Naturlig sirkulasjonsvarmesystem: vanlige vannkretsdesign

Konstruksjonen av et autonomt oppvarmingsnett av gravitasjonstype velges hvis det er upraktisk, og noen ganger umulig, å installere en sirkulasjonspumpe eller å koble til en sentralisert strømforsyning.

Et slikt system er billigere å installere og helt uavhengig av strøm. Ytelsen avhenger imidlertid i stor grad av nøyaktigheten til designen.

For at varmesystemet med naturlig sirkulasjon skal fungere jevnt, er det nødvendig å beregne dens parametere, installere komponentene riktig og med rimelig grad velge vannkretsen. Vi vil hjelpe deg med å løse disse problemene.

Vi beskrev hovedprinsippene i gravitasjonssystemet, ga råd om valg av rørledning, skisserte reglene for montering av kretsen og plassering av arbeidsnoder. Vi la spesielt vekt på design og funksjon av en- og to-rørs varmekretser.

Prinsipper for den naturlige sirkulasjonsprosessen

Prosessen med vannbevegelse i varmekretsen uten bruk av en sirkulasjonspumpe skjer på grunn av naturlige fysiske lover.

Å forstå arten av disse prosessene vil tillate deg å være kompetent å designe et varmesystem for typiske og ikke-standardiserte saker.

Maksimal forskjell i hydrostatisk trykk

Den viktigste fysiske egenskapen til kjølevæske (vann eller frostvæske), som bidrar til bevegelse langs kretsløpet under naturlig sirkulasjon, er en reduksjon i tetthet med økende temperatur.

Tettheten av varmt vann er mindre enn kaldt, og det er derfor en forskjell i det hydrostatiske trykket til den varme og kalde væskesøylen. Kaldt vann som strømmer ned til varmeveksleren fortrenger varmt vann opp i røret.

Drivkraften til vannet i kretsløpet under naturlig sirkulasjon er forskjellen i hydrostatisk trykk mellom de kalde og varme kolonnene med væske

Husets varmekrets kan deles inn i flere fragmenter. Vann ledes oppover langs "varme" fragmenter, og nedover langs "kalde" fragmenter. Grensene for fragmentene er de øvre og nedre punktene i varmesystemet.

Hovedutfordringen innen modellering naturlige sirkulasjonssystemervann er for å oppnå størst mulig forskjell mellom trykket fra væskesøylen i de "varme" og "kalde" fragmentene.

Elementet i vannkretsen, som er klassisk for naturlig sirkulasjon, er akselerasjonssamleren (hovedstigerøret) - et vertikalt rør rettet oppover fra varmeveksleren.

Akselerasjonssamleren må ha en maksimal temperatur, slik at den isoleres over hele lengden. Selv om høyden på samleren ikke er stor (som for enetasjes hus), kan du ikke lede isolasjon, siden vannet i den ikke vil ha tid til å kjøle seg ned.

Typisk er systemet designet slik at topppunktet til akselerasjonssamleren sammenfaller med toppunktet på hele kretsen. De satte avkjøringen til åpen tankutvidelse eller en lufteventil hvis en membranbeholder brukes.

Da er lengden på det "varme" fragmentet i kretsen minst mulig, noe som fører til en nedgang i varmetap i dette området.

Det er også ønskelig at kretsens "varme" fragment ikke blir kombinert med en lang seksjon som transporterer det avkjølte kjølevæsken. Ideelt sett faller det nedre punktet på vannkretsen sammen med det nedre punktet på varmeveksleren som er plassert i varmeenheten.

Jo lavere kjelen er plassert i varmesystemet, jo lavere er hydrostatisk trykk på væskesøylen i kretsens varme fragment

For den "kalde" delen av vannkretsen har også egne regler som øker væsketrykket:

• jo mer varmetap i den "kalde" delen av varmenettet, jo lavere temperatur på vannet og desto større densitet, derfor er funksjonene til systemer med naturlig sirkulasjon bare mulig med betydelig varmeoverføring;
• jo større avstand fra bunnen av kretsen til radiatorkoblingen, jo større del av vannsøylen med en minimumstemperatur og maksimal tetthet.

For å sikre at den sistnevnte regel overholdes, installeres ofte en komfyr eller kjele på det laveste punktet i huset, for eksempel i kjelleren. Denne anordningen av kjelen tilveiebringer den maksimale mulige avstand mellom radiatorenes lavere nivå og inngangspunktet for vann i varmeveksleren.

Høyden mellom de nedre og øvre punktene i vannkretsen under naturlig sirkulasjon skal imidlertid ikke være for stor (i praksis ikke mer enn 10 meter). En ovn eller kjele, bare varmeveksleren og den nedre delen av akselerasjonssamleren blir varmet opp.

Hvis dette fragmentet er ubetydelig i forhold til hele høyden på vannkretsen, vil trykkfallet i kretsens "varme" fragment være ubetydelig og sirkulasjonsprosessen vil ikke starte.

Bruken av naturlige sirkulasjonssystemer for to-etasjers bygninger er berettiget, og en sirkulasjonspumpe vil være nødvendig for større gulv

Minimering av motstand mot vannbevegelse

Når du designer et system med naturlig sirkulasjon, er det nødvendig å ta hensyn til hastigheten til kjølevæsken langs kretsen.

Førstjo raskere hastighet, desto raskere er varmeoverføringen gjennom systemet “kjele - varmeveksler - vannkrets - varmealdatorer - rom”.

Dernestjo raskere væskehastigheten gjennom varmeveksleren er, desto mindre sannsynlig vil det koke, noe som er spesielt viktig når ovnene varmes opp.

Kokende vann i systemet kan være veldig dyrt - kostnadene ved demontering, reparasjon og installering av varmeveksleren krever mye tid og penger

I systemer tvangsoppvarming vannhastighet avhenger hovedsakelig av parametrene sirkulasjonspumpe.

Ved vannoppvarming med naturlig sirkulasjon avhenger hastigheten av følgende faktorer:

• trykkforskjeller mellom fragmenter av konturen på det nedre punktet;
• hydrodynamisk motstand varmesystem.

Måter å sikre maksimale trykkforskjeller har blitt diskutert ovenfor. Den hydrodynamiske motstanden til et reelt system kan ikke beregnes nøyaktig på grunn av en kompleks matematisk modell og et stort antall inndata, hvis nøyaktighet er vanskelig å garantere.

Likevel er det generelle regler, hvis samsvar med dem vil redusere motstanden til varmekretsen.

De viktigste grunnene til å redusere hastigheten på vannbevegelsen er motstanden til rørveggene og tilstedeværelsen av innsnevring på grunn av tilstedeværelsen av beslag eller ventiler. Ved lav strømningshastighet er veggmotstanden praktisk talt fraværende.

Unntaket er lange og tynne rør, karakteristiske for oppvarming med varmt gulv. Som regel skilles separate kretsløp med tvungen sirkulasjon for det.

Når du velger rørtyper for en krets med naturlig sirkulasjon, er det nødvendig å ta hensyn til tilstedeværelsen av tekniske restriksjoner under installasjonen av systemet. derfor plastrør det er uønsket å bruke under naturlig sirkulasjon av vann på grunn av tilkoblingen av deres beslag med en betydelig mindre indre diameter.

Beslag av metall-plastrør begrenser den indre diameteren noe og er et alvorlig hinder for vannføring ved lavt trykk (+)

Regler for valg og installasjon av rør

Valget mellom stål eller polypropylenrør med en hvilken som helst sirkulasjon, foregår det i henhold til kriteriet for muligheten for bruk av dem for varmt vann, så vel som med hensyn til pris, enkel installasjon og levetid.

Stigerøret er montert fra et metallrør, siden vann med høy temperatur passerer gjennom det, og i tilfelle av ovnvarme eller en varmevekslerfeil, er alternativet for å føre damp mulig.

Ved naturlig sirkulasjon er det nødvendig å bruke en litt større rørdiameter enn for en sirkulasjonspumpe. Vanligvis for oppvarming av rom opptil 200 kvadratmeter. m, diameteren til akselerasjonssamleren og røret ved innløpet til returen til varmeveksleren er 2 inches.

Dette er forårsaket av en lavere vannhastighet sammenlignet med alternativet for tvangsirkulasjon, noe som fører til følgende problemer:

• redusert varmeoverføring per tidsenhet fra kilden til det oppvarmede rommet;
• tilstopping eller luftstopp, som ikke kan takle et lite press.

Spesiell oppmerksomhet ved bruk av naturlig sirkulasjon med en lavere forsyningskrets må være oppmerksom på problemet med å fjerne luft fra systemet. Det kan ikke fjernes helt fra kjølevæsken gjennom en ekspansjonstank, som kokende vann kommer først inn i enhetene på en motorvei som ligger lavere enn seg selv.

Ved tvungen sirkulasjon, fører vanntrykket luften til luftoppsamleren som er installert på det høyeste punktet i systemet - en enhet med automatisk, manuell eller halvautomatisk kontroll. med Mayevsky kraner I utgangspunktet justeres varmeoverføringen.

I tyngdekraftvarmenettverk med et fôr plassert under apparatene, brukes Mayevsky kraner direkte for blødende luft.

Alle moderne radiatorer har luftutblåsningsanlegg, for å forhindre dannelse av plugger i kretsen, kan du lage en skråning og føre luften til radiatoren

Luft kan også luftes ved hjelp av luftventiler installert på hver stigerør eller på en luftledning som går parallelt med systemveiene. På grunn av det imponerende antall luftutblåsningsanordninger, er tyngdekretsløp med lavere ledninger ekstremt sjeldne.

Med lavt trykk kan en liten luftplugg stoppe varmesystemet fullstendig. I følge SNiP 41-01-2003 er det altså ikke tillatt å legge rørledninger til varmesystemet uten skråning med en vannhastighet på mindre enn 0,25 m / s.

Med naturlig sirkulasjon er slike hastigheter uoppnåelige. Derfor, i tillegg til å øke diameteren på rørene, må konstante skråninger observeres for å fjerne luft fra varmesystemet. Skråningen er utformet med en hastighet på 2–3 mm per 1 meter, i leilighetsnettverk når skråningen 5 mm per lineær meter av den horisontale linjen.

Fôrhellingen er laget i bevegelsesretningen til vannet, slik at luften beveger seg til ekspansjonstanken eller luftblødningssystemet som ligger på kretsens øverste punkt. Selv om du kan foreta en motforskjæring, men i dette tilfellet, må du i tillegg stille lufteventil.

Hellingens returlinje er som regel laget i retning av bevegelse av kjølt vann. Da vil bunnpunktet på kretsen falle sammen med innløpet til returrøret til varmegeneratoren.

Den vanligste kombinasjonen av tilførsels- og returrørets helning for å fjerne luftsperre fra den naturlige sirkulasjonsvannkretsen

ved installere et varmt gulv et lite område i kretsløpet med naturlig sirkulasjon, er det nødvendig å forhindre at luft kommer inn i de smale og horisontale rørene i dette varmesystemet. Det er nødvendig å plassere luftfjerningsanordningen foran det varme gulvet.

Ett-rørs og to-rørs varmeplaner

Når du utvikler en oppvarmingsordning for et hus med naturlig vannsirkulasjon, er det mulig å designe både en eller flere separate kretsløp. De kan avvike betydelig fra hverandre. Uavhengig av lengde, antall radiatorer og andre parametere, utføres de i henhold til et en-rørs eller to-rørs skjema.

Enkeltlinjekrets

Et varmesystem som bruker samme rør for en sekvensiell tilførsel av vann til radiatorer kalles et enkelt rør. Det enkleste alternativet med rør er oppvarming med metallrør uten bruk av radiatorer.

Dette er den billigste og minst problematiske måten å løse hjemmevarme når du velger til fordel for den naturlige sirkulasjonen av kjølevæsken. Det eneste betydelige minus er utseendet på voluminøse rør.

På det mest økonomiske versjon av ett rør med varme radiatorer, strømmer varmt vann sekvensielt gjennom hver enhet. Her trenger du et minimum antall rør og ventiler.

Når du går fremover varmeoverføringsmiddel kjøles ned, så påfølgende radiatorer får kaldere vann, noe som må tas med i beregningen av antall seksjoner.

En enkel en-rørsordning (over) krever et minimum av installasjonsarbeid og investerte midler. Det mer komplekse og kostbare alternativet nedenfor lar deg slå av radiatorene uten å stoppe hele systemet.

Den mest effektive måten å koble varmeapparater til et en-rørs nettverk er det diagonale alternativet.

I henhold til dette skjemaet med varmekretser med en naturlig type sirkulasjon, kommer varmt vann inn i radiatoren ovenfra, etter avkjøling blir det ledet ut gjennom røret som ligger nedenfor. Når du passerer på denne måten, avgir oppvarmet vann den maksimale mengden varme.

Med en lavere tilkobling til batteriet, både inngangsrøret og utgangsrøret, reduseres varmeoverføringen betydelig, fordi det oppvarmede kjølevæsken må gå så lenge som mulig. På grunn av betydelig kjøling brukes ikke batterier med et stort antall seksjoner i slike ordninger.

“Leningradka” er preget av imponerende varmetap, som må tas med i beregningen av systemet. Plusset er at når du bruker avstengningsventiler på inn- og utløpsdysene, kan enhetene eventuelt slås av for reparasjon uten å stoppe oppvarmingssyklusen (+)

Varmekretser med lignende tilkobling av radiatorer kalles “Leningradka". Til tross for de nevnte varmetapene, er de foretrukket i arrangementet av leilighetsvarmesystemer, noe som skyldes rørledningens mer estetiske utseende.

En betydelig ulempe med nettledningsnett er manglende evne til å slå av en av varmeseksjonene uten å stoppe sirkulasjonen av vann gjennom hele kretsen.

Bruk derfor moderniseringen av det klassiske ordningen vanligvis med installasjonen av "bypass”For å omgå radiatoren ved hjelp av en gren med to kuleventiler eller en treveisventil. Dette lar deg justere vannforsyningen til radiatoren, opp til fullstendig avstengning.

For to eller flere etasjer bygninger brukes versjoner av en-rørsordningen med vertikale stigerør. I dette tilfellet er fordelingen av varmt vann mer jevn enn med horisontale stigerør. I tillegg er de vertikale stigerørene mindre forlenget og passer bedre inn i huset.

Et enkelt-rørs opplegg med vertikale ledninger brukes med hell til å varme opp to-etasjers rom med naturlig sirkulasjon. Alternativet med muligheten til å slå av de øvre radiatorene blir presentert.

Returrøralternativ

Når det ene røret brukes til å levere varmt vann til radiatorer, og det andre for å drenere kjølt til en kjele eller ovn, kalles dette oppvarmingsskjemaet en to-rør. Et lignende system i nærvær av radiatorer brukes oftere enn en en-rør.

Det er dyrere, siden det krever installasjon av et ekstra rør, men har en rekke viktige fordeler:

• mer jevn temperaturfordeling varmebærer levert til radiatorer;
• lettere å gjøre beregningen avhengigheten av parametrene til radiatorer på området til det oppvarmede rommet og de nødvendige temperaturverdiene;
• mer effektiv varmekontroll til hver radiator.

Avhengig av bevegelsesretningen til det kjølte vannet, relativt varmt, doble rørsystemer delt inn i forbipasserende og deadlocks. I tilknyttede kretsløp skjer bevegelsen av kjølt vann i samme retning som varmt, derfor faller sykluslengden for hele kretsen sammen.

I blindvei-ordninger beveger kjølt vann seg mot varmt, derfor, for forskjellige radiatorer, er lengdene på kjølemiddelrevolusjonssyklusene forskjellige. Siden hastigheten i systemet er liten, kan oppvarmingstiden avvike betydelig. De radiatorene der sykluslengden på vannsyklusen er kortere, vil bli oppvarmet raskere.

Når du velger en blindvei og tilhørende varmeopplegg, går de først og fremst ut fra bekvemmeligheten med å utføre et returrør

Det er to typer plassering av eyeliner i forhold til varmeelementene: øvre og nedre. Med den øvre tilkoblingen er varmtvannsforsyningsrøret plassert over radiatorene, og med den nedre tilkoblingen er det lavere.

Med bunntilkoblingen kan luft fjernes gjennom radiatorer og det er ikke behov for å holde rør på toppen, noe som er bra med tanke på utformingen av rommet.

Uten en akselerasjonssamler vil imidlertid trykkfallet være mye mindre enn når du bruker den øvre tilførselen. Derfor brukes den nederste eyeliner praktisk talt ikke når man oppvarmer lokalene etter prinsippet om naturlig sirkulasjon.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Organisering av en enkelt-rørsordning basert på en elektrisk kjele for et lite hus:

Arbeidet med et to-rørs system for et en-etasjers trehus basert på en fast kjele med lang brenning:

Bruk av naturlig sirkulasjon under bevegelse av vann i varmekretsen krever nøyaktige beregninger og teknisk kompetent installasjonsarbeid. Under disse forholdene vil varmesystemet varme opp rommene i et privat hus og avlaste eierne av støyen fra pumpen og avhengighet av strøm.

Hvis du har spørsmål om emnet eller ønsker å dele personlig erfaring med å organisere og betjene et tyngdekraftsvarmesystem, vennligst legg igjen kommentarer til denne artikkelen. Tilbakemeldingsboksen ligger nedenfor.