Принцип действия и устройство системы отопления с естественной циркуляцией

Данная система водяного отопления является наиболее простой и традиционно применяется в небольших жилых домах на всей территории России.

Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной циркуляцией показана на рисунке. Вода от котла к отопительным приборам и обратно движется под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и горячей воды.

Поскольку плотность охлажденной воды больше, чем плотность нагретой, общий вес правого вертикального столба воды в циркуляционном кольце больше веса левого вертикального столба.

Разница весов этих столбов и есть движущий циркуляционный напор. Величина циркуляционного напора зависит от разности уровней отопительных приборов и электрокотла. Чем ниже по отношению к отопительным приборам расположен котел, тем больше величина располагаемого напора. С уменьшением высоты здания, величина располагаемого гравитационного напора также снижается, естественно, что в одноэтажных домах это значение минимально.

При отсутствии подвала, электрокотел в индивидуальном доме обычно не заглубляется. При этом случается, что высота, на которой находятся отопительные приборы и котел, примерно одинакова. Казалось бы, что в этом случае гидростатический напор не должен возникать и теплоноситель в системе циркулировать не будет. Тем не менее и в этом случае будет образовываться гидростатический напор из-за охлаждения воды в трубопроводах, подводящих горячую воду к отопительным приборам, а также отводящих охлажденную воду от приборов к котлу.

Это охлаждение полезно для создания гидростатического напора, поэтому, указанные трубопроводы прокладывают открыто и не изолируют.

Напротив, охлаждение воды в подъемном трубопроводе нагретой воды вредно, ибо приводит к повышению плотности и уменьшению гидростатического напора. В связи с этим подъемный стояк от котла необходимо изолировать.

Отопительная система представляет собой в целом герметичную конструкцию, хотя в верхней точке посредством расширительного бака она соединяется с атмосферой. Это необходимо для того, чтобы в системе не создавалось повышенного давления при расширении нагретой воды.

Систему с расширительным сосудом заполняют водопроводной водой. Для контроля уровня воды при заливе и в процессе эксплуатации сосуд можно оборудовать водоуказателем. Также расширительный сосуд необходимо оборудовать переливной трубкой.

Расширительный сосуд служит для сбора дополнительного объема воды, образующегося вследствие расширения при нагревании, а также сбора воздуха, выделяющегося из воды при ее нагревании в котле. Воздух в систему попадает с водопроводной водой, в которой при комнатной температуре его растворено примерно 40 мг/л. При нагревании до максимальной расчетной температуры отопления 85°С растворимость воздуха в воде уменьшается примерно до 4 мг/л. Выделившиеся воздушные пузырьки всплывают в водяном потоке по главному стояку в расширительный сосуд, из которого удаляются в атмосферу. При отсутствии потерь воды из системы отопления выделение воздуха из воды совершается однократно, до завершения дегазации залитого в систему объема воды. Однако, если имеют место утечки воды, ее приходится подпитывать свежей водой, с которой в трубопроводы заносятся новые порции воздуха.

Достоинства системы отопления с естественной циркуляцией: