Luonnonkierron lämmitysjärjestelmä: yleiset vesipiirisuunnittelut

Autonomisen painovoimatyyppisen lämmitysverkon rakentaminen valitaan, jos kiertopumpun asentaminen tai kytkeminen keskitettyyn virtalähteeseen on epäkäytännöllistä ja joskus mahdotonta.

Tällainen järjestelmä on halvempaa asentaa ja täysin riippumaton sähköstä. Sen suorituskyky riippuu kuitenkin suuresti suunnittelun tarkkuudesta.

Jotta luonnollisen kiertovesijärjestelmä toimisi sujuvasti, on tarpeen laskea sen parametrit, asentaa komponentit oikein ja valita järkevästi vesipiiri. Autamme näiden ongelmien ratkaisemisessa.

Kuvailimme gravitaatiojärjestelmän pääperiaatteet, annimme neuvoja putkilinjan valinnalle, hahmottelimme piirin kokoamisen ja työsolmujen sijoittamista koskevat säännöt. Kiinnitimme erityistä huomiota yhden ja kaksiputkisten lämmityspiirien suunnitteluun ja toimintaan.

Luonnollisen kiertoprosessin periaatteet

Lämmityspiirin veden liikkumisprosessi ilman kiertovesipumpua tapahtuu luonnollisten fysikaalisten lakien takia.

Näiden prosessien luonteen ymmärtäminen antaa sinulle mahdollisuuden osaavasti suunnitella lämmitysjärjestelmä tyypillisiin ja epästandardeihin tapauksiin.

Suurin ero hydrostaattisessa paineessa

Minkä tahansa jäähdytysnesteen (vesi tai pakkasneste) fysikaalinen ominaisuus, joka myötävaikuttaa sen liikkumiseen virtausta pitkin luonnollisen kierteen aikana, on tiheyden lasku lämpötilan noustessa.

Kuuman veden tiheys on vähemmän kuin kylmä ja siksi lämpimän ja kylmän nestepylvään hydrostaattisessa paineessa on ero. Lämmönvaihtimeen virtaava kylmä vesi syrjäyttää kuuman veden putkesta.

Vesipiirin vetovoima luonnollisen kierron aikana on hydrostaattisen paineen ero nesteen kylmän ja kuuman kolonnin välillä

Talon lämmityspiiri voidaan jakaa useisiin osiin. Vesi suunnataan ylöspäin "kuumia" fragmentteja pitkin ja alaspäin "kylmiä" fragmentteja pitkin. Fragmenttien rajat ovat lämmitysjärjestelmän ylempi ja alempi piste.

Suurin haaste mallinnuksessa luonnolliset verenkiertojärjestelmätveden on tarkoitus saavuttaa suurin mahdollinen ero nestekolonnin paineen välillä ”kuumissa” ja “kylmissä” palasissa.

Vesipiirin elementti, joka on klassinen luonnolliselle kiertämiselle, on kiihtyvyyskeräin (päälaskuri) - pystysuora putki, joka on suunnattu ylöspäin lämmönvaihtimesta.

Kiihdytyskeräimellä on oltava korkein lämpötila, joten se on eristetty koko pituudeltaan. Vaikka keräilijän korkeus ei ole suuri (kuten yksikerroksisten talojen tapauksessa), et voi tehdä eristystä, koska siinä olevalla vedellä ei ole aikaa jäähtyä.

Tyypillisesti järjestelmä on suunniteltu siten, että kiihtyvyyskeräimen yläpiste on samanlainen kuin koko piirin yläpiste. He asettivat poistumissuunnan kohtaan avaa säiliön laajennin tai ilmausventtiili, jos käytetään kalvosäiliötä.

Silloin piirin “kuuman” fragmentin pituus on mahdollisimman pieni, mikä johtaa lämpöhäviön vähentymiseen tällä alueella.

On myös toivottavaa, että piirin "kuuma" fragmentti ei ole yhdistetty pitkään osaan, joka kuljettaa jäähdytettyä jäähdytysnestettä. Ihannetapauksessa vesipiirin alempi piste on samanlainen kuin lämmityslaitteeseen sijoitetun lämmönvaihtimen alempi piste.

Mitä alempi kattila sijaitsee lämmitysjärjestelmässä, sitä alhaisempi nestepylvään hydrostaattinen paine piiren kuumassa osassa

Vesipiirin ”kylmälle” segmentille on myös omat säännöt, jotka lisäävät nesteen painetta:

• sitä enemmän lämpöhäviöitä on lämmitysverkon ”kylmässä” osassasitä alhaisempi veden lämpötila ja sitä suurempi on sen tiheys, joten luonnollista kiertoa käyttävien järjestelmien toiminta on mahdollista vain merkittävän lämmönsiirron avulla;
• sitä suurempi etäisyys piirin pohjasta jäähdyttimen liitäntään, sitä suurempi vesipylvään osa, jonka minimilämpötila ja -tiheys ovat korkeimmat.

Jälkimmäisen säännön noudattamisen varmistamiseksi takka tai kattila asennetaan usein talon alimpaan kohtaan, esimerkiksi kellariin. Tämä kattilan järjestely tarjoaa suurimman mahdollisen etäisyyden pattereiden alemman tason ja veden pääsypisteen välillä lämmönvaihtimeen.

Luonnonkierron aikana vesipiirin ala- ja yläpisteiden välinen korkeus ei saa kuitenkaan olla liian suuri (käytännössä enintään 10 metriä). Uuni tai kattila, vain lämmönvaihdin ja kiihdytyskeräimen alaosa lämmitetään.

Jos tämä fragmentti on merkityksetön koko vesipiirin korkeudelle, silloin painehäviö piirin ”kuumassa” fragmentissa on merkityksetön ja kiertoprosessi ei käynnisty.

Luonnollisen kiertovesijärjestelmän käyttö kaksikerroksisissa rakennuksissa on perusteltu, ja kiertovesipumppua tarvitaan suurempiin kerroksiin

Veden liikkuvuuden kestävyyden minimointi

Suunniteltaessa luonnollisella kiertävällä järjestelmällä on otettava huomioon jäähdytysnesteen nopeus virtausta pitkin.

ensiksimitä nopeampi nopeus, sitä nopeampi lämmönsiirto järjestelmän "kattila - lämmönvaihdin - vesipiiri - lämmityspatterit - huone" läpi.

toiseksimitä nopeampi nesteen nopeus lämmönvaihtimen läpi, sitä epätodennäköisempi se kiehuu, mikä on erityisen tärkeää uunien lämmittämisessä.

Järjestelmän kiehuva vesi voi olla erittäin kallista - lämmönvaihtimen purkamisen, korjaamisen ja uudelleenasennuksen kustannukset vaativat paljon aikaa ja rahaa

Järjestelmissä kiertoilman lämmitys veden nopeus riippuu pääasiassa parametreista kiertovesipumppu.

Luonnollisella kiertovesillä lämmitettäessä nopeus riippuu seuraavista tekijöistä:

• paine-erot muodon fragmenttien välillä sen alapäässä;
• hydrodynaaminen vastus lämmitysjärjestelmä.

Edellä on käsitelty tapoja varmistaa maksimaaliset paine-erot. Oikean järjestelmän hydrodynaamista vastustusta ei voida laskea tarkasti monimutkaisen matemaattisen mallin ja suuren määrän syöttötietojen takia, joiden tarkkuutta on vaikea taata.

Siitä huolimatta on olemassa yleisiä sääntöjä, joiden noudattaminen vähentää lämmityspiirin vastusta.

Tärkeimmät syyt veden liikkumisen nopeuden vähentämiseen ovat putkien seinämien vastus ja liitosten tai venttiilien aiheuttama kapenevuus. Pienellä virtausnopeudella seinämän vastus puuttuu käytännössä.

Poikkeuksena ovat pitkät ja ohuet putket, jotka ovat ominaisia ​​lämmitykseen lämmin lattia. Pääsääntöisesti sille erotetaan erilliset piirit, joissa on pakko kierto.

Valittaessa luonnollisen kiertävän piirin putketyyppejä on otettava huomioon tekniset rajoitukset järjestelmän asennuksen aikana. siksi muoviputket sitä ei ole toivottavaa käyttää veden luonnollisen kiertämisen aikana, koska niiden liitososat ovat liitettynä huomattavasti pienempään sisähalkaisijaan.

Metallimuoviputkien liitoskappaleet kaventavat sisähalkaisijaa jonkin verran ja ovat vakava este veden virtaukselle matalassa paineessa (+)

Putkien valintaa ja asennusta koskevat säännöt

Valinta teräksen tai teräksen välillä polypropeeniputket missä tahansa kierrätyksessä, se tapahtuu kriteerin perusteella, joka mahdollistaa niiden käytön kuumassa vedessä, sekä hinnan, asennuksen helppouden ja käyttöiän kannalta.

Nousija asennetaan metalliputkesta, koska korkeimman lämpötilan vesi kulkee sen läpi, ja uunilämmityksen tai lämmönvaihtimen toimintahäiriön tapauksessa mahdollisuus höyryn kulkemiseen on mahdollista.

Luonnollisen kierrätyksen yhteydessä on tarpeen käyttää hiukan suurempaa putken halkaisijaa kuin kiertovesipumpun tapauksessa. Yleensä huoneiden lämmittämiseen enintään 200 neliömetriä. m, kiihdytyskeräimen ja putken halkaisija lämmönvaihtimeen paluuläpän kohdalla on 2 tuumaa.

Tämä johtuu alhaisemmasta veden nopeudesta verrattuna pakotettuun kiertovaihtoehtoon, mikä johtaa seuraaviin ongelmiin:

• vähentynyt lämmönsiirto aikayksikköä lähteestä lämmitettyyn huoneeseen;
• tukkeutumista tai ruuhkia, joka ei selviä pienestä paineesta.

Erityistä huomiota käytettäessä luonnollista kiertoa alhaisemman syöttöpiirin kanssa on poistettava ilmasta järjestelmästä. Sitä ei voida poistaa kokonaan jäähdytysnesteestä paisuntasäiliön kautta, kuten kiehuvaa vettä tulee ensin laitteisiin moottoritielle, joka sijaitsee alempana kuin he itse.

Painekierron ollessa vedenpaine ohjaa ilmaa järjestelmän korkeimpaan kohtaan asennettuun ilmakollektoriin - laitteeseen, jossa on automaattinen, manuaalinen tai puoliautomaattinen ohjaus. kanssa Mayevsky-nosturit Lämmönsiirtoa säädetään periaatteessa.

Painovoimanlämmitysverkoissa, joissa syöttö on laitteiden alapuolella, Mayevsky-hanat käytetään suoraan ilmanpoistoon.

Kaikissa nykyaikaisissa lämmityspattereissa on ilmanpoistolaitteita, joten voit estää tulppien muodostumisen piirissä tekemällä kaltevuuden ohjaamalla ilmaa patteriin

Ilma voidaan myös tuulettaa käyttämällä ilmanvaihtoaukkoja, jotka on asennettu jokaiselle nousevalle alueelle tai järjestelmän moottoriteiden suuntaisesti kulkevalle ilmajohdolle. Ilman poistolaitteiden vaikuttavan määrän vuoksi alemman johtimen painovoimapiirit ovat erittäin harvinaisia.

Matalassa paineessa pieni ilmapistoke voi pysäyttää lämmitysjärjestelmän kokonaan. Joten SNiP 41-01-2003: n mukaan lämmitysjärjestelmän putkistoja ei saa sijoittaa ilman kaltevuutta veden nopeudella, joka on alle 0,25 m / s.

Luonnollisella kierrätyksellä tällaisia ​​nopeuksia ei voida saavuttaa. Siksi putkien halkaisijan kasvattamisen lisäksi on noudatettava vakioita kaltevuuksia ilman poistamiseksi lämmitysjärjestelmästä. Kaltevuus on suunniteltu nopeudella 2–3 mm / 1 metri, asuntoverkoissa kaltevuus on 5 mm / vaakaviivan lineaarimittari.

Syöttökulma tehdään veden liikesuunnassa siten, että ilma siirtyy paisuntasäiliöön tai virtauspiirin yläosassa olevaan ilmanpoistojärjestelmään. Voit tehdä vasta-puolueellisuuden, mutta tässä tapauksessa sinun on lisäksi asetettava tuuletusventtiili.

Paluulinjan kaltevuus tehdään pääsääntöisesti jäähdytetyn veden liikesuuntaan. Silloin piirin alakohta on sama kuin paluuputken tulo lämpögeneraattoriin.

Yleisin syöttö- ja paluuputkien kaltevuuden yhdistelmä ilman lukkojen poistamiseksi luonnollisesta kiertovesipiiristä

at asentaa lämmin lattia pieni piiri luonnollisella kiertävällä piirillä, on välttämätöntä estää ilmaa pääsemästä tämän lämmitysjärjestelmän kapeisiin ja vaakasuoriin putkiin. Ilmanpoistolaite on asetettava lämpimän lattian eteen.

Yhden ja kahden putken lämmitysjärjestelmät

Kehitettäessä luonnollisen vedenkierron omaavan talon lämmitysjärjestelmää on mahdollista suunnitella joko yksi tai useita erillisiä piirejä. Ne voivat poiketa toisistaan ​​huomattavasti. Riippumatta patterien pituudesta, lukumäärästä ja muista parametreista, ne suoritetaan yhden tai kahden putken järjestelmän mukaan.

Yksilinjainen piiri

Lämmitysjärjestelmää, joka käyttää samaa putkea peräkkäiseen veden toimittamiseen pattereihin, kutsutaan yhdeksi putkeeksi. Yksinkertaisin yksiputkinen vaihtoehto on lämmitys metalliputkilla ilman lämpöpattereita.

Tämä on halvin ja ongelmallisin tapa ratkaista kodin lämmitys, kun valitaan jäähdytysnesteen luonnollista kiertoa. Ainoa merkittävä miinus on isojen putkien esiintyminen.

Halvinta yhden putken versio Lämmityspattereilla kuuma vesi virtaa peräkkäin jokaisen laitteen läpi. Täällä tarvitset vähimmäismäärän putkia ja venttiilejä.

Kun edistyt lämmönsiirtoaineen jäähtyy, joten seuraavat lämpöpatterit saavat kylmempää vettä, mikä on otettava huomioon laskettaessa osien lukumäärää.

Yksinkertainen yksiputkinen järjestelmä (yllä) vaatii minimaalisen määrän asennustöitä ja sijoitettuja varoja. Alla oleva monimutkaisempi ja kalliin vaihtoehto antaa sinun katkaista patterit sammuttamatta koko järjestelmää.

Tehokkain tapa kytkeä lämmityslaitteet yhden putken verkkoon on diagonaalinen vaihtoehto.

Tämän luonnollisen kiertovesilämmityspiirien kaavion mukaan kuuma vesi menee jäähdyttimeen ylhäältä, jäähdytyksen jälkeen se johdetaan alla olevan putken läpi. Tällä tavalla kuljetettaessa lämmitetty vesi antaa maksimilämpöä.

Kun akku, sekä tulo- että lähtöputki on alhaisemmalla tasolla, lämmönsiirto vähenee huomattavasti, koska lämmitetyn jäähdytysnesteen on mentävä niin kauan kuin mahdollista. Merkittävän jäähdytyksen takia sellaisissa järjestelmissä ei käytetä akkuja, joissa on paljon osioita.

Leningradkalle on ominaista vaikuttava lämpöhäviö, joka on otettava huomioon järjestelmää laskettaessa. Plussa on, että käytettäessä sulkuventtiilejä tulo- ja poistosuuttimissa, laitteet voidaan valinnaisesti sammuttaa korjausta varten pysäyttämättä lämmitysjaksoa (+)

Lämmityspiirejä, joissa on samanlainen lämpöpatteriliitäntä, kutsutaan “Leningradka". Huolimatta huomattavista lämpöhäviöistä ne ovat edullisia asunnon lämmitysjärjestelmien järjestelyissä, mikä johtuu putkilinjan esteettisemmästä ulkonäöstä.

Yhden putken verkkojen merkittävä haitta on kyvyttömyys sammuttaa yksi lämmitysosista pysäyttämättä veden kiertoa ympäri virtapiiriä.

Siksi käytä yleensä klassisen järjestelmän nykyaikaistamista asentamalla ”ohittaaJäähdyttimen ohittaminen käyttämällä haaraa, jossa on kaksi palloventtiiliä tai kolmitieventtiiliä. Tämän avulla voit säätää jäähdyttimen veden syöttöä täydelliseen sammutukseen saakka.

Kaksi tai useampia kerroksisia rakennuksia varten käytetään versioita yhdestä putkista, joissa on pystysuorat nousut. Tässä tapauksessa kuuman veden jakautuminen on tasaisempaa kuin vaakasuorassa nousussa. Lisäksi pystysuorat nousut ovat vähemmän ulkona ja sopivat paremmin talon sisätiloihin.

Yhden putken järjestelmää pystysuorilla johdotuksella käytetään menestyksekkäästi kaksikerroksisten huoneiden lämmittämiseen luonnollisen kierron avulla. Esitetään vaihtoehto, jolla on kyky sammuttaa ylemmät lämpöpatterit.

Paluuletkuvaihtoehto

Kun yhtä putkea käytetään syöttämään kuumaa vettä pattereihin ja toista tyhjennetään kattilaan tai uuniin, tätä lämmitysjärjestelmää kutsutaan kaksiputkiseksi. Samanlaista järjestelmää lämmityspatterien läsnä ollessa käytetään useammin kuin yhden putken järjestelmää.

Se on kalliimpaa, koska se vaatii ylimääräisen putken asentamisen, mutta sillä on useita merkittäviä etuja:

• tasaisempi lämpötilan jakautuminen lämpöpatterit toimitetaan pattereihin;
• helpompi laskea lämpöpatterien parametrien riippuvuus lämmitetyn huoneen pinta-alasta ja vaadittavat lämpötila-arvot;
• tehokkaampi lämmönhallinta jokaiseen jäähdyttimeen.

Jäähdytetyn veden liikesuunnasta riippuen, suhteellisen kuuma, kaksiputkijärjestelmät jaoteltu ohitus- ja umpikujaan. Liitännäisissä piireissä jäähdytetyn veden liike tapahtuu samaan suuntaan kuin kuumaa, joten syklin pituus koko piirissä on sama.

Umpikujajärjestelyissä jäähdytetty vesi liikkuu kohti kuumaa, joten jäähdytysnesteen kierrosjaksojen pituudet ovat erilaisia ​​erilaisille lämpöpattereille. Koska järjestelmän nopeus on pieni, lämmitysaika voi vaihdella huomattavasti. Ne jäähdyttimet, joissa vesisyklin jakson pituus on lyhyempi, lämmitetään nopeammin.

Kun valitaan umpikuja ja niihin liittyvät lämmitysjärjestelmät, ne lähtevät ensisijaisesti paluuputken suorittamisen mukavuudesta

Silmäluomarin sijainti on kahta tyyppiä suhteessa pattereihin: ylempi ja alempi. Yläliitännällä kuuman veden syöttöputki sijaitsee pattereiden yläpuolella, ja alemmalla liitoksella se on alempi.

Pohjaliitännällä ilma voidaan poistaa patterien kautta, eikä putkia tarvitse pitää kiinni päällä, mikä on hyvä huoneen suunnittelun kannalta.

Ilman kiihtymiskeräintä painehäviö on kuitenkin paljon pienempi kuin käytettäessä ylempää syöttöä. Siksi pohjassilmäsuojainta ei käytännössä käytetä lämmitettäessä tiloja luonnollisen verenkiertoon perustuen.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Yhden putken järjestelmän järjestäminen pienen talon sähkökattilan perusteella:

Kaksikerroksisen puurakennusjärjestelmän työ, joka perustuu pitkä palamisen kiinteän polttoaineen kattilaan:

Luonnonkierron käyttö veden liikkuessa lämmityspiirissä vaatii tarkkoja laskelmia ja teknisesti pätevää asennustyötä. Näissä olosuhteissa lämmitysjärjestelmä lämmittää omakotitalon huoneita ja vapauttaa omistajat pumpun melusta ja riippuvuudesta sähköstä.

Jos sinulla on kysyttävää aiheesta tai haluat jakaa henkilökohtaisen kokemuksen painovoimaisen lämmitysjärjestelmän organisoinnista ja käytöstä, jätä kommentit tähän artikkeliin. Palautelaatikko sijaitsee alla.