W jakich warunkach cyrkulacja jest obliczana szczególnie prosto? Ogrzewanie wody: układy zamknięte i otwarte z obiegiem wymuszonym i naturalnym. Zalety i słabe strony

Należy zauważyć, że system ogrzewania z naturalnym obiegiem jest stosowany w domach prywatnych już od dość dawna – od początku ubiegłego wieku. W rzeczywistości pojawił się jednocześnie z podgrzewaniem wody i do dziś nie traci popularności. Celem tego artykułu jest opisanie, jak działa taki schemat i poinformowanie zainteresowanych właścicieli domów o istniejących odmianach takich systemów.

Zasada działania i cechy układów grawitacyjnych

Jak sama nazwa wskazuje, w naszym przypadku chłodziwo przepływa rurociągami niezależnie, bez żadnego wpływu zewnętrznego, za pomocą pompy. Podobną metodę cyrkulacji pierwotnie stosowano we wszystkich systemach podgrzewania wody. W dzisiejszych czasach, gdy pojawiły się pompy obiegowe, właściciele domów prywatnych są zainteresowani schematami przepływu grawitacyjnego w jednym celu: uniezależnić się od zewnętrznych źródeł energii elektrycznej.

Niezależny ruch chłodziwa opiera się na zjawisku konwekcji. To samo medium (w tym przypadku woda), które ma różne temperatury, różni się także ciężarem właściwym. Krótko mówiąc, kostka zimnej wody ze względu na różną gęstość waży więcej niż 1 m3 gorącej wody. Wewnątrz zamkniętej przestrzeni rur doprowadzi to do tego, że czynnik chłodzący będzie stale wypychał lżejszą, gorącą wodę do góry. Typowy schemat takiego układu pokazano na rysunku:

Ze względu na różnicę gęstości i mas wody wewnątrz grawitacyjnego układu grzewczego powstaje niewielkie nadciśnienie, które pokonuje grawitację i tarcie, powodując naturalną cyrkulację chłodziwa. Stąd druga nazwa – grawitacyjna.

Ponieważ ilość występującego nadciśnienia jest niewielka, należy stworzyć sprzyjające warunki dla naturalnej cyrkulacji wody w systemie grzewczym. Przyczyniają się do tego następujące działania:

• zastosowanie rur o zwiększonych średnicach, przeznaczonych do powolnego przepływu wody (0,1-0,3 m/s);
• zgodność ze zboczami dróg poziomych. Nachylenie wynosi co najmniej 3 mm na 1 m rurociągu;
• znaczna różnica temperatur płynu chłodzącego na zasilaniu i powrocie (co najmniej 25 °C);
• instalacja w najwyższym punkcie sieci zbiornika wyrównawczego typu otwartego komunikującego się z atmosferą;
• zamontować kocioł w taki sposób, aby rura powrotna znajdowała się jak najniżej poniżej poziomu urządzeń grzewczych na piętrze.

W celach informacyjnych. W praktyce, instalując systemy grawitacyjne własnymi rękami, główne rurociągi układa się z rur o średnicy co najmniej 50 mm (2 cale), a przyłącza do grzejników - 20 mm (3/4 cala).

Właściciele domów często zastanawiają się: czy można zamknąć naturalny system cyrkulacji, instalując naczynie wyrównawcze typu membranowego? Odpowiedź jest oczywista: podczas rozszerzania ciecz będzie musiała pokonać opór membrany zbiornika, a nadciśnienie w sieci jest już niskie. Prędkość chłodziwa spadnie do minimum lub nawet do zera. Dlatego schematy wykorzystujące grawitacyjną zasadę działania są zawsze otwarte.

Ważną zaletą, jaką zapewnia system ogrzewania grawitacyjnego, jest niezależność od energii elektrycznej, co jest bardzo ważne na terenach o zawodnym zaopatrzeniu w energię elektryczną. Ale trzeba za to zapłacić droższą instalacją i dużymi rurami biegnącymi przez wszystkie pomieszczenia. Programu nie można wdrożyć w domach prywatnych o dużej powierzchni i liczbie pięter ze względu na niską wydajność i niewykonalność ekonomiczną. W takich domkach zastosowano system zamknięty z pompą i zasilaczem awaryjnym.

Schemat jednorurowego systemu grzewczego

W takich schematach dystrybucja gorącego płynu chłodzącego do grzejników i wybór schłodzonego płynu chłodzącego odbywa się za pomocą tej samej rury. Jeśli okablowanie jest poziome, wówczas główna linia jest zamkniętą pętlą biegnącą od rury zasilającej kocioł do rury powrotnej. Akumulatory są do niego podłączone obydwoma przyłączami. Przykładem jest popularny jednorurowy system grzewczy Leningradka, który może współpracować z naturalnym obiegiem chłodziwa. Schemat domu parterowego pokazano poniżej:

Niezbędnym warunkiem normalnego dostarczania wody do grzejników jest tutaj obecność przyspieszającej pętli kolektora. Otwarty zbiornik wyrównawczy jest podłączony do jego górnego punktu. Podgrzana woda z kotła unosi się przez kolektor, po czym zgodnie z zasadą naczyń połączonych wpływa do wszystkich akumulatorów. Jeśli ich liczba nie przekroczy 5, ogrzewanie będzie działać bez problemów, zostało to przetestowane w praktyce.

Faktem jest, że każde kolejne urządzenie grzewcze otrzymuje mieszaninę gorącego i schłodzonego płynu chłodzącego z poprzedniego akumulatora. Dlatego jego przenikanie ciepła zmniejsza się, jeśli liczba sekcji nie zostanie zwiększona. Gdy liczba grzejników przekroczy 5, ostatni z nich będzie za zimny, niezależnie od liczby dodanych sekcji. W razie potrzeby należy zainstalować dwururowy system grawitacyjny, co zostanie omówione poniżej.

W przypadku dwupiętrowego domu prywatnego o powierzchni do 200 m2 dobrze nadaje się jednorurowy system grzewczy z pionowymi pionami i naturalnym obiegiem. Nie ma sensu instalować poziomej rury Leningradu podłączonej do kolektora pionowego na każdym piętrze i nie będzie to dobrze działać. Bardziej poprawne jest poprowadzenie linii zasilającej przez strych lub pod stropami drugiego piętra i opuszczenie z niego pionów, jak pokazano na schemacie:

Obciążenie pionów jest niewielkie - w każdym są tylko 2 urządzenia grzewcze, więc ich temperatura będzie prawie taka sama. Aby zapobiec wzajemnemu uzależnieniu akumulatorów, można zainstalować zworki - obejścia - pomiędzy zasilaniem i powrotem.

Rada. Aby zrównoważyć lub odciąć w układach grawitacyjnych, należy zastosować armaturę o najmniejszym oporze – zawory pełnoprzelotowe i specjalne zawory termostatyczne.

Schemat systemu dwururowego

Tutaj ciepło jest przekazywane do grzejników jedną rurą, a schłodzona woda wraca drugą. Dzięki temu więcej akumulatorów podłączonych do jednego poziomego odgałęzienia może efektywnie działać. W domu parterowym kolektor zasilający umieszcza się na poddaszu lub pod stropem, a kolektor powrotny nad podłogą. Przyspieszenie nie jest tutaj wymagane, rura jest już podniesiona do wystarczającej wysokości, jak pokazano na obrazku:

Jak widać na schemacie, optymalnym rozwiązaniem zapewniającym dobrą cyrkulację naturalną jest dwururowy system grzewczy, podzielony na 2 gałęzie z taką samą liczbą grzejników na każdej. W przeciwnym razie ze względu na duże zbocza montaż rurociągów będzie utrudniony. Jeśli chodzi o dom dwupiętrowy, ponownie właściwe jest tutaj okablowanie pionowe, ale z podziałem na linie zasilające i powrotne. Jak to zrobić poprawnie, pokazano na schemacie:

Dzięki systemowi dwururowemu wszystkie akumulatory otrzymują płyn chłodzący o tej samej temperaturze, co jest ważnym plusem. Łatwiejsze staje się także automatyczne sterowanie, ponieważ urządzenia nie są od siebie zależne. Wadą jest większe zużycie materiałów na opcje okablowania poziomego, na przykład w budynku dwupiętrowym:

W celach informacyjnych. Większość właścicieli domów nadal instaluje pompę obiegową na kolektorze powrotnym, aby poprawić działanie systemu. Ale postawili go na obejściu, żeby w razie braku prądu zawsze można było przełączyć się na grawitację otwierając odpowiedni kran.

Wniosek

Naturalny obieg w systemach podgrzewania wody, choć zapewnia niezależność od energii elektrycznej, wymaga ostrożnego podejścia do obliczeń i instalacji. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku obwodów jednorurowych z okablowaniem poziomym, w których należy dokładnie wybrać moc akumulatora. Nie każdemu będą zadowolone duże rury przechodzące przez lokal. Nawet jeśli zasilanie ukryte jest na poddaszu, a powrót w kanale podziemnym, połączenia z grzejnikami nadal pozostaną widoczne.

Stosowanie systemów ogrzewania z naturalnym obiegiem sięga wielu dziesięcioleci. Ich wprowadzenie rozpoczęło się niemal jednocześnie z pojawieniem się ogrzewania parowego. Istnieje kilka aktualnych schematów ogrzewania z naturalnym obiegiem dla prywatnego domu, a każdy z nich może być z powodzeniem stosowany z dużą wydajnością w najbardziej komfortowych dla niego warunkach.

Cechy konstrukcyjne

Główna różnica między schematem ogrzewania grawitacyjnego polega na tym, że w obwodzie, przez który przepływa płyn chłodzący, nie ma pompy obiegowej wymuszającej tłoczenie wody.

Popularne argumenty przemawiające za systemem ogrzewania grawitacyjnego obejmują następujące punkty:

• całkowita niezależność od dostępności prądu w pomieszczeniu;
• wysoki stopień bezwładności, co minimalizuje wpływ czynników zewnętrznych na redystrybucję ciepła.

Należy wziąć pod uwagę, że zwiększenie średnicy rur grzewczych w takiej sytuacji pozytywnie wpływa na pracę systemu. Warto jednak trzymać się pewnych ograniczeń wymiarowych.

Zasada działania

Podczas ogrzewania z naturalnym obiegiem stosuje się zasady fizyczne, w których cieplejsza ciecz unosi się, przemieszczając się z najwyższego punktu wzdłuż utworzonego dla niej nachylenia instalacji z głównych rur.

1. W przypadku tego schematu konieczne jest zainstalowanie kotła poniżej poziomu sekcji z grzejnikami.
2. Poruszając się od najwyższego punktu, woda przemieszcza się w kierunku sekcji. Rury łączące grzejniki z rurociągiem głównym powinny mieć znacznie mniejszą średnicę niż rurociąg główny. Ten schemat ogrzewania prywatnego domu z naturalnym obiegiem będzie poszukiwany przy najwyższym rodzaju dystrybucji.
3. W przypadku niższej dystrybucji konieczne będzie zapewnienie pewnego rodzaju obwodu przyspieszającego. Powstaje podczas instalowania rurociągu prowadzącego do zainstalowanego tam zbiornika wyrównawczego. Następnie okno opuszcza się poziomo, z którego przeprowadzane jest dalsze okablowanie.

Instalacje grzewcze bez pompy mają zmniejszoną wydajność w pomieszczeniach o niskim suficie, ponieważ zaleca się zainstalowanie rury z najwyższym punktem linii instalacyjnej 1,5-1,6 m nad kotłem, a także zamontowanie nad nią zbiornika wyrównawczego.

Ze względu na to, że ruch w ogrzewaniu odbywa się bez pompy, w czasie dotarcia do odległych odcinków głównej linii, chłodziwo jest w stanie wyzwolić wystarczającą ilość energii cieplnej. Ta zasada działania polega na pracy na małych przestrzeniach. Uważa się, że w przypadku autostrad o długości obwodu większej niż 30 m schemat z grawitacyjnym systemem ogrzewania dla prywatnego domu traci skuteczność.

WIDEO: Obliczanie ogrzewania z naturalnym obiegiem

Funkcje instalacyjne

Kotły z naturalnym obiegiem mogą mieć dwa rodzaje przyłączy rurociągowych:

• jednorurowy;
• dwururowy.

Obie opcje okablowania mają indywidualne cechy instalacyjne, ale pod względem efektywności użytkowania z grawitacyjnym systemem grzewczym nieznacznie się różnią. Ważne jest, aby obserwować nachylenie rur grzewczych podczas naturalnego obiegu, aby zapewnić nieprzerwany ruch i brak obszarów unoszących się w powietrzu. W systemach otwartych formacje gazowe wydostają się w sposób naturalny przez zbiornik wyrównawczy.

Podczas instalowania linii grzewczych z naturalnym obiegiem własnymi rękami utrzymuje się nachylenie, zapewniając spadek wysokości o 5-10 mm na każdy metr długości.

Siły hydrodynamiczne powstające w warunkach systemowych, które determinują prędkość ruchu przepływu, zależą bezpośrednio od poziomu nośności obwodu. Ważne jest, aby grzejniki instalować powyżej poziomu instalacji kotła, a opór rurociągu zależy od średnicy przewodów.

Gdy instalacja systemu grzewczego z naturalnym obiegiem odbywa się z licznymi odgałęzieniami i częstymi załamaniami, pomaga to zwiększyć opór hydrauliczny. Ponadto nieproporcjonalnie duża liczba zainstalowanych zaworów odcinających również zwiększa tę wartość. Minimalizacja takich obszarów i zwiększenie rozsądnej średnicy przewodów pomaga zwiększyć ciśnienie w układzie.

Montaż systemu dwururowego

Naturalny obieg w systemie grzewczym można zapewnić w obiegach dwururowych. Pierwsza rura (zasilająca) kieruje przepływ gorącego płynu chłodzącego z kotła, natomiast druga rura (zimna) zwraca schłodzoną wodę do kotła. Podczas instalacji wykonywane są następujące czynności:

• odgałęzienie jest kierowane w górę od generatora ciepła, który trafia do zbiornika wyrównawczego;
• montaż beczki można przeprowadzić zarówno pod sufitem, jak i na poziomie izolowanego poddasza;
• do dna zbiornika montowany jest rurociąg prowadzący do pomieszczenia, schodzący do poziomu 2/3 wysokości od sufitu;
• okablowanie jest prowadzone do najbliższej sekcji grzejników;
• druga rura odgałęziona sekcji jest montowana do powrotu;
• Linia powrotna jest zamontowana równolegle do zasilania, ale ma nachylenie w kierunku kotła.

Jak określić objętość zbiornika wyrównawczego

Objętość zbiornika wyrównawczego typu otwartego określa się bardzo prosto - 10% całkowitej objętości płynu chłodzącego krążącego w obiegu wodnym. Wyznaczenie części dziesiątej uważane jest za uniwersalny sposób obliczenia objętości komory rozprężnej, przy której sprawdza się ona idealnie.

Określenie objętości zbiornika typu zamkniętego jest nieco trudniejsze, ale jest również dość łatwe do pokonania dla niespecjalisty. Aby obliczyć, musisz znać następujące dane wejściowe:

• procentowy wzrost objętości płynu chłodzącego po podgrzaniu (HW) - standardowo 5% dla wody i 10% dla środka przeciw zamarzaniu;
• całkowita ilość wody lub środka przeciw zamarzaniu w obiegu wody (WC) - jeśli nie ma takich danych, konieczne będzie spuszczenie całego płynu chłodzącego i zmierzenie go za pomocą wiader lub innych urządzeń. Zadanie polega na określeniu najdokładniejszej objętości;
• obwód i ciśnienie kotła (DC) - informacja ta znajduje odzwierciedlenie w paszporcie technicznym kotła. Jeśli go tam nie ma, Internet cię uratuje;
• maksymalne ciśnienie w komorze rozprężnej (BP) - wszystkie informacje znajdują również odzwierciedlenie w paszporcie technicznym.

Stosujemy wzór:

OV x VK x (DK + 1) / DK - DB

Zaokrąglamy wynikową wartość do liczby całkowitej i uzyskujemy szacunkową objętość zbiornika wyrównawczego.

Wartość ta jest zawsze większa niż metoda „na oko - 10%”, ale nie stanowi to naruszenia. Jeżeli objętość zbiornika wyrównawczego jest większa niż wymagana dla obiegu wody, należy go poprawnie skonfigurować.

Montaż systemu jednorurowego

Ten rodzaj cyrkulacji wody w systemie grzewczym, w przeciwieństwie do schematu dwururowego, nie zależy od poziomu sekcji grzejnika. Beczkę rozprężną wybiera się o pojemności 25-32 litrów. Jego wypełnienie powinno stanowić 2/3 objętości.

Umiejscowienie kotła, podobnie jak w kotle jednorurowym, powinno znajdować się poniżej poziomu grzejników, aby zapewnić naturalny odpływ. Zapewnione jest nachylenie montażowe dla autostrad 5-70. Grzejniki zasilane są rurami o średnicy co najmniej 32 mm. Preferowanym materiałem na okablowanie jest rurociąg polimerowy. Do połączeń z rurami grzejnikowymi stosuje się rury o średnicach do 20 mm.

Jeśli średnice zostaną wybrane prawidłowo, wyważanie nie jest wymagane. Zaleca się jednak zamontowanie zaworów odcinających na wlocie/wylocie płynu chłodzącego do chłodnic. Zapewni to łatwość demontażu sekcji w celu prac konserwacyjnych lub naprawczych.

System dwururowy jest droższy, ponieważ trzeba użyć podwójnej linii głównej. W związku z tym często ważne jest stosowanie obwodów jednorurowych w małych pomieszczeniach z naturalnym ogrzewaniem.

WIDEO: Schemat ogrzewania z naturalnym obiegiem

Zaletą systemu ogrzewania z naturalnym obiegiem jest to, że działa on niezależnie od energii elektrycznej. Jednak przy takim schemacie bardzo trudno jest uzyskać komfortowe warunki, a czasem jest to po prostu niemożliwe. Dlatego najczęściej stosuje się pompę, aby zapewnić cyrkulację chłodziwa. Ale czasami, na przykład, w domkach letniskowych, gdzie nie ma prądu, jedyną możliwą wersją jest system grzewczy bez pompy.

Układ z naturalnym obiegiem (NC) lub wymuszonym ruchem płynu nazywany jest również grawitacyjnym ze względu na fakt, że tak jest działa na zasadzie grawitacji. Nazywa się go również przepływem grawitacyjnym. Wszystkie te nazwy oznaczają, że instalacja grzewcza działa bez użycia pompy.

Jak działa naturalny schemat obiegu?

Jako czynnik chłodzący najczęściej stosuje się zwykłą wodę, która przemieszcza się w obwodach od kotła do akumulatorów i z powrotem na skutek zmian jej właściwości termodynamicznych. Oznacza to, że po podgrzaniu gęstość cieczy zmniejsza się, a objętość wzrasta; jest ona wyciskana przez zimny przepływ, który wraca i unosi się przez rury. Podczas gdy chłodziwo rozprasza się wzdłuż poziomych gałęzi, jego temperatura spada i powraca do kotła. Więc koło się zamyka.

Jeśli dla domu prywatnego wybrano ogrzewanie naturalną wodą obiegową, wówczas wszystkie poziome rury są układane ze spadkiem w kierunku przepływu chłodziwa. Dzięki temu grzejniki nie „zapowietrzają się”. Powietrze jest lżejsze od cieczy, więc przechodzi przez rury, wchodzi do zbiornika wyrównawczego, a następnie odpowiednio do powietrza.

Do zbiornika wlewa się ciecz, której objętość wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i wytwarza ciągłe ciśnienie.

Aby wytworzyć niezbędne ciśnienie cyrkulacyjne, przy projektowaniu domu prywatnego należy obliczyć cały system grzewczy. To zależy od środkowy poziom kotła i najniższy akumulator. Im większa różnica wysokości, tym lepiej płyn przepływa przez układ. Wpływ na to ma także różnica gęstości cieczy gorących i schłodzonych.

Układ grzewczy z obiegiem naturalnym charakteryzuje się zmianą temperatury w grzejnikach i kotle, która następuje wzdłuż osi środkowej urządzeń. Gorąca woda znajduje się na górze, zimna woda na dole. Pod wpływem grawitacji schłodzona ciecz przemieszcza się w dół rur.

Ruch zależy bezpośrednio od wysokości montażu grzejników. Jego zwiększenie ułatwia kąt nachylenia przewodu zasilającego skierowanego w stronę akumulatorów oraz spadek przewodu powrotnego skierowanego w stronę kotła. Ułatwia to cieczy pokonanie lokalnego oporu rur.

Instalując system grzewczy w prywatnym domu z naturalnym obiegiem, kocioł umieszcza się w najniższym punkcie, tak aby wszystkie akumulatory znajdowały się powyżej.

Schematy instalacji grzewczych

Schemat systemu grzewczego zależy od kilku kryteriów:

• sposób podłączenia akumulatorów do pionów zasilających. Istnieją systemy jednorurowe i dwururowe;
• lokalizacja linii dostarczającej ciepłą wodę. Musisz wybrać pomiędzy okablowaniem górnym i dolnym;
• schematy układania linii: system ślepej uliczki lub powiązany przepływ wody na trasach;
• piony mogą być umieszczone poziomo lub pionowo.

Jaka jest różnica między obiegiem wymuszonym a naturalnym?

Wymuszony ruch chłodziwa oznacza cyrkulację cieczy wzdłuż linii w wyniku siły roboczej pompy. Naturalny system nie wymaga użycia żadnego sprzętu, tutaj płyn chłodzący przemieszcza się ze względu na różnicę masy gorącej i już schłodzonej cieczy.

Obwód jednorurowy: jak regulować temperaturę?

Jednorurowy system grzewczy z naturalnym obiegiem może mieć tylko jedną opcję okablowania - górną. Nie ma pionu powrotnego, więc ciecz schłodzona w grzejnikach wraca do przewodu zasilającego. Ruch chłodziwa zapewnia różnicę temperatur woda w dolnym i górnym akumulatorze.

Aby zapewnić jednakową temperaturę w pomieszczeniach na różnych piętrach, powierzchnia urządzeń grzewczych na parterze powinna być nieco większa niż na piętrach wyższych. Ciecz gorąca i schłodzona w górnych urządzeniach grzewczych wpływa do dolnych grzejników.

W układzie jednorurowym mogą występować dwie wersje ruchu płynu: w pierwszym przypadku część trafia do akumulatora, druga część idzie dalej wzdłuż pionu do dolnych grzejników.

W drugim przypadku cały płyn chłodzący przechodzi przez każde urządzenie, zaczynając od góry. Osobliwością tego okablowania jest to, że akumulatory na niższych piętrach otrzymują tylko schłodzony płyn chłodzący.

A jeśli w pierwszej opcji możesz regulować temperaturę w pomieszczeniach za pomocą kranów, to w drugiej nie możesz z nich korzystać, ponieważ doprowadzi to do w celu zmniejszenia dopływu chłodziwa do wszystkich kolejnych akumulatorów. Dodatkowo całkowite zamknięcie kranu spowoduje zatrzymanie obiegu cieczy w instalacji.

Instalując system jednorurowy, lepiej wybrać okablowanie, które umożliwia regulację dopływu wody do każdego akumulatora. Umożliwi to dostosowanie temperatury w poszczególnych pomieszczeniach i sprawi, że system grzewczy będzie bardziej elastyczny, a co za tym idzie bardziej wydajny.

Ponieważ system jednorurowy można montować wyłącznie od góry, jego montaż jest możliwy tylko w budynkach z poddaszem użytkowym. W tym miejscu powinien znajdować się rurociąg zasilający. Główną wadą jest to, że ogrzewanie można uruchomić tylko w całym domu na raz. Głównymi zaletami systemu są łatwość montażu i niższy koszt.

Plusy i minusy naturalnego krążenia

Zalety systemu grzewczego z naturalnym obiegiem płynu:

Główna wada systemy grzewcze z naturalnym obiegiem - ograniczenia dotyczące powierzchni domu i promienia działania. Instalują go w domach prywatnych, których powierzchnia nie przekracza stu metrów kwadratowych. Ze względu na małe ciśnienie cyrkulacyjne promień instalacji grzewczej jest ograniczony do 30 metrów w kierunku poziomym. Niezbędnym wymaganiem jest obecność poddasza w domu, w którym będzie znajdować się zbiornik wyrównawczy.

Najważniejszą wadą jest także powolne nagrzewanie całego domu. W systemie z naturalnym ruchem konieczne jest zaizolowanie rur biegnących w nieogrzewanych pomieszczeniach, ponieważ istnieje ryzyko zamarznięcia cieczy.

Zwykle taki system wymaga niewielu materiałów, jednak jeśli konieczne jest zmniejszenie lokalnego oporu rurociągu, koszty rosną ze względu na konieczność stosowania rur o większych średnicach.

Główne wymagania dotyczące układania rur:

• system z najmniejszą liczbą zwojów, które będą zakłócać przepływ płynu;
• ścisłe przestrzeganie zalecanego kąta pochylenia;
• zastosowanie rur o zaprojektowanej średnicy.

Instalacja systemu grzewczego wymaga ścisłego przestrzegania wymagań technicznych. Nieprzestrzeganie zasad grozi ograniczeniem krążenia płynów. Jeśli w organizacji systemu wystąpią poważne błędy, zapewnienie przepływu chłodziwa wzdłuż głównej linii nie będzie możliwe.

Sami obliczamy jednorurowy system grzewczy

Główne etapy obliczania podgrzewania wody:

Obliczanie mocy kotła

Wskaźniki mocy kotła obliczane są z uwzględnieniem strat ciepła przez podłogi, ściany i dach domu. Określając moc, należy zwrócić uwagę na powierzchnię, materiał wykonania, a także różnicę temperatur na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia podczas ogrzewania domu.

Obliczanie mocy akumulatora i rozmiaru rury

• Określ ciśnienie cyrkulacyjne, które zależy od wysokości i długości rur, a także różnicy temperatur cieczy na wylocie kotła;
• obliczyć straty ciśnienia na odcinkach prostych, zakrętach i w każdym urządzeniu grzewczym.

Osobie bez specjalnej wiedzy bardzo trudno jest wykonać takie obliczenia, a także obliczyć cały schemat ogrzewania z naturalnym obiegiem. Mały błąd doprowadzi do ogromnych strat ciepła. Dlatego obliczenia i późniejszą instalację systemu grzewczego najlepiej powierzyć specjalistom.

Jeśli zdecydujesz się zainstalować system ogrzewania w domku lub wiejskim domu, musisz pomyśleć o wydajności, maksymalnej niezawodności i łatwości pracy.

Cechy aranżacji

Jeśli mówimy o wymuszonym obiegu chłodziwa w systemie rurociągów, wówczas podczas pracy konieczne będzie zainstalowanie pompy, która powinna znajdować się na odcinku magistrali grzewczej. Dzięki takiej interakcji możliwe będzie zapewnienie szybszego i bardziej stałego ruchu wody. Wadą w tym przypadku jest koszt instalacji dodatkowego wyposażenia. Jeśli interesuje Cię schemat prywatnego domu, instalowanie pompy nie będzie konieczne. Wynika to z faktu, że gęstość gorącej wody jest znacznie mniejsza niż gęstość zimnej wody. Z tego powodu jedna ciecz jest wypychana przez drugą. Płyn chłodzący poruszający się wzdłuż linii przenosi pewną część ciepła do akumulatorów, stopniowo ochładzając się. Wracając, zimna ciecz wypiera gorącą i lekką ciecz do rur. Cykl ten stale się powtarza. Procesu nie można w żaden sposób zatrzymać w trakcie nagrzewania się kotła. Jeśli zajdzie taka potrzeba, schemat ogrzewania z naturalnym obiegiem (dotyczy to przede wszystkim domu prywatnego) można w dowolnym momencie uzupełnić o pompę, którą właściciele mogą w razie potrzeby wykorzystać do szybkiego i równomiernego ogrzania domu.

Główne pozytywne cechy

Obecność pompy wiąże się z dodatkowymi kosztami energii. Przeciwnie, jego brak pozwala dużo zaoszczędzić. Takie systemy są całkowicie ciche i nie powodują niepotrzebnych wibracji. System Leningradka (z naturalnym obiegiem) ma wiele zalet, między innymi wyjątkową zdolność do samoregulacji, bardzo długi okres bezawaryjnej pracy wynoszący 30 lat, stabilność termiczną i wysoką łatwość konserwacji.

Przygotowanie do pracy

Jeśli zdecydujesz się zrobić to sam, powinieneś rozważyć schemat ogrzewania (z naturalnym obiegiem) prywatnego domu. Kontur będzie zawierał określony zestaw elementów. Zawiera między innymi: zbiornik wyrównawczy umieszczony w najwyższym punkcie; rurociąg, który może być pojedynczy lub podwójny; grzejniki i urządzenia kotłowe. Ten ostatni podgrzeje płyn chłodzący. Przed rozpoczęciem pracy należy pamiętać, że prędkość i siła, z jaką woda będzie przepływać przez system grzewczy, zależą od objętości, masy i gęstości gorącej cieczy. Równie ważną rolę odgrywa średnica wewnętrzna rur, od tego parametru zależy współczynnik oporu, a także wysokość montażu grzejników w stosunku do kotła. Technik powinien wiedzieć, że w przypadku rurociągów ułożonych poziomo obowiązują specjalne wymagania. Muszą być instalowane z obowiązkowym nachyleniem 5 milimetrów na metr, z rurami skierowanymi w kierunku ruchu. Tylko w ten sposób schłodzona woda będzie kierowana do kotła. Schemat ogrzewania (z naturalnym obiegiem) prywatnego domu polega na zainstalowaniu mniejszej liczby elementów wzdłuż ścieżki chłodziwa, co mogłoby zwiększyć opór.

Obliczenie mocy przed instalacją

Jeśli wybrałeś schemat ogrzewania dla prywatnego domu z naturalnym obiegiem, to zanim zaczniesz układać system, musisz określić moc urządzeń kotłowych. Obliczenia takie można przeprowadzić dowolną z poniższych metod. Pierwszy polega na wykorzystaniu objętości, drugi - powierzchni. Technik musi pamiętać, że każda z tych opcji zapewnia jedynie przybliżone wyniki w najbardziej idealnych warunkach. Jeśli budynek nie jest ocieplony, sprzęt należy zakupić z niewielkim marginesem. Natomiast w przypadku budynków energooszczędnych wystarczy przyjąć liczbę z zakresu 60 W jako wartość mocy na metr kwadratowy.

Wyznaczanie mocy objętościowo

Jeśli sprzedajesz prywatny dom z naturalnym obiegiem, najdokładniejsze obliczenia będą oparte na objętości ogrzewanego pomieszczenia. Początkowo należy określić tę wartość, mnożąc ją przez 40 W. Następnym krokiem jest dodanie współczynników korygujących. Jeśli mówimy o prywatnym domu, a pokój graniczy z ulicą powyżej i poniżej, wynik należy pomnożyć przez 1,5. Jeśli w pobliżu izolowanej ściany znajduje się pokój, wartość należy pomnożyć przez 1,1. Jeśli ściana jest nieizolowana, pomnóż przez 1,3. Jeśli chodzi o każde drzwi wychodzące na zewnątrz, trzeba do nich dodać 200 W. W przypadku okna należy dodać 100 W, minimalna wartość to 70, współczynnik w każdym konkretnym przypadku będzie zależał od wymiarów otworu.

Określanie mocy według powierzchni

Jeśli zainstalowany jest zamknięty system ogrzewania dla prywatnego domu z naturalnym obiegiem, można to zrobić według obszaru. Najprostszą metodą jest określenie mocy kotła zgodnie z zaleceniami SNiP. Przyjmuje się, że na 10 metrów kwadratowych potrzebny jest 1 kW mocy. Całkowitą powierzchnię domu należy pomnożyć przez 0,1. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę różne współczynniki, z których każdy jest stosowany w odniesieniu do określonych obszarów terytorialnych. Na przykład dla Dalekiej Północy liczba ta może wahać się od 1,5 do 2. W przypadku strefy środkowej liczby te wahają się od 1,2 do 1,4. Jeśli mówimy o południowych regionach kraju, współczynnik może wynosić 0,8-0,9.

Wykonywanie prac instalacyjnych: instalacja dwururowa

System podgrzewania wody w prywatnym domu z naturalnym obiegiem można ustawić zgodnie ze schematem dwururowym. Pomimo faktu, że prace instalacyjne w tym przypadku są bardziej złożone, ten konkretny schemat stał się powszechny. Po wdrożeniu ciecz będzie przepływać przez dwie rury, z których jedna zostanie ułożona na górze, gdzie będzie przepływać podgrzana woda; natomiast drugi należy umieścić na dnie, gdzie będzie przepływać schłodzona ciecz.

Technologia pracy

Jeśli zastanawiasz się nad układem i cechami instalacji grzewczej (z naturalnym obiegiem) prywatnego domu, możesz zastosować system dwururowy. Wykonanie tej pracy wymaga przestrzegania określonych instrukcji. W pierwszym etapie kapitan musi wybrać lokalizację, w której będzie zlokalizowana jednostka magazynowa.

Nad kotłem zamontowane jest naczynie wzbiorcze, a elementy te można połączyć ze sobą pionową rurą, którą po zamontowaniu należy owinąć izolacją. Mniej więcej na poziomie jednej trzeciej zbiornika wyrównawczego należy wyciąć górną rurę przeznaczoną do transportu podgrzanej cieczy. Mierzymy odległość od najwyższego punktu do podłogi, a następnie podłączamy do okablowania. Prace te wykonuje się na wysokości 2/3. Bliżej górnej części zbiornika wyrównawczego wkładana jest kolejna rura, która będzie służyć jako przelew. Za jego pomocą nadmiar zostanie usunięty do kanalizacji. W następnym etapie rury są podłączone do grzejników. Baterie należy podłączyć do dolnego rurociągu, który jest zainstalowany równolegle do górnego.

Instalując system grzewczy w prywatnym domu (z naturalnym obiegiem) własnymi rękami, ważne jest, aby spróbować ustawić rury tak dokładnie, jak to możliwe. W takim przypadku należy zapewnić optymalną różnicę wysokości pomiędzy kotłem a grzejnikami. Pierwsze z nich należy zamontować pod urządzeniami grzewczymi, dlatego najlepiej zaopatrzyć się w urządzenie stojące, które będzie wygodnie umiejscowione w piwnicy lub specjalnej wnęce.

Niuanse pracy

Przestrzeń poddasza należy zaizolować termicznie. Jeśli temperatura w nim jest zbyt niska, istnieje możliwość zamarznięcia cieczy w rurach. Ważne jest, aby przestrzegać kilku zasad, z których jedna polega na ułożeniu górnej rury z określonym nachyleniem, które powinno wynosić około 7 stopni. Jeśli to możliwe, wyposażenie kotła powinno być umieszczone znacznie niżej niż urządzenia grzewcze. Odwiedzając sklep przed rozpoczęciem pracy, powinieneś wybrać rury wykonane z metalu i plastiku lub polimerów. Wewnętrzna średnica produktów powinna wynosić 32 milimetry. Nie ma potrzeby równoważenia ogrzewania dwururowego, jeżeli rury zostały dobrane prawidłowo. Konieczne będzie jednak zamontowanie przepustnic na przyłączach do każdego grzejnika.

Należy zauważyć, że na ułożenie dwóch obwodów zostanie wydana dość duża suma pieniędzy. Zajmie to dużo czasu od mistrza, ale ten system jest bardziej skuteczny i preferowany.

Montaż systemu jednorurowego

Jeśli instalujesz system ogrzewania w prywatnym domu (z naturalnym obiegiem), przed rozpoczęciem pracy zaleca się rozważenie zdjęć takich schematów. Decydując się na system jednorurowy, możesz obniżyć koszty instalacji. W takim przypadku konieczne będzie ułożenie tylko jednej rury. Układ będzie miał cykliczną pętlę zamkniętą, która polega na umieszczeniu grzejników równolegle do pierścienia głównego. Nie ma potrzeby rozdzierania go w niektórych miejscach. Każdy grzejnik będzie można wyposażyć w nawiewnik. Takie rozwiązanie zapewni możliwość pozbycia się powietrza w każdym z poszczególnych obszarów. Aby wyrównać temperaturę, konieczne będzie zainstalowanie dławików i głowic termicznych. Obecnie jednorurowy zamknięty system grzewczy jest dość popularny. W niektórych przypadkach można zaniedbać obecność zbiornika wyrównawczego, izolując w ten sposób płyn chłodzący. Jak wiadomo, w układzie wymuszonym prędkość przepływu chłodziwa przez system rurociągów zależy od wydajności urządzeń pompujących. W przypadku naturalnego krążenia sytuacja wygląda inaczej. Aby zwiększyć prędkość ruchu wody, musisz przestrzegać pewnych zasad. Zawory odcinające muszą być dobrane tak prawidłowo, jak to możliwe; ważne jest monitorowanie przejść średnic. Nie należy wyposażać systemu w liczne zwoje, które mogą stać się przeszkodą nie do pokonania dla chłodziwa. Mistrz powinien zminimalizować wszelkie przeszkody, starając się, aby sekcje były jak najbardziej proste.

Podobny system ogrzewania (z naturalnym obiegiem) domu prywatnego, którego konstrukcja zakłada obecność tylko jednej rury, jest wyposażony w produkty, których średnica wewnętrzna może wynosić od 32 do 40 milimetrów. Wewnętrzna powierzchnia rur powinna być możliwie gładka i idealna; jest to jedyny sposób, aby zapobiec gromadzeniu się osadów, ale w ogóle nie należy brać pod uwagę analogów metali.

Wniosek

System ogrzewania prywatnego domu z naturalnym obiegiem, bez grzejników, pozwoli zaoszczędzić dużo pieniędzy. Jednak przed wykonaniem tych prac warto rozważyć wykonalność ich wdrożenia.

W domach prywatnych stosowany jest system ogrzewania z naturalnym obiegiem (wykorzystującym ciśnienie grawitacyjne). Główną zaletą takiego systemu jest jego niemal całkowita niezależność od zasilania domu w energię.

O obiegu wody (chłodziwa) w takim układzie decyduje ciśnienie grawitacyjne. Warunkiem wystąpienia takiego ciśnienia jest różnica temperatur wody i względne położenie na wysokości kotła i urządzeń grzewczych (baterie itp.).

Na przykładzie prostego systemu można zrozumieć zasadę działania systemu. Jak wiadomo, woda podgrzewana w kotle rozszerza się, a jej gęstość (ciężar właściwy) maleje. Gdy staje się lżejszy od zimnej wody, unosi się na górę niczym olej. Zimna woda zajmuje miejsce w kotle i jest również podgrzewana.

Oczywiście proces ten jest możliwy tylko w systemie zamkniętym. W urządzeniach grzewczych podgrzana woda ochładza się, staje się cięższa i w rezultacie ma tendencję do opadania, aktywnie wspomagając krążenie. Układ zawsze dąży do równowagi. Nie należy o tym zapominać, rozważając niektóre opcje.

Zatem ciśnienie grawitacyjne zależy od różnicy temperatur. Jak wpływa odległość pionowa? Na rysunku widzimy, że akumulator znajduje się nieco nad kotłem. To w akumulatorze woda ochładza się i staje się cięższa. Ponieważ woda schłodzona znajduje się wyżej od wody podgrzanej w bojlerze, w naturalny sposób zmierza w dół i wypiera podgrzaną wodę z kotła, zajmując jej miejsce.

W innych warunkach, gdy akumulator jest na poziomie kotła (zwykle poziomy wyznaczają środki kotła i akumulatora), poziom wody lodowej w akumulatorze jest na tym samym poziomie co zimna woda w bojlerze.

Rezultat jest oczywisty: ciśnienie grawitacyjne maleje, a krążenie ulega pogorszeniu. Tyle, żeby utrzymać poziom zimniejszej wody w akumulatorze na poziomie wody o tej samej temperaturze w bojlerze.

Jednakże system nadal działa, a akumulator w dalszym ciągu wydziela ciepło. Kocioł pracuje dalej, schłodzona woda w akumulatorze ma jeszcze dość wysoką temperaturę i powstaje efekt całkowitego nagrzania akumulatora.

Ale sytuacja wygląda zupełnie inaczej, gdy akumulator znajduje się pod kotłem. Jego temperatura jest niska, a schłodzona woda nie może wyprzeć gorącej wody z kotła, ponieważ jest już poniżej niej. Ciśnienie grawitacyjne jest bliskie zaniku, cyrkulacja praktycznie zanika.

Powstaje paradoksalna sytuacja: akumulator jest zimny, ale nie można już podnieść temperatury bojlerem, jest już na granicy wrzenia; Jest to zależność ciśnienia grawitacyjnego od wysokości akumulatorów względem kotła.

Jak z matematycznego punktu widzenia wygląda naturalny układ krążenia? Wróćmy do naszej pierwszej opcji i rozważmy ciśnienie słupa wody o wysokości H w obszarze kotła (P kat) i w obszarze akumulatora (P baht).

Ciśnienie w obszarze akumulatora zostanie określone według wzoru:

oraz ciśnienie tego samego słupa wody w kotle:

Efektywne ciśnienie grawitacyjne będzie równe różnicy ciśnień:

• p o – gęstość wody lodowej, kg/m3;
• p g – gęstość gorącej wody, kg/m3;
• g – przyspieszenie swobodnego spadania, 9,81 m/s2;
• h – odległość pionowa węzła grzewczego od węzła chłodniczego (od środka wysokości kotła do środka urządzenia grzewczego), m.

Gęstość wody można znaleźć w tabeli gęstości wody w zależności od temperatury.

Na podstawie powyższego można śmiało stwierdzić, że ciśnienie grawitacyjne w bardzo niewielkim stopniu zależy od umiejscowienia rury zasilającej w ciepłą wodę, gdyż rura ta nie jest głównym elementem chłodzącym w systemie. Wpływa na ciśnienie dokładnie tak samo, jak może schłodzić wodę.

Dlatego czasami piony od kotła do górnej rury zasilającej są razem z nim izolowane, a z rury zasilającej do akumulatora woda jest dostarczana rurą o zwiększonej średnicy bez izolacji, co jest całkiem uzasadnione. W ten sposób na całej długości poziomej rury zasilającej utrzymuje się wysoka temperatura, a w pionie zasilającym powstaje chłodzenie.

W wyniku lekkiego schłodzenia rury, punkt środkowy urządzenia chłodzącego podnosi się nieznacznie, co powoduje nieznaczny wzrost efektywnego ciśnienia grawitacyjnego w układzie z naturalnym obiegiem.

Niezawodność naturalnego obiegu w systemie grzewczym zależy również od całkowitego oporu ruchu wody w systemie, a także od projektu jego konstrukcji.