Natūralios cirkuliacijos šildymo sistema: bendros vandens grandinės konstrukcijos

Autonominio gravitacinio tipo šildymo tinklo konstrukcija pasirenkama, jei nepraktiška, o kartais neįmanoma, įrengti cirkuliacinį siurblį ar prisijungti prie centralizuoto maitinimo šaltinio.

Tokia sistema yra pigesnė ir visiškai nepriklausoma nuo elektros energijos. Tačiau jo veikimas labai priklauso nuo projekto tikslumo.

Norint, kad šildymo sistema su natūralia cirkuliacija veiktų sklandžiai, būtina apskaičiuoti jos parametrus, teisingai sumontuoti komponentus ir pagrįstai pasirinkti vandens kontūrą. Mes padėsime išspręsti šias problemas.

Aprašėme pagrindinius gravitacinės sistemos principus, davėme patarimų, kaip pasirinkti dujotiekį, nubrėžėme grandinės surinkimo ir darbo mazgų išdėstymo taisykles. Ypatingą dėmesį skyrėme vieno ir dviejų vamzdžių šildymo kontūrų projektavimui ir veikimui.

Natūralaus cirkuliacijos proceso principai

Vandens judėjimo procesas šildymo kontūre, nenaudojant cirkuliacinio siurblio, atsiranda dėl natūralių fizikinių įstatymų.

Suprasti šių procesų pobūdį leis jums kompetentingai suprojektuoti šildymo sistemą tipiniams ir nestandartiniams atvejams.

Didžiausias hidrostatinio slėgio skirtumas

Pagrindinė bet kurio aušinimo skysčio (vandens ar antifrizo) fizinė savybė, prisidedanti prie jo judėjimo išilgai grandinės natūralios cirkuliacijos metu, yra tankio sumažėjimas didėjant temperatūrai.

Karšto vandens tankis yra mažesnis nei šalto, todėl skiriasi šilto ir šalto skysčio kolonėlės hidrostatinis slėgis. Šaltas vanduo, tekantis žemyn iki šilumokaičio, išstumia karštą vandenį vamzdžiu.

Vandens grandinėje esanti varomoji jėga natūralios cirkuliacijos metu yra hidrostatinio slėgio skirtumas tarp šalto ir karšto skysčio stulpelių.

Namo šildymo kontūrą galima suskirstyti į keletą fragmentų. Vanduo nukreiptas į viršų išilgai „karštų“ fragmentų, žemyn - „šaltų“ fragmentų. Fragmentų ribos yra viršutinės ir apatinės šildymo sistemos vietos.

Pagrindinis iššūkis modeliuojant natūralios cirkuliacijos sistemosvanduo turi pasiekti maksimalų įmanomą skysčio kolonėlės slėgio skirtumą tarp „karštų“ ir „šaltų“ fragmentų.

Vandens kontūro elementas, kuris yra klasikinis natūraliam cirkuliavimui, yra pagreičio kolektorius (pagrindinis stove) - vertikalus vamzdis, nukreiptas aukštyn nuo šilumokaičio.

Pagreičio kolektoriuje turi būti maksimali temperatūra, todėl jis yra izoliuotas per visą ilgį. Nors, jei kolektoriaus aukštis nėra didelis (kaip vieno aukšto namuose), izoliacijos atlikti negalima, nes jame esantis vanduo neturės laiko atvėsti.

Paprastai sistema yra suprojektuota taip, kad pagreičio kolektoriaus viršutinis taškas sutampa su visos grandinės viršutiniu tašku. Jie nustatė išėjimą į atidarytas rezervuaro plėtiklis arba oro išleidimo vožtuvas, jei naudojamas membranos bakas.

Tuomet „karšto“ grandinės fragmento ilgis yra kuo mažesnis, o tai lemia šilumos nuostolių šioje srityje sumažėjimą.

Taip pat pageidautina, kad „karštas“ grandinės fragmentas nebūtų sujungtas su ilgu skyriumi, pernešančiu atvėsintą aušinimo skystį. Idealiu atveju apatinis vandens kontūro taškas sutampa su šilumokaičio, esančio šildymo įrenginyje, apatiniu tašku.

Kuo žemiau katilas yra šildymo sistemoje, tuo mažesnis skysčio kolonėlės hidrostatinis slėgis karštame grandinės fragmente

Vandens kontūro „šaltajam“ segmentui taip pat galioja savo taisyklės, kurios padidina skysčio slėgį:

• tuo daugiau šilumos nuostolių „šaltoje“ šilumos tinklo dalyje, kuo žemesnė vandens temperatūra ir tuo didesnis jo tankis, todėl natūralų cirkuliaciją turinčių sistemų veikimas įmanomas tik esant dideliam šilumos perdavimui;
• tuo didesnis atstumas nuo grandinės dugno iki radiatoriaus jungties, tuo didesnė vandens kolonos atkarpa, kurios temperatūra ir maksimalus tankis yra mažiausi.

Siekiant užtikrinti pastarosios taisyklės laikymąsi, žemoje namo vietoje, pavyzdžiui, rūsyje, dažnai viryklė ar katilas montuojami. Šis katilo išdėstymas suteikia maksimalų įmanomą atstumą tarp apatinio radiatorių lygio ir vandens patekimo į šilumokaitį taško.

Tačiau aukštis tarp apatinio ir viršutinio vandens kontūro taškų natūralios cirkuliacijos metu neturėtų būti per didelis (praktiškai ne daugiau kaip 10 metrų). Orkaitė ar katilas, tik šilumnešis ir apatinė greitintuvo kolektoriaus dalis yra šildomi.

Jei šis fragmentas yra nereikšmingas viso vandens kontūro aukščio atžvilgiu, slėgio kritimas „karštame“ grandinės fragmente bus nereikšmingas ir cirkuliacijos procesas neprasidės.

Dviejų aukštų pastatuose naudoti natūralias cirkuliacijos sistemas yra pateisinama, o didesnėms grindims reikės cirkuliacinio siurblio

Atsparumo vandens judėjimui sumažinimas

Projektuojant sistemą su natūralia cirkuliacija, būtina atsižvelgti į aušinimo skysčio greitį išilgai grandinės.

Pirmiausiakuo greitis greitesnis, tuo greitesnis šilumos perdavimas per sistemą „katilas - šilumokaitis - vandens kontūras - šildymo radiatoriai - patalpa“.

Antrakuo greitesnis skysčio greitis per šilumokaitį, tuo mažesnė tikimybė, kad jis užvirs, o tai ypač svarbu kaitinant krosnis.

Verdantis vanduo sistemoje gali būti labai brangus - šilumokaičio išmontavimas, taisymas ir iš naujo įdėjimas reikalauja daug laiko ir pinigų

Sistemose šildymas priverstiniu cirkuliacija vandens greitis daugiausia priklauso nuo parametrų cirkuliacinis siurblys.

Kaitinant vandenį natūralia cirkuliacija, greitis priklauso nuo šių veiksnių:

• slėgio skirtumai tarp kontūro fragmentų jo apatiniame taške;
• hidrodinaminis pasipriešinimas šildymo sistema.

Aukščiau aptarti būdai, kaip užtikrinti maksimalų slėgio skirtumą. Dėl sudėtingo matematinio modelio ir daugybės įvesties duomenų, kurių tikslumą sunku užtikrinti, negalima tiksliai apskaičiuoti tikros sistemos hidrodinaminio pasipriešinimo.

Nepaisant to, yra bendros taisyklės, kurių laikymasis sumažins šildymo kontūro varžą.

Pagrindinės priežastys, dėl kurių sumažėja vandens judėjimo greitis, yra vamzdžių sienų pasipriešinimas ir susiaurėjimas dėl jungiamųjų detalių ar vožtuvų buvimo. Esant mažam srautui, sienos pasipriešinimo praktiškai nėra.

Išimtis yra ilgi ir ploni vamzdžiai, būdingi šildymui su šiltos grindys. Paprastai tam išskiriamos atskiros grandinės su priverstine cirkuliacija.

Renkantis vamzdžių tipus grandinei su natūralia cirkuliacija, būtina atsižvelgti į techninių apribojimų buvimą sistemos montavimo metu. Todėl plastikiniai vamzdžiai nepageidautina naudoti natūralios vandens cirkuliacijos metu dėl jų armatūros sujungimo su žymiai mažesniu vidiniu skersmeniu.

Metalinių-plastikinių vamzdžių jungiamosios detalės šiek tiek susiaurina vidinį skersmenį ir yra rimta kliūtis vandens tekėjimui esant žemam slėgiui (+)

Vamzdžių parinkimo ir montavimo taisyklės

Pasirinkimas tarp plieno arba polipropileno vamzdžiai bet kokia cirkuliacija vyksta atsižvelgiant į jų panaudojimo karštam vandeniui kriterijų, taip pat atsižvelgiant į kainą, montavimo paprastumą ir eksploatavimo laiką.

Krosnis yra montuojamas iš metalinio vamzdžio, nes pro jį praeina aukščiausios temperatūros vanduo, o esant krosnies šildymui ar gedimo šilumokaičiui galimybė praleisti garą yra įmanoma.

Esant natūraliai cirkuliacijai, būtina naudoti šiek tiek didesnį vamzdžio skersmenį nei cirkuliacinio siurblio atveju. Paprastai kambarių šildymui iki 200 kvadratinių metrų. m, pagreičio kolektoriaus ir vamzdžio skersmuo grįžimo į šilumokaitį įėjimo angoje yra 2 coliai.

Tai lemia mažesnis vandens greitis, palyginti su priverstinės cirkuliacijos galimybe, o tai sukelia šias problemas:

• sumažėjęs šilumos perdavimas per laiko vienetą nuo šaltinio iki šildomos patalpos;
• užsikimšimas ar oro perkrova, kuris negali susidoroti su nedideliu slėgiu.

Ypatingas dėmesys, kai naudojama natūrali cirkuliacija su žemesne tiekimo grandine, turi būti skiriamas oro pašalinimo iš sistemos problemai. To negalima visiškai pašalinti iš aušinimo skysčio per išsiplėtimo baką, kaip verdantis vanduo pirmiausia patenka į prietaisus, esančius užmiestyje, esančiame žemiau nei jie patys.

Esant priverstinei cirkuliacijai, vandens slėgis nukreipia orą į oro kolektorių, įrengtą aukščiausiame sistemos taške - prietaisą su automatiniu, rankiniu ar pusiau automatiniu valdymu. Naudojant Mayevsky kranai Iš esmės sureguliuojamas šilumos perdavimas.

Šildymo sunkio jėgos tinkluose, kurių tiekimas yra žemiau prietaisų, „Mayevsky“ čiaupai yra naudojami tiesiogiai oro išleidimui.

Visi šiuolaikiniai šildymo radiatoriai turi oro išmetimo įtaisus, todėl, norėdami išvengti kištukų susidarymo grandinėje, galite padaryti nuolydį, nukreipdami orą į radiatorių

Oras taip pat gali būti vėdinamas naudojant oro išleidimo angas, įmontuotas ant kiekvieno stovo arba ant oro linijos, einančios lygiagrečiai sistemos magistralėms. Dėl įspūdingo oro išmetimo įtaisų skaičiaus gravitacijos grandinės su apatine laidais yra ypač retos.

Esant mažam slėgiui, nedidelis oro kištukas gali visiškai sustabdyti šildymo sistemą. Taigi, remiantis SNiP 41-01-2003, neleidžiama tiesti šildymo sistemos vamzdynų be nuolydžio, kai vandens greitis mažesnis kaip 0,25 m / s.

Esant natūraliai cirkuliacijai, tokie greičiai yra neįmanomi. Todėl, norint padidinti orą iš šildymo sistemos, reikia ne tik didinti vamzdžių skersmenį, bet ir pastovius nuolydžius. Nuolydis suprojektuotas 2–3 mm per 1 metrą greičiu, butų tinkluose nuolydis siekia 5 mm per horizontalios linijos tiesinį metrą.

Tiekimo nuolydis atliekamas vandens judėjimo kryptimi taip, kad oras judėtų į išsiplėtimo baką arba oro išleidimo sistemą, esančią grandinės viršutiniame taške. Nors galite padaryti priešingą šališkumą, tačiau tokiu atveju turite papildomai nustatyti ventiliacijos vožtuvas.

Grąžinimo linijos nuolydis, kaip taisyklė, atliekamas atšaldyto vandens judėjimo kryptimi. Tada apatinis grandinės taškas sutaps su grįžtamojo vamzdžio įleidimu į šilumos generatorių.

Labiausiai paplitęs tiekimo ir grąžinimo vamzdžių nuolydžio derinys oro spynoms pašalinti iš natūralios cirkuliacinės vandens grandinės

prie įrengiant šiltas grindis nedidelis plotas grandinėje su natūralia cirkuliacija, būtina užkirsti kelią oro patekimui į siaurus ir horizontalius šios šildymo sistemos vamzdžius. Prieš šiltas grindis būtina pastatyti oro šalinimo įtaisą.

Vieno ir dviejų vamzdžių šildymo schemos

Kuriant namo su natūralia vandens cirkuliacija šildymo schemą, galima suprojektuoti tiek vieną, tiek kelias atskiras grandines. Jie gali žymiai skirtis vienas nuo kito. Nepriklausomai nuo ilgio, radiatorių skaičiaus ir kitų parametrų, jie atliekami pagal vieno ar dviejų vamzdžių schemą.

Vienos linijos grandinė

Šildymo sistema, naudojanti tą patį vamzdį nuosekliam vandens tiekimui į radiatorius, vadinama vienu vamzdžiu. Paprasčiausias vieno vamzdžio variantas yra šildymas metaliniais vamzdžiais, nenaudojant radiatorių.

Tai yra pigiausias ir mažiausiai problemų turintis būdas išspręsti namo šildymą, kai pasirenkama natūrali aušinimo skysčio cirkuliacija. Vienintelis reikšmingas minusas yra didelių gabaritų vamzdžių atsiradimas.

Labiausiai ekonomiškas vieno vamzdžio versija su šildymo radiatoriais, karštas vanduo teka iš eilės per kiekvieną įrenginį. Čia jums reikia minimalaus vamzdžių ir vožtuvų skaičiaus.

Tobulėjant aušinimo skystis atvėsta, todėl vėlesni radiatoriai gauna šaltesnį vandenį, į kurį reikia atsižvelgti apskaičiuojant sekcijų skaičių.

Paprasta vieno vamzdžio schema (aukščiau) reikalauja minimalaus montavimo darbo ir investuotų lėšų. Žemiau esanti sudėtingesnė ir brangesnė parinktis leidžia išjungti radiatorius, nesustabdant visos sistemos.

Veiksmingiausias būdas prijungti šildymo prietaisus prie vieno vamzdžio tinklo yra įstrižainė.

Pagal šią šildymo kontūrų su natūraliu cirkuliacijos schema karštas vanduo patenka į radiatorių iš viršaus, po aušinimo jis išleidžiamas per vamzdį, esantį žemiau. Praeinant tokiu būdu, šildomas vanduo išskiria maksimalų šilumos kiekį.

Esant mažesniam akumuliatoriaus, tiek įvesties, tiek išvesties, jungimui, šilumos perdavimas žymiai sumažėja, nes šildomas aušinimo skystis turi eiti kuo ilgiau. Dėl didelio aušinimo tokiose schemose nenaudojamos baterijos su daugybe sekcijų.

„Leningradka“ pasižymi įspūdingais šilumos nuostoliais, į kuriuos reikia atsižvelgti apskaičiuojant sistemą. Jo pliusas yra tas, kad naudojant įvado ir išleidimo purkštukų uždarymo vožtuvus, prietaisus galima pasirinktinai išjungti remontui nesustabdant šildymo ciklo (+).

Šildymo kontūrai su panašiu radiatorių jungtimi yra vadinami „Leningradka“. Nepaisant pastebimų šilumos nuostolių, jiems teikiama pirmenybė įrengiant butų šildymo sistemas, nes tai yra labiau estetiška dujotiekio išvaizda.

Reikšmingas vieno vamzdžio tinklų trūkumas yra nesugebėjimas išjungti vieną iš šildymo sekcijų, nesustabdant vandens cirkuliacijos visoje grandinėje.

Todėl paprastai pritaikykite klasikinės schemos modernizaciją įdiegdami „apeitiNorėdami apeiti radiatorių, naudokite šaką su dviem rutuliniais ar trijų krypčių vožtuvais. Tai leidžia reguliuoti vandens tiekimą į radiatorių iki visiško jo išjungimo.

Dviejų ar daugiau aukštų pastatams naudojamos vieno vamzdžio schemos su vertikaliaisiais aukštyn stovais variantai. Šiuo atveju karšto vandens pasiskirstymas yra tolygesnis nei naudojant horizontalius stovus. Be to, vertikalūs keltuvai yra mažiau ištiesti ir geriau įsilieja į namo interjerą.

Dviejų aukštų kambarių šildymui naudojant natūralią cirkuliaciją sėkmingai naudojama vieno vamzdžio schema su vertikalia instaliacija. Pateikiama galimybė su galimybe išjungti viršutinius radiatorius.

Grąžinimo vamzdžio variantas

Kai vienas vamzdis naudojamas karštam vandeniui tiekti į radiatorius, o antrasis - atšaldytas į katilą ar krosnį, ši šildymo schema vadinama dviejų vamzdžių. Panaši sistema esant šildymo radiatoriams naudojama dažniau nei vieno vamzdžio.

Jis yra brangesnis, nes reikalauja įdiegti papildomą vamzdį, tačiau turi keletą reikšmingų pranašumų:

• tolygesnis temperatūros pasiskirstymas šilumos nešiklis, tiekiamas į radiatorius;
• lengviau atlikti skaičiavimus radiatorių parametrų priklausomybė nuo šildomo kambario ploto ir reikalingų temperatūros verčių;
• efektyvesnė šilumos kontrolė prie kiekvieno radiatoriaus.

Atsižvelgiant į atšaldyto vandens judėjimo kryptį, palyginti karštą, dvigubų vamzdžių sistemos skirstomi į artimuosius ir aklavietes. Susijusiose grandinėse atšaldytas vanduo juda ta pačia kryptimi kaip ir karštas, todėl visos grandinės ciklo ilgis sutampa.

Pagal aklavietės schemas atšaldytas vanduo juda karšto link, todėl skirtingiems radiatoriams aušinimo skysčio sukimosi ciklų ilgis yra skirtingas. Kadangi greitis sistemoje yra mažas, šildymo laikas gali labai skirtis. Tie radiatoriai, kuriuose vandens ciklo ciklo ilgis yra trumpesnis, bus šildomi greičiau.

Pasirinkdami aklavietę ir susijusias šildymo schemas, jie pirmiausia atsižvelgia į patogumą atlikti grįžtamąjį vamzdį

Akių pieštuko padėtis, lyginant su šildymo radiatoriais, yra dviejų tipų: viršutinė ir apatinė. Su viršutine jungtimi karšto vandens tiekimo vamzdis yra virš radiatorių, o su apatine jungtimi - žemesnis.

Naudojant apatinę jungtį, orą galima pašalinti per radiatorius ir nereikia laikyti vamzdžių viršuje, o tai yra gerai kambario dizaino požiūriu.

Tačiau be pagreičio kolektoriaus slėgio kritimas bus daug mažesnis nei naudojant viršutinį tiekimą. Todėl šildant patalpas natūralios cirkuliacijos principu apatinis akių pieštukas praktiškai nenaudojamas.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vieno vamzdžio schemos, pagrįstos mažu namu elektriniu katilu, organizavimas:

Dviejų vamzdžių sistemos, skirtos vieno aukšto mediniam namui, pagrįsto ilgai degančio kieto kuro katilu, darbas:

Natūralios cirkuliacijos naudojimas vandens judėjimo metu šildymo kontūre reikalauja tikslių skaičiavimų ir techniškai kompetentingų montavimo darbų. Esant tokioms sąlygoms, šildymo sistema šildys privačiojo namo kambarius ir savininkams palengvins siurblio keliamą triukšmą ir priklausomybę nuo elektros.

Jei turite klausimų šia tema ar norite pasidalyti asmenine patirtimi organizuojant ir eksploatuojant gravitacijos tipo šildymo sistemą, palikite komentarus apie šį straipsnį. Atsiliepimų dėžutė yra žemiau.