Sistem grijanja sa prirodna cirkulacija(koristeći gravitacijski pritisak) se koristi u privatnim kućama. Glavna prednost takvog sistema je njegova gotovo potpuna neovisnost od opskrbe energijom kuće.
Cirkulacija vode (rashladne tečnosti) u takvom sistemu određena je gravitacionim pritiskom. Uslovi za nastanak takvog pritiska su razlika u temperaturi vode i relativni položaj kotla i grejnih uređaja (baterije i sl.) u visini.
Koristeći primjer jednostavnog sistema, možete razumjeti princip rada sistema. Poznato je da se voda zagrijana bojlerom širi i njena gustina ( specifična gravitacija) smanjuje. Kako postaje lakše hladnom vodom, ona pluta na vrh kao puter. Hladna voda zauzima svoje mjesto u kotlu i također se zagrijava.
Naravno, ovaj proces je moguć samo u zatvorenom sistemu. U uređajima za grijanje, zagrijana voda se hladi, postaje teža i kao rezultat toga teži dolje, aktivno pomažući cirkulaciju. Sistem uvek teži ravnoteži. Ovo ne treba zaboraviti kada se razmatraju određene opcije.
Dakle, gravitacijski pritisak zavisi od temperaturne razlike. Kako vertikalna udaljenost utiče? Na slici vidimo da se baterija nalazi malo iznad kotla. U bateriji se voda hladi i postaje teža. Kako je ohlađena voda viša od zagrijane vode u kotlu, ona prirodno teži prema dolje i istiskuje zagrijanu vodu iz kotla, zauzimajući njeno mjesto.
U drugim uslovima, kada je baterija u nivou sa kotlom (obično se nivoi određuju centrima kotla i baterije), nivo ohlađene vode u akumulatoru je na istom nivou kao i hladne vode u kotlu.
Rezultat je očigledan: gravitacijski pritisak se smanjuje, a cirkulacija se pogoršava. Tačno dovoljno da se samo održava nivo hladnije vode u akumulatoru na nivou vode iste temperature u kotlu.
Međutim, sistem i dalje radi, a baterija nastavlja da odaje toplotu. Kotao nastavlja da radi, ohlađena voda u bateriji je i dalje na prilično visokoj temperaturi i stvara se efekat potpunog zagrevanja baterije.
Ali stvari su potpuno drugačije kada se baterija nalazi ispod kotla. Njegova temperatura je niska, a ohlađena voda ne može istisnuti toplu vodu iz bojlera, jer je već ispod njega. Gravitacijski pritisak je na rubu nestanka, cirkulacija praktično nestaje.
Nastaje paradoksalna situacija: baterija je hladna, ali više nije moguće podići temperaturu kotlom, već je na ivici ključanja. Ovo je zavisnost gravitacionog pritiska o visini baterija u odnosu na kotao.
Kako izgleda prirodni cirkulacijski sistem sa matematičke tačke gledišta? Vratimo se na našu prvu opciju i razmotrimo pritisak vodenog stuba visine H u zoni kotla (P kat) i u području baterije (P bat).
Pritisak u području baterije odredit će se formulom:
i pritisak istog stupca vode u kotlu:
Efektivni gravitacioni pritisak biće jednak razlici pritiska:
- p o – gustina ohlađene vode, kg/m3;
- p g – gustina tople vode, kg/m3;
- g – ubrzanje slobodnog pada, 9,81 m/s2;
- h – vertikalno rastojanje od centra grijanja do rashladnog centra (od sredine visine kotla do sredine uređaja za grijanje), m.
Na osnovu navedenog, sa sigurnošću možemo reći da gravitacijski pritisak vrlo malo zavisi od lokacije dovodne cijevi sa toplom vodom, jer cijev nije glavni rashladni element u sistemu. On utiče na pritisak tačno onoliko koliko može da ohladi vodu.
Stoga su ponekad zajedno s njom izolirani usponi od kotla do gornje dovodne cijevi, a od dovodne cijevi do baterije voda se dovodi kroz cijev povećanog promjera bez izolacije, što je sasvim opravdano. Na ovaj način održava se visoka temperatura duž cijele dužine horizontalne dovodne cijevi i stvara se hlađenje u dovodnom usponu.
Kao rezultat blagog hlađenja u cijevi, središnja tačka rashladnog uređaja se blago diže, što dovodi do blagog povećanja efektivnog gravitacijskog pritiska u sistemu sa prirodnom cirkulacijom.
Pouzdanost prirodne cirkulacije u sistemu grejanja zavisi i od ukupne otpornosti na kretanje vode u sistemu, kao i od dizajna njegove konstrukcije.
Prednost sistema grijanja s prirodnom cirkulacijom je u tome što radi nezavisno od električne energije. Međutim, nabavite udobne uslove S takvom shemom je vrlo teško, a ponekad jednostavno nemoguće. Stoga se pumpa najčešće koristi za osiguranje cirkulacije rashladne tekućine. Ali ponekad, na primjer, na vikendice gdje nema struje, sistem grijanja bez pumpe je jedina moguća verzija.
Sistem sa prirodnom cirkulacijom (NC) ili prinudnim kretanjem fluida naziva se i gravitacionim zbog činjenice da radi na principu gravitacije. Naziva se i gravitacionim tokom. Svi ovi nazivi znače da sistem grijanja radi bez upotrebe pumpe.
Kako funkcionira shema prirodne cirkulacije?
Kao rashladno sredstvo najčešće se koristi obična voda, koja se kreće duž krugova od kotla do baterija i natrag zbog promjena u svojim termodinamičkim svojstvima. Odnosno, kada se zagrije, gustoća tekućine se smanjuje, a volumen se povećava; istiskuje se hladnim tokom, koji se vraća nazad i diže se kroz cijevi. Dok se rashladno sredstvo raspršuje duž horizontalnih grana, njegova temperatura se smanjuje i vraća se u kotao. Dakle krug se zatvara.
Ako je grijanje prirodnom cirkulacijskom vodom odabrano za privatnu kuću, tada se sve horizontalne cijevi polažu s nagibom u smjeru protoka rashladne tekućine. To omogućava da se radijatori ne “prozrače”. Zrak je lakši od tekućine, pa ide gore kroz cijevi, ulazi u ekspanzioni spremnik, a zatim, shodno tome, u zrak.
U rezervoar se uliva tečnost, čija se zapremina povećava sa povećanjem temperature i stvara kontinuirani pritisak.
Za stvaranje potrebnog tlaka cirkulacije potrebno je izračunati cijeli sistem grijanja prilikom projektiranja privatne kuće. Zavisi od srednji nivo kotla i najnižu bateriju. Što je visinska razlika veća, to se tečnost bolje kreće kroz sistem. Na to utiče i razlika u gustoći tople i ohlađene tečnosti.
Sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom karakterizira promjena temperature u radijatorima i kotlu, koja se javlja duž središnje ose uređaja. Topla voda je na vrhu, hladna voda na dnu. Pod uticajem gravitacije, ohlađena tečnost se kreće niz cevi.
Kretanje direktno ovisi o visini ugradnje radijatora. Njegovo povećanje je olakšano kutom nagiba dovodnog voda, koji je usmjeren prema baterijama, i nagibom povratnog voda, usmjerenog prema kotlu. To olakšava tekućini da savlada lokalni otpor cijevi.
Prilikom ugradnje sistema grijanja u privatnu kuću s prirodnom cirkulacijom, kotao se postavlja na najnižu tačku tako da se sve baterije nalaze iznad.
Dijagrami sistema grijanja
Dijagram sistema grijanja zavisi od nekoliko kriterijuma:
- način spajanja baterija na uspone. Postoje jednocevni i dvocevni sistemi;
- lokacija linije koja opskrbljuje toplom vodom. Morate birati između gornjeg i donjeg ožičenja;
- šeme polaganja vodova: sistem slijepe ulice ili povezano kretanje vode na trasama;
- usponi se mogu postaviti vodoravno ili okomito.
Koja je razlika između prisilne i prirodne cirkulacije?
Prisilno kretanje rashladnog sredstva podrazumijeva cirkulaciju tekućine duž linije zbog radne sile pumpe. Prirodni sistem ne zahtijeva upotrebu bilo kakve opreme, ovdje se rashladna tekućina kreće zbog razlike u težini vruće i već ohlađene tekućine.
Jednocijevni krug: kako regulirati temperaturu?
Jednocijevni sistem grijanja s prirodnom cirkulacijom može imati samo jednu opciju ožičenja - gornju. Nema povratnog uspona, pa se tečnost ohlađena u radijatorima vraća u dovodni vod. Kretanje rashladne tečnosti obezbeđuje temperaturnu razliku vode u donjoj i gornjoj bateriji.
Da bi se osigurala ista temperatura u prostorijama na različitim etažama, površina uređaja za grijanje na donjem spratu treba da bude nešto veća nego na gornjim spratovima. Tekućina koja je vruća i ohlađena u gornjim uređajima za grijanje ulazi u donje radijatore.
U jednocijevnom sistemu mogu postojati dvije verzije kretanja tekućine: u prvom slučaju dio ide na bateriju, drugi dio ide dalje uz uspon do donjih radijatora.
U drugom slučaju, cijelo rashladno sredstvo prolazi kroz svaki uređaj, počevši od vrha. Posebnost ovog ožičenja je da baterije na donjim spratovima primaju samo ohlađenu rashladnu tečnost.
I ako u prvoj opciji možete regulirati temperaturu u sobama pomoću slavina, onda ih u drugoj ne možete koristiti, jer će to dovesti do za smanjenje dovoda rashladne tečnosti na sve naredne baterije. Osim toga, potpuno zatvaranje slavine zaustavit će cirkulaciju tekućine u sistemu.
Prilikom ugradnje jednocijevnog sistema, bolje je odabrati ožičenje koje omogućava regulaciju dovoda vode do svake baterije. To će vam omogućiti da prilagodite temperaturu u pojedinačnim prostorijama i učinite sistem grijanja fleksibilnijim, a time i efikasnijim.
Budući da se jednocijevni sistem može montirati samo na vrhu, njegova ugradnja je moguća samo u zgradama s potkrovljem. Ovdje bi trebao biti smješten dovodni cjevovod. Glavni nedostatak je što se grijanje može pokrenuti samo u cijeloj kući odjednom. Glavne prednosti sistema su jednostavnost instalacije i niža cijena.
Prednosti i mane prirodne cirkulacije
Prednosti sistema grijanja sa prirodnom cirkulacijom tečnosti:
Glavni nedostatak sustavi grijanja s prirodnom cirkulacijom - ograničenja u području kuće i radijusu djelovanja. Instaliraju ga u privatnim kućama, čija površina ne prelazi stotinu kvadratnih metara. Zbog malog cirkulacionog pritiska, radijus sistema grejanja je ograničen na 30 metara u horizontalnom pravcu. Neophodan uslov je prisustvo potkrovlja u kući u kojoj će se nalaziti ekspanzioni rezervoar.
Najvažniji nedostatak je i sporo grijanje cijele kuće. U sistemu sa prirodnim kretanjem potrebno je izolovati cevi koje prolaze u negrijanim prostorijama, jer postoji opasnost od smrzavanja tečnosti.
Tipično, takav sistem zahtijeva malo materijala, međutim, ako je potrebno smanjiti lokalni otpor cjevovoda, troškovi se povećavaju zbog potrebe za korištenjem većih cijevi.
Glavni zahtjevi za polaganje cijevi:
- sistem s najmanjim brojem okreta koji će ometati protok tekućine;
- striktno pridržavanje preporučenog ugla nagiba;
- korištenje cijevi predviđenog promjera.
Instalacija sistema grijanja zahtijeva strogo pridržavanje tehnički zahtjevi. Nepoštivanje pravila prijeti smanjenjem cirkulacije tekućine. Ako postoje grube greške u organizaciji sistema, neće biti moguće osigurati kretanje rashladne tekućine duž glavne linije.
Sami izračunavamo jednocijevni sistem grijanja
Glavne faze pri izračunavanju grijanja vode:
Proračun snage kotla
Indikatori snage kotla izračunavaju se uzimajući u obzir gubitke topline kroz podove, zidove i krov kuće. Prilikom određivanja snage potrebno je obratiti pažnju na površinu, materijal izrade, kao i na razliku u temperaturama izvan i unutar prostorije prilikom grijanja kuće.
Proračun snage baterije i veličine cijevi
- Odrediti cirkulacioni pritisak, koji zavisi od visine i dužine cevi, kao i razlike u temperaturi tečnosti na izlazu iz kotla;
- izračunati gubitke tlaka na ravnim dionicama, zavojima i u svakom grijaćem uređaju.
Za osobu bez posebnog znanja vrlo je teško izvršiti takve proračune, kao i izračunati cijelu shemu grijanja s prirodnom cirkulacijom. Mala greška će dovesti do velikih gubitaka toplote. Stoga je najbolje proračune i naknadnu ugradnju sustava grijanja povjeriti stručnjacima.
U nedostatku nestabilnog napajanja, sistemi grijanja za privatne kuće često se organiziraju na osnovu sheme s prirodnom cirkulacijom rashladne tekućine. Ova shema je potpuno energetski neovisna i može zadovoljiti potrebe grijanja male kuće površine do 60 – 70 m2. Materijal u članku opisuje princip rada, dizajn i tipove gravitacionih cirkulacionih sistema, te daje preporuke za izbor materijala i ugradnju.
Princip rada prirodnog cirkulacijskog kruga
Princip rada gravitacionog sistema grejanja zasniva se na termofizičkim svojstvima vode. Kada se zagrije, tekućina dobiva manju gustoću i, shodno tome, masu. Vruća rashladna tekućina zagrijana u kotlu diže se kroz vertikalni cjevovod, koji se često naziva razdjelnik za ubrzanje.
Oslobođeni prostor prirodno zauzima hladnije rashladno sredstvo, koje ima veću gustinu i masu, koncentrisano u donjem delu sistema. Zbog stvaranja razlike u gustoći hladnog i vrućeg rashladnog sredstva, u sistemu grijanja dolazi do stalnog ciklusa kretanja vode.
Gravitaciona komponenta cirkulacije unapređuje se izgradnjom sistemskih cevovoda sa standardnim nagibom, koji iznosi najmanje 2 mm po 1 metru dužine. Nagib je orijentisan prema kretanju rashladnog sredstva.
Tokom rada sistema, voda se kreće malom brzinom, a na kvalitetu cirkulacije negativno utječe svaki hidraulički otpor. Shema radi bez prisustva pumpne opreme i potrošnje električne energije.
Projektovanje sistema prirodne cirkulacije
Osnovni element sistema grijanja - kotao - nalazi se na najnižoj tački sistema. Iz generatora topline diže se vertikalni razvodnik za ubrzanje. Preporučena visina kolektora je od 2,5 metara, prečnik cjevovoda je najmanje 50 mm.
Na gornjoj tački razdjelnika za ubrzanje, na mjestu gdje se cjevovod okreće prema radijatorima, nalazi se ekspanzioni spremnik otvorenog tipa. Ekspanziona posuda se može opciono opremiti sa preljevnom linijom spojenom na kanalizacijski sustav. Preko njega višak vode formiran tokom zagrijavanja i širenja teče u kanalizaciju.
Ekspanziona posuda može biti opremljena vodom za dopunu spojenom na vodovodni sistem. U nedostatku linije za dopunu, sistem se ručno puni vodom. Ekspanzioni spremnici, kada se postavljaju u negrijanu prostoriju, moraju biti propisno izolirani.
Ekspanzijski ventil, pored funkcija kompenzacije toplinskog širenja i dopunjavanja, obavlja funkciju prirodnog otvora za zrak. Cjevovodi se postavljaju sa nagibom na način da se mjehurići zraka ne odvode u sistem, jer voda ima malu brzinu, već se podižu do najviše tačke na kojoj se postavlja RB.
Od gornje tačke, razdjelnik za ubrzanje mijenja smjer u horizontalni i postavlja se sa standardnim nagibom do radijatora grijanja. Sistem grijanja u smislu cijevi radijatora ima 2 varijante:
- Single-pipe;
- Dvocijevni.
Jednocijevni sistem sa prirodnom cirkulacijom ima svojstvo smanjenja temperature na svakom sledećem radijatoru u nizu.
Jednocijevni sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom
Izgradnjom obilaznica radi poboljšanja kvaliteta regulacije stvara se preveliki hidraulički otpor, pa se sistem najčešće gradi po najjednostavnijem principu - radijatori se serijski spajaju na dovodni cevovod, iz zadnjeg radijatora izlazi povratni cevovod i spaja se. do kotla.
Najefikasnijim u pogledu prenosa toplote smatra se dijagonalni spoj radijatora, dok je bočni spoj slabijeg kvaliteta (sa vertikalno ožičenje) i niže. Nesavršenost jednocijevnog sistema - smanjenje temperature na radijatorima - može se djelomično nadoknaditi povećanjem broja sekcija na posljednjim radijatorima.
Dvocijevni sistem grijanja je pogodniji za regulaciju. Ovdje su radijatori paralelno povezani na dovodni i povratni cjevovod.
Dvocijevni sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom Za ugradnju sistema ovog tipa potrebna je veća količina cijevi, shodno tome, krug ima veći hidraulički otpor. Kontrola temperature na radijatorima vrši se na 2 metode:
- Prisilno, korištenjem zapornih ventila;
- Prirodno, zbog postupne promjene promjera cjevovoda.
Prisilna regulacija se može vršiti sa kuglastim ventilima punog poprečnog presjeka. Kontrolni ventili su neprikladni za ovaj zadatak, jer imaju visok hidraulički otpor i smanjenu površinu protoka.
Postupna promjena promjera provodi se prema principu postupnog smanjenja promjera dovoda do posljednjeg radijatora i postupnog širenja povrata od njega do kotla. Implementacija takve sheme zahtijeva pažljiv proračun, što je prilično teško učiniti sami.
Oba načina upravljanja u svakom slučaju značajno povećavaju hidraulički otpor sistema u cjelini, što negativno utječe na kvalitetu cirkulacije i može dovesti do njegovog zaustavljanja. Stoga je jednocijevni sistem i dalje popularniji, čak i sa svojim nedostatkom - temperaturnom razlikom na početku i na kraju kruga grijanja.
Za sisteme grijanja s prirodnom cirkulacijom, namijenjene za grijanje kuća s površinom ne većom od 70 m2, pad temperature na posljednjem radijatoru može biti 5 - 10 0 C. Obično se ovaj nedostatak djelomično nadoknađuje povećanjem broja sekcija posljednjeg u nizu grijaćih uređaja. Osim toga, jednocijevni krugovi se često nadograđuju ugradnjom cirkulacijska pumpa.
Kotao je ponekad integrisan u sistem grejanja sa prirodnom cirkulacijom indirektno grijanje. Preporučljivo je ugraditi ga na gornju tačku razdjelnika za ubrzanje, a izlazni cjevovod rashladne tekućine iz kotla je usmjeren u horizontalnom smjeru sa nagibom prema radijatorima. Rad kotla u gravitacionom krugu se ne razlikuje visoka kvaliteta– temperatura vode u njemu nije regulisana; temperatura vode direktno zavisi od temperature rashladnog sredstva.
Krugovi grijanih podova nisu povezani na sisteme gravitacionog tipa. To je zbog činjenice da pojedinačni krugovi grijanih podova imaju visok otpor; cirkulacija je moguća samo uz pomoć cirkulacijske pumpe. Instaliranje pumpe na mjestima gdje se podovi spajaju na gravitacijski cirkulacioni sistem će dovesti do oštre hidrodinamičke neravnoteže i može poremetiti principe prirodne cirkulacije.
Materijali i oprema sistema grijanja
- Kotao treba postaviti na najnižu tačku sistema;
- Nagib cjevovoda mora biti najmanje 2 mm po 1 linearnom metru dužine;
- Sistem je ugrađen sa minimalnim hidrauličkim otporom - zaokretima, kontrakcijama i minimalnim brojem zapornih ventila.
Podni kotlovi, koji imaju veće prečnike priključka i veličine izmjenjivača topline u odnosu na zidne modele, uglavnom se koriste kao generatori topline za gravitacijske sisteme.
Glavni tip uređaja za grijanje za gravitacijske krugove su radijatori od lijevanog željeza. Imaju povećanu površinu protoka sekcija uređaja.
Radijator od livenog gvožđa u sistemu prirodne cirkulacije Druge vrste radijatora (kao i konvektori) imaju mali unutrašnji poprečni presjek i stvaraju nepotreban otpor.
Često se sistemi s prirodnom cirkulacijom izrađuju bez uređaja za grijanje - postavljaju se duž perimetra prostorija. čelične cijevi. U ovom slučaju cirkulacija ima bolje parametre, ali za postizanje potrebne površine za izmjenu topline može biti potrebno povećanje promjera cjevovoda. Osim toga, ova konfiguracija grijanja je neprivlačnog izgleda i zauzima puno prostora.
Čelične cijevi se uglavnom koriste za instalacije grijanja.
Cjevovodi za grijanje od čelika U svakom slučaju, ubrzani uspon je izrađen od čelika, jer temperatura u kotlovskom području dostiže visoke vrijednosti. Nešto rjeđe se koriste cijevi od stabiliziranog polipropilena. Preporučeni prečnik cjevovoda je 32 mm ili više.
Ostali polimerni cjevovodi - metalno-plastične, umrežene polipropilenske cijevi - se ne preporučuju. Priključci ovih sistema značajno smanjuju površinu protoka i stvaraju preveliki hidraulički otpor, što onemogućava prirodnu cirkulaciju.
Cjevovode za grijanje treba polagati otvoreno. Skriveno rutiranje podrazumijeva značajno povećanje broja priključaka i zavoja.
Prednosti i nedostaci prirodnog cirkulacijskog sistema
Prednosti sheme s gravitacijskim kretanjem rashladne tekućine su sljedeći pokazatelji:
- Potpuna energetska nezavisnost;
- Jednostavnost uređaja i rada.
Sistem prirodne cirkulacije takođe ima mnogo nedostataka:
- Složenost regulacije;
- Neravnomjerna raspodjela topline;
- Neatraktivan izgled;
- Ograničenja toplotne energije;
- Poteškoće u samostalnoj instalaciji - zahtijeva uključivanje zavarivača.
Sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom sada se više koristi kao neophodna mjera. Glavni razlog za izgradnju gravitacionog grijanja vode su ozbiljni prekidi u opskrbi električnom energijom. Međutim, u nekim situacijama izgradnja gravitacionog grijanja je jedino moguće tehničko rješenje za grijanje privatnih kuća i vikendica.
Sistem grejanja sa prirodnom cirkulacijom tečnosti je zatvoreni uređaj gravitacionog (gravitacionog) tipa, koji omogućava grijati prostorije u privatnoj kući bez obzira na napajanje.
Ova prednost dizajna omogućava ga korištenje u regijama s problemima ili potpunim odsustvom centralne električne mreže. Sistem ekonomičan, već za njegovo pravilno funkcionisanje morat ćete napraviti tačne proračune.
Opis cirkulacijskog sistema grijanja bez pumpe
Uređaj grijanje vode, rad gravitacijom, uključuje grijaći element(bojler), cijevi, položen na različite načine, ekspanzioni rezervoar i radijatori.
Princip rada
Ulogu rashladnog sredstva u krugu igra voda, koja se kreće kroz cijevi pod utjecajem termodinamičkih sila. Zasnovan je princip rada sistema o razlici u fizičkim svojstvima tople i hladne vode.
Dok kotao radi, u cijevima je uvijek topla voda, koja se postepeno hladi prolazeći kroz krug i oslobađa toplinu u okolinu.
Gustoća i masa vode opada kada se zagrije, pa je lako ohlađena tečnost gura prema gore.
Nakon dostizanja gornje tačke kruga, topla voda se distribuira kroz cijevi spojene na radijatore, odaje toplinu kroz materijal baterija, a zatim teče niz dno kruga do bojlera, gdje se ponovo zagrijava.
Prednosti instalacije
Main prednosti Gravitacijski krugovi grijanja su:
- jednostavnost instalacije i upotrebe;
- visok prijenos topline i stabilna mikroklima prostorije;
- efikasnost resursa podložan visokokvalitetnoj izolaciji zgrade;
- nema buke;
- potpuna nezavisnost od električne energije;
- rijetki kvarovi i dug vijek trajanja podliježu periodičnim preventivnim mjerama.
Referenca! Možete dizajnirati sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom na svoju ruku. Ispravan proračun parametara, izbor dijagrama i pravilna ugradnja svih komponenti garantiraju vijek trajanja konstrukcije do 35 godina.
Glavni nedostatak- dizajn može grijati privatne kuće sa površinom ne većom od 100 m2, koji ima radijus oko 30 m.
Ima ih još nekoliko nedostatke, ograničavajući upotrebu gravitacionog dizajna:
- obavezno prisustvo potkrovlja za ugradnju ekspanzione posude;
- sporo zagrevanje prostorije;
- potreba za izolacijom kruga na negrijanim mjestima kako bi se spriječilo smrzavanje vode u cijevima.
Vrste sistema grijanja sa prirodnom cirkulacijom
Dizajni se mogu implementirati u jednocevnoj ili dvocevnoj verziji. Prema vrsti sistema razlikuju se zatvorene i otvorene instalacijske sheme. Ispravan tip sheme osigurat će njegovu maksimalnu efikasnost.
Zatvorenog tipa
Dizajn cirkulacije zatvorenog tipa postao široko rasprostranjen u evropskim zemljama, i samo u Rusiji počinje da dobija na popularnosti.
Shematski dijagram
Nakon zagrijavanja, voda se podiže pod pritiskom do ekspanzioni rezervoar, podijeljen na 2 dijela membranom. Donji dio rezervoara je napunjen vodom, koja komprimira plin (obično dušik ili zrak) koji se nalazi u gornjem dijelu iznad membrane. Stvara se dodatni radni pritisak, podstičući kretanje tečnosti.
Slika 1. Sistem grijanja zatvorenog tipa sa prirodnom cirkulacijom. Mora biti opremljen sa zatvorenim ekspanzionim spremnikom.
Posebnosti
Glavna karakteristika zatvorenog tipa dizajna je nepropusnost rezervoara i stvaranje dodatnog pritiska u cjevovodu. Ponekad se koriste za zatvorena kola kružne pumpe, koji rade iz mreže. Zbog niske potrošnje energije pumpe, privremeni nestanak struje neće uticati na rad sistema.
Prednosti i nedostaci
Glavne prednosti zatvorenih krugova grijanja povezane su s njihovom nepropusnošću. Zahvaljujući tome, sistem gotovo ne trpi zračne brave, manje je podložan koroziji i troši manje rashladne tekućine, koja se može koristiti ne samo vodom, već i antifrizom. Šema ne zahtijeva velike nagibe cjevovoda, posebno ako se koristi pumpa.
Pažnja! Glavni nedostatak dizajna je potreba za ugradnjom velikog spremnika, koji zahtijeva prostor. Produženi prekidi struje će dovesti do za smanjenje efikasnosti kruga pumpe.
Možda će vas zanimati i:
Otvoreni tip
Otvoreni sistem grijanja uključuje otvoreni ekspanzijski spremnik koji curi. Ovaj dizajn se češće koristi u starim prostorijama. Iako gubi popularnost, otvoreni krug ostaje pouzdan i efikasan.
Šema rada
Shema grijanja s prirodnom cirkulacijom otvorenog tipa razlikuje se od zatvorene samo u dizajnu spremnika i nema potrebe za ugradnjom električne jedinice.
Slika 2. Otvoreni cirkulacijski sistem grijanja, opremljen ekspanzionim spremnikom koji curi, bez električne pumpe.
Razlika u dizajnu
Rezervoar za otvoreni uređaj može se napraviti od otpadnog materijala i male veličine. Nije neophodno postaviti posudu na najvišu tačku.
Pozitivne i negativne strane
Prednosti dizajna uključuju jednostavnost ugradnje, sigurnost i neovisnost od vanjskih izvora napajanja. Nedostaci otvorenih sistema povezano sa ulaskom u zračni krug, što uzrokuje nastanak saobraćajnih gužvi, isparavanje vode i potrebu kontrole njene količine, kao i nemogućnost korištenja antifriza zbog njegovog štetnog djelovanja.
Jednocevni
Koristi se samo jednocevni dizajn jedan cjevovod. Ima malu efikasnost, pa se koristi za grijanje malih prostorija.
Circuit
Cijevi iz kotla za grijanje prolaze duž cijelog perimetra prostorije, spajajući se u seriju s registrima.
Topla voda ulazi u bateriju kroz gornji priključak, a odvodi kroz donji. Iz zadnjeg registra ohlađena tečnost se gravitacijom usmjerava natrag u kotao.
Opis dizajna
Da bi sistem dobro funkcionisao, krug je instaliran ispod plafona, a cijevi koje vode ohlađenu tekućinu do kotla nalaze se ispod površine poda. Prilikom odabira jednocijevne sheme, kotao s baterijama može se postaviti na istu razinu. Ekspanziona posuda je instalirana na najvišoj tački kruga.
Prednosti i nedostaci
Nesumnjiva prednost dizajna je njegova jednostavnost ugradnje i isplativost zbog minimalnog broja cijevi. Nedostaci jednocevnog kruga uključuju gubitak toplote od registra do registra. Za grijanje dvospratnih zgrada upotreba takvog sistema se ne preporučuje.
Dvocijevni
Da bi se stvorio dvocijevni sistem, postavlja se direktni dovodni cjevovod i reverzna struja tečnosti.
Planiranje i instalacija konstrukcije je prilično komplicirana, ali obezbjeđuju efikasno grijanje.
Princip rada
Krug mora biti pažljivo osmišljen i dizajniran na sljedeći način:
- Glavni uspon koji dolazi iz kotla spojen je na ekspanzioni spremnik na udaljenosti od približno 1/3 od ukupne visine konture.
- Nakon rezervoara, glavna cijev se spaja na cijevni razvod kroz koji se dovodi vruća rashladna tekućina.
- Za uklanjanje viška tekućine, spremnik je opremljen preljevnom cijevi, povezujući ga sa kanalizacioni sistem.
- Cijevi kroz koje će ohlađena voda krenuti do bojlera instaliran u donjem dijelu registara paralelno sa cijevima u kojima se nalazi vruća rashladna tekućina.
Strukturne karakteristike
Glavni uspon, kao i prostorija u kojoj se nalazi rezervoar, su izolovani, što sprečiće gubitak toplote i smrzavanje sistema. Kotao za grijanje se nalazi najniže u udubljenju ili u podrumu.
Prednosti i slabosti
Glavne prednosti dvocevnog gravitacionog sistema grejanja su ravnomerna raspodela toplote između čvorova kola, lakoća podešavanja, mogućnost korištenja cijevi manjeg promjera.
Dizajn vam omogućava da ispravite greške u proračunu i instalaciji bez smanjenja toplinske efikasnosti.
Sistem praktično nema nedostataka, sa izuzetkom duge pripremne aktivnosti. Ali stvaranje savršeno funkcionalnog kruga grijanja vrijedno je vremena i truda.
Stvaranje odgovarajućeg nagiba za gravitacioni tok
Prikazani su osnovni zahtjevi i standardi koji se primjenjuju na izradu sistema grijanja SNiP 41-01-2003.
Da biste smanjili faktore koji se suprotstavljaju normalnom protoku rashladne tekućine u cijevima (zavoji kruga, zračni džepovi), slijedite preporuke za nagib cijevi sistema. Nagibi se prave duž protoka tečnosti na osnovu proračuna od 1 do 5% u zavisnosti od dužine cevovoda. Zahvaljujući pravilnom nagibu, zrak nakupljen u cijevima proći će u ekspanzioni spremnik, gdje će se ispustiti.
Ukoliko se odlučite za ugradnju sistema grijanja za vikendicu ili seoska kuća, onda morate razmišljati o efikasnosti, maksimalnoj pouzdanosti i lakoći rada.
Karakteristike aranžmana
Ako govorimo o prisilna cirkulacija rashladno sredstvo u cevovodnom sistemu, tada će tokom rada biti potrebno ugraditi pumpu, koja treba da se nalazi na delu toplovoda. Zahvaljujući takvoj interakciji, biće moguće osigurati brže i konstantnije kretanje vode. Nedostatak u ovom slučaju je trošak ugradnje dodatne opreme. Ako ste zainteresirani za shemu privatne kuće, tada ugradnja pumpe neće biti potrebna. To je zbog činjenice da je gustina tople vode mnogo manja od gustine hladne vode. Zbog toga se jedna tečnost istiskuje drugom. Rashladno sredstvo, krećući se duž linije, prenosi određeni dio topline na baterije, postepeno se hladeći. Vraćajući se nazad, hladna tečnost istiskuje toplu i laganu tečnost u cevi. Ovaj ciklus se stalno ponavlja. Proces se ni na koji način ne može zaustaviti dok se kotao zagrijava. Ako postoji potreba, shema grijanja s prirodnom cirkulacijom (ovo se prvenstveno odnosi na privatnu kuću) može se u bilo kojem trenutku dopuniti pumpom, koju vlasnici mogu koristiti ako je potrebno za brzo i ravnomjerno zagrijavanje doma.
Glavne pozitivne karakteristike
Prisutnost pumpe podrazumijeva dodatne troškove energije. Dok njegovo odsustvo, naprotiv, omogućava vam da uštedite mnogo. Takvi sistemi su potpuno tihi i ne izazivaju nepotrebne vibracije. Sistem Leningradka (sa prirodnom cirkulacijom) ima mnogo prednosti, među kojima su jedinstvena sposobnost samoregulacije, veoma dug period rada bez smetnji od 30 godina, termička stabilnost i visoka mogućnost održavanja.
Priprema za rad
Ako odlučite to učiniti sami, onda biste trebali razmotriti shemu grijanja (s prirodnom cirkulacijom) privatne kuće. Kontura će sadržavati određeni skup elemenata. Između ostalog, sadrži: ekspanzioni rezervoar koji se nalazi na najvišoj tački; cjevovod, koji može biti jednostruki ili dvostruki; radijatori za grijanje, kao i kotlovska oprema. Potonji će zagrijati rashladnu tekućinu. Prije početka rada, važno je zapamtiti da brzina i sila kojom će se voda kretati kroz sustav grijanja zavise od volumena, težine i gustine vruće tekućine. Jednako važnu ulogu igra i unutrašnji promjer cijevi, koeficijent otpora ovisi o ovom parametru, kao i visina ugradnje radijatora grijanja u odnosu na kotao. Tehničar treba da zna da se za horizontalno orijentisane cevovode primenjuju posebni zahtevi. Moraju se postaviti sa obaveznim nagibom od 5 milimetara po metru, sa cijevima okrenutim u smjeru kretanja. Samo na taj način će ohlađena voda težiti kotlu. Shema grijanja (s prirodnom cirkulacijom) privatne kuće uključuje ugradnju manjeg broja elemenata duž puta rashladne tekućine, što bi moglo povećati otpor.
Proračun snage prije instalacije
Ako ste odabrali shemu grijanja za privatnu kuću s prirodnom cirkulacijom, tada prije nego što počnete uređivati sustav, morate odrediti snagu kotlovske opreme. Takvi proračuni se mogu izvesti bilo kojom od sljedećih metoda. Prvi uključuje korištenje volumena, drugi - područje. Tehničar mora imati na umu da svaka od ovih opcija daje samo približne rezultate u najidealnijim uvjetima. Ako zgrada nije izolirana, trebali biste kupiti opremu s malom maržom. Dok će za zgrade koje štede energiju biti dovoljno uzeti cifru unutar 60 W kao vrijednost snage po kvadratnom metru.
Određivanje snage po zapremini
Ako prodajete privatnu kuću s prirodnom cirkulacijom, tada će se najprecizniji izračun temeljiti na volumenu grijane prostorije. U početku morate odrediti ovu vrijednost množenjem sa 40 W. Sljedeći korak je dodavanje faktora korekcije. Ako govorimo o privatnoj kući, a soba graniči s ulicom iznad i ispod, tada morate rezultat pomnožiti sa 1,5. Ako postoji soba koja se nalazi u blizini izoliranog zida, vrijednost treba pomnožiti sa 1,1. Ako postoji neizolovani zid, pomnožite sa 1,3. Za svaka vrata koja izlaze napolje potrebno je dodati 200 W za njih. Za prozor morate dodati 100 W, minimalna vrijednost je 70, koeficijent u svakom konkretnom slučaju ovisit će o dimenzijama otvora.
Određivanje snage po površini
Ako je ugrađen zatvoreni sistem grijanja za privatnu kuću s prirodnom cirkulacijom, onda se to može učiniti po površini. Najjednostavniji način je određivanje snage kotla prema preporukama SNiP-a. Pretpostavlja se da je potrebna 1 kW snage na 10 kvadratnih metara. Ukupna površina kuće treba pomnožiti sa 0,1. Važno je uzeti u obzir različite koeficijente, od kojih se svaki koristi za određena teritorijalna područja. Na primjer, za krajnji sjever, ova brojka može varirati od 1,5 do 2. Za srednju zonu, ovi brojevi variraju, u rasponu od 1,2 do 1,4. Ako govorimo o južnim regijama zemlje, onda koeficijent može biti jednak 0,8-0,9.
Izvođenje instalacijskih radova: dvocijevni sistem
Sustav grijanja vode privatne kuće s prirodnom cirkulacijom može se urediti prema dvocijevnoj shemi. Iako instalacijski radovi u ovom slučaju su složeniji, ova konkretna shema je postala široko rasprostranjena. Kada se implementira, tečnost će se kretati kroz dvije cijevi, od kojih će jedna biti položena na vrh, gdje će teći zagrijana voda; dok drugu treba postaviti na dno, gde će teći ohlađena tečnost.
Tehnologija rada
Ako razmatrate shemu i značajke instalacije grijanja (s prirodnom cirkulacijom) privatne kuće, onda možete koristiti dvocevni sistem. Za izvođenje ovog posla potrebno je slijediti određena uputstva. U prvoj fazi, master mora odabrati lokaciju na kojoj će se skladišna jedinica nalaziti.
Iznad kotla je montiran ekspanzioni spremnik, a ovi elementi se međusobno mogu spojiti vertikalnom cijevi, koja nakon ugradnje mora biti omotana izolacijom. Otprilike na nivou trećine ekspanzione posude, potrebno je izrezati gornju cijev, namijenjenu za transport zagrijane tekućine. Mjerimo udaljenost od gornje točke do poda, a zatim se spajamo na ožičenje. Ovaj rad se izvodi na visini od 2/3. Bliže vrhu ekspanzione posude, urezana je još jedna cijev, koja će služiti kao preljev. Uz njegovu pomoć, višak će biti uklonjen u kanalizaciju. U sljedećoj fazi, cijevi se spajaju na radijatore grijanja. Baterije moraju biti spojene na donji cjevovod, koji se postavlja paralelno s gornjim.
Prilikom ugradnje sustava grijanja za privatnu kuću (s prirodnom cirkulacijom) vlastitim rukama, važno je pokušati postaviti cijevi što je preciznije moguće. U tom slučaju mora se osigurati optimalna visinska razlika između kotla i radijatora. Prvi se mora montirati ispod uređaja za grijanje, tako da je najbolje kupiti podni uređaj koji će biti prikladno smješten u podrumu ili posebnom udubljenju.
Nijanse rada
Tavanski prostor mora biti termoizolovan. Ako je temperatura u njemu preniska, postoji mogućnost da se tekućina u cijevima smrzne. Važno je pridržavati se nekoliko pravila, od kojih jedno uključuje postavljanje gornje cijevi s određenim nagibom, koji bi trebao biti približno 7 stupnjeva. Ako je moguće, kotlovska oprema treba biti smještena znatno niže od uređaja za grijanje. Nakon što ste posjetili trgovinu prije početka rada, trebali biste odabrati cijevi od metal-plastike ili polimera. Unutrašnji promjer proizvoda trebao bi biti 32 milimetra. Nije potrebno balansirati dvocijevno grijanje ako su cijevi pravilno odabrane. Međutim, bit će potrebno ugraditi prigušnice na priključke svakog radijatora.
Treba napomenuti da će se prilično velika količina novca potrošiti na polaganje dva kruga. Ovo će oduzeti mnogo vremena od majstora, ali ovaj sistem je efikasniji i poželjniji.
Montaža jednocevnog sistema
Ako instalirate sistem grijanja za privatnu kuću (s prirodnom cirkulacijom), preporučljivo je razmotriti fotografije takvih shema prije početka rada. Ako se odlučite za jednocijevni sistem, možete smanjiti troškove instalacije. U tom slučaju će biti potrebno položiti samo jednu cijev. Sistem će imati cikličnu zatvorenu petlju, koja uključuje postavljanje radijatora paralelno sa glavnim prstenom. Nema potrebe da ga kidate u određenim tačkama. Svaki radijator će biti moguće opremiti ventilacijskim otvorom. Takvo rješenje će pružiti priliku da se riješite zraka u svakom od pojedinačnih područja. Da biste izjednačili temperaturu, morat ćete ugraditi prigušnice i termalne glave. Danas je jednocijevni zatvoreni sistem grijanja prilično popularan. U nekim slučajevima možete zanemariti prisustvo ekspanzionog spremnika, čime ćete izolirati rashladnu tekućinu. Kao što je poznato, u prisilni sistem brzina kretanja rashladnog sredstva kroz cevovodni sistem zavisi od performansi pumpne opreme. Sa prirodnom cirkulacijom stvari stoje drugačije. Da biste povećali brzinu kretanja vode, morate se pridržavati određenih pravila. Zaporni ventili moraju biti odabrani što je točnije moguće, važno je pratiti prelaze promjera. Ne biste trebali opremiti sistem brojnim okretima, što može postati nepremostiva prepreka rashladnoj tekućini. Majstor bi trebao svesti na minimum sve prepreke, pokušavajući da dionice bude što ravnije.
Sličan sistem grijanja (s prirodnom cirkulacijom) privatne kuće, čiji dizajn pretpostavlja postojanje samo jedne cijevi, opremljen je proizvodima čiji unutrašnji promjer može varirati od 32 do 40 milimetara. Unutrašnja površina cijevi treba biti što glatkija i idealna, jedino tako možete spriječiti nakupljanje naslaga, ali analoge metala uopće ne treba uzimati u obzir.
Zaključak
Sistem grijanja privatne kuće s prirodnom cirkulacijom, bez radijatora, omogućit će vam da uštedite mnogo novca. Međutim, prije izvođenja ovog posla, vrijedno je razmotriti izvodljivost njihove implementacije.