Что лучше - насос или естественная циркуляция?

Живу в частном доме, система отопления - двухтрубка с верхней разводкой и естественной циркуляцией. Человек делал на совесть , наверное! Не хлопает, не ржавеет, хотя надо заметить, трубы стальные. Протопил раз в день и ... благодать!
Мой сосед же с полипропиленовыми трубами, с насосами.в двухэтажном особняке третью зиму замерзает! Приезжали несколько раз исполнители, но ничего путнего не придумали.
Я конечно ему сочувствую. Ну а так вот немного поразмыслив, пришел к мнению, что возможно современные материалы и технологии совершенны, но берется за работу " всякая шваль", и достоинства вылетают в трубу.
Может у вас есть другие мнения?

Для двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией имеет значение уровень расположения нагревательных приборов по отношению к котлу. Радиаторы отопления первого этажа должны быть выше котла хотя бы на 2,5 метра. Ну а если Вам нужно отапливать и помещения подвала то без насоса не обойтись.

Что то Вы придумали такое... Сами то пробовали? У моих родителей Стоит советское ОАГВ - стоит на кухне. Никаких насосов нет и не было. Радиаторы на высоте 0,4 м. от пола. Система с естественной циркуляцией - и всегда тепло. Никаких 2,5 метра нет и нет таких требований. Хотя если строить по умному - то хорошо применять смешанную систему. Т.е. с естественной циркуляцией и возможностью включения принудительной циркуляции.

Я говорю про двухтрубную разводку и разницу в высотах между котлом и приборами, а не высоту приборов от пола. При двухтрубной разводке с естественной циркуляцией радиаторы расположенные выше котла на 0,4 м. вообще греться не будут.

Ещё как будут, разводка то верхняя, т.е. подающая труба располагается выше радиаторов, в любом случае циркуляция теплоносителя обеспечена. Тут главное соблюсти правильные уклоны в подающем и обратном трубопроводе и всё будет в полном порядке.

Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды (теплоносителя) показана на рисунке 1. Вода от котла к нагревательным приборам и обратно двигается под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и нагретой воды (жидкости-теплоносителя).


Какая же сила заставляет воду циркулировать в системе водяного отопления с естественной циркуляцией, т.е. двигаться по трубам из котла в нагревательные приборы и обратно в котел? Эта естественная циркуляционная сила возникает при нагревании воды в котле и охлаждении ее в нагревательных приборах. Вода, нагретая в котле 1, как более легкая (имеющая меньшую плотность), поднимается по главному подающему стояку 2 вверх. Из стояка вода поступает в разводящие магистральные трубопроводы 3, а из них через подающие стояки 4 - в нагревательные приборы. Здесь вода остывает и поэтому становится более тяжелой. Например, плотность воды при 40 град. составляет 992,24 кг/м3, при 70 °С - 977,8 кг/м3, при 95°С - 961,9 кг/м3. Охлажденная вода через обратные стояки 5 и обратную линию 6 опускается вниз и своим весом вытесняет нагретую воду из котла (теплогенератора) вверх - в главный подающий стояк.

Описанный процесс естественной циркуляции непрерывно повторяется и в результате происходит постоянное движение воды в системе водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.
Рисунок 1. Система водяного отопления с естественной циркуляцией (с верхней разводкой)
1- котел; 2 - главный стояк; 3 - разводящая линия; 4 - горячие стояки; 5 - обратные стояки; 6 - обратная линия; 7 - расширительный бак; 8 - сигнальная линия.

Сила естественной циркуляции воды в системе отопления, или, как принято говорить, циркуляционное давление, зависит от разности весов столба горячей и столба охлажденной (обратной) воды, следовательно, она зависит от разности температур горячей и обратной воды. Кроме того, сила естественной циркуляции воды в системе отопления обуславливается ещё высотой расположения нагревательного прибора над котлом: чем выше расположен нагревательный прибор, тем больше для него циркуляционное давление.

Это можно доказать следующим образом.

В системах водяного отопления наибольшая температура горячей воды обычно равна 95°С , а охлажденной - 70°С. Если пренебречь охлаждением воды в трубах системы отопления, то можно считать, что в нагревательный прибор вода поступает с температурой 95°С , а уходит из него с температурой 70°С. При этом условии определим сначала для верхнего, а затем для нижнего нагревательного прибора циркуляционное давление, под влиянием которого происходит через них движение воды.

Проведем на рисунке 1 пунктирные горизонтальные линии через центры нагревательных приборов и котла. Допустим, что эти линии являются границей между водой с температурой 95°С и водой с температурой 70°C . Очевидно, что на участке системы отопления ВГДЛЕ температура воды будет одинакова и равна 95°С , следовательно, здесь не может возникнуть сила, которая заставила бы воду циркулировать в системе водяного отопления с естественной циркуляцией. Одинакова и равна 70°С; температура на участке системы отопления АКИЗ , поэтому и тут не может быть создана необходимая сила для движения воды в системе отопления с естественной циркуляцией. Остается раcсмотреть остальные два участка - АВ и ЕЗ. На участке системы отпления АВ температура воды равна 95°С, а на участке ЕЗ она составляет 70°С. При таком соотношении температур налицо необходимое условие для возникновения силы естественной циркуляции в системе отопления (циркуляционное давление) - вследствие разности весов воды на участке ЕЗ и АВ и создается естественная циркуляция в кольце АБВГДЛЕЖЗИК системы отопления. Сказанное относится к верхнему нагревательному прибору.

Для нагревательного прибора системы отопления, расположенного в нижнем этаже и включенного в кольцо АБВГДЛМЖЗИК, сила естественной циркуляции будет создаваться разностью весов столба воды ЖЗ и столба АБ , так как на участке системы отопления БГДМЖ температура одинакова и равна 95°С, а на участке АЕИЗ температура тоже одинакова и равна 70°С. Но высота столбов воды АВ и ЕЗ соответственно больше высоты столбов воды АБ и ЖЗ. Следовательно, и разница в весе столбов воды АВ и ЕЗ будет больше разницы в весе столбов воды АБ и ЖЗ, отсюда сила естественной циркуляции (циркуляционное давление) для нагревательного прибора второго этажа больше, чем для нагревательного прибора первого этажа.

Этим объясняется следующее часто наблюдающееся явление: в системах водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, нагревательные приборы верхних этажей прогреваются лучше, чем нагревательные приборы нижних этажей.

Из приведенных выше рассуждений вытекает, что в двухтрубных системах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя нагревательные приборы, расположенные на одном уровне с котлом или ниже его, работать не будут или же будут очень слабо прогреваться. Для указанных систем отопления практикой установлено наименьшее расстояние между центром нагревательных приборов нижнего этажа и центром котла в 3 метра. В связи с этим котельные для систем отопления должны иметь достаточное заглубление.

Указанного недостатка лишены однотрубные системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. В этом случае гидростатический напор, заставляющий циркулировать воду в системе, будет образовываться из-за охлаждения воды в трубопроводах, подводящих нагретую воду к нагревательным приборам, а также отводящих охлажденную воду от нагревательных приборов к котлу.

Это охлаждение воды полезно, во-первых, для создания гидростатического напора, а во-вторых, для дополнительного, обогрева помещения, поэтому указанные трубопроводы прокладывают открыто и не изолируют. Напротив, охлаждение воды в главном стояке системы отопления (подъемном трубопроводе) вредно, ибо приводит к снижению температуры и увеличению плотности и, как следствие, к уменьшению гидростатического напора. В связи с этим подъемный стояк от котла необходимо тщательно теплоизолировать.

Количество тепла, отдаваемого помещению нагревательными приборами системы отопления, зависит от количества поступающей в прибор воды и ее температуры. В свою очередь, количество воды, которое может быть пропущено через трубопровод к нагревательному прибору, зависит от силы естественной циркуляции, заставляющего воду двигаться по трубе. Чем больше сила естественной циркуляции воды в системе отопления, тем меньше может быть диаметр трубы для пропуска определенного количества воды и наоборот чем меньше сила циркуляции (циркуляционное давление), тем больше должен быть диаметр трубы системы отопления.

Но для нормальной рабоы системы отопления с естественной циркуляцией требуется еще одно условие: чтобы циркуляционное давление (сила естественной циркуляции) было достаточным для преодоления всех сопротивлений, которые встречает движущаяся в этой системе вода. Известно, что вода при своем движении в системе отопления встречает сопротивления, вызываемые трением воды о стенки труб, а кроме них, еще и местные сопротивления, к которым относятся отводы, тройники, крестовины, краны, нагревательные приборы и котлы.

Сопротивление движущейся воды вследствие трения, зависит от диаметра и длины трубопровода, а также от скорости движения воды (если скорость увеличится в два раза, то сопротивление - в четыре раза, т.е. в квадратичной зависимости). Чем меньше диаметр и больше длина трубопровода и чем выше скорость воды, тем больше сопротивление создается на пути воды и наоборот. В схеме системы отопления с естественной циркуляцией, изображенной на рисунке 1, имеется два кольца: одно, проходящее через ближайший к котлу стояк, и другое, которое проходит через дальний стояк. Так как первое кольцо системы отопления короче второго, то при одинаковой в обеих кольцах тепловой нагрузке и одинаковых диаметров труб будет проходить по короткому кольцу больше воды, чем требуется по расчету, в результате по длинному кольцу системы будет проходить меньше воды, чем следует по расчету. Чтобы этого избежать, необходимо для дальнего стояка системы отопления применять трубы большего диаметра, чем для ближайшего стояка, и таким образом уравнять сопротивления в обеих кольцах системы. При большей длине труб сопротивление возрастает, с увеличением диаметра труб оно падает.

Величина местного сопротивления зависит, во-первых, от скорости воды, следовательно, и от изменения сечения, вызывающего изменение этой скорости (например, в кранах, нагревательных приборах, теплогенераторах и т.д.), во-вторых, от изменения направления, по которому движется вода, и изменения количества воды (например, в отводах, тройниках, крестовинах, вентилях).

Показанная на рисунке 1 система отопления с естественной циркуляцией воды - это система с верхней разводкой. На рисунке 1 горячая вода поднимается через главный стояк в магистральный трубопровод, прокладываемый обычно на чердаке дома.
Рис.2. Система водяного отопления с естественной циркуляцией (с нижней разводкой)
1 - нагревательный котел; 2 - воздушная линия; 3 - разводящая линия; 4 - горячие стояки; 5 - обратные стояки; 6 - обратная линия; 7 - расширительный бак; 8 - сигнальная линия.

На рисунке 2 показана система отопления с нижней разводкой. В этой системе, с естественной циркуляцией, подающая магистраль, питающая восходящие стояки, располагается на первом этаже в подпольном канале или же в подвале здания. Обратные стояки присоединяются к общей обратной магистрали.

По принципу действия система отопления (с естественной циркуляцией) с нижней разводкой не отличается от системы с верхней разводкой. И тут, и там циркуляция воды создается потому, что горячая вода, как более легкая, вытесняется обратной водой вверх по стоякам; остывая в нагревательных приборах, эта вода опускается вниз через обратные стояки и снова поступает в котел.

В системах с естественной циркуляцией в зданиях небольшой этажности величина циркуляционного давления невелика, и поэтому нельзя допускать больших скоростей движения воды в трубах; следовательно, диаметры труб системы отопления должны быть большими. Система отопления может оказаться экономически невыгодной. Поэтому применение систем отопления с естественной циркуляцией допускается лишь для небольших зданий

Из приведённого выше манускрипта ясно, что писал его чистый теоретик, не слишком умудрённый практическим опытом эксплуатации систем отопления, как с принудительной, так и с естественной циркуляцией теплоносителя. Слишком много неточностей и оговорок допустил автор , так на пример двухтрубная система с нижней разводкой названа однотрубной, а утверждение, что система с нижней разводкой не отличается от системы с верхней разводкой - не верно в корне. Речь идёт о 2-х совершенно разных системах отопления, мало того, система отопления с нижней разводкой при естественной циркуляции вообще не жизнеспособна.

Не имею сегодня доступа к нормативной базе, в понедельник на работе влезу, надеюсь Вас удовлетворят выдержки из СНиП по нормам проектирования систем отопления, или, быть может, нормы пишут некомпетентные люди?

Не имею сегодня доступа к нормативной базе, в понедельник на работе влезу, надеюсь Вас удовлетворят выдержки из СНиП по нормам проектирования систем отопления, или, быть может, нормы пишут некомпетентные люди?

Я и говорю, что вы теоретик, СНиПы и я когда то изучал, но за моими плечами 25 лет практической эксплуатации и ремонта систем жизнеобеспечения, в т.ч. и отопления жилого фонда, как государственного(муниципального), так и частного.