Vykurovací systém s prirodzený obeh(pomocou gravitačného tlaku) sa používa v súkromných domoch. Hlavnou výhodou takéhoto systému je jeho takmer úplná nezávislosť od zásobovania energiou domu.
Obeh vody (chladiacej kvapaliny) v takomto systéme je určený gravitačným tlakom. Podmienkou vzniku takéhoto tlaku je rozdiel v teplote vody a vzájomná výška kotla a vykurovacích zariadení (batérie a pod.).
Pomocou príkladu jednoduchého systému môžete pochopiť princíp fungovania systému. Je známe, že voda ohrievaná bojlerom expanduje a jej hustota ( špecifická hmotnosť) klesá. Ako to bude jednoduchšie studená voda, ona sa vznáša na vrchol ako po masle. Studená voda má svoje miesto v bojleri a je tiež ohrievaná.
Samozrejme, tento proces je možný len v uzavretom systéme. Vo vykurovacích zariadeniach sa ohriata voda ochladzuje, stáva sa ťažšou a v dôsledku toho má tendenciu klesať, čím aktívne napomáha cirkulácii. Systém sa vždy snaží o rovnováhu. Pri zvažovaní určitých možností by sa na to nemalo zabúdať.
Gravitačný tlak teda závisí od rozdielu teplôt. Ako ovplyvňuje vertikálna vzdialenosť? Na obrázku vidíme, že batéria je umiestnená mierne nad kotlom. Práve v batérii sa voda ochladzuje a stáva sa ťažšou. Keďže ochladená voda je v bojleri vyššia ako ohriata voda, prirodzene smeruje nadol a vytláča ohriatu vodu z bojlera a zaberá jej miesto.
V iných podmienkach, keď je batéria na úrovni kotla (zvyčajne sú úrovne určené stredmi kotla a batérie), je hladina chladenej vody v batérii na rovnakej úrovni ako studená voda v bojleri.
Výsledok je zrejmý: gravitačný tlak klesá a obeh sa zhoršuje. Presne toľko, aby akurát udržiaval hladinu chladnejšej vody v batérii na úrovni vody rovnakej teploty v bojleri.
Systém však zostáva funkčný a batéria naďalej vydáva teplo. Kotol pokračuje v prevádzke, ochladená voda v batérii má stále dosť vysokú teplotu a vzniká efekt úplného zahriatia batérie.
Ale veci sú úplne iné, keď je batéria umiestnená pod kotlom. Jeho teplota je nízka a ochladená voda nemôže vytlačiť horúcu vodu z kotla, pretože je už pod ňou. Gravitačný tlak je na pokraji vymiznutia, obeh prakticky zaniká.
Nastáva paradoxná situácia: batéria je studená, ale kotlom už nie je možné zvýšiť teplotu, je už na pokraji varu. Ide o závislosť gravitačného tlaku od výšky batérií vzhľadom na kotol.
Ako vyzerá systém prirodzeného obehu z matematického hľadiska? Vráťme sa k našej prvej možnosti a zvážme tlak vodného stĺpca výšky H v oblasti kotla (P cat) a v oblasti batérie (P baht).
Tlak v oblasti batérie sa určí podľa vzorca:
a tlak rovnakého stĺpca vody v kotle:
Efektívny gravitačný tlak sa bude rovnať tlakovému rozdielu:
- p o – hustota chladenej vody, kg/m3;
- p g – hustota horúcej vody, kg/m3;
- g – zrýchlenie voľného pádu, 9,81 m/s2;
- h – vertikálna vzdialenosť od vykurovacieho centra po chladiace centrum (od stredu výšky kotla po stred vykurovacieho zariadenia), m.
Na základe vyššie uvedeného môžeme s istotou povedať, že gravitačný tlak veľmi málo závisí od umiestnenia prívodného potrubia s horúcou vodou, pretože potrubie nie je hlavným chladiacim prvkom v systéme. Ovplyvňuje tlak presne tak, ako dokáže ochladiť vodu.
Preto sú niekedy stúpačky z kotla do horného prívodného potrubia izolované spolu s ním a z prívodného potrubia do batérie sa voda dodáva potrubím so zvýšeným priemerom bez izolácie, čo je celkom opodstatnené. Týmto spôsobom sa po celej dĺžke horizontálneho prívodného potrubia udržiava vysoká teplota a v prívodnej stúpačke vzniká chladenie.
V dôsledku mierneho ochladzovania v potrubí sa stred chladiaceho zariadenia mierne zdvihne, čo vedie k miernemu zvýšeniu efektívneho gravitačného tlaku v systéme s prirodzenou cirkuláciou.
Spoľahlivosť prirodzenej cirkulácie vo vykurovacom systéme závisí aj od celkovej odolnosti voči pohybu vody v systéme, ako aj od návrhu jeho konštrukcie.
Výhodou vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou je, že funguje nezávisle od elektriny. Avšak, dostať komfortné podmienky S takouto schémou je to veľmi ťažké a niekedy jednoducho nemožné. Na zabezpečenie cirkulácie chladiacej kvapaliny sa preto najčastejšie používa čerpadlo. Ale niekedy napr letné chatky tam, kde nie je elektrina, je jedinou možnou verziou vykurovací systém bez čerpadla.
Systém s prirodzenou cirkuláciou (NC) alebo núteným pohybom tekutiny sa nazýva aj gravitačný, pretože je funguje na princípe gravitácie. Nazýva sa aj gravitačný tok. Všetky tieto názvy znamenajú, že vykurovací systém funguje bez použitia čerpadla.
Ako funguje schéma prirodzenej cirkulácie?
Ako chladivo sa najčastejšie používa obyčajná voda, ktorá sa v dôsledku zmien svojich termodynamických vlastností pohybuje po okruhoch z kotla do batérií a späť. To znamená, že pri zahrievaní sa hustota kvapaliny znižuje a objem sa zväčšuje, je vytláčaná studeným prúdom, ktorý sa vracia späť a stúpa cez potrubia. Zatiaľ čo sa chladiaca kvapalina rozptyľuje pozdĺž vodorovných vetiev, jej teplota klesá a vracia sa späť do kotla. Takže kruh sa uzatvára.
Ak bolo pre súkromný dom vybrané vykurovanie vodou s prirodzenou cirkuláciou, potom sú všetky horizontálne potrubia položené so sklonom v smere toku chladiacej kvapaliny. To umožňuje, aby sa radiátory „nevyvetrali“. Vzduch je ľahší ako kvapalina, takže prechádza potrubím, vstupuje do expanznej nádrže a potom do vzduchu.
Kvapalina sa naleje do nádrže, ktorej objem sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a vytvára trvalý tlak.
Na vytvorenie potrebného cirkulačného tlaku je potrebné pri navrhovaní súkromného domu vypočítať celý vykurovací systém. Záleží to na kotol stredný stupeň a najnižšiu batériu. Čím väčší je výškový rozdiel, tým lepšie sa kvapalina pohybuje systémom. Ovplyvňuje to aj rozdiel v hustotách horúcich a chladených kvapalín.
Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou sa vyznačuje zmenou teploty v radiátoroch a v kotle, ktorá sa vyskytuje pozdĺž stredovej osi zariadení. Horúca voda je hore, studená dole. Pod vplyvom gravitácie sa chladená kvapalina pohybuje po potrubiach.
Pohyb priamo závisí od výšky inštalácie radiátorov. Jeho zvýšenie je uľahčené uhlom sklonu prívodného vedenia, ktorý smeruje k batériám, a sklonom spätného vedenia smerujúceho ku kotlu. To uľahčuje kvapaline prekonať lokálny odpor potrubí.
Pri inštalácii vykurovacieho systému v súkromnom dome s prirodzenou cirkuláciou je kotol umiestnený v najnižšom bode, takže všetky batérie sú umiestnené vyššie.
Schémy vykurovacieho systému
Schéma vykurovacieho systému závisí od viacerých kritérií:
- spôsob pripojenia batérií k napájacím stúpačkám. Existujú jednorúrkové a dvojrúrkové systémy;
- umiestnenie potrubia, ktoré dodáva teplú vodu. Musíte si vybrať medzi horným a dolným vedením;
- schémy kladenia liniek: slepý systém alebo súvisiaci pohyb vody v trasách;
- stúpačky môžu byť umiestnené horizontálne alebo vertikálne.
Aký je rozdiel medzi núteným a prirodzeným obehom?
Nútený pohyb chladiacej kvapaliny znamená cirkuláciu kvapaliny pozdĺž potrubia v dôsledku pracovnej sily čerpadla. Prirodzený systém nevyžaduje použitie žiadneho zariadenia, tu sa chladiaca kvapalina pohybuje v dôsledku rozdielu v hmotnosti horúcej a už ochladenej kvapaliny.
Jednorúrkový okruh: ako regulovať teplotu?
Jednorúrkový vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou môže mať iba jednu možnosť zapojenia - hornú. Neexistuje žiadna spätná stúpačka, takže kvapalina ochladená v radiátoroch sa vracia do prívodného potrubia. Pohyb chladiacej kvapaliny poskytuje teplotný rozdiel voda v spodnej a hornej batérii.
Na zabezpečenie rovnakej teploty v miestnostiach na rôznych poschodiach by mal byť povrch vykurovacích zariadení na spodnom poschodí o niečo väčší ako na horných poschodiach. Kvapalina, ktorá je horúca a chladená v horných vykurovacích zariadeniach, vstupuje do spodných radiátorov.
V jednorúrkovom systéme môžu existovať dve verzie pohybu tekutiny: v prvom prípade časť ide do batérie, druhá časť ide ďalej pozdĺž stúpačky k spodným radiátorom.
V druhom prípade celá chladiaca kvapalina prechádza cez každé zariadenie, počnúc zhora. Zvláštnosťou tohto zapojenia je, že batérie na spodných poschodiach dostávajú iba chladenú chladiacu kvapalinu.
A ak v prvej možnosti môžete regulovať teplotu v miestnostiach pomocou kohútikov, potom v druhej ich nemôžete použiť, pretože to povedie k na zníženie prívodu chladiacej kvapaliny na všetky nasledujúce batérie. Okrem toho úplné zatvorenie kohútika zastaví cirkuláciu kvapaliny v systéme.
Pri inštalácii jednorúrkového systému je lepšie zvoliť zapojenie, ktoré umožňuje regulovať prívod vody do každej batérie. To vám umožní prispôsobiť teplotu v jednotlivých miestnostiach a urobiť vykurovací systém flexibilnejším, a teda aj efektívnejším.
Keďže jednorúrkový systém je možné namontovať iba zhora, jeho inštalácia je možná len v budovách s podkrovím. Tu by sa malo nachádzať prívodné potrubie. Hlavnou nevýhodou je, že kúrenie je možné spustiť len v celom dome naraz. Hlavnými výhodami systému sú jednoduchá inštalácia a nižšie náklady.
Výhody a nevýhody prirodzeného obehu
Výhody vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou tekutín:
Hlavná nevýhoda vykurovacie systémy s prirodzenou cirkuláciou - obmedzenia na plochu domu a akčný rádius. Inštalujú ho v súkromných domoch, ktorých plocha nepresahuje sto metrov štvorcových. V dôsledku malého cirkulačného tlaku je polomer vykurovacieho systému obmedzený na 30 metrov v horizontálnom smere. Nevyhnutnou požiadavkou je prítomnosť podkrovia v dome, v ktorom bude umiestnená expanzná nádrž.
Najdôležitejšou nevýhodou je tiež pomalé vykurovanie celého domu. V systéme s prirodzeným pohybom je potrebné izolovať potrubia, ktoré vedú v nevykurovaných miestnostiach, pretože existuje riziko zamrznutia kvapaliny.
Takýto systém zvyčajne vyžaduje málo materiálov, avšak ak je potrebné znížiť lokálny odpor potrubia, náklady sa zvýšia v dôsledku potreby použiť väčšie potrubia.
Hlavné požiadavky na kladenie potrubí:
- systém s najmenším počtom otáčok, ktoré budú interferovať s prietokom tekutiny;
- prísne dodržiavanie odporúčaného uhla sklonu;
- použitie rúrok s navrhnutým priemerom.
Inštalácia vykurovacieho systému vyžaduje prísne dodržiavanie technické požiadavky. Pri nedodržaní pravidiel hrozí zníženie cirkulácie tekutín. Ak dôjde k hrubým chybám v organizácii systému, nebude možné zabezpečiť pohyb chladiacej kvapaliny pozdĺž hlavnej línie.
Jednorúrkový vykurovací systém si počítame sami
Hlavné fázy pri výpočte ohrevu vody:
Výpočet výkonu kotla
Indikátory výkonu kotla sa vypočítavajú s prihliadnutím na tepelné straty cez podlahy, steny a strechu domu. Pri určovaní výkonu je potrebné venovať pozornosť ploche povrchu, materiálu výroby, ako aj rozdielu teplôt vonku a vo vnútri miestnosti pri vykurovaní domu.
Výpočet výkonu batérie a veľkosti potrubia
- Určite cirkulačný tlak, ktorý závisí od výšky a dĺžky potrubí, ako aj od rozdielu teploty kvapaliny na výstupe z kotla;
- vypočítajte tlakové straty na rovných úsekoch, zákrutách a v každom vykurovacom zariadení.
Pre osobu bez špeciálnych znalostí je veľmi ťažké vykonať takéto výpočty, ako aj vypočítať celú schému vykurovania s prirodzenou cirkuláciou. Malá chyba povedie k obrovským tepelným stratám. Preto je najlepšie zveriť výpočty a následnú inštaláciu vykurovacieho systému odborníkom.
Pri absencii nestabilného napájania sú vykurovacie systémy pre súkromné domy často organizované na základe schémy s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny. Táto schéma je úplne energeticky nezávislá a môže spĺňať potreby vykurovania malé domčeky plocha do 60 – 70 m2. Materiál v článku popisuje princíp fungovania, štruktúru a typy gravitačných obehových systémov a poskytuje odporúčania pre výber materiálov a inštaláciu.
Princíp činnosti obvodu s prirodzenou cirkuláciou
Princíp činnosti gravitačného vykurovacieho systému je založený na termofyzikálnych vlastnostiach vody. Pri zahrievaní kvapalina získava menšiu hustotu a teda aj hmotnosť. Horúca chladiaca kvapalina ohriata v kotle stúpa cez vertikálne potrubie, ktoré sa často nazýva zrýchľovacie potrubie.
Uvoľnený priestor prirodzene zaberá chladnejšie chladivo, ktoré má vyššiu hustotu a hmotnosť, sústredené v spodnej časti systému. V dôsledku vytvorenia rozdielu v hustotách studenej a horúcej chladiacej kvapaliny sa vo vykurovacom systéme vyskytuje konštantný cyklus pohybu vody.
Gravitačná zložka obehu sa zlepšuje vybudovaním systémových potrubí so štandardným sklonom, ktorý je minimálne 2 mm na 1 lineárny meter dĺžky. Sklon je orientovaný smerom k pohybu chladiacej kvapaliny.
Počas prevádzky systému sa voda pohybuje nízkou rýchlosťou, kvalitu cirkulácie negatívne ovplyvňuje prípadný hydraulický odpor. Schéma funguje bez prítomnosti čerpacieho zariadenia a spotreby elektrickej energie.
Návrh systému prirodzeného obehu
Základný prvok vykurovacieho systému - kotol - je umiestnený v najnižšom bode systému. Z generátora tepla stúpa vertikálne zrýchľovacie potrubie. Odporúčaná výška kolektora je od 2,5 metra, priemer potrubia je minimálne 50 mm.
V hornom bode zrýchľovacieho potrubia, v mieste, kde sa potrubie otáča k radiátorom, je umiestnená expanzná nádrž otvoreného typu. Expanzná nádrž môže byť voliteľne vybavená prepadovým potrubím napojeným na kanalizáciu. Cez ňu odteká prebytočná voda vznikajúca pri ohreve a expanzii do kanalizácie.
Expanzná nádrž môže byť vybavená doplňovacím potrubím napojeným na vodovodný systém. Ak nie je k dispozícii linka na dopĺňanie vody, systém sa doplní vodou ručne. Expanzné nádrže, ak sú umiestnené v nevykurovanej miestnosti, musia byť riadne izolované.
Expanzný ventil, okrem funkcií kompenzácie tepelnej rozťažnosti a doplňovania, plní funkciu prirodzeného odvzdušňovača. Potrubia sú inštalované so sklonom tak, aby vzduchové bubliny neboli odvádzané do systému, pretože voda má nízku rýchlosť, ale stúpali do najvyššieho bodu, v ktorom je inštalovaný RB.
Zrýchľovací rozdeľovač z horného bodu mení smer na vodorovný a je uložený v štandardnom sklone k vykurovacím telesám. Vykurovací systém z hľadiska potrubia chladiča má 2 odrody:
- Jednorúrkové;
- Dvojrúrkový.
Jednorúrkový systém s prirodzenou cirkuláciou má vlastnosť znižovať teplotu na každom nasledujúcom radiátore v rade.
Jednorúrkový vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou
Konštrukcia bypassov na zlepšenie kvality regulácie vytvára nadmerný hydraulický odpor, preto je systém najčastejšie konštruovaný podľa najjednoduchšieho princípu - radiátory sú zapojené do prívodného potrubia sériovo, spätné potrubie vychádza z posledného radiátora a je pripojené do kotla.
Za najefektívnejšie z hľadiska prestupu tepla sa považuje diagonálne napojenie radiátora, pričom bočné napojenie je menej kvalitné (s vertikálne vedenie) a nižšie. Nedokonalosť jednorúrkového systému - pokles teploty na radiátoroch - možno čiastočne kompenzovať zvýšením počtu sekcií na posledných radiátoroch.
Dvojrúrkový vykurovací systém je pohodlnejšie regulovať. Tu sú radiátory pripojené k prívodnému a spätnému potrubiu paralelne.
Dvojrúrkový vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou Na inštaláciu systému tohto typu je potrebné väčšie množstvo potrubia, obvod má preto väčší hydraulický odpor. Regulácia teploty na radiátoroch sa vykonáva pomocou 2 metód:
- Nútené, pomocou uzatváracích ventilov;
- Prirodzené, v dôsledku postupnej zmeny priemeru potrubí.
Nútenú reguláciu je možné vykonať pomocou guľových ventilov s plným prierezom otvoru. Regulačné ventily sú pre túto úlohu nevhodné, pretože majú vysoký hydraulický odpor a majú zníženú prietokovú plochu.
Postupná zmena priemeru sa uskutočňuje podľa princípu postupného zmenšovania priemeru prívodu k poslednému radiátoru a postupného rozširovania spiatočky z neho do kotla. Implementácia takejto schémy si vyžaduje starostlivý výpočet, čo je dosť ťažké urobiť sami.
Oba spôsoby ovládania v každom prípade výrazne zvyšujú hydraulický odpor systému ako celku, čo negatívne ovplyvňuje kvalitu obehu a môže viesť k jeho zastaveniu. Jednorúrkový systém je preto stále obľúbenejší, aj s jeho nevýhodou - teplotným rozdielom na začiatku a na konci vykurovacieho okruhu.
Pre vykurovacie systémy s prirodzenou cirkuláciou, určené na vykurovanie domov s rozlohou nie väčšou ako 70 m2, môže byť teplotný spád na poslednom radiátore 5 - 10 0 C. Zvyčajne je táto nevýhoda čiastočne kompenzovaná zvýšením počtu sekcií posledného v rade vykurovacích zariadení. Okrem toho sa jednorúrkové obvody často modernizujú inštaláciou obehové čerpadlo.
Kotol je niekedy integrovaný do vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou nepriame vykurovanie. Odporúča sa inštalovať na horný bod zrýchľovacieho potrubia, výstupné potrubie chladiacej kvapaliny z kotla smeruje v horizontálnom smere so sklonom k radiátorom. Prevádzka kotla v gravitačnom okruhu nie je iná vysoká kvalita– teplota vody v ňom nie je regulovaná, teplota vody priamo závisí od teploty chladiacej kvapaliny.
Vykurované podlahové okruhy nie sú napojené na gravitačné systémy. Je to spôsobené tým, že jednotlivé okruhy vodou vyhrievaných podláh majú vysoký odpor, cirkulácia je možná len pomocou obehového čerpadla. Inštalácia čerpadla v miestach, kde sa podlahy pripájajú k systému gravitačnej cirkulácie, spôsobí prudkú hydrodynamickú nerovnováhu a môže narušiť princípy prirodzenej cirkulácie.
Materiály a zariadenia vykurovacieho systému
- Kotol by mal byť umiestnený v najnižšom bode systému;
- Sklon potrubí musí byť najmenej 2 mm na 1 lineárny meter dĺžky;
- Systém je inštalovaný s minimálnym hydraulickým odporom - otáčky, kontrakcie a minimálny počet uzatváracích ventilov.
Ako generátory tepla pre gravitačné systémy sa používajú hlavne podlahové kotly, ktoré majú v porovnaní s nástennými modelmi zväčšené priemery pripojenia a veľkosti výmenníkov tepla.
Hlavným typom vykurovacích zariadení pre gravitačné okruhy sú liatinové radiátory. Majú zväčšenú prietokovú plochu sekcií zariadenia.
Liatinový radiátor v systéme s prirodzenou cirkuláciou Iné typy radiátorov (rovnako ako konvektory) majú malý vnútorný prierez a vytvárajú zbytočný odpor.
Systémy s prirodzenou cirkuláciou sa často vyrábajú bez vykurovacích zariadení - sú položené pozdĺž obvodu priestorov. oceľové rúry. V tomto prípade má cirkulácia lepšie parametre, ale na dosiahnutie požadovanej teplovýmennej plochy môže byť potrebné zväčšenie priemeru potrubí. Okrem toho táto konfigurácia vykurovania nie je atraktívna a zaberá veľa miesta.
Oceľové rúry sa používajú hlavne na inštaláciu vykurovania.
Oceľové vykurovacie potrubia V každom prípade je urýchľovacia stúpačka vyrobená z ocele, pretože teplota v oblasti kotla dosahuje vysoké hodnoty. Rúry vyrobené zo stabilizovaného polypropylénu sa používajú o niečo menej často. Odporúčaný priemer potrubia je 32 mm alebo viac.
Iné polymérové potrubia - kovoplastové, zosieťované polypropylénové rúry - sa neodporúčajú. Armatúry týchto systémov výrazne zmenšujú prietokovú plochu a vytvárajú nadmerný hydraulický odpor, ktorý bráni prirodzenej cirkulácii.
Vykurovacie potrubia by mali byť položené otvorene. Skryté smerovanie znamená výrazné zvýšenie počtu spojení a zákrut.
Výhody a nevýhody systému prirodzeného obehu
Výhody schémy s gravitačným pohybom chladiacej kvapaliny sú nasledujúce ukazovatele:
- Úplná energetická nezávislosť;
- Jednoduchosť zariadenia a obsluhy.
Systém prirodzeného obehu má tiež veľa nevýhod:
- Zložitosť regulácie;
- Nerovnomerné rozloženie tepla;
- Neatraktívny vzhľad;
- Obmedzenia tepelnej energie;
- Ťažkosti pri samoinštalácii - vyžaduje zapojenie zvárača.
Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou sa dnes používa skôr ako nevyhnutné opatrenie. Hlavným dôvodom výstavby gravitačného ohrevu vody sú vážne prerušenia dodávky elektrickej energie. V niektorých situáciách je však konštrukcia gravitačného vykurovania jediným možným technickým riešením vykurovania súkromných domov a chát.
Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou kvapaliny je uzavreté zariadenie gravitačného (gravitačného) typu, umožňujúce vykurovať miestnosti v súkromnom dome bez ohľadu na napájanie.
Táto výhoda dizajnu umožňuje jeho použitie v regiónoch s problémami alebo úplnou absenciou centrálnej elektrickej siete. systém ekonomický, ale pre jeho správne fungovanie budete musieť urobiť presné výpočty.
Popis cirkulačného vykurovacieho systému bez čerpadla
Zariadenie ohrev vody, práca s gravitáciou, obsahuje vykurovacie teleso(kotol), potrubia, položené rôznymi spôsobmi, expanznej nádoby a radiátorov.
Princíp fungovania
Úlohu chladiacej kvapaliny v okruhu zohráva voda, ktorá sa pohybuje potrubím pod vplyvom termodynamických síl. Princíp fungovania systému je založený na rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach teplej a studenej vody.
Počas prevádzky kotla je v potrubí vždy horúca voda, ktorá sa pri prechode okruhom postupne ochladzuje a uvoľňuje teplo do okolia.
Hustota a hmotnosť vody sa pri zahrievaní znižuje, takže je to ľahké je vytlačená nahor ochladenou kvapalinou.
Po dosiahnutí horného bodu okruhu je horúca voda distribuovaná potrubím napojeným na radiátory, odovzdáva teplo cez materiál batérií a následne steká po spodnej časti okruhu do kotla, kde sa opäť ohrieva.
Výhody inštalácie
Hlavná výhod gravitačné vykurovacie okruhy sú:
- jednoduchosť inštalácie a používania;
- vysoký prenos tepla a stabilná mikroklíma priestory;
- efektívnosť zdrojov podlieha vysokokvalitnej izolácii budovy;
- žiadny hluk;
- úplná nezávislosť od elektriny;
- zriedkavé poruchy a dlhá životnosť podlieha pravidelným preventívnym opatreniam.
Referencia! Môžete navrhnúť vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou sám za seba. Správny výpočet parametrov, výber schémy zapojenia a správna inštalácia všetkých komponentov zaručuje životnosť konštrukcie do 35 rokov.
Hlavná nevýhoda— dizajn môže vykurovať súkromné domy s rozlohou nie väčšou ako 100 m2 s polomerom asi 30 m.
Je ich ešte niekoľko nedostatky, obmedzujúce použitie gravitačného dizajnu:
- povinná prítomnosť podkrovia na inštaláciu expanznej nádrže;
- pomalé zahrievanie priestory;
- nutnosť izolácie okruhu na nevykurovaných miestach aby sa zabránilo zamrznutiu vody v potrubí.
Typy vykurovacích systémov s prirodzenou cirkuláciou
Návrhy je možné realizovať v jednorúrkových alebo dvojrúrkových verziách. Podľa typu systémov sa rozlišujú uzavreté a otvorené schémy inštalácie. Správny typ schémy zabezpečí jej maximálnu účinnosť.
Uzavretý typ
Návrh obehu uzavretý typ sa rozšíril v európskych krajinách a iba v Rusku začína získavať na popularite.
Schematický diagram
Po zahriatí voda pod tlakom stúpa na expanzná nádoba, rozdelená na 2 časti membránou. Spodná časť nádrže je naplnená vodou, ktorá stláča plyn (zvyčajne dusík alebo vzduch) umiestnený v hornej časti nad membránou. Vytvára sa dodatočný pracovný tlak, ktorý podporuje pohyb tekutín.
Foto 1. Uzavretý typ vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou. Musí byť vybavený utesnenou expanznou nádržou.
Zvláštnosti
Hlavným znakom konštrukcie uzavretého typu je tesnosť nádrže a vytvorenie dodatočného tlaku v potrubí. Niekedy pre uzavreté okruhy, ktoré používajú kruhové čerpadlá, ktoré fungujú zo siete. Z dôvodu nízkej spotreby energie čerpadla dočasný výpadok prúdu neovplyvní chod systému.
Výhody a nevýhody
Hlavné výhody uzavretých vykurovacích okruhov sú spojené s ich tesnosťou. Vďaka tomu systém takmer netrpí vzduchovými zámkami, je menej náchylný na koróziu a spotrebuje menej chladiacej kvapaliny, z ktorej možno použiť nielen vodu, ale aj nemrznúcu zmes. Schéma nevyžaduje veľké sklony potrubia, najmä ak sa používa čerpadlo.
Pozor! Hlavnou nevýhodou dizajnu je potreba inštalácie veľkej nádrže, ktorá si vyžaduje priestor. Dlhodobé výpadky prúdu povedú k na zníženie účinnosti okruhu čerpadla.
Mohlo by vás tiež zaujímať:
Otvorený typ
Otvorený vykurovací systém zahŕňa otvorenú, netesnú expanznú nádrž. Tento dizajn sa častejšie používa v starých priestoroch. Aj keď stráca na popularite, otvorený okruh zostáva spoľahlivé a efektívne.
Schéma práce
Schéma vykurovania s prirodzenou cirkuláciou otvoreného typu sa líši od uzavretej iba v konštrukcii nádrže a nie je potrebné inštalovať elektricky závislú jednotku.
Foto 2. Obehový vykurovací systém otvoreného typu, vybavený netesnou expanznou nádržou, bez elektrického čerpadla.
Dizajnový rozdiel
Nádrž na otvorené zariadenie môžu byť vyrobené z odpadových materiálov a malá veľkosť. Nie je potrebné umiestniť nádobu na najvyšší bod.
Pozitívne a negatívne stránky
Medzi výhody dizajnu patrí jednoduchá inštalácia, bezpečnosť a nezávislosť od externých zdrojov energie. Nevýhody otvorených systémov spojené so vstupom do vzduchového okruhu, čo spôsobuje vznik dopravných zápch, vyparovanie vody a nutnosť kontroly jej množstva, ako aj nemožnosť použitia nemrznúcej zmesi pre jej škodlivé účinky.
Jednorúrkové
Jednorúrkový dizajn používa iba jedno potrubné vedenie. Má nízku účinnosť, preto sa používa na vykurovanie malých miestností.
Okruh
Rúry z vykurovacieho kotla vedú po celom obvode miestnosti a spájajú sa v sérii s registrami.
Horúca voda vstupuje do batérie cez hornú prípojku a odteká spodnou časťou. Z posledného registra ochladená kvapalina smeruje gravitáciou späť do kotla.
Popis dizajnu
Aby systém dobre fungoval, okruh je inštalovaný pod stropom a potrubia vedúce chladenú kvapalinu do kotla sú pod povrchom podlahy. Pri výbere jednorúrkovej schémy môže byť kotol s batériami umiestnený na rovnakej úrovni. Expanzná nádrž je inštalovaná v najvyššom bode okruhu.
Výhody a nevýhody
Nepochybnou výhodou dizajnu je jednoduchosť inštalácie a nákladová efektívnosť vďaka minimálnemu počtu potrubí. Nevýhody jednorúrkového okruhu zahŕňajú tepelné straty z registra do registra. Na vykurovanie dvojpodlažných budov sa použitie takéhoto systému neodporúča.
Dvojrúrkový
Na vytvorenie dvojrúrkového systému sa položí priame prívodné potrubie a spätný prúd kvapaliny.
Plánovanie a inštalácia konštrukcie je pomerne komplikovaná, ale poskytujú efektívne vykurovanie.
Princíp činnosti
Obvod musí byť dôkladne premyslený a navrhnutý nasledovne:
- Hlavná stúpačka vychádzajúca z kotla je pripojená k expanznej nádobe vo vzdialenosti približne 1/3 z celkovej výšky obrysu.
- Za nádržou je hlavné potrubie pripojené k potrubnému rozvodu, ktorým je privádzaná horúca chladiaca kvapalina.
- Na odstránenie prebytočnej kvapaliny je nádrž vybavená prepadovým potrubím, spájať ho s kanalizačný systém.
- Rúry, cez ktoré sa ochladená voda bude pohybovať do kotla inštalované v spodnej časti registrov paralelne s potrubím obsahujúcim horúcu chladiacu kvapalinu.
Štrukturálne vlastnosti
Hlavná stúpačka, ako aj miestnosť, v ktorej je nádrž umiestnená, sú izolované, ktoré zabráni tepelným stratám a zamrznutiu systému. Vykurovací kotol je umiestnený najnižšie vo výklenku alebo v suteréne.
Výhody a nevýhody
Hlavnými výhodami dvojrúrkového gravitačného vykurovacieho systému sú rovnomerné rozloženie tepla medzi uzlami okruhu, jednoduché nastavenie, možnosť použitia rúr menšieho priemeru.
Konštrukcia umožňuje opraviť chyby výpočtu a inštalácie bez zníženia tepelnej účinnosti.
Systém nemá prakticky žiadne nevýhody, s výnimkou dlhé prípravné činnosti. Ale vytvorenie dokonale fungujúceho vykurovacieho okruhu stojí za čas a námahu.
Vytvorenie vhodného sklonu pre gravitačné prúdenie
Základné požiadavky a normy uplatňované pri tvorbe vykurovacích systémov sú uvedené v SNiP 41-01-2003.
Aby ste znížili faktory, ktoré sú v rozpore s normálnym prietokom chladiacej kvapaliny v potrubiach (okruhy, vzduchové kapsy), dodržujte odporúčania pre sklon systémových potrubí. Svahy sa robia pozdĺž toku kvapaliny na základe výpočtu od 1 do 5 % v závislosti od dĺžky potrubia. Vďaka správnemu spádu bude vzduch nahromadený v potrubiach prechádzať do expanznej nádoby, kde sa uvoľní.
Ak sa rozhodnete pre inštaláciu vykurovacieho systému na chatu resp vidiecky dom, vtedy treba myslieť na efektivitu, maximálnu spoľahlivosť a jednoduchosť práce.
Vlastnosti usporiadania
Ak hovoríme o nútený obeh chladiacej kvapaliny v potrubnom systéme, potom počas práce bude potrebné nainštalovať čerpadlo, ktoré by malo byť umiestnené na časti vykurovacieho potrubia. Vďaka takejto interakcii bude možné zabezpečiť rýchlejší a stálejší pohyb vody. Nevýhodou v tomto prípade sú náklady na inštaláciu dodatočného vybavenia. Ak máte záujem o schému súkromného domu, potom inštalácia čerpadla nebude potrebná. Je to spôsobené tým, že hustota horúcej vody je oveľa nižšia ako hustota studenej vody. Vďaka tomu je jedna kvapalina vytláčaná druhou. Chladiaca kvapalina, ktorá sa pohybuje pozdĺž linky, prenáša určitú časť tepla do batérií a postupne sa ochladzuje. Vracajúc sa späť studená kvapalina vytláča horúcu a ľahkú kvapalinu do potrubia. Tento cyklus sa neustále opakuje. Proces nie je možné žiadnym spôsobom zastaviť, kým sa kotol zohreje. V prípade potreby je možné vykurovaciu schému s prirodzenou cirkuláciou (týka sa to predovšetkým súkromného domu) kedykoľvek doplniť čerpadlom, ktoré môžu majitelia v prípade potreby použiť na rýchle a rovnomerné vykurovanie domu.
Hlavné pozitívne vlastnosti
Prítomnosť čerpadla znamená dodatočné náklady na energiu. Zatiaľ čo jeho absencia vám naopak umožňuje veľa ušetriť. Takéto systémy sú úplne tiché a nespôsobujú zbytočné vibrácie. Leningradský systém (s prirodzenou cirkuláciou) má množstvo výhod, medzi ktoré patrí unikátna schopnosť samoregulácie, veľmi dlhá doba bezporuchovej prevádzky 30 rokov, tepelná stabilita a vysoká udržiavateľnosť.
Príprava na prácu
Ak sa to rozhodnete urobiť sami, mali by ste zvážiť schému vykurovania (s prirodzenou cirkuláciou) súkromného domu. Obrys bude obsahovať špecifický súbor prvkov. Okrem iného obsahuje: expanznú nádrž umiestnenú v najvyššom bode; potrubie, ktoré môže byť jednoduché alebo dvojité; vykurovacie radiátory, ako aj kotlové zariadenie. Ten bude ohrievať chladiacu kvapalinu. Pred začatím práce je dôležité si uvedomiť, že rýchlosť a sila, ktorou sa voda bude pohybovať vykurovacím systémom, závisí od objemu, hmotnosti a hustoty horúcej kvapaliny. Nemenej dôležitú úlohu zohráva vnútorný priemer potrubia, od tohto parametra závisí koeficient odporu, ako aj výška inštalácie vykurovacích telies vo vzťahu ku kotlu. Technik by mal vedieť, že na vodorovne orientované potrubia platia špeciálne požiadavky. Musia byť inštalované s povinným sklonom 5 milimetrov na meter, pričom potrubia smerujú v smere pohybu. Len tak bude mať ochladená voda tendenciu ku kotlu. Schéma vykurovania (s prirodzenou cirkuláciou) súkromného domu zahŕňa inštaláciu menšieho počtu prvkov pozdĺž cesty chladiacej kvapaliny, čo by mohlo zvýšiť odpor.
Výpočet výkonu pred inštaláciou
Ak ste si vybrali schému vykurovania pre súkromný dom s prirodzenou cirkuláciou, potom predtým, ako začnete s usporiadaním systému, musíte určiť výkon kotlového zariadenia. Takéto výpočty možno vykonať pomocou ktorejkoľvek z nasledujúcich metód. Prvý zahŕňa použitie objemu, druhý - oblasť. Technik si musí pamätať, že každá z týchto možností poskytuje len približné výsledky za najideálnejších podmienok. Ak budova nie je izolovaná, mali by ste si kúpiť vybavenie s malou rezervou. Zatiaľ čo pri energeticky úsporných budovách bude stačiť použiť hodnotu do 60 W ako hodnotu výkonu na meter štvorcový.
Stanovenie výkonu podľa objemu
Ak predávate súkromný dom s prirodzenou cirkuláciou, potom bude najpresnejší výpočet založený na objeme vykurovanej miestnosti. Najprv musíte túto hodnotu určiť vynásobením 40 W. Ďalším krokom je pridanie korekčných faktorov. Ak hovoríme o súkromnom dome a miestnosť hraničí s ulicou nad a pod, potom musíte vynásobiť výsledok o 1,5.Ak je miestnosť, ktorá sa nachádza v blízkosti izolovanej steny, hodnota by sa mala vynásobiť 1,1. Ak je stena nezateplená, vynásobte 1,3. Čo sa týka každých dverí, ktoré idú von, treba k nim pridať 200 W. Pre okno je potrebné pridať 100 W, minimálna hodnota je 70, koeficient v každom konkrétnom prípade bude závisieť od rozmerov otvoru.
Určenie výkonu podľa oblasti
Ak je nainštalovaný uzavretý vykurovací systém pre súkromný dom s prirodzenou cirkuláciou, potom to možno vykonať podľa oblasti. Najjednoduchšou metódou je určiť výkon kotla podľa odporúčaní SNiP. Predpokladá sa, že na 10 metrov štvorcových je potrebný výkon 1 kW. Celková plocha domu by sa mala vynásobiť 0,1. Je dôležité vziať do úvahy rôzne koeficienty, z ktorých každý sa používa pre určité územné oblasti. Napríklad pre Ďaleký sever sa toto číslo môže meniť od 1,5 do 2. Pre strednú zónu sa tieto čísla líšia v rozsahu od 1,2 do 1,4. Ak hovoríme o južných oblastiach krajiny, potom sa koeficient môže rovnať 0,8-0,9.
Vykonávanie inštalačných prác: dvojrúrkový systém
Systém ohrevu vody súkromného domu s prirodzenou cirkuláciou môže byť usporiadaný podľa dvojrúrkovej schémy. Hoci inštalačné práce v tomto prípade sú zložitejšie, táto konkrétna schéma sa rozšírila. Pri implementácii sa kvapalina bude pohybovať cez dve rúrky, z ktorých jedna bude položená na vrchu, kde bude prúdiť ohriata voda; pričom druhý je potrebné umiestniť na dno, kde bude prúdiť ochladená kvapalina.
Pracovná technológia
Ak uvažujete o schéme a vlastnostiach inštalácie vykurovania (s prirodzenou cirkuláciou) súkromného domu, môžete použiť dvojrúrkový systém. Na vykonanie tejto práce je potrebné dodržiavať určité pokyny. V prvej fáze musí master vybrať miesto, kde bude umiestnená úložná jednotka.
Nad kotlom je namontovaná expanzná nádoba a tieto prvky je možné navzájom spojiť zvislým potrubím, ktoré musí byť po inštalácii obalené izoláciou. Približne na úrovni tretiny expanznej nádrže je potrebné prerezať hornú rúrku určenú na prepravu ohriatej kvapaliny. Zmeriame vzdialenosť od horného bodu k podlahe a potom sa pripojíme k elektroinštalácii. Táto práca sa vykonáva vo výške 2/3. Bližšie k hornej časti expanznej nádrže je vyrezaná ďalšia rúrka, ktorá bude slúžiť ako prepad. S jeho pomocou sa prebytok odstráni do kanalizácie. V ďalšej fáze sú potrubia pripojené k vykurovacím radiátorom. Batérie musia byť pripojené k spodnému potrubiu, ktoré je inštalované paralelne k hornému.
Pri inštalácii vykurovacieho systému pre súkromný dom (s prirodzenou cirkuláciou) vlastnými rukami je dôležité pokúsiť sa umiestniť potrubia čo najpresnejšie. V tomto prípade je potrebné zabezpečiť optimálny výškový rozdiel medzi kotlom a radiátormi. Prvý musí byť namontovaný pod vykurovacími zariadeniami, takže je najlepšie zakúpiť podlahové zariadenie, ktoré bude pohodlne umiestnené v suteréne alebo v špeciálnom výklenku.
Nuansy práce
Podkrovný priestor musí byť tepelne izolovaný. Ak je teplota v ňom príliš nízka, existuje možnosť, že kvapalina v potrubí zamrzne. Je dôležité dodržiavať niekoľko pravidiel, z ktorých jedno zahŕňa umiestnenie horného potrubia s určitým sklonom, ktorý by mal byť približne 7 stupňov. Ak je to možné, kotlové zariadenie by malo byť umiestnené výrazne nižšie ako vykurovacie zariadenia. Po návšteve obchodu pred začatím práce by ste si mali vybrať rúry vyrobené z kov-plastu alebo polymérov. Vnútorný priemer výrobkov by mal byť 32 milimetrov. Pri správnom výbere potrubia nie je potrebné vyrovnávať dvojrúrkové vykurovanie. Na prípojky ku každému radiátoru však bude potrebné nainštalovať škrtiace klapky.
Treba poznamenať, že na položenie dvoch okruhov sa vynaloží pomerne veľké množstvo peňazí. Majiteľovi to zaberie veľa času, ale tento systém je efektívnejší a vhodnejší.
Inštalácia jednorúrkového systému
Ak inštalujete vykurovací systém pre súkromný dom (s prirodzenou cirkuláciou), pred začatím práce je vhodné zvážiť fotografie takýchto schém. Ak sa rozhodnete použiť jednorúrkový systém, môžete znížiť náklady na inštaláciu. V tomto prípade bude potrebné položiť iba jedno potrubie. Systém bude mať cyklickú uzavretú slučku, ktorá zahŕňa umiestnenie radiátorov paralelne s hlavným prstencom. Nie je potrebné ho v určitých bodoch trhať. Každý radiátor bude možné vybaviť odvzdušňovačom. Takéto riešenie poskytne možnosť zbaviť sa vzduchu v každej z jednotlivých oblastí. Na vyrovnanie teploty budete musieť nainštalovať tlmivky a termohlavice. Dnes je pomerne populárny jednorúrkový uzavretý vykurovací systém. V niektorých prípadoch môžete zanedbať prítomnosť expanznej nádrže, čím izolujete chladiacu kvapalinu. Ako je známe, v nútený systém rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny cez potrubný systém závisí od výkonu čerpacieho zariadenia. S prirodzenou cirkuláciou sú veci iné. Ak chcete zvýšiť rýchlosť pohybu vody, musíte dodržiavať určité pravidlá. Uzatváracie ventily musia byť zvolené čo najsprávnejšie, je dôležité sledovať prechody priemerov. Systém by ste nemali vybavovať mnohými zákrutami, ktoré sa môžu stať neprekonateľnou prekážkou chladiacej kvapaliny. Majster by mal minimalizovať akékoľvek prekážky a snažiť sa, aby boli úseky čo najrovnejšie.
Podobný vykurovací systém (s prirodzenou cirkuláciou) súkromného domu, ktorého konštrukcia predpokladá prítomnosť iba jedného potrubia, je vybavený výrobkami, ktorých vnútorný priemer sa môže meniť od 32 do 40 milimetrov. Vnútorný povrch rúrok by mal byť čo najhladší a najideálnejší, len tak sa dá zabrániť hromadeniu usadenín, ale s kovovými analógmi by sa nemalo počítať.
Záver
Vykurovací systém súkromného domu s prirodzenou cirkuláciou, bez radiátorov, vám umožní ušetriť veľa peňazí. Pred vykonaním tejto práce je však potrebné zvážiť uskutočniteľnosť ich implementácie.