Doğal sirkülasyonlu ısıtma sistemi: ortak su devresi tasarımları

Otonom yerçekimi tipi bir ısıtma ağının inşası, bir sirkülasyon pompası kurmak veya merkezi bir güç kaynağına bağlamak pratik ve bazen imkansızsa seçilir.

Böyle bir sistemin kurulumu daha ucuzdur ve elektrikten tamamen bağımsızdır. Bununla birlikte, performansı büyük ölçüde tasarımın doğruluğuna bağlıdır.

Doğal sirkülasyonlu ısıtma sisteminin sorunsuz çalışması için parametrelerini hesaplamak, bileşenleri doğru bir şekilde monte etmek ve su devresini makul bir şekilde seçmek gerekir. Bu sorunların çözümünde yardımcı olacağız.

Yerçekimi sisteminin ana prensiplerini tanımladık, bir boru hattı seçimi konusunda tavsiyelerde bulunduk, devrenin montajı ve iş düğümlerinin yerleştirilmesi ile ilgili kuralları belirledik. Bir ve iki borulu ısıtma devrelerinin tasarımına ve işleyişine özel önem verdik.

Doğal Dolaşım Sürecinin Prensipleri

Sirkülasyon pompası kullanılmadan ısıtma devresindeki su hareketi süreci, doğal fiziksel yasalar nedeniyle gerçekleşir.

Bu süreçlerin doğasını anlamak, yetkin bir şekilde bir ısıtma sistemi tasarlamak tipik ve standart dışı durumlar için.

Hidrostatik basınçtaki maksimum fark

Doğal sirkülasyon sırasında devre boyunca hareketine katkıda bulunan herhangi bir soğutucunun (su veya antifriz) ana fiziksel özelliği, artan sıcaklıkla yoğunlukta bir azalmadır.

Sıcak suyun yoğunluğu soğuktan daha azdır ve bu nedenle ılık ve soğuk sıvı kolonunun hidrostatik basıncında bir fark vardır. Isı eşanjörüne akan soğuk su borudaki sıcak suyu değiştirir.

Doğal sirkülasyon sırasında devredeki suyun itici gücü, sıvının soğuk ve sıcak sütunları arasındaki hidrostatik basınç farkıdır

Evin ısıtma devresi birkaç parçaya ayrılabilir. Su “sıcak” parçalar boyunca yukarı, “soğuk” parçalar boyunca aşağı doğru yönlendirilir. Parçaların sınırları, ısıtma sisteminin üst ve alt noktalarıdır.

Modellemedeki ana zorluk doğal dolaşım sistemlerisu, “sıcak” ve “soğuk” parçalarda sıvı kolonun basıncı arasındaki olası maksimum farkı elde etmektir.

Doğal sirkülasyon için klasik olan su devresinin elemanı, ısı eşanjöründen yukarı doğru yönlendirilmiş dikey bir boru olan hızlanma toplayıcıdır (ana yükseltici).

Hızlanma toplayıcının maksimum sıcaklığa sahip olması gerekir, bu nedenle tüm uzunluğu boyunca yalıtılır. Toplayıcının yüksekliği büyük değilse de (tek katlı evlerde olduğu gibi), o zaman yalıtım yapamazsınız, çünkü içindeki suyun soğuması için zaman yoktur.

Tipik olarak sistem, hızlanma toplayıcının üst noktası tüm devrenin üst noktasıyla çakışacak şekilde tasarlanmıştır. Çıkışları açık tank genişletici veya bir membran tankı kullanılıyorsa bir havalandırma valfi.

Daha sonra devrenin "sıcak" parçasının uzunluğu mümkün olan en düşüktür, bu da bu alanda ısı kaybında bir azalmaya yol açar.

Devrenin "sıcak" parçasının, soğutulmuş soğutucuyu taşıyan uzun bir bölümle birleştirilmemesi de arzu edilir. İdeal olarak, su devresinin alt noktası, ısıtma cihazına yerleştirilen ısı eşanjörünün alt noktası ile çakışır.

Kazan ısıtma sisteminde ne kadar düşük olursa, devrenin sıcak parçasındaki sıvı sütununun hidrostatik basıncı o kadar düşük olur

Su devresinin “soğuk” segmenti için sıvının basıncını artıran kendi kuralları da vardır:

• ısıtma şebekesinin "soğuk" bölümünde daha fazla ısı kaybı, suyun sıcaklığı ne kadar düşük ve yoğunluğu o kadar büyüktür, bu nedenle doğal sirkülasyonlu sistemlerin çalışması sadece önemli ısı transferi ile mümkündür;
• devrenin altından radyatör bağlantısına olan mesafe ne kadar büyük olursa, minimum sıcaklık ve maksimum yoğunluk ile su sütununun bölümü ne kadar büyük olursa.

İkinci kurala uyulmasını sağlamak için, genellikle evin en alt noktasına, örneğin bodrum katına bir soba veya kazan monte edilir. Kazanın bu düzenlemesi, radyatörlerin alt seviyesi ile suyun ısı eşanjörüne giriş noktası arasında mümkün olan maksimum mesafeyi sağlar.

Bununla birlikte, doğal sirkülasyon sırasında su devresinin alt ve üst noktaları arasındaki yükseklik çok büyük olmamalıdır (uygulamada, 10 metreden fazla olmamalıdır). Bir fırın veya kazan, sadece ısı eşanjörü ve hızlanma toplayıcının alt kısmı ısıtılır.

Bu parça su devresinin tüm yüksekliğine göre önemsiz ise, devrenin "sıcak" parçasındaki basınç düşüşü önemsiz olacak ve dolaşım işlemi başlamayacaktır.

İki katlı binalar için doğal sirkülasyon sistemlerinin kullanımı haklıdır ve daha büyük zeminler için bir sirkülasyon pompası gerekecektir.

Suyun hareketine karşı direncin en aza indirilmesi

Doğal sirkülasyonlu bir sistem tasarlarken, soğutma sıvısının devre boyunca hızını dikkate almak gerekir.

ilk olarakhız ne kadar hızlı olursa, sistemden “kazan - ısı eşanjörü - su devresi - ısıtma radyatörleri - oda” yoluyla ısı transferi o kadar hızlı olur.

ikinci olarakısı eşanjörü boyunca sıvının hızı ne kadar hızlı olursa, kaynama olasılığı o kadar az olur, bu da özellikle sobaları ısıtırken önemlidir.

Sistemde kaynar su çok pahalı olabilir - ısı eşanjörünün sökülmesi, onarılması ve yeniden takılması maliyeti çok zaman ve para gerektirir

Sistemlerde cebri sirkülasyonlu ısıtma su hızı esas olarak parametrelere bağlıdır sirkülasyon pompası.

Doğal sirkülasyonlu su ısıtma ile hız aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• basınç farkları konturun alt noktasındaki parçaları arasında;
• hidrodinamik direnç ısıtma sistemi.

Maksimum basınç farklarını sağlamanın yolları yukarıda tartışılmıştır. Gerçek bir sistemin hidrodinamik direnci, karmaşık bir matematiksel model ve doğruluğunun garanti edilmesi zor olan çok sayıda giriş verisi nedeniyle doğru bir şekilde hesaplanamaz.

Bununla birlikte, ısıtma devresinin direncini azaltacak genel kurallar vardır.

Su hareketinin hızını azaltmanın ana nedenleri, boru duvarlarının direnci ve bağlantı parçaları veya vanaların varlığı nedeniyle daralma varlığıdır. Düşük bir akış hızında, duvar direnci pratik olarak yoktur.

İstisna, ısıtma için karakteristik olan uzun ve ince borulardır. sıcak zemin. Kural olarak, zorla dolaşımı olan ayrı devreler bunun için ayırt edilir.

Doğal sirkülasyonlu bir devre için boru tiplerini seçerken, sistemin kurulumu sırasında teknik kısıtlamaların varlığını dikkate almak gerekir. bu nedenle plastik borular bağlantı parçalarının çok daha küçük bir iç çapa bağlanması nedeniyle suyun doğal sirkülasyonu sırasında kullanılması istenmez.

Metal-plastik boru bağlantı parçaları iç çapı biraz daraltır ve düşük basınçta su akışının önünde ciddi bir engeldir (+)

Boru seçimi ve montajı için kurallar

Çelik veya polipropilen borular herhangi bir sirkülasyonda, sıcak su için kullanım olasılığının yanı sıra fiyat, kurulum kolaylığı ve ömür açısından kritere göre gerçekleşir.

Yükseltici metal bir borudan monte edilir, çünkü en yüksek sıcaklıktaki su içinden geçer ve fırın ısıtması veya ısı eşanjörü arızası durumunda, buhar geçirme seçeneği mümkündür.

Doğal sirkülasyonda, bir sirkülasyon pompası durumundakinden biraz daha büyük bir boru çapı kullanmak gerekir. Genellikle, 200 metrekareye kadar ısıtma odaları için. m, ivme toplayıcının çapı ve ısı eşanjörüne dönüşün girişindeki boru 2 inçtir.

Bu, aşağıdaki sorunlara yol açan zorunlu sirkülasyon seçeneğine kıyasla daha düşük bir su hızından kaynaklanır:

• azaltılmış ısı transferi kaynaktan ısıtılan odaya kadar birim zaman;
• tıkanma veya hava tıkanıklığıküçük bir basınçla baş edemez.

Daha düşük bir besleme devresi ile doğal sirkülasyon kullanılırken, sistemden havanın çıkarılması sorununa özellikle dikkat edilmelidir. Bir genleşme tankı yoluyla soğutma sıvısından tamamen çıkarılamaz, kaynar su önce cihazlardan kendilerinden daha düşük bir otoyolda girer.

Zorunlu sirkülasyonda, su basıncı havayı sistemin en yüksek noktasına monte edilen hava toplayıcısına yönlendirir - otomatik, manuel veya yarı otomatik kontrole sahip bir cihaz. ile Mayevsky vinçleri Temel olarak, ısı transferi ayarlanır.

Cihazların altında bir besleme bulunan yerçekimi ısıtma ağlarında, Mayevsky muslukları doğrudan hava almak için kullanılır.

Tüm modern ısıtma radyatörlerinde hava egzoz cihazları vardır, bu nedenle devredeki fişlerin oluşumunu önlemek için, eğimi yapabilir, havayı radyatöre yönlendirebilirsiniz.

Hava ayrıca, her bir yükselticiye veya sistem otoyollarına paralel çalışan bir havai hatta monte edilen hava delikleri kullanılarak da havalandırılabilir. Etkileyici sayıda hava egzoz cihazı nedeniyle, daha düşük kabloya sahip yerçekimi devreleri oldukça nadirdir.

Düşük basınç ile, küçük bir hava tapası ısıtma sistemini tamamen durdurabilir. Bu nedenle, SNiP 41-01-2003'e göre, eğimsiz ısıtma sistemi boru hatlarının 0,25 m / s'den daha düşük bir su hızında döşenmesine izin verilmez.

Doğal dolaşım ile bu hızlara ulaşılamaz. Bu nedenle, boruların çapının arttırılmasına ek olarak, ısıtma sisteminden havayı çıkarmak için sabit eğimler gözlenmelidir. Eğim, 1 metrede 2-3 mm hızında tasarlanmıştır, apartman ağlarında eğim, yatay çizginin doğrusal metresi başına 5 mm'ye ulaşır.

Besleme eğimi suyun hareket yönünde yapılır, böylece hava genleşme tankına veya devrenin üst noktasında bulunan hava boşaltma sistemine hareket eder. Karşı önyargı yapabilmenize rağmen, bu durumda, ek olarak havalandırma valfi.

Dönüş hattının eğimi, kural olarak, soğutulmuş suyun hareketi yönünde yapılır. Daha sonra devrenin alt noktası, geri dönüş borusunun ısı üreticisine girişi ile çakışacaktır.

Doğal sirkülasyon su devresindeki hava kilitlerini çıkarmak için besleme ve dönüş borularının eğiminin en yaygın kombinasyonu

en sıcak bir zemin kurmak Doğal sirkülasyonlu devrede küçük bir alan varsa, bu ısıtma sisteminin dar ve yatay borularına hava girmesini önlemek gerekir. Hava alma cihazını sıcak zeminin önüne yerleştirmek gerekir.

Tek borulu ve iki borulu ısıtma şemaları

Doğal su sirkülasyonu olan bir ev için bir ısıtma şeması geliştirirken, bir veya birkaç ayrı devre tasarlamak mümkündür. Birbirlerinden önemli ölçüde farklı olabilirler. Uzunluk, radyatör sayısı ve diğer parametrelerden bağımsız olarak, tek borulu veya iki borulu bir şemaya göre gerçekleştirilir.

Tek hat devresi

Radyatörlere sırayla su sağlamak için aynı boruyu kullanan bir ısıtma sistemine tek boru denir. En basit tek tüp seçeneği, radyatör kullanmadan metal borularla ısıtmadır.

Bu, soğutucunun doğal sirkülasyonu lehine seçerken ev ısıtmasını çözmenin en ucuz ve en az problemli yoludur. Tek önemli eksi hantal boruların görünümüdür.

En ekonomik tek tüp versiyonu ısıtma radyatörleri ile sıcak su her cihazdan sırayla akar. Burada minimum sayıda boru ve vanaya ihtiyacınız var.

İlerledikçe ısı transfer maddesi soğur, böylece sonraki radyatörler daha soğuk su alır, bu da bölümlerin sayısını hesaplarken dikkate alınmalıdır.

Basit bir borulu şema (yukarıda), minimum miktarda kurulum işi ve yatırım fonu gerektirir. Aşağıdaki daha karmaşık ve maliyetli seçenek, tüm sistemi durdurmadan radyatörleri kapatmanıza izin verir.

Isıtma cihazlarını tek borulu bir ağa bağlamanın en etkili yolu çapraz seçenektir.

Doğal bir sirkülasyon tipine sahip bu ısıtma devreleri şemasına göre, sıcak su radyatöre yukarıdan girer, soğutulduktan sonra aşağıda bulunan borudan boşaltılır. Bu şekilde geçerken, ısıtılmış su maksimum miktarda ısı verir.

Aküye, hem giriş borusu hem de çıkış borusu ile daha düşük bir bağlantı ile, ısı transferi önemli ölçüde azalır, çünkü ısıtılmış soğutma sıvısı mümkün olduğunca uzun süre dayanmalıdır. Önemli soğutma nedeniyle, bu tür şemalarda çok sayıda bölüme sahip piller kullanılmaz.

“Leningradka”, sistemi hesaplarken dikkate alınması gereken etkileyici ısı kaybı ile karakterizedir. Artısı, giriş ve çıkış nozullarında kesme vanaları kullanıldığında, cihazların ısıtma döngüsünü durdurmadan isteğe bağlı olarak onarım için kapatılabilmesidir (+)

Benzer radyatör bağlantısına sahip ısıtma devreleri “Leningradka". Belirtilen ısı kayıplarına rağmen, boru hattının daha estetik görünümünden dolayı apartman ısıtma sistemlerinin düzenlenmesinde tercih edilirler.

Tek borulu şebekelerin önemli bir dezavantajı, suyun devre boyunca sirkülasyonunu durdurmadan ısıtma bölümlerinden birinin kapatılamamasıdır.

Bu nedenle, klasik şemanın modernizasyonunu genellikle “baypas”Radyatörü iki küresel vanalı veya üç yollu vanalı bir kol kullanarak baypas etmek. Bu, radyatöre giden su beslemesini tamamen kapanana kadar ayarlamanıza izin verir.

İki veya daha fazla katlı binalar için, tek boru şemasının dikey yükselticili versiyonları kullanılır. Bu durumda, sıcak suyun dağılımı yatay yükselticilere göre daha eşittir. Buna ek olarak, dikey yükselticiler daha az uzar ve evin içine daha iyi oturur.

İki katlı odaları doğal sirkülasyon kullanarak ısıtmak için dikey kablolamaya sahip tek borulu bir şema başarıyla kullanılmaktadır. Üst radyatörleri kapatma yeteneğine sahip seçenek sunulmaktadır.

Dönüş borusu seçeneği

Bir boru radyatörlere sıcak su sağlamak için kullanılırken, ikincisi bir kazan veya fırına soğutulmuş tahliye etmek için kullanıldığında, bu ısıtma şemasına iki borulu denir. Isıtma radyatörleri varlığında benzer bir sistem, tek borulu olandan daha sık kullanılır.

Ek bir borunun kurulmasını gerektirdiği için daha pahalıdır, ancak bir dizi önemli avantajı vardır:

• daha düzgün sıcaklık dağılımı radyatörlere tedarik edilen ısı taşıyıcı;
• hesaplamayı yapmak daha kolay radyatör parametrelerinin ısıtılan odanın alanına bağımlılığı ve gerekli sıcaklık değerleri;
• daha verimli ısı kontrolü her radyatöre.

Soğutulmuş suyun hareket yönüne bağlı olarak, nispeten sıcak, çift ​​boru sistemleri geçme ve çıkmazlara ayrıldı. İlişkili devrelerde, soğutulmuş suyun hareketi sıcakla aynı yönde gerçekleşir, bu nedenle tüm devrenin döngü uzunluğu çakışır.

Çıkmaz şemalarda, soğutulmuş su sıcaklığa doğru hareket eder, bu nedenle farklı radyatörler için soğutucu devir döngülerinin uzunlukları farklıdır. Sistemdeki hız küçük olduğundan, ısıtma süresi önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Su döngüsünün çevrim uzunluğunun daha kısa olduğu radyatörler daha hızlı ısıtılacaktır.

Çıkmaz sokak ve ilgili ısıtma şemaları seçerken, öncelikle bir dönüş borusu yapmanın rahatlığından hareket ederler

Isıtma radyatörlerine göre eyelinerın iki tip yeri vardır: üst ve alt. Üst bağlantıda, sıcak su besleme borusu radyatörlerin üzerinde bulunur ve alt bağlantıda daha düşüktür.

Alt bağlantı ile hava radyatörler yoluyla çıkarılabilir ve odanın tasarımı açısından iyi olan boruları üstte tutmaya gerek yoktur.

Bununla birlikte, bir hızlanma toplayıcı olmadan, basınç düşüşü, üst besleme kullanılırkenkinden çok daha az olacaktır. Bu nedenle, alt eyeliner, doğal dolaşım prensibi ile tesisler ısıtılırken pratik olarak kullanılmaz.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Küçük bir ev için elektrikli bir kazan temelli tek tüplü bir şemanın organizasyonu:

Uzun yanma katı yakıt kazanına dayanan tek katlı bir ahşap ev için iki borulu bir sistemin çalışması:

Isıtma devresindeki suyun hareketi sırasında doğal dolaşımın kullanılması, doğru hesaplamalar ve teknik olarak yetkin kurulum işleri gerektirir. Bu koşullar altında, ısıtma sistemi özel bir evin odalarını ısıtacak ve sahiplerinin pompanın gürültüsü ve elektriğe bağımlılığını azaltacaktır.

Konu hakkında herhangi bir sorunuz varsa veya yerçekimi tipi bir ısıtma sistemini organize etme ve çalıştırma konusunda kişisel deneyiminizi paylaşmak istiyorsanız, lütfen bu makaleye yorum bırakın. Geri bildirim kutusu aşağıdadır.