Дуже вагомим плюсом самопливної системи водяного опалення є її незалежність від наявності електроенергії. Самоплинне опалення може бути створено і на віддаленій дачі на основі енергонезалежного твердопаливного котла. Система безшумна і надійна, вона, безсумнівно, буде затребувана і в майбутньому.
Напрацьовано великий досвід створення самопливних систем опалення, адже раніше всі водяне опалення створювалося за принципом самопливу. Система може бути створено за «типовий народної схемою» і своїми руками.
Недоліками є обмеження по потужності, опалювальної площі, можливості підключення додаткових контурів, при підвищеній ціні на створення.
Самоплинне опалення обходиться дорожче, приблизно в 2 рази в порівнянні з системами примусової циркуляції, так як вимагає великої діаметр труб і особливого розміщення котла. Складність при створенні і в тому, що труби великого діаметру повинні мати загальний ухил, а значить їх положення фіксоване і тому вони часто не вписуються в дизайн приміщення, захаращують інтер'єр.
Як розраховується самопливна система
Можна замовити теплової та гідравлічний розрахунок у фахівців, в ліцензованих організаціях, але це обійдеться недешево. Можна зробити ці розрахунки приблизно за допомогою відомих програм або вручну.
Але зазвичай користуються загальновідомими рекомендаціями і, як правило, цього цілком достатньо, щоб створити працездатну систему з самопливом рідини.
Швидкість руху рідини по системі в будь-якому випадку не велика. Чим більше внутрішні діаметри трубопроводу і радіаторів, а також котла, тим більша кількість рідини буде проходити по ним, тим більше енергії зможе переноситися.
Важливо відповісти на питання - чи достатньо буде енергії переносити теплоносій для опалення конкретного будинку? В цьому і полягає суть розрахунків. Але якщо розрахунків немає, то потрібно звернутися до досвіду створення подібного опалення та утеплення будівель.
Втрати енергії і забезпечення руху рідини
По-перше, потрібно визначитися зі ступенем утеплення будівлі, - відповідають чи відповідає вона вимогам нормативних документів. Якщо немає, то може не вистачити потужності не тільки самопливної системи. Обігріти холодну будівлю собі дорожче, потрібно утеплювати, а не збільшувати потужність обігріву.
Після того, як будівля утеплено, можна звернутися до досвіду створення подібних систем, звідки відомо, що звичайна гранична площа самопливного обігріву становить 150 м кв. на кожному поверсі будівлі, при цьому бажано розподіл радіаторів на 2 плеча на кожному поверсі, а довжина трубопроводу, що подає кожного плеча не повинна перевищувати 20 метрів.
Обов'язкова умова для створення системи - перевищення гарячого теплоносія (зазвичай приймається середня лінія радіаторів) над холодним (середня лінія теплообмінника котла).
При більшій довжині трубопроводів, бажаний б розрахунок, або потрібно миритися, що можливо, в піки морозів пропускної здатності системи (швидкості теплоносія) може і не вистачити що б в будівлі було жарко.
Розглянемо, чому ж буде залежати працездатність самопливної системи.
Особливості системи обігріву з природною циркуляцією
Напір в самопливної системі буде безпосередньо залежати від висоти водяного стовпа з різницею щільності води (різницею температур) і від самої різниці щільності води. Формула напору приведена нижче.
Чим більше різниця температур подачі і обратки, і чим вище водяний стовп з цією різницею, тим швидше буде циркулювати вода, тим більше тепла буде переноситися, тим надійніше система і велику площу можна буде опалювати.
Справа в тому, що вода найбільш значно остигає в радіаторах, до них вона вважається гарячою. Після радіаторів вода холодна рухається по обратке до теплообмінника котла, де відбувається її нагрів. Отже, чим нижче знаходиться теплообмінник щодо радіаторів, тим більше буде натиск в системі.
Крім того, вода остигає і в самій трубі виходить з котла, а це значить, що чим вище буде піднятий гарячий трубопровід, і чим він довший і більше віддає тепла, тим буде більше натиск.
Втім, ця теплототдача матиме низьку ефективність для обігріву будинку, якщо гарячий трубопровід розташований під стелею. Краще, якщо він знаходиться уздовж підлоги опалювальної Масандри і є для неї опалювальним приладом.
Чи не правильно робити просто високий стовп гарячої води, виносячи розширювальний бак хоч греблю гати. Потрібна найбільша різниця висот, на якій би відбувався перепад температур, а цього простіше домогтися опусканням котла.
Типова помилка при створенні самопливної системи для 2-х поверхів - підключення радіаторів на обох поверхах до одних стояках. В результаті на 1 поверсі буде ще холодно, коли на 2 поверсі вже дуже жарко. Правильно для мансарди передбачити окреме незалежне плече опалення зі своїм регулювальним вентилем.
Особливість системи:
- рідина в самопливної системі холоне значно, внаслідок невеликій швидкості її руху. Різниця температур подачі і обратки частіше знаходиться в межах 25 - 30 градусів. Температурний режим, наприклад, - 75град. вихід з котла і 45 град. обратка. Тому неприпустимо створювати схему з одним трубопроводом з послідовним підключенням радіаторів. Підходять тільки попутна і тупикова двотрубні схеми розводки.
Як рухається теплоносій (вода)
З вищесказаного випливають і конструктивні особливості самопливної системи опалення.
Котел розташовується в приямку, в підвалі, у всякому разі, бажано, щоб його теплообмінник був нижче середньої лінії радіаторів.
Всі трубопроводи робляться із загальним ухилом по ходу руху рідини:
- вода з котла піднімається по вертикальному стояку в найвищу точку;
- від вертикального гарячого стояка завжди повинна вниз до входу в котел;
- різниця висот між початковою і кінцевою точкою труби не менше одного відсотка, але по довжині ухил може змінюватися як завгодно;
- завжди краще забезпечувати максимальний ухил.
Які застосувати труби
Діаметр труб повинен бути для подачі і обратки на одному крилі трубопроводу не менше 32 мм, при цьому радіатори можуть підключатися і трубами з внутрішнім діаметром 20 мм. А для стояка і подачі на крило - не менше 50 мм. Зрештою, хай ніхто не забороняє збільшити ці діаметри, що тільки зробить систему могутніше.
До сих пір оптимальним варіатном вважаються звичайні сталеві труби. При великих діаметрах вони стають конкурентними пластику. До того ж сталева труба великого діаметру є і сама по собі опалювальним приладом, зважаючи на значну провідності тепла металом.
Котел, радіатори, трубопровід
Застосовується спеціальний котел (і газовий і твердопаливний) з власним маленьким гідравлічним опором, призначений для самопливної системи.
Застосовуються радіатори з низьким гідравлічним опором, з великим діаметром внутрішніх отворів - зазвичай або чавунні або алюмінієві.
У вищій точці трубопроводу встановлюється клапан для відведення повітря (система під тиском з закритим розширювальним баком (гідроаккумулатором)). У систему вбудовується на виході з котла група безпеки - манометр і аварійний клапан. Або в найвищій точці розташовується розширювальний бак відкритого типу.
Зливний кран розташовується в районі котла в нижчій точці трубопроводу, робиться відведення або в каналізацію, або на ємність.
Підбірка котла по потужності ведеться як зазвичай - в залежності від тепловтрат будівлі, а радіаторів - від тепловтрат кожної кімнати де вони встановлюються.
При цьому частіше користуються правилом - радіатори сумарно трохи могутніше котла (при цьому враховується, то що паспортна температура рідини зазвичай більше реальної, тобто радітори купуються ще потужнішим на 20 - 35%), після чого загальна потужність радіаторів розподіляється по кімнатах.
Схеми самопливного опалення на одне крило
Типова схема водяного опалення з самопливним рухом рідини. Тут тільки одне крило. Гарячий трубопровід розташовується вище, від нього опускаються стояки вниз на кожен радіатор або на пару радіаторів. У схемі вказано розширювальний бак замість гідроакумулятора.
На практиці часто подібні схеми реалізуються так щоб розширювальний бак, верхній трубопровід розташовувалися б на горищі а обратка часто опускається під підлогу в підвал. При цьому трубопроводи менше захаращують житловий простір і не псують інтер'єр. Але тоді все трубопроводи в холодній зоні повинні бути добре утеплені - шар не менше 15 см мінеральної вати. Пінопласт не підходить, так як його їдять гризуни і його не варто нагрівати до 70 град.
Прокладка труб по горищі
Підваріант даної схеми - обратка піднята вгору, так як не завжди є можливість прокладати її внизу - заважають дверні прорізи, немає підвалу і т.д.
У невеликому будинку
Варіант розміщення радіаторів прямо біля котла. Це можливо лише в кліматичних зонах з постійною позитивною температурою, і якщо вікна досить утеплені (подвійні склопакети), і немає особливої необхідності в створенні теплових завіс шляхом розміщення радіаторів під вікнами. Схема застосовується, коли немає можливості знизити рівень котла - максимально скорочуються трубопроводи.
Трубопровід на два крила
Наступний приклад більш затребуваний в життя. Найчастіше так і розташовуються трубопроводи при самопливному русі рідини в невеликому приватному будинку або на дачі на рівні радіаторів з витримкою загального ухилу.
Трубопровід розділений на два крила, які бажано зробити однаковою довжиною. Всі радіатори підключаються через вентилі для оперативної регулювання надходження води.
Для двох поверхів
Ще один приклад "з життя" розводки трубопроводів при самопливному русі рідини. На цей раз опалюється повноцінний поверх і мансарда.
Так як крило мансарди малопотужне, то вона була придбана трубопроводом меншого діаметра - 25 мм. Тут застосовуються стояки на кожну пару радіаторів в кімнатах першого поверху, а гарячий трубопровід прокладений по підлозі мансарди і є для неї обігрівають елементом.
Схема вимагає створення достатнього напору, тому теплообмінник котла розташовується нижче середньої лінії радіаторів першого поверху мінімум на пів метра.
Принципи та висновки
Можна розробити будь-яку кількість схем самопливного опалення в залежності від конкретної планування будинку але завжди дотримуються наступні принципи - максимально великий стовп води з перепадом температур, максимальні діаметри трубопроводів і спеціальні котли і радіатори, кільце трубопроводів - "подача-радіатор-обратка" робляться якомога коротше , для чого трубопровід розділяється на кілька плечей, які підключаються до котла паралельно.
Також важливо: - якщо самопливне опалення в будинку створювалося самостійно, або власники брали активну участь в його створенні, то і всі виявлені недоліки в процесі експлуатації можуть бути виправлені своїми руками або система може бути без особливих витрат доопрацьована, при виявленні її недоліків.