В системе с естественной циркуляцией нагретый теплоноситель движется под действием силы тяжести из-за разной плотности теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Из-за меньшей плотности горячая вода легче холодной. Разница в плотности охлаждающей и нагретой воды создает гидростатическое давление в системе водяного отопления, заставляя воду перетекать из генератора в нагреватель и обратно, т. е. более легкая горячая вода заменяется более холодной. В водонагревателе нагретая вода становится легче и движется по трубе водоснабжения (магистрали) к распределительному трубопроводу, питающему водонагреватель. По пути вода охлаждается и становится тяжелее. После выхода из водонагревателя охлажденная вода поступает в котел через обратный трубопровод и общую обратную трубу, заменяя более легкую нагретую воду. Разница температур между нагретой и обратной водой создает непрерывный цикл, который обеспечивает бесперебойную работу системы отопления.
В системе с естественной циркуляцией воды скорость циркуляции зависит от двух факторов
1. Разница температур между нагреваемой и охлаждаемой водой.
Как правило, максимальная температура горячей воды в системе водяного отопления составляет 95°C, а максимальной температуры охлаждающей воды — 70°C. Труба подачи воды (магистраль) должна быть защищена изоляцией, чтобы предотвратить снижение температуры воды в системе, что приведет к уменьшению давления воды. Обратная труба, напротив, должна быть установлена без изоляции; только в этом случае обратная вода может охладиться и создать необходимое циркуляционное давление.
2. положение радиатора по отношению к отопительному прибору (водогрейному котлу).
Как правило, чем выше расположен радиатор над водонагревателем, тем выше циркуляционное давление, т. е. радиатор на первом этаже имеет более высокое циркуляционное давление, чем радиатор на первом этаже хозяйственного дома. В результате при нагреве воды верхний этаж нагревается сильнее, чем нижний. Радиаторы, расположенные на одном этаже с водонагревателем или под ним, дают очень мало тепла и поэтому неэффективны. Минимальное расстояние между водонагревателем и центром радиаторов на нижнем этаже должно составлять не менее 3 метров.
Системы отопления с естественной циркуляцией могут быть подключены снизу или сверху (рис. 1).
Обе системы работают по одному и тому же принципу. Единственное различие заключается в расположении подающей трубы.
Системы отопления с естественной циркуляцией имеют ряд преимуществ
1. равномерное распределение температуры воздуха в жилом помещении, создающее комфортный микроклимат. Высокий уровень комфорта обусловлен саморегулирующейся функцией системы отопления: изменение температуры и плотности воды автоматически меняет расход воды за счет перепада давления при естественной циркуляции;
2. система отопления проста в конструкции и эксплуатации;
3. циркуляционный насос работает без неизбежных вибраций и шума; 4. система отопления спроектирована и эксплуатируется простым способом
4. система отопления долговечна (до 50 лет при нормальной эксплуатации).
Несмотря на все эти преимущества, системы отопления с естественной циркуляцией сегодня можно использовать только за городом. В загородных домах и коттеджах предпочтение отдается системам отопления на основе циркуляционных насосов.
Системы с естественной циркуляцией непопулярны, поскольку имеют следующие недостатки
- 1. большой диаметр труб и большой расход строительных материалов.
- 2. высокая стоимость монтажа системы отопления
- 3. высокие энергозатраты (в том числе перерасход топлива)
- 4. позднее подключение системы отопления
- 5.Невозможность контролировать температуру воздуха в жилище;
- 6. Высокая подверженность замерзанию труб, проложенных в неотапливаемых помещениях;
- 7. Низкая эстетичность (из-за большого диаметра труб).
Эти недостатки делают системы отопления с естественной циркуляцией неэффективными и неэкономичными.
