Ohřev vody na míru: vše o systémech ohřevu vody
Pokud je venkovský dům aktivně provozován nejen v letní sezóně, ale také v chladném období, je v této oblasti naléhavě nutné vytvořit vysoce kvalitní topný systém.
V přívodních vedeních tepla lze použít různé nosiče tepla: vzduch zahřátý na 60 ° C, vodní pára na 130 ° C a voda s teplotou 95 ° C. Nejčastěji se používá ohřev vody.
Jednou z hlavních výhod této chladicí kapaliny je schopnost vybavit různé systémy ohřevu vody v závislosti na konstrukčních vlastnostech domu, osobních preferencích a dalších faktorech.
V článku jsme popsali podrobnou klasifikaci schémat zásobování teplem vody, nastínili vlastnosti každé možnosti a také poskytli doporučení pro výběr hlavních součástí systému. Poskytnuté informace pomohou navrhnout vytápění soukromého domu.
Obsah článku:
Klasifikace systémů ohřevu vody
V závislosti na místě výroby tepla jsou systémy ohřevu vody rozděleny na centralizované a lokální. Centralizovaným způsobem je teplo dodáváno například bytovými domy, různými institucemi, podniky a dalšími zařízeními.
V tomto případě se teplo vyrábí v tepelných elektrárnách (kogeneračních zařízeních) nebo v kotelnách a poté je dodáváno zákazníkům potrubím.
Místní (autonomní) systémy poskytují teplo, například, soukromé domy. Vyrábí se přímo v samotných zařízeních pro zásobování teplem. K tomuto účelu se používají pece nebo speciální jednotky, které pracují s elektřinou, zemním plynem, kapalnými nebo pevnými hořlavými materiály.
V závislosti na způsobu, kterým je zajištěn pohyb vodních hmot, může být zahřívání prováděno nuceným (čerpáním) nebo přirozeným (gravitačním) pohybem chladicí kapaliny. Systémy s nucenou cirkulací mohou být provedeny s kruhovými obvody as konstrukcemi primárních a sekundárních obvodů.
V souladu se směrem pohybu vody v přívodním a zpětném potrubí může být dodávka tepla prováděna s přidruženým a zablokovaným pohybem nosiče tepla. V prvním případě se voda pohybuje po dálnicích v jednom směru a ve druhém - v různých směrech.
Topná potrubí lze připojit k topným zařízením v různých schématech. Pokud jsou ohřívače zapojeny v sérii, nazývá se toto schéma jedno trubkou, pokud je paralelně - dvou trubkou.
Existuje také bifilární schéma, ve kterém jsou nejprve všechny první poloviny zařízení zapojeny do série, a pak, aby se zajistil zpětný odtok vody, jejich druhé poloviny.
Umístění potrubí spojujících radiátory dalo název zapojení: rozlišujte mezi horizontální a vertikální rozmanitostí. Podle způsobu montáže se rozlišují sběrné, tee a smíšené potrubí.
V obytných budovách, kde nejsou žádné sklepy, ale je zde půda, se používají topné systémy s horním vedením. V nich je přívodní vedení umístěno nad topnými zařízeními.
U budov s technickým suterénem a plochou střechou se používá topení s nižším zapojením, ve kterém jsou přívodní a odpadní potrubí pod topnými zařízeními.
K dispozici je také kabeláž s „převrácenou“ cirkulací chladicí kapaliny. V tomto případě je přívodní vedení zpětného tepla umístěno pod zařízení.
Požadavky na provoz systému zásobování teplem
Se všemi různými systémy ohřevu vody je pro jejich práci představeno množství obecných požadavků.
Oni musí:
- rovnoměrně zahřejte veškerý vzduch v místnostech;
- být udržovatelný;
- Během provozu nevytvářejte potíže;
- být propojen s ventilačními systémy;
- být regulován.
Princip fungování topného systému je také běžný: voda se ohřívá, po které cirkuluje potrubím a vydává přijaté teplo a ohřívá prostory.
Výpočty výkonu zařízení
Vnitřní teplota závisí na následujících faktorech:
- teplota vzduchu mimo budovu;
- tloušťka stěny domu a kvalita jeho jednotlivých prvků;
- tepelná kapacita materiálůz toho je postaven dům.
Při výpočtu poptávky po teple vašeho domu musíte vzít v úvahu všechny faktory, včetně tepelných ztrát skrz okna a dveře, stěny a podlahy se stropy. Při výpočtu by se měly použít zvláštní normy, které zohledňují klimatické podmínky oblasti, ve které se obytná nemovitost nachází, a stupeň stávající tepelné izolace.
K největším tepelným ztrátám dochází přes vnější stěny domu. S rostoucími teplotními rozdíly uvnitř domu a mimo budovu se také zvyšují tepelné ztráty.
Pokud vezmeme v úvahu materiál, ze kterého byly vnější stěny postaveny, a tloušťku těchto stěn, pak pro vnější teplotu vzduchu -30 ° C bude tepelná ztráta odlišná a bude:
- cihla s vnitřní omítkou - 89 W / m² (ve 2,5 cihlech), 104 W / m² (ve 2 cihlech);
- nasekané s vnitřní podšívkou (250 mm) - 70 W / m²;
- ze dřeva s vnitřní podšívkou - 89 W / m² (180 mm), 101 W / m² (100 mm);
- rám s uvnitř rozšířenou hlínou (200 mm) - 71 W / m²;
- pěnový beton s vnitřní omítkou (200 mm) - 105 W / m².
K tepelným ztrátám však dochází nejen vnějšími stěnami, ale také jinými obálkami budov.
Zároveň - 30 ° C, budou:
- dřevěné podlahy v podkroví - 35 W / m²;
- suterén - 26 W / m²;
- dvojité dřevěné dveře bez izolace - 234 W / m²;
- dvojitá okna - 135 W / m².
Chcete-li vypočítat celkovou tepelnou ztrátu budovy, musíte vypočítat plochu všech obklopujících struktur v metrech čtverečních, vynásobit standardem tepelné ztráty pro typy konstrukcí s přihlédnutím k materiálům, z nichž jsou vyrobeny, a shrnout výsledky.
Výpočet by měl být proveden na základě minimální sezónní teploty v určité oblasti. Tepelné ztráty stěnami se počítají samostatně, jako je třeba brát v úvahu oblast zasklení a dveří.
Ztráty v podlažích bez poklopů v podkroví nebo v podzemí se počítají pro celou oblast jako pro jednotlivé konstrukční prvky.
Topný kotel je vybrán s ohledem na skutečnost, že jeho kapacita by měla být dostatečná k vyrovnání ztrát tepla s 20-30 procentní marží.
Postup výpočtu tepelné energie zařízení, které bude použito pro instalaci topného systému, je uveden ve videoklipu v poslední části článku.
Na našem webu je blok článků věnovaných výpočtu ohřevu vody, doporučujeme si přečíst:
- Hydraulický výpočet topného systému na konkrétním příkladu
- Výpočet ohřevu vody: vzorce, pravidla, příklady implementace
- Tepelný výpočet topného systému: jak správně vypočítat zatížení systému
Systémy ohřevu vody
Se všemi vnějšími rozdíly a různými schématy zapojení je základní princip provozu systémů ohřevu vody stejný. Nosič tepla zahřátý v kotli je dopravován potrubím k topným zařízením.
Po ochlazení voda přenáší teplo do okolního prostředí a poté se vrací na místo, kde bude zahřívána. Tento cyklus se opakuje znovu a znovu.
Přirozený a nucený oběh
V soukromých domech se používají tyto typy topných systémů:
- s přirozeným oběhem;
- s nuceným oběhem.
Přirozený oběh. Jeho výkon je založen na rozdílu hustoty mezi horkem a chladem. Horní polohy takového systému jsou obsazeny teplou vodou a dolní polohy studenou. Po ochlazení se teplá voda sníží a zahřeje se.
Druhým faktorem, který zajišťuje přirozenou cirkulaci vodních hmot, je sklon, pod kterým jsou trubky instalovány.
Výhoda obvody s přirozenou cirkulací je jeho úplná nezávislost na dodávkách energie.
Má mnohem více nevýhod:
- malý poloměr působeníI nepřesahující 30 m v horizontálním rozměru;
- doba ohřevu - dlouhé období dosažení provozních teplot ve všech bodech systému při spuštění po dlouhé přestávce;
- riziko vypnutí v důsledku tvorby ledu v otevřené expanzní nádrži.
Průměr potrubí by měl být dostatečně velký kvůli nízkému cirkulačnímu tlaku v okruhu. Tento faktor také ovlivňuje výběr baterií, protože moderní radiátory mají příliš úzký průřez, což vytváří další odpor, který působí proti oběhu „gravitace“.
Aby se dále stimuloval pohyb chladicí kapaliny, je potrubí konstruováno se sklonem, takže průměrně 3 mm padá na 1 lineární metr. Správná instalace potrubí v pravém úhlu není snadný úkol, ale bez jeho řešení bude systém fungovat mnohem pomaleji a efektivněji.
Chladivo uniká do vzdálených radiátorů gravitačních systémů již podstatně ochlazených. Pro udržení teploty ohřevu by měly být použity litinové radiátory. K vyvážení teplotního rozdílu by vzdálené baterie měly mít více sekcí než ty, které jsou nejblíže kotli.
Nucený oběh poskytuje čerpadlo. Obvod může obsahovat jedno nebo několik čerpadel. Upřednostňuje se použití několika čerpadel: nouzové vypnutí jednoho z nich nepoškodí veškeré vytápění.
Chladivo se cyklicky pohybuje podél uzavřeného okruhu, do kterého je zapojena expanzní nádrž, která vylučuje odpařování vody.
Výhody systémy nuceného oběhu:
- pro instalaci topení budete potřebovat více trubek, ale menší průměr;
- Můžete použít různé typy radiátorů a tepelných trubek s malými průměry;
- teplota topných těles je snadnější regulovat;
- rozsah působení je výrazně rozšířen v důsledku umělé stimulace pohybu chladicí kapaliny;
- možnost použití topných jednotek se zlepšenými charakteristikami chladicího média.
Nevýhoda vynucených systémů závisí na dodávce energie. Aby se předešlo incidentům s úplnou nečinností vytápění, doporučuje se doplňovat zásoby na diesel nebo benzínový generátor.
Nevýhody navíc zahrnují:
- potřeba přesného výpočtu průměr potrubí, příliš úzké kanály výrazně zvýší hydraulický odpor a při cirkulaci přes příliš široké potrubí bude chladicí kapalina „vydávat hluk“;
- značné stavební náklady kvůli téměř dvojnásobné délce potrubí, zařazení jednoho nebo dvou oběhová čerpadlav případě potřeby pomocné čerpadlo;
- povinné používání drahých regulátorů průtok chladicí kapaliny, její teplota a tlak v systému.
Správný výběr typu cirkulace závisí na individuálních charakteristikách a umístění budovy, ve které bude instalován ohřev vody. Režimy s přirozeným pohybem se však v poslední době začaly méně a méně používat a používají je hlavně v budovách pro přechodný pobyt.
Nejčastěji jsou soukromé domy vybaveny systémy s umělým donucením pohybu chladicí kapaliny kvůli podstatně větším schopnostem.
Kombinované oběhové systémy
Kombinovaný systém může fungovat v přirozeném i vynuceném režimu. To znamená, že při jeho instalaci je třeba, jako v případě použití přirozené cirkulace, zajistit sklon potrubí 3 až 5 mm na lineární metr, jakož i instalaci čerpadla, jakož i nucenou cirkulaci.
V takovém topném okruhu je obvykle kotel na pevná paliva.
Smyslem používání kombinovaného systému je, že bude i nadále fungovat i v případě výpadku proudu. Náhlé vypnutí topení v zimě však hrozí nejen snížením teploty v místnosti.
Prvky topného systému mohou jednoduše selhat, protože voda, která se během mrazu rozpíná, narušuje jejich těsnost.
Způsoby instalace systémů ohřevu vody
Zvažte dvě hlavní schémata instalace topných systémů.
Jednovrubný topný systém
Konstrukce potrubí s jedním potrubím je charakterizována přímým sledem přívodu chladicího média do radiátorů. Chladicí kapalina plní a zahřívá nejprve první baterii, poté další a tak dále.
Z každého potrubí jsou do každého radiátoru přiváděny dvě trubky: první je nutná pro přívod chladicí kapaliny a druhá je pro vypouštění částečně chlazené vody.
Charakteristickým rysem takového schématu je relativně nízké zahřívání poslední baterie ve srovnání s první baterií, protože voda se „dostane“ k ní, protože již ztratila část svého tepla.
Další minus možnost vytápění jedním potrubím má se za to, že v případě poruchy není možné zastavit přívod chladicího média k jednomu konkrétnímu radiátoru. Bude muset vypnout celý systém.
Dvourrubkový systém a jeho varianty
V topném okruhu se dvěma trubkami, jak název napovídá, se netýká jedné, ale dvou trubek. Současně je každá z baterií připojena v jedné trubce k hlavnímu potrubí, kterým je chladivo přiváděno, a druhé k vratné trubce. Ukazuje se, že pro horké a chlazené chladicí médium jsou k dispozici oddělené trubky.
Díky tomuto designu vytápění má voda ve všech radiátorech téměř stejnou teplotu. Provoz takového systému je snadnější řídit, upravovat a automatizovat.
Dvou trubkový systém je zase rozdělen na dva typy:
- s horním těsněním přívodní trubky, tj. s top kabeláží;
- se spodním pokládáním přívodní trubky, tj. se spodním zapojením.
Špičkové elektroinstalační systémy jsou postaveny především ve vícepodlažních budovách s podkrovím. Schémata s nižším zapojením jsou prioritou v soukromé nízkopodlažní výstavbě, protože vám umožňují skrýt pokládku potrubí na maximum a eliminovat nebo snížit počet stoupaček.
Srovnávací charakteristiky jednotlivých trubek a trubek dvojitý trubkový topný systém ve videu, který je umístěn na konci našeho článku.
Otevřené a uzavřené topné systémy
Kromě typů systémů ohřevu vody, které jsme již uvažovali, existuje rozdělení na otevřený a uzavřený design.
Otevřený topný systém sestává z kotle (který se používá s výjimkou elektrického), potrubí, radiátorů a expanzní nádrže, která přijímá přebytečnou vodu, když expanduje během vytápění.
Nádrž není těsná, voda ze systému se může odpařit, takže její hladina musí být řízena a v případě potřeby doplněna.
Pump in otevřený topný systém nepoužije se. Topný kotel je umístěn v nejnižším bodě a expanzní nádrž v nejvyšším bodě.
Uzavřená konstrukce je utěsněna. Zahrnuje všechny stejné prvky jako na volném prostranství. Protože je však pohyb chladicího média nucený, povinný seznam prvků je doplněn oběhovým čerpadlem.
Expanzní nádrž, která je součástí uzavřené konstrukce, se skládá ze dvou utěsněných částí oddělených bránicí. Pokud je v systému přebytek expandované tekutiny, vstupuje do jedné z komor nádrže a tlačí membránu do druhé komory naplněné dusíkem nebo vzduchem.
S expanzí chladicího média stoupá tlak v systému, část nádrže naplněná vodou se snaží vytlačit a stlačit směs plynu. Při překročení mezní hodnoty tlaku v nádrži se aktivuje bezpečnostní ventil, který odvádí přebytečné chladicí médium.
Každý z topných systémů má své výhody a nevýhody.Liší se v řadě charakteristik a jsou vhodné pro různé objekty. Pokud potřebujete vytápět malý soukromý dům nebo chalupu, použijte jednoduchý a spolehlivý otevřený design.
Těžší instalace a provoz uzavřený topný systém častěji se používá v pevných chatkách a ve vícepodlažních budovách.
Prvky topného systému
Protože v domě montujeme ohřev vody vlastníma rukama, musíme mít představu o součástech navrhovaného designu.
Stanovení vhodného kotle
Kotel je srdcem topného systému. Je velmi důležité zvolit si jej správně, protože spolehlivost dodávky tepla na něm závisí v mnoha ohledech.
V závislosti na použitém palivu v kotli se rozlišují následující typy těchto zařízení:
- Plyn. Tento kotel je mezi spotřebiteli nejoblíbenější. Snadno se instaluje, funguje bez hluku. Plyn je relativně levný a během spalování vytváří velké množství tepla. K jeho použití je však třeba získat povolení, objednat instalaci přívodního potrubí a zajistit odsávací větrání v kotelně.
- Elektrický. Tyto kotle jsou nejbezpečnější. Místo jejich instalace nemusí být dodatečně vybaveno. Během jejich provozu nevzniká otevřený plamen a spaliny, které by mohly být otráveny. Účinnost tohoto zařízení je však relativně malá, elektřina je drahá a energeticky náročný kotel vyžaduje spolehlivé napájení.
- Kapalné palivo. Na rozdíl od plynu jsou tyto kotle vybaveny speciálním druhem hořáků. K tomuto zařízení potřebujete speciální kotelnu. Kapalné palivo rychle znečišťuje kotel.
- Tuhé palivo. V těchto zařízeních se spalují uhlíkové brikety a další druhy pevného paliva. Pokud jste připraveni připravit palivové dříví nebo uhlí na celé chladné období, můžete tuto možnost použít.
Kombinované kotle jsou považovány za nejspolehlivější, v nichž lze použít různé druhy paliva. Taková zařízení mají pouze jednu nevýhodu - takové kotle jsou drahé.
Co jsou topné radiátory
Abyste nebyli zklamáni v důsledku provedené práce, musíte k výběru radiátorů přistupovat odpovědně. V tomto případě byste se neměli soustředit ani na estetické vlastnosti, ani na technické vlastnosti baterií. A technické vlastnosti do značné míry závisí na materiálu výroby těchto výrobků.
Radiátory jsou:
- Ocel. Tyto levné výrobky jsou příliš citlivé na korozi. Pokud v létě, když se nepoužívá vytápění, je voda ze systému vypuštěna, může být životnost ocelových radiátorů výrazně snížena.
- Hliník. Tyto atraktivně vypadající radiátory se zahřívají dostatečně rychle. Negativně je ovlivňují pouze významné tlakové ztráty. V soukromých domech jim toto nebezpečí neohrožuje.
- Bimetalický. Takové baterie z hliníku mají odolnost proti korozi a z oceli - vysoký přenos tepla.
- Litina. Tyto výrobky jsou drahé, ale vydrží velmi dlouho. Zahřívají se po dlouhou dobu, ale pak se po dlouhou dobu ochladí. Významná hmotnost výrobků z litiny není překážkou v jejich činnosti, ale může zpomalit proces instalace.
Existují nové modely radiátorů, na jejichž vnitřní povrch je nanesen ochranný povlak. Takové baterie stojí trochu víc, ale peníze, které na ně utratíte, se vyplatí se zájmem.
Jak neudělat chybu s trubkami
K instalaci topného systému je potřeba mnoho potrubí.
Který z nich dává přednost:
- Kov. Životnost takových trubek není příliš dlouhá. V průběhu času mohou kovové výrobky rezivět. Namontují se pomocí závitových spojení.
- Polymer. Jedná se o levný, ale poměrně spolehlivý materiál, který se vyznačuje odolností proti korozi. Tyto potrubí může namontovat i laik. Potrubí z polymerních trubek bude trvat velmi dlouho.
- Kov-plast. Složení těchto trubek je hliník a plast. Jejich potrubí je shromažďováno na závitových nebo lisovacích spojích. Jako vedlejší produkt vysokého koeficientu tepelné roztažnosti těchto trubek mohou prasknout, dojde-li k prudké změně teploty vody.
Pokud majitelé domu nemají žádná omezení, má smysl zajistit rozvod tepla z měděných trubek. Jedná se o velmi drahý materiál, ale jeho náklady se ospravedlňují. Takové trubky jsou spolehlivé a trvanlivé.
Dobře snášejí vysokou teplotu a tlak. K jejich instalaci použijte pájení - vysokoteplotní pájka obsahující stříbro.
Všechno, co jsme vám řekli výše, bylo o chladicí vodě. Voda jako chladivo však může být použita v jiných topných systémech.
Přečtěte si více o vlastnostech a výběru potrubí pro vytápění, viz tento článek.
Vodní systém "Teplá podlaha"
„Teplá podlaha“ může úspěšně doplnit ohřev vody radiátorem a stát se jediným zdrojem vytápění prostoru, pokud mluvíme o nízkopodlažní budově. Obrovskou výhodou domu Warm House je, že tento systém poskytuje podmínky, které plně vyhovují hygienickým a hygienickým standardům místnosti.
Vzduch se ohřívá nerovnoměrně po výšce místnosti: v horní části místnosti je chladnější a ve spodní části je teplejší.
Teplota systému je pouze 55 ° C, což odpovídá konstrukčním standardům. Cvičení instalace podlahového vytápění utratit celou plochu každého z prostor. Jedná se o poměrně komplikovanou práci, kterou lze kvalitativně provést pouze ve fázi výstavby domu. Provoz systému také způsobuje řadu obtíží.
Okenní topný systém
Pokud je instalace „teplého domu“ obtížná a radiátory kazí interiér místnosti, můžete použít topný systém podlahové desky.
Při tomto druhu vytápění se instalace potrubí provádí za základní deskou, tj. Mírně nad úrovní podlahy. Zároveň se místnost, jako v případě „teplé podlahy“, zahřívá ve správném pořadí.
Současně je podlaha vytápěna, což vytváří příznivé podmínky v každém ročním období. Soklové topení se stává stále populárnějším a postupně se stává módním.
Závěry a užitečné video na toto téma
Porovnání dvou trubkových a jedno trubkových topných systémů:
Dům, který budete žít po celý rok, potřebuje vytápění v chladném období. Chcete-li, aby byly vaše životní podmínky pohodlné, musíte si vybrat systém ohřevu vody, který je nejvhodnější pro vaše individuální podmínky.
Doufáme, že vám informace v tomto článku pomohou při správném výběru. Kvalitní topení není koneckonců jen pohodlí a pohodu. Je to také předpoklad pro udržení vašeho zdraví.
Máte něco k doplnění, nebo máte otázky týkající se systémů ohřevu vody? Můžete zanechat komentáře k publikaci a účastnit se diskusí. Kontaktní formulář je umístěn ve spodním bloku.
Podlahové vytápění a soklové vytápění jsou opravdu úžasné, pohodlné, praktické a estetické způsoby vytápění vašeho domu. To je nepopiratelné. Ale to vše je úžasné pouze za jedné podmínky - kompetentní design a kvalitní instalace. Stejně jako vysoce kvalitní materiály takových systémů. A to jsou tak chytří lidé, kteří vytvářejí „teplou podlahu“ nikoliv ve venkovských domech, ale v obyčejných bytech výškových budov. Při hledání levnějších nabídek a snažení ušetřit na tom, co můžete, samozřejmě. A pak sousedé zespodu začnou kapat ze stropu a strop na hmotnosti takového systému není navržen. Zde jsou radosti pro lidi - odborné znalosti a soudy.
Instalace topení je vlastně jednoduchá pro ty, kteří vědí, jak pájet plastové trubky. Udělal jsem to velmi efektivně - nízkoenergetický kotel (čínský Solly18h) byl nainstalován instalatéry a sám jsem nainstaloval elektroinstalaci s radiátory a jak ukázala operace, byl to velmi úspěšný. Tréninkové video jsem vzal jako základ - téměř totožné s touto informací. Udělal všechno - tři dny (3-pokojový byt). Ušetřil jsem spoustu peněz a získal užitečné zkušenosti.