Мифы о гравитационной системе отопления
Прогресс не стоит на месте. С каждым годом появляется новое современное оборудование, формируются новые технические решения, в том числе и в сфере отопительной техники и систем отопления. Но, несмотря на это, системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя продолжают занимать весьма значительную нишу в теплоснабжении.
Все упомянутые товары ищите в нашем каталоге, в разделе: «Отопление и водоснабжение». Выбирайте из предложения в наличии в вашем регионе или под заказ! Загляните в раздел акции и спецпредложения по этой группе!
Такие системы продуктивно используются и в индивидуальном строительстве (в частных домах, коттеджах, дачах) и при возведении объектов в районах, где электроснабжение осуществляется с перебоями или же отсутствует вовсе.
Впервые гравитационная система водяного отопления была изобретена и запущена ещё в 1777 году физиком из Франции Боннеманом, который использовал такую систему в качестве обогрева инкубатора.
С начала XIX века система отопления Боннемана стала широко известной и популярной в использовании во всей Европе, но в основном для поддержания тепла в оранжереях и теплицах.
Чуть позже, в 1841 году, англичанин по фамилии Гуд разработал основы методики теплового и гидравлического расчета систем с естественной циркуляцией, он доказал, что скорость циркуляции теплоносителя пропорционально квадратным корням из разницы высот центров нагрева и охлаждения (то есть разнице высот между котлом и радиатором соответственно). После этого системы с естественной циркуляции в теории были подробно изучены, но тут появляются насосные отопительные системы и интерес к так называемой «гравитационке» стал спадать. Теорию естественной циркуляции даже в институтах подают кратко и поверхностно. На практике, при установке таких систем, люди обычно опираются на советы тех, кто уже имел такой опыт, дополнительно опираясь на требования, указанные в сопроводительных документах, но их чаще всего бывает недостаточно для полного понимания и учета всех тонкостей монтажа. К тому же, сопроводительная документация выводит некие требования, не указывая и не расписывая причины появления такого рода требований. Все это приводит к тому, что даже в кругу специалистов существует немало мифов о гравитационных системах отопления, которые и будут разобраны далее.
Для примера используем классическую двухтрубную гравитационную систему. Укажем её данные таким образом: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h1 = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h2 = 6 м, температура на входе в котел – 70 °C , а на выходе – 90 °С.
Циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно высчитать по следующей формуле:
Δp2 = (ρ2 – ρ1) · g · (H – h1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 3) = 470,4 Па.
И для первого яруса по формуле Δp1 = (ρ2 – ρ1) · g · (H – h1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 6) =117,6 Па.
Итак, перейдем к наиболее распространенным мифам о гравитационных системах отопления.
Миф №1
Трубопровод должен быть проложен с уклоном по направлению движения теплоносителя.
На самом деле такое решение вполне логичное и было бы весьма полезно, однако на практике такое требование возможно выполнить далеко не всегда. Но что же произойдет, если установить подающий трубопровод с контруклоном?
На самом деле не произойдёт никаких критических ошибок. Снизится циркуляционное давление, но снизится оно совсем незначительно и не будет заметно ощутимо.
При установке трубопровода с контруклоном также придется удалять воздух из отопительной системы при помощи проточного воздухосборника и воздухоотводчика. При все при этом, отопительная система будет вполне успешно функционировать, так что в гравитационных системах отопления вовсе не обязательно трубопровод должен быть проложен с уклоном по направлению движения теплоносителя.
Миф №2
В гравитационных системах отопления охлажденный теплоноситель никогда не движется вверх.
Этот миф в корне ошибочен. В целом для циркуляционных систем понятия «низ» и «верх» являются довольно условными. Ведь в таких системах гравитационные силы уравновешены, если обратный трубопровод на каком-то участке пути опускается, то на аналогичную же высоту он поднимается.
Так как гравитационные силы в системе уравновешены, роль играет только преодоление местного сопротивления на поворотах труб. Если грамотно учесть такое сопротивление в расчетах, то оно не помешает полноценному функционированию отопительной системы.
Миф №3
В циркуляционных системах отопления подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов.
Такое утверждение в целом не ошибочно, но не является обязательным для гравитационных систем отопления. Расположение трубопровода (подающего) с правильным уклоном в самой высокой точке помещения (под потолком верхнего этажа, или на чердаке, если система выходит и на него) дает возможность удалять воздух через открытый расширительный бак. Также проблема удаления воздуха решаема при помощи специальных воздухоотводчиков или используя отдельную воздушную линию.
Миф №4
В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя радиаторы должны быть выше котла.
Такое утверждение перестает быть мифом, если расположение отопительных приборов установлено в один ярус. Если же ситуация иная, то утверждение становится необязательным, так как при количестве двух и более ярусов, радиаторы нижнего яруса вполне допустима устанавливать непосредственно ниже котла. Однако стоит отметить, что такая установка должна быть проверена выполненным гидравлическим расчетом.
Миф №5
Если установлена гравитационная система отопления с водяным теплоносителем, то её можно перевести на незамерзающий теплоноситель без лишних трудностей.
На самом же деле без выполненных расчетов замена такого рода может привести к отказу работоспособности системы. Суть состоит в том, что незамерзающие теплоносители (например - этилен) обладают более высокой вязкостью, чем простая вода. Также отличается теплоемкость теплоносителей. Эти два важных отличия могут сильно увеличить гидравлическое сопротивление системы отопления.
Миф №6
В открытый расширительный бак следует доливать теплоноситель в связи с его испарением.
На самом деле, испарение из теплоносителя с открытым баком действительно происходит очень интенсивно и доливать теплоноситель необходимо. Но такое неудобство вполне можно исправить. Для исправления такой ситуации используют воздушную трубку и гидравлический затвор, который устанавливают обычно у нижней точки системы отопления, рядом с котлом. Трубка служит как воздушный демпфер между уровнем теплоносителя в баке и гидравлическим затвором. Таким образом, чем больше диаметр такой трубки – тем лучше, тем продуктивнее будет её использование, а уровень колебаний в баке гидрозатвора будет меньше.
Миф №7
Насос, который установлен на байпасе главного стояка не создает циркуляционного эффекта, так как установка запорной арматуры на главном стояке между расширительным баком и котлом запрещается.
Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Да, такое решение не самое удобное, ведь перед включением насоса каждый раз надо будет перекрывать кран, а после выключение, соответственно, открывать.
Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.
Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.
