что означает термин самотечная труба
Самотечные участки и перевальные точки
Если на каком-то сегменте трубопровода давление жидкости уменьшается до упругости ее насыщенных паров, то жидкость существует на этом сегменте в обоих состояниях: в жидком и в газообразном. В нижней части трубы течет жидкость, а над ней находится неподвижный насыщенный пар. Говорят, что течение на таком участке происходит неполным сечением, а участок называют самотечным. За рубежом самотечные течения называют гравитационными (gravity flow), потому что жидкость течет в трубопроводе не под действием давления, а под действием силы тяжести.
Стационарные самотечные участки в трубопроводе могут существовать только на нисходящих сегментах трубопроводов. Начало первого самотечного участка в нефтепроводе называется перевальной точкой. Она названа так потому, что если насосные станции доставят жидкость в эту точку, то конца участка она достигнет сама под действием силы тяжести. Расход жидкости на самотечном участке в стационарном режиме равен расходу жидкости в заполненных сечениях трубопровода, отсюда следует, что на самотечном участке жидкость движется быстрее, чем на полностью заполненном.
Хорошо или плохо присутствие в трубопроводе самотечного участка? Обычно плохо, так как без столь резкого перепада высот жидкость нигде не переходила бы в парогазовую фазу, требуемый для перекачки напор? и, соответственно, энергозатраты были бы меньше. Часто для снижения перепада устраивают тоннели.
Для погрузки нефти и нефтепродуктов на танкеры в Новороссийске (АО «Черномортранснефть») из резервуарного парка нефтебазы «Грушовая» (расположенной на высоте 300 м перед Кавказским перевалом, имеющим высоту 502 м) избран именно такой вариант решения проблемы: нефтеналивные трубопроводы частично проходят внутри туннеля, проделанного в скальных породах Кавказских гор, и далее — по земле до нефтебазы «Шесхарис». Еще можно привести в качестве примера терминал КТК, где используется тот же принцип.
Следует отметить, что наличие самотечных участков имеет и плюсы: парогазовое скопление внутри трубопровода является надежной преградой для волн повышенного давления, которые могут образовываться в трубопроводе в нештатных ситуациях и приводить к авариям.
Самотечная система отопления
Скидка до 35% на установку радиаторов
Скидка до 30% на материалы
Принимаем карты рассрочки
Сегодня поговорим о безнасосной системе отопления
Нам необходимо сделать безнасосную систему отопления, и как ее еще называют «гравитационную», которая будет работать в связке с нашим тепла аккумулятором. Из-за чего я решил поднять эту тему?
У нас сейчас корона вирус, многие заказчики, особенно те что в возрасте, реально опасаются что у нас наступят тяжелые времена и будут отключать электричество. На тот случай, хотят чтобы у них доме было тепло и отопление работало когда не будет света.
Нужна ли вообще такая система отопления в современном доме
Сразу предвидя самый актуальный вопрос. Нужна ли вообще такая система отопления в нашем доме. В современном доме, я имею ввиду москву и московскую область, нет, такая система абсолютно неоправданна. Это для тех кому неохота читать до конца, но я все таки рекомендую рекомендую это сделать, потому что я буду показывать на реальных примерах как это все работает и в конце будет полезная информация
А сейчас о том, как обвязать наш теплоаккумулятор с радиаторами отопления. Твердотопливный котел мы из этой системы убираем и рассматриваем, непосредственно, теплоаккумулятор и радиаторы.
Работает система следующим образом. Основная задача, чтобы с теплоаккумулятора подогретый воздух естественным путем подымался наверх и уже из верхней точки теплоаккумулятора он поступает в радиатор.
Безнасосная система отопления
Из теплоаккумулятора идет патрубок. Труба должна быть большого диаметра, и по этой трубе вода, нагретая до температуры 90-100 градусов, поднимается естественным путем и дальше уже распределяется по трубам к веткам, отходящим к радиаторам. На схеме выглядит это более наглядно. То есть горячая вода из теплоаккумулятора пошла наверх.
По поводу диаметра основных труб, которые выходят из нашего теплоаккумулятора. Трубы я рекомендую ставить минимум 75 миллиметров. Чем у нас шире диаметр трубы, тем интенсивнее будет направление потока воды, и тем эффективнее будет идти теплосъем.
После того, как из теплоаккумулятора забрали горячую воду, она у нас расходится уже по веткам к радиаторам. У нас может быть как однонаправленная система, то есть один контур (из этой системы, условно, он пойдет вот сюда, как указано), так может быть и несколько контуров отопления. Тут уже трубы, которые отходят от первоначальной трубы теплоаккумулятора, могут быть меньшего диаметра.
Система для одноэтажного дома
Система для двухэтажного дома
Если у нас двухэтажный дом, если нам необходимо на обоих этажах сделать самотечную систему с радиаторами, то трубу подачи, которая идёт от теплоаккумулятора (в данном случае на рисунке твердотопливный котел), нужно поднимать в самую верхнюю точку нашего дома. Обычно это или чердачное помещение или самая верхняя точка 2 этажа.
Требуется монтаж самотечного отопления?
Мы имеем достаточный опыт проектирования и монтажа. Но можем предложить более дешевые и удобные системы отопления.
Есть вопросы? Задавайте!
Я лично дам вам экспертный развернутый ответ в течении дня.
Как показано на рисунке, узлы вроде более-менее аккуратно сделаны. Разветвительные узлы где расходятся ветки на каждую комнату, но не факт что у вас это получится сделать быстро.
И, кстати, у большинства заказчиков, которые к нам обращаются, возникает вопрос – «как это все на месте реализовать?» Касаемо схематичных изображений вопросов вроде нету, как все работает понятно, но когда уже встает вопрос непосредственно монтажа возникают трудности.
Одно дело, когда приезжают сантехники-специалисты с опытом. Они могут это все спроектировать, визуально представить, сказать что где будет располагаться.
Другое дело когда человек пытается это сделать своими силами, или сантехники у него не имеют достаточного опыта, в каких-то дальних регионах, к примеру. Но задача стоит сделать такую систему. Тут уже возникают вопросы. Поэтому обязательно это все учитывайте.
Здесь я думаю все понятно. Из теплоаккумулятора выходит широкая труба большого диаметра и в самой верхней точке, от нее уже расходятся лучи на каждую комнату. Или, если это у нас в одной комнате, то от нее отходит труба, дальше от этой трубы мы разбираем теплоноситель на радиаторы.
Для дополнительного регулирования теплоносителя в каждом радиаторе мы устанавливаем краны регулирования протока.
То есть, если у нас первый радиатор будет греться слишком сильно а для дальнего радиатора будет доходить не достаточно тепла, то и на первом радиаторе, прикрывая немножко кран, (это уже получится сделать только опытным путем когда у нас система будет работать), можно скорректировать температур теплоносителя.
То есть, основная магистраль условно у нас будет 75 мл или 50 мл, а к радиатору в два раза уже. Даже без кранов теплоноситель будет равномерно в каждый радиатор поступать и температура радиаторов на всей длине трассы будет примерно одинаковая.
В однотрубной системе отопления такого эффекта нам достигнуть не получится. Как раз, здесь на помощь приходят шаровые краны, то есть запорная арматура при помощи которой, мы регулируем интенсивность потока теплоносителя в наших радиаторах.
Под каким углом делать трубы в самотечной системе отопления.
Здесь очень много тонкостей. Очень частая ошибка, когда закладывают такую систему отопления не учитывая угол наклона труб. Или совершают еще более грубые ошибки. Например, когда трубы расположены не под равномерным углом, а идут с перепадом высоты.
Очень важно учитывать угол наклона трубы от нашей верхней точки до каждого радиатора на подаче. Сейчас мы говорим именно про подачу. Угол наклона, то есть разброс высот между начальной точкой расположение трубы и конечной, составлять должен примерно 5 миллиметров на метр погонный.
Не путать с канализацией, у которой этот угол, то есть эта разница высот составляет 2 сантиметра.
Из какого материала правильнее делать самотечную систему отопления.
Ее лучше всего делать из металла. По крайней мере трубу, которая у нас является основной магистралью подачи в верхнюю точку нашей системы, однозначно нужно делать из металла.
Если мы используем теплоаккумулятор, в котором температура не будет выше 90 градусов (это точно, потому что у нас большой объем, даже если мы его отапливаем твердотопливным котлом), то мы гибко сможем регулировать температуру. Когда у нас на датчике теплоаккумулятора температура будет 90 градусов мы спокойно можем выключить котел и этого объема теплоаккумулятора хватит на долгое время, чтобы теплоноситель по нашей системе отопления циркулировал. Поэтому в теплоаккумуляторе можно делать полипропиленом для гвс который выдерживает температуру 100 градусов.
Но, если мы данную систему подключаем напрямую к твердотопливные котлу, как показано на картинке, то здесь нужны исключительно металлические трубы или высокотемпературный полипропилен. Полипропиленовые трубы, которые выдерживают температуру до 140 градусов, во-первых, вы не везде найдёте, и во-вторых, стоит он дороже чем металл.
Да, можно еще сделать медью. Но если вы сделаете котельную медью, то котельная, точнее ваша радиаторная самотечной системы отопления, будет не медная а золотая. Стоимость труб будет сопоставимо в целом со всей системы отопления.
Оно вам нужно? Если нужно можете делать. Выбор за вами.
Запорная арматура
Касаемо запорной арматуры – кранов, при помощи которых мы сможем регулировать температуру в радиаторах и во всей системе, в том числе иметь гибкий доступ к каждому радиатору и каждому узлу на тот случай, если нам что-то где-то нужно будет заменить или что-то потечет. Краны обязательно ставить на каждый узел, который возможно потом нам понадобится отключить.
Итак с кранами мы разобрались. В каждом узле должен быть свой кран. На радиаторах, чтобы их можно было тоже заменить, обязательно ставить на подаче и на обратке краны.
Очень важный момент. Это мало кто учитывает, но здесь, между подачей и обраткой, у нас должна быть соединительная труба. Для чего она делается?
При условии, что нас из котла или из теплоаккумулятора температура подачи идет слишком высокая, при помощи этого смесительного узла, приглушив чуть-чуть подачу, а этот кран открыть пошире, мы сможем охлажденную воду, то есть теплоноситель, подавать в подачу, и здесь эти два потока будут перемешиваться и общая температура теплоносителя, который дальше будет идти в радиаторы, будет уже ниже.
Таким образом, у нас часть обратки будет идти в котел, не давая ему закипеть, а из котла горячая вода будет смешиваться с более холодной обраткой,и температура радиаторов, таким образом, может гибко регулироваться. Но и само собой, регулируя шаровые краны, мы можем также управлять температурой в радиаторах. Обычно регулируется кран на обратке.
Еще такой момент. Касаемо однотрубной и двухтрубной технологии. Если у нас в доме достаточно много комнат, много изгибов и нам необходимо будет нашу однотрубную систему проводить вдоль стены, повторяя все изгибы стен дома, то это будет перерасход по материалам и по работе. Это будет достаточно трудозатратно.
Какие системы могут быть
Система открытого типа
Мы можем сделать систему открытой, на верхней точке поставить какую-то емкость. Уровень воды в этой емкости, в зависимости от ее температуры, будет изменяться. Существенный минус открытой системы это то, что вода контактирует с воздухом и вероятность коррозии во всей системе возрастает.
Закрытая система отопления с естественной тягой
Принцип такой же как у открытой системы. Вода нагреваясь имеет какое-то расширение. Избыток лишнего лишнего давления воды необходимо куда-то девать. В систему нужно поставить расширительный бачок.
У закрытой системы отопления есть существенное преимущество. В первую очередь это то, что вода не имеет доступ к воздуху и не оказывает разрушительное воздействие на наши стальные трубы.
Первое время, пока мы в нашу систему зальем воду, в ней будет какое-то количество кислорода. Взаимодействие металла с кислородом вызывает коррозию, но потом, через какое-то время, кислород весь выгорит и система будет полностью закрыта от внешнего воздуха и коррозия на этом остановится.
Здесь есть тонкость. Воду лучше не сливать из нашей радиаторной системы. В эту систему, пусть она даже самотечная, лучше поставить циркуляционный электрический насос. Потому что с насосом система будет прогреваться в разы быстрее. Радиаторы будут выходить на рабочую температуру не за три часа после того как вы откроете вашу систему отопления, а будут прогреваться за 10-15 минут.
У вас никогда не будет проблем с температурой в радиаторах потому что сила протока, создаваемая насосом, то есть нагнетание циркуляционного давления, будет в разы выше чем у естественной тяги и радиаторы будут прогреваться равномернее.
Что означает термин самотечная труба
Самотечный трубопровод постоянного сечения (простой трубопровод)
Самотечный трубопровод постоянного сечения (простой трубопровод)
Самотечный трубопровод постоянного сечения (простой трубопровод). Трубопровод называется гравитационным, если все его части являются гравитационными Уровень жидкости в баке зависит от следующего Жидкость вытекает из него. Расчет такой простой трубы Провод в основном или lo + значение уменьшения трубопровода (рисунок 17-1).
Значение расхода Людмила Фирмаль
Чтобы получить формулу, используйте уравнение Бернулли описан в разделах 0-0 и/-/ Схема, а плоскость сравнения выбирается на уровне выхода Трубопровод. Обе секции имеют гидростатическое давление Способ распределения давления Мне. Что? I a. И r, 2 282 методика расчета трубопровода к резервуару в качестве источника питания[гл. 17. Т ’ Т2§ 1 Ла 1> 2 ^’ В этом уравнении r 0-r v0 = ^ 0, скорость на Свободная поверхность жидкости в баке 1 ^ =0.
Этот перепад (разность) уровней энергии может быть создан тем или иным способом: работой насоса, благодаря разности уровней жидкости, давлением газа. Людмила Фирмаль
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Самотечная труба
Самотечные трубы соединяют надвижными лепестковыми или галтельными фланцевыми муфтами. [2]
Самотечные трубы применяются обычно стальные или чугунные и рассчитываются на скорость движения воды в них не менее 0 65 — 0 75 м сек, чтобы выпадение осадков было наименьшим. [3]
Самотечные трубы и корпуса норий изготовляются из несгораемых материалов. Рукавная ткань фильтров и рассевов обрабатывается огнезащитным составом. Целесообразно сепараторы, всасывающие фильтры и другие машины выполнять из несгораемых материалов. [4]
Самотечные трубы диаметром до 800 мм промывают обратным током воды, трубы диаметром более 800 мм очищают вручную. [5]
Самотечные трубы диаме-тром до 800 мм промывают обратным током воды от насоса. Скорость обратного тока воды должна быть в четыре-пять раз больше скорости при нормальной работе и не менее 2 — 2 5 м / сек. Можно также промывать самотечные трубы, заполняя береговой колодец до уровня, превышающего уровень воды в водоприемнике ( реке) не менее чем на 1 5 — 2 м, и быстро открывая шиберы на самотечных трубах в береговом колодце. Галереи и трубы диаметром более 800 мм очищают вручную при полном выключении их из работы; если через неплотности в шиберах поступает интенсивно вода, то прибегают к помощи водолазов. [6]
Самотечные трубы диаметром до 800 мм промывают обратным током воды от насоса. Скорость обратного тока воды должна быть в четыре-пять раз больше скорости при нормальной работе и не менее 2 — 2 5 м / сек. Можно также промывать самотечные трубы, заполняя береговой колодец до уровня, превышающего уровень воды в водоприемнике ( реке) не менее чем на 1 5 — 2 м, и быстро открывая шиберы на самотечных трубах в береговом колодце. Галереи и трубы диаметром более 800 мм очищают вручную при полном выключении их из работы; если через неплотности в шиберах поступает интенсивно вода, то прибегают к помощи водолазов. [7]
Внутри колодца самотечные трубы соединяют открытым лотком высотой не менее 0 8 диаметра трубы. Борта лотка представляют собой вертикальные стенки, переходящие в полуокружность диаметром, равным прокладываемому трубопроводу. Лоток трубы набивают бетоном, снаружи оштукатуривают цементным раствором состава 1: 2 и железнят. Бетон для набивки лотка следует доставлять с центрального бетонного завода, как и сухую пеечано-цементную смесь для штукатурки. [9]
Пропускная способность самотечной трубы определяется ее уклоном. [11]
При укладке безнапорных самотечных труб следует точно выдерживать проектный уклон. Поэтому рекомендуется выносить в центр котлованов под смотровые колодцы отметку лотка з натуре. [13]
Вода подводится самотечными трубами или каналами к всасывающим колодцам насосов. [15]
Самотечная система отопления: виды системы, необходимые инструменты и материалы
Концепцию устройства самотечного теплоносителя в некотором смысле можно сравнить с естественной вентиляцией, при которой реализуется свободная циркуляция воздушных потоков. В случае с водной средой движение происходит по контурам без энергетической и силовой поддержки от сторонних приборов и ресурсов. Это дает преимущества самотечной системе отопления, но также обуславливает и ряд недостатков. Одним из них можно назвать сложность ее технической реализации.
Принцип действия системы
Самотек обеспечивается благодаря закону физики, в соответствии с которым горячие потоки воздуха и воды поднимаются вверх естественным образом. В отличие от систем с принудительной циркуляцией, не требуется включение насосного оборудования или генераторов паров, под давлением выталкивающих рабочую среду по контурам. В условиях частного дома самотечная система отопления выгодна как раз минимальным подключением косвенных коммуникационных и энергетических узлов. Но это вовсе не значит, что пользователю придется иметь дело только с трубами. За нагрев воды будет отвечать котел, расположенный в нижней точке комплекса. От него по трубам потоки будут направляться к обогревателям-потребителям теплоносителя (конвекторы, радиаторы, батареи). Далее уже остывающая вода переходит в секцию расширительного бака и по мере набора переливается в сливной канал – или к бойлеру, или в канализацию.
Однотрубные и двухтрубные системы
Схемы устройства отопительных контуров могут быть разными. В простейшей однотрубной системе отсутствует стояк обратной подачи теплоносителя с приемом воды. Вертикальные системы этого типа технически проще реализуются, что позволяет экономить на физических усилиях и финансах. Но есть и серьезные недостатки у однотрубных самотечных систем отопления, которые выражаются в следующих нюансах:
В двухтрубной системе тепло распределяется равномерно. Один контур направляет горячие потоки к условным радиаторам, а второй обслуживает обратную ветку, по которой холодная вода возвращается в приемное оборудование. Двухконтурная схема именно благодаря балансу теплоносителя в трубопроводе легче поддается естественной регуляции с эффектом самотека без поддержки дополнительным циркуляционным оборудованием.
Системы открытого и закрытого типа
Разница между этими системами заключается в исполнении расширительного бака – верхней точки всего комплекса. В открытых резервуарах вода накапливается до тех пор, пока не сработает поплавковый механизм. Жидкость наполняет бак до определенного уровня, после чего поплавок активизирует выпуск воздушной смеси и розлив через подключенный стояк. В закрытой самотечной системе отопления используется мембранный бак, в котором предусмотрены две секции – с воздухом (газовой смесью) и водой в нижней части. При минимальном давлении емкость пустует, но по мере наполнения жидкостью мембрана начинает сжимать верхнюю секцию, открывая таким образом воздушный клапан и выравнивая давление.
Выбор котла
Использование концепции самотечного отопления само по себе означает, что в доме не предусмотрено ни газо-, ни электроснабжение. Иначе рациональнее было бы организовать принудительную циркуляцию с теплообеспечением достаточной мощности от магистрального энергетического источника. Поэтому единственным вариантом котла для самотечной системы отопления будет твердотопливный агрегат – например дровяной. Сочетание естественной циркуляции и традиционной печки также дает основания говорить о маломощности комплекса. Система будет изначально малопроизводительной, но ее КПД можно повысить за счет пиролизного эффекта, которым отличаются современные модификации твердотопливных котельных установок мощностью от 20 до 40 кВт с двумя камерами сгорания. В дополнительном отсеке происходит сжигание газов, образовавшихся при первом сжигании топлива. К слову, минимизация продуктов сгорания на выходе снизит и требования к дымоотводу.
Выбор материала для труб
Как и для водопровода, для системы отопления с естественной циркуляцией могут использоваться трубы из пластика и металла. Ограничения же по применению тех или иных материалов зависят от индивидуальных факторов и условий. Например, открытая отопительная система предусматривает больший эффект завоздушивания контуров кислородом и углекислым газом, что нежелательно для стали. И напротив, твердотельный металл оправдает себя в закрытых ветках крупноформатных сетей, работающих с высокими нагрузками. При обслуживании воды плохого качества лучше использовать медные трубы. Для самотечной системы отопления применение этого металла выгодно устойчивостью к высоким температурам и минеральным включениям в теплоносителе.
В принципе, и медь, и пластик имеют преимущество как легкие материалы, позволяющие точно монтировать сложные коммуникационные линии трубопроводов, что очень важно в реализации самотечных систем. Однако пластик все-таки не самый лучший вариант для отопительной системы как таковой – тем более работающей под высоким давлением порядка 0,6 МПа. Существуют термостойкие полипропиленовые трубы, предназначенные специально для отопления и выдерживающие около 120 °C, но проблемы с герметизацией чаще встречаются в стыковочных и переходных узлах, которые не столь надежны, как сварочные соединения металлических контуров.
Оптимальный диаметр труб
В отличие от систем с принудительной циркуляцией, в данном случае толщина контуров будет больше. Стандартным считается диаметр трубы самотечной системы отопления в 50 мм, однако на разных участках могут быть корректировки. Например, сантехники в целях сохранения теплотехнической эффективности комплекса рекомендуют сужать контуры. Величина корректировки зависит от продолжительности цельной линии от стыка до другой переходной точки.
Инструменты и расходники для монтажа
Основной инструмент будет нужен для прокладки, крепления и соединения труб. Резку и сварку выполняют труборезами, газовыми резчиками, инверторными аппаратами и припоем. Как для пластика, так и для меди со сталью подбирается свой сварочный инструмент соответствующей мощности. Это же касается и расходников. Например, медные конструкции соединяются распайкой при помощи зажимных и опрессовочных фитингов. Для соединения медной самотечной системы отопления с контурами из других материалов применяются только разъемные переходники и фитинги. Данный металл плохо подвергается спайке с другими материалами. Но в остальных случаях легкий припой до 450 °C можно получить ацетиленовыми или пропан-бутановыми горелками, а также электропаяльниками. Кроме этого, для качественных соединений будет нелишним использовать тефлоновые ленты, фасонные детали, тройники, диэлектрические прокладки и т. д.
Техника выполнения монтажа
Перед работой должна быть составлена схема коммуникаций и план действий. Далее типовой монтаж производится в следующем порядке:
Уклон трубопровода
Особенностью устройства самотечных систем является необходимость выдержки угла в положении горизонтальных контуров. Он необходим для обеспечения эффекта естественной гравитационной циркуляции, требуемой для движения воды. Как отмечается в техническом регламенте СНиП, уклон самотечной системы отопления должен составлять 10 мм на 1 м. Если не предусмотреть этот нюанс, то линии наполнятся воздухом, а прогрев контуров будет неравномерным.
Какой теплоноситель использовать?
Оптимальная рабочая среда для систем с естественной циркуляцией – это вода. Отказ от антифриза, который часто применяется в жидкостном отоплении, связан с его высокой плотностью и низкой теплоотдачей. С учетом скромной производительности самотечной системы отопления и обязательного требования к гравитационному смещению теплоносителя антифриз отпадает. Но это не значит, что можно отказываться в принципе от альтернативных незамерзающих составов. Подходящие смеси должны обладать высокой текучестью (не ниже воды) и способностью не утрачивать физические свойства при экстремально высоких и низких температурах.
Плюсы самотечной системы
В числе сильных сторон отопительных систем с естественной циркуляцией можно выделить следующие:
Минусы самотечной системы
Безусловно, отсутствующая поддержка движения теплоносителя со стороны циркуляционного насоса или другой силовой техники с ресурсами обусловила и ряд недостатков таких систем:
Заключение
Трубопроводы с естественной циркуляцией рабочей среды в век прогрессивной механики и программируемых котлов с бойлерами кажутся морально устаревшими и неэффективными. Во многом это справедливо, однако в контексте роста потребления энергоресурсов самотечная система отопления частного дома не выглядит совсем уж неуместной. Во-первых, если загородные условия не позволяют использовать газовые и электрические котлы, то это решение будет более чем оправдано. Во-вторых, снимается сразу несколько расходных статей, обусловленных затратами на энергию с топливом и техобслуживание сложного оборудования.