистить. Можно накрутить стандартные фильтры, а можно поставить со встроенной сеткой. Какой вариант лучше? Наверное, все-таки, первый. Во-первых, можете собрать последовательно столько фильтров, сколько надо, чтобы подавать относительно очищенную воду. Во-вторых, менять один фильтр или один клапан дешевле, чем фильтр с клапаном. Возни при монтаже больше, но не критично.
Для чего нужна принудительная циркуляция
Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.
Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна — в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.
Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.
Схема: элементы системы отопления
- система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
- можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
- допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
- к принудительной системе отопления можно подключить теплые водяные полы ;
- стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
- существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.
Недостатки системы с принудительной циркуляцией:
- требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
- насос при работе издает шум.
Недостатки успешно решаются правильным размещением оборудования: насос ставят в отдельном помещении котельной рядом с отопительным котлом и устанавливают резервный источник электропитания — аккумуляторную батарею или генератор.
Правила монтажа и эксплуатации крана
Важно правильно выбрать схему установки арматурных аксессуаров
Порядок установки арматуры во всех схемах одинаков – на подводку монтируется обыкновенный шаровой, а на обратном отводе – регулирующий кран. На верхнем углу монтируют клапан маевского или автоматический воздухоотводчик.
Перед установкой сверяют стрелку на корпусе устройства с течением теплоносителя.
Необходимые инструменты и материалы
Из инструментов нужны будут:
- плоскогубцы;
- ключи разводные или универсальные;
- набор крестообразных и шлицевых отверток;
- ключ с трещоткой.
Понадобится сама арматура, пакля, фум лента, сантехническая паста.
Ход работ
Процесс установки не вызывает трудностей.
- Сливают из труб отопления всю воду.
- Сначала накручивают устройство на трубу.
- Разбирают муфту-американку, вкручивают её в футерку радиатора.
- Подводят трубу с краном к батарее и накручивают гайку.
Виды и конструкции
Разновидности современной радиаторной арматуры включают:
- регуляторы в виде клапанных устройств с термоголовками, управляющие температурой отопительных приборов;
- шаровой затвор;
- балансировочные вентили, управляемые вручную в большинстве индивидуальных домов и способные создать равномерный обогрев во всех участках дома;
- воздушные стравливающие клапаны, включающие кроме ручных кранов маевского более продвинутые автоматические воздухоотводчики;
- промывочный кран, используемый для промывания батареи;
- обратный клапан, предотвращающий течение потока в обратную сторону, например, в сетях с принудительной циркуляцией.
Клапаны для отопления: что надо учитывать при выборе?
По своим функциональному назначению они делятся на следующие типы:
- предохранительные;
- воздухоотводные;
- обратные;
- балансировочные;
- перепускные;
- трехходовые.
Расчет при проектировании системы отопления выполняется в следующей последовательности:
- Рассчитываются параметры теплоносителя в узловых точках — температура, перепад давлений, расход.
- По полученным значениям выбираются тип и номинал вентилей.
- Рассчитываются предварительные настройки регулировочных элементов (положения регулировочных ручек).
При выборе типа и номинала учитываются следующие критерии.
Тип теплоносителя
Теплоносителем может быть либо вода, либо антифриз — этиленгликоль, пропиленгликоль и другие.
Особенности, которые необходимо принимать в расчет:
- У воды на 15—20% больше теплоемкость, чем у антифриза.
- Антифриз вступает в реакцию с цинком, поэтому клапанные приборы не должны иметь цинковое покрытие.
- Максимальная температура теплоносителя с антифризом — не выше 75ºС (при более высокой температуре начинается парообразование). Это учитывается при настройках клапанов группы безопасности.
Температурный режим
При проектировании системы отопления устанавливается максимальная и минимальная температура теплоносителя. Соответственно все вентили отопления должны нормально функционировать в указанном температурном диапазоне.
Важно! При вычислении параметров нужно закладывать в проект не формальные (стандартные) исходные данные по температурному режиму, а реальные. Например, температура носителя, получаемая от городских сетей может составлять не 150ºС, как в технических условиях, а 110—120ºС
Расход теплоносителя в обоих случаях будет отличаться в 2 раза.
Давление в системе
Все вентили должны быть устойчивы к максимальному давлению в системе отопления, которое рассчитывается при проектировании.
От значений давления зависит расчет и выбор предохранительных, перепускных и балансировочных приборов.
Сечение
От проходного сечения зависит пропускная способность — количество теплоносителя, проходящее через клапан в единицу времени.
При выборе клапана с меньшим значением проходного сечения будет наблюдаться нарушение циркуляции теплоносителя. Выбор с высшим расчетным значением приведет к неоправданному удорожанию системы.
