Prirodni cirkulacijski sustav grijanja: uobičajeni vodovodni krugovi

Izgradnja autonomne gravitacijske mreže za grijanje odabrana je ako je nepraktično, a ponekad i nemoguće, instalirati cirkulacijsku pumpu ili spojiti se na centralizirano napajanje.

Takav je sustav jeftiniji za instaliranje i potpuno neovisan o električnoj energiji. Međutim, njegova izvedba uvelike ovisi o točnosti dizajna.

Da bi sustav grijanja s prirodnom cirkulacijom mogao nesmetano funkcionirati, potrebno je izračunati njegove parametre, pravilno instalirati komponente i razumno odabrati krug vode. Pomoći ćemo u rješavanju ovih pitanja.

Opisali smo glavne principe gravitacijskog sustava, dali savjete o odabiru cjevovoda, iznijeli pravila za sastavljanje kruga i postavljanje radnih čvorova. Posebnu pažnju posvetili smo dizajnu i funkcioniranju jednocijevnih i dvocijevnih krugova grijanja.

Načela procesa prirodne cirkulacije

Proces kretanja vode u krugu grijanja bez upotrebe cirkulacijske pumpe događa se zbog prirodnih fizičkih zakona.

Razumijevanje prirode tih procesa omogućit će vam da kompetentno radite osmisliti sustav grijanja za tipične i nestandardne slučajeve.

Maksimalna razlika u hidrostatskom tlaku

Glavno fizičko svojstvo bilo kojeg rashladnog sredstva (vode ili antifriza), koje doprinosi njegovom kretanju duž kruga tijekom prirodne cirkulacije, je smanjenje gustoće s porastom temperature.

Gustoća tople vode manja je od hladne i zato postoji razlika u hidrostatičkom tlaku stupca tople i hladne tekućine. Hladna voda koja teče dolje do izmjenjivača topline istiskuje vruću vodu prema cijevi.

Pokretačka snaga vode u krugu tijekom prirodne cirkulacije je razlika u hidrostatskom tlaku između hladnih i vrućih stupova tekućine

Krug grijanja kuće može se podijeliti u nekoliko fragmenata. Voda je usmjerena prema gore duž „vrućih“ fragmenata, a prema dolje duž „hladnih“ fragmenata. Granice fragmenata su gornja i donja točka sustava grijanja.

Glavni izazov u modeliranju prirodni cirkulacijski sustavivodom treba postići najveću moguću razliku između tlaka stupa tekućine u „vrućim“ i „hladnim“ fragmentima.

Element vodenog kruga, koji je klasičan za prirodnu cirkulaciju, je ubrzavajući kolektor (glavni uzlazni vod) - okomita cijev usmjerena prema gore od izmjenjivača topline.

Kolektor za ubrzanje mora imati maksimalnu temperaturu, tako da je izoliran cijelom dužinom. Iako, ako visina kolektora nije velika (što se tiče jednokatnih kuća), onda ne možete provesti izolaciju, jer voda u njemu neće imati vremena za hlađenje.

Sustav je obično dizajniran tako da se gornja točka kolektora za ubrzanje podudara s gornjom točkom čitavog kruga. Postavili su izlaz otvoreni ekspander spremnika ili ventila za odzračivanje ako se koristi membranski spremnik.

Tada je duljina „vrućeg“ fragmenta kruga najmanja moguća, što dovodi do smanjenja gubitka topline u ovom području.

Također je poželjno da "vrući" fragment kruga nije kombiniran s dugim odjeljkom koji transportira ohlađenu rashladnu tekućinu. U idealnom slučaju, donja točka vodenog kruga podudara se s donjom točkom izmjenjivača topline postavljenom u grijaći uređaj.

Što je niži kotao smješten u sustavu grijanja, to je niži hidrostatički tlak stupa tekućine u vrućem fragmentu kruga.

Za „hladni“ segment kruga vode postoje i vlastita pravila koja povećavaju tlak tekućine:

• veći gubitak topline u „hladnom“ dijelu mreže za grijanje, što je niža temperatura vode i veća je gustoća, pa je funkcioniranje sustava s prirodnom cirkulacijom moguće samo uz značajan prijenos topline;
• veća je udaljenost od dna kruga do spoja radijatora, veći je odjeljak vodenog stupca s minimalnom temperaturom i maksimalnom gustoćom.

Da bi se osiguralo poštivanje posljednjeg pravila, često se štednjak ili bojler ugrađuju u najnižoj točki kuće, na primjer, u podrumu. Ovakav raspored kotla omogućuje najveću moguću udaljenost između niže razine radijatora i točke ulaska vode u izmjenjivač topline.

Međutim, visina između donje i gornje točke vodenog kruga tijekom prirodne cirkulacije ne smije biti prevelika (u praksi ne više od 10 metara). Pećnica ili bojler, zagrijavaju se samo izmjenjivač topline i donji dio kolektora za ubrzanje.

Ako je ovaj ulomak neznatan u odnosu na cijelu visinu vodenog kruga, tada će pad tlaka u „vrućem“ fragmenti kruga biti neznatan i proces cirkulacije neće započeti.

Upotreba prirodnih cirkulacijskih sustava za dvospratne zgrade opravdana je, a za veće podove bit će potrebna cirkulacijska pumpa

Minimiziranje otpornosti na kretanje vode

Prilikom dizajniranja sustava s prirodnom cirkulacijom potrebno je uzeti u obzir brzinu rashladne tekućine duž kruga.

prvošto je veća brzina, brži je prijenos topline kroz sustav „bojler - izmjenjivač topline - krug vode - radijatori grijanja - soba“.

drugošto je veća brzina tekućine kroz izmjenjivač topline, to je manja vjerojatnost da će proključati, što je posebno važno kod grijanja peći.

Vrela voda u sustavu može biti vrlo skupa - troškovi demontaže, popravka i ponovne ugradnje izmjenjivača topline zahtijevaju mnogo vremena i novca

U sustavima grijanje s prisilnom cirkulacijom brzina vode uglavnom ovisi o parametrima cirkulacijska pumpa.

S grijanjem vode prirodnom cirkulacijom, brzina ovisi o sljedećim čimbenicima:

• razlike tlaka između ulomaka konture u njenoj donjoj točki;
• hidrodinamički otpor sustav grijanja.

Načini za osiguranje maksimalnih razlika u tlaku su gore spomenuti. Hidrodinamički otpor stvarnog sustava ne može se precizno izračunati zbog složenog matematičkog modela i velikog broja ulaznih podataka, čija je točnost teško osigurati.

Ipak, postoje opća pravila, sukladnost s kojima će smanjiti otpor kruga grijanja.

Glavni razlozi za smanjenje brzine kretanja vode su otpornost zidova cijevi i prisutnost sužavanja zbog prisutnosti fitinga ili ventila. Kod malog protoka, otpor zida je praktično odsutan.

Izuzetak su duge i tanke cijevi, karakteristične za grijanje s topli pod, U pravilu se razlikuju zasebni krugovi s prisilnom cirkulacijom.

Prilikom odabira vrsta cijevi za krug s prirodnom cirkulacijom, potrebno je uzeti u obzir prisutnost tehničkih ograničenja tijekom instalacije sustava. stoga plastične cijevi nepoželjno je koristiti tijekom prirodne cirkulacije vode zbog spajanja njihovih priključaka sa znatno manjim unutarnjim promjerom.

Fitingi metalnih plastičnih cijevi donekle sužavaju unutarnji promjer i ozbiljna su prepreka protoku vode pri niskom tlaku (+)

Pravila za odabir i ugradnju cijevi

Izbor između čelika ili polipropilenske cijevi s bilo kojom cirkulacijom, odvija se prema kriteriju mogućnosti njihove upotrebe za toplu vodu, kao i sa stanovišta cijene, jednostavnosti ugradnje i vijeka trajanja.

Dovodni otvor je montiran iz metalne cijevi, jer voda s najvišom temperaturom prolazi kroz njega, a u slučaju grijanja peći ili kvara izmjenjivača topline, moguća je opcija prolaska pare.

Kod prirodne cirkulacije potrebno je koristiti malo veći promjer cijevi nego u slučaju cirkulacijske crpke. Obično za grijanje prostorija do 200 četvornih metara. m, promjer kolektora za ubrzanje i cijevi na ulazu povratka u izmjenjivač topline je 2 inča.

To je uzrokovano manjom brzinom vode u odnosu na opciju prisilne cirkulacije, što dovodi do sljedećih problema:

• smanjeni prijenos topline po jedinici vremena od izvora do grijane prostorije;
• začepljenje ili zagušenje zraka, koja se ne može nositi s malim pritiskom.

Problemu uklanjanja zraka iz sustava mora se posvetiti posebna pažnja pri korištenju prirodne cirkulacije s nižim opskrbnim krugom. Ne može se u potpunosti ukloniti iz rashladnog sredstva kroz ekspanzijski spremnik, kao kipuća voda prvo ulazi u uređaje na autocesti koja se nalazi niže od njih.

Prilikom prisilne cirkulacije vodeni tlak usmjerava zrak u sakupljač zraka instaliran na najvišoj točki sustava - uređaj s automatskim, ručnim ili poluautomatskim upravljanjem. s Mayevsky dizalice U osnovi se podešava prijenos topline.

U gravitacijskim mrežama grijanja s dovodom smještenim ispod uređaja, slavine Mayevsky koriste se izravno za ispuhivanje zraka.

Svi moderni radijatori za grijanje imaju uređaje za ispuh zraka, stoga, kako biste spriječili stvaranje utikača u krugu, možete napraviti nagib, usmjeravajući zrak do radijatora

Zrak se može odzračiti i pomoću ventilacijskih otvora instaliranih na svim usponima ili nadzemnim vodovima koji paralelno idu sa sustavskim autocestama. Zbog impresivnog broja uređaja za ispuh zraka, gravitacijski krugovi s nižim ožičenjima izuzetno su rijetki.

S malim tlakom, mali zračni utikač može potpuno zaustaviti sustav grijanja. Dakle, prema SNiP 41-01-2003, nije dopušteno postavljati cjevovode sustava grijanja bez nagiba brzinom vode manjom od 0,25 m / s.

Pri prirodnoj cirkulaciji takve brzine su nedostižne. Stoga, pored povećanja promjera cijevi, potrebno je promatrati stalne nagibe kako bi se uklonio zrak iz sustava grijanja. Nagib je projektiran brzinom 2–3 mm po 1 metru, a u apartmanskim mrežama nagib doseže 5 mm po linearnom metru vodoravne crte.

Nagib dovoda izrađuje se u smjeru kretanja vode tako da se zrak kreće u ekspanzijsku posudu ili sustav za odzračivanje zraka smješten na gornjoj točki kruga. Iako možete napraviti protu-pristranost, ali u ovom slučaju morate je dodatno postaviti odzračni ventil.

Nagib povratne linije izrađuje se, u pravilu, u smjeru kretanja ohlađene vode. Tada će se donja točka kruga podudarati s dovodom povratne cijevi u generator topline.

Najčešća kombinacija nagiba dovodnih i povratnih cijevi za uklanjanje zračnih brava iz prirodnog kruga vode

u ugradnja toplog poda malo područje u krugu s prirodnom cirkulacijom, potrebno je spriječiti da zrak ulazi u uske i vodoravne cijevi ovog sustava grijanja. Potrebno je postaviti uređaj za uklanjanje zraka ispred toplog poda.

Sheme grijanja s jednom cijevom i dvo cijevima

Prilikom razvoja sheme grijanja za kuću s prirodnom cirkulacijom vode moguće je dizajnirati i jedan ili više zasebnih krugova. Mogu se značajno razlikovati jedna od druge. Bez obzira na duljinu, broj radijatora i ostale parametre, oni se izvode prema jednocijevnoj ili dvocijevnoj shemi.

Jednostruki krug

Sustav grijanja koji koristi istu cijev za redovno opskrbu vodom radijatorima naziva se jednom cijevi. Najjednostavnija opcija s jednom cijevi je grijanje metalnim cijevima bez upotrebe radijatora.

To je najjeftiniji i najmanje problematičan način za rješavanje grijanja kuće kad se odabire u korist prirodne cirkulacije rashladnog sredstva. Jedini značajan minus je pojava glomaznih cijevi.

Na što ekonomičniji inačica s jednom cijevi s radijatorima za grijanje, vruća voda teče uzastopno kroz svaki uređaj. Ovdje vam je potreban minimalan broj cijevi i ventila.

Kako napredujete sredstvo za prijenos topline hladi, pa sljedeći radijatori dobivaju hladniju vodu, što se mora uzeti u obzir pri izračunavanju broja odjeljaka.

Jednostavna jednocijevna shema (gore) zahtijeva minimalnu količinu instalacijskih radova i uložena sredstva. Složenija i skuplja opcija ispod vam omogućuje isključenje radijatora bez zaustavljanja cijelog sustava.

Najefikasniji način spajanja grijaćih uređaja na jednocijevnu mrežu je dijagonalna opcija.

Prema ovoj shemi krugova grijanja s prirodnom vrstom cirkulacije, vruća voda ulazi u radijator odozgo, nakon hlađenja ispušta se kroz cijev koja se nalazi dolje. Pri prolasku ovim putem grijana voda odaje maksimalnu količinu topline.

S nižim priključkom na akumulator, i na ulaznoj i na izlaznoj cijevi, prijenos topline se značajno smanjuje, jer zagrijana rashladna tekućina mora ići što je duže moguće. Zbog značajnog hlađenja, baterije s velikim brojem odjeljaka se ne koriste u takvim shemama.

"Leningradka" karakterizira impresivan gubitak topline, koji se moraju uzeti u obzir pri proračunu sustava. Njegov plus je što se pri zatvaranju ventila na ulaznim i izlaznim mlaznicama uređaji mogu po želji isključiti za popravak bez zaustavljanja ciklusa grijanja (+)

Krugovi grijanja sa sličnim priključkom radijatora nazivaju se „Leningradka”. Unatoč zapaženim gubicima topline, prednost im je u rasporedu sustava grijanja stanova, što je zbog estetskog izgleda cjevovoda.

Značajan nedostatak jednocijevnih mreža je nemogućnost isključivanja jednog odjela grijanja bez zaustavljanja cirkulacije vode kroz krug.

Zbog toga se obično primjenjuje modernizacija klasične sheme instaliranjem „zaobići”Zaobići radijator pomoću grane s dva kuglasta ventila ili trosmjernim ventilom. To vam omogućuje prilagođavanje dovoda vode radijatoru, do njegovog potpunog isključivanja.

Za dvije ili više kata zgrade koriste se verzije jednocijevne sheme s vertikalnim usponima. U ovom je slučaju distribucija tople vode ujednačena nego kod vodoravnih uspona. Osim toga, vertikalni usponi su manje produženi i bolje se uklapaju u unutrašnjost kuće.

Jednocijevna shema s vertikalnim ožičenjem uspješno se koristi za grijanje dvokatnih soba prirodnom cirkulacijom. Predstavljena je opcija s mogućnošću isključivanja gornjih radijatora.

Opcija povratne cijevi

Kada se jedna cijev koristi za dovod tople vode u radijatore, a druga za odvod rashlađene u bojler ili peć, ova shema grijanja naziva se dvocijevna. Sličan sustav u prisutnosti radijatora za grijanje koristi se češće od jednocijevnih.

Skuplje je, jer zahtijeva ugradnju dodatne cijevi, ali ima niz značajnih prednosti:

• ravnomjernija raspodjela temperature nosač topline isporučen radijatorima;
• lakše napraviti izračun ovisnost parametara radijatora o površini grijane prostorije i potrebnim vrijednostima temperature;
• učinkovitija kontrola topline do svakog radijatora.

Ovisno o smjeru kretanja ohlađene vode, relativno vruća, dvostruki cijevni sustavi podijeljeni na prolazne i mrtve točke. U pridruženim krugovima kretanje ohlađene vode odvija se u istom smjeru kao i vruća, pa se dužina ciklusa za cijeli krug podudara.

U sustavima bez zaustavljanja, ohlađena voda kreće se prema vrućoj, stoga su za različite radijatore duljine ciklusa vrtnje rashladne tekućine različite. Budući da je brzina u sustavu mala, vrijeme grijanja može se značajno razlikovati. Oni radijatori kod kojih je duljina ciklusa ciklusa vode kraća, zagrijavat će se brže.

Pri odabiru slijepe ulice i povezanih shema grijanja, oni prvenstveno polaze od pogodnosti provođenja povratne cijevi

Postoje dvije vrste položaja eyeliner-a u odnosu na radijatore: gornji i donji. S gornjim priključkom, cijev za dovod tople vode nalazi se iznad radijatora, a s donjim priključkom je niža.

Sa donjim priključkom, zrak se može ukloniti putem radijatora i nema potrebe za držanjem cijevi na vrhu, što je dobro iz perspektive dizajna prostorije.

Međutim, bez kolektora za ubrzanje, pad tlaka bit će mnogo manji nego kod gornjeg napajanja. Stoga se donji eyeliner praktički ne koristi za zagrijavanje prostorija po principu prirodne cirkulacije.

Zaključci i korisni video na temu

Organizacija sheme s jednom cijevi koja se temelji na električnom kotlu za malu kuću:

Rad dvocijevnog sustava za jednokatnu drvenu kuću zasnovan na kotlu na čvrsto gorivo dugog gorenja:

Upotreba prirodne cirkulacije tijekom kretanja vode u krugu grijanja zahtijeva točne proračune i tehnički kompetentne instalacijske radove. U tim uvjetima sustav grijanja zagrijavat će prostorije privatne kuće i osloboditi vlasnike od buke crpke i ovisnosti o električnoj energiji.

Ako imate bilo kakva pitanja u vezi s ovom temom ili želite podijeliti osobno iskustvo u organizaciji i upravljanju gravitacijskim sustavom grijanja, ostavite komentare na ovaj članak. Okvir za povratne informacije nalazi se ispod.