Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Wybiera się budowę autonomicznej sieci ogrzewania typu grawitacyjnego, jeśli jest ona nieodpowiednia, a czasami niemożliwe jest zainstalowanie pompy obiegowej lub podłączenie do scentralizowanego źródła zasilania.

Taki system jest tańszy w konfiguracji i jest całkowicie niezależny od energii elektrycznej. Jednak jego wydajność zależy w dużej mierze od dokładności projektu.

Aby system grzewczy z naturalną cyrkulacją działał płynnie, konieczne jest obliczenie jego parametrów, prawidłowa instalacja komponentów i rozsądny wybór obiegu wody. Pomożemy rozwiązać te problemy.

Opisaliśmy główne zasady systemu grawitacyjnego, udzieliliśmy wskazówek dotyczących wyboru rurociągu, przedstawiliśmy zasady montażu konturu i umieszczenia roboczych węzłów. Szczególną uwagę zwróciliśmy na cechy konstrukcji i działania systemów ogrzewania jedno- i dwururowego.

Zasady naturalnego procesu cyrkulacji

Proces przemieszczania się wody w obiegu grzewczym bez użycia pompy cyrkulacyjnej następuje z powodu praw fizycznych.

Zrozumienie natury tych procesów pozwoli ci kompetentnie opracować projekt systemu grzewczego dla typowych i niestandardowych przypadków.

Naturalna opcja, określająca ruch chłodziwa pod wpływem grawitacji, jest stosowana w domkach i apartamentach z niezależnymi systemami ogrzewania Objętość rezerwowa niezbędna do rozprężenia nośnika ciepła w trakcie ogrzewania jest zapewniana przez otwarty zbiornik szeroki W konstrukcji systemów z naturalnym ruchem chłodziwa istnieją schematy jedno- i dwururowe. Kontury jednotubowe układają się z górnym okablowaniem Systemy grawitacyjne dwururowe są zbudowane z górnego i dolnego okablowania. Obszary poziome są zawsze układane z nachyleniem 2-3 mm na metr bieżący Ważną wadą grawitacyjnych systemów grzewczych jest słaba głowa, dlatego nie konstruują konturów o wysokości ponad 30 mw poziomie. W systemach z ruchem grawitacyjnym chłodziwa, minimum urządzeń technicznych, w rezultacie minimalne problemy z regulacją i naprawą W przygotowaniu chłodziwa zastosowano stały olej opałowy i wszystkie rodzaje kotłów gazowych Pozwól ocieplającemu się płynowi chłodzącemu na temperaturę parowania + 105 º na wyjściu z kotła. Fakt ten należy wziąć pod uwagę przy wyborze sprzętu i rur do budowy

Maksymalna różnica ciśnienia hydrostatycznego

Główną właściwością fizyczną każdego czynnika chłodzącego (wody lub środka przeciw zamarzaniu), który przyczynia się do jego przemieszczania się wzdłuż konturu podczas naturalnego obiegu, jest zmniejszenie gęstości wraz ze wzrostem temperatury.

Gęstość gorącej wody jest mniejsza niż zimna i dlatego występuje różnica ciśnienia hydrostatycznego ciepłej i zimnej kolumny cieczy. Zimna woda, płynąca do wymiennika ciepła, wypiera gorące rury.

Podczas naturalnej cyrkulacji siłą napędową wody w obwodzie jest spadek ciśnienia hydrostatycznego między kolumnami cieczy zimnej i gorącej.

Obieg grzewczy domu można podzielić na kilka fragmentów. Na „gorących” fragmentach woda podnosi się, a na „zimnym” - w dół. Granice fragmentów stanowią górny i dolny punkt systemu grzewczego.

Głównym zadaniem w modelowaniu systemu z naturalną cyrkulacją wody jest osiągnięcie maksymalnej możliwej różnicy między ciśnieniem kolumny cieczy w „gorących” i „zimnych” fragmentach.

Kolektor przyspieszenia (główny pion), pionowa rura skierowana w górę od wymiennika ciepła, jest klasycznym elementem do naturalnej cyrkulacji obiegu wody.

Kolektor przyspieszenia musi mieć maksymalną temperaturę, aby był ogrzewany na całej długości. Chociaż, jeśli wysokość kolektora nie jest duża (jak w przypadku domów jednokondygnacyjnych), to nie można przeprowadzić izolacji, ponieważ woda w niej nie będzie miała czasu na ochłodzenie.

Zazwyczaj system jest zaprojektowany w taki sposób, że górny punkt kolektora przyspieszenia pokrywa się z górnym punktem całego konturu. Tam jest zainstalowany wylot zbiornika rozprężnego typu otwartego lub zawór odpowietrzający, jeśli używany jest zbiornik membranowy.

Wówczas długość „gorącego” fragmentu konturu jest minimalna, co prowadzi do zmniejszenia strat ciepła w tym obszarze.

Pożądane jest również, aby „gorący” fragment konturu nie był połączony z długim odcinkiem transportującym schłodzony płyn chłodzący. W idealnym przypadku dolny punkt obwodu wody pokrywa się z dolnym punktem wymiennika ciepła umieszczonego w urządzeniu grzewczym.

Im niższy kocioł znajduje się w systemie grzewczym, tym niższe ciśnienie hydrostatyczne kolumny cieczy w gorącej sekcji obwodu

W przypadku „zimnego” segmentu obiegu wody obowiązują również zasady zwiększające ciśnienie płynu:

  • im więcej strat ciepła w „zimnej” części sieci grzewczej, tym niższa temperatura wody i większa jej gęstość, dlatego działanie systemów z naturalną cyrkulacją jest możliwe tylko przy znacznym przenoszeniu ciepła;
  • im większa odległość od dolnego punktu konturu do połączenia grzejników, tym większa część słupa wody o minimalnej temperaturze i maksymalnej gęstości.

Aby zapewnić spełnienie ostatniej reguły, często piec lub kocioł instaluje się w najniższym punkcie domu, na przykład w piwnicy. To umiejscowienie kotła zapewnia maksymalną możliwą odległość między dolnym poziomem grzejników a punktem wejścia wody do wymiennika ciepła.

Jednak wysokość pomiędzy dolnymi i górnymi punktami obiegu wody podczas naturalnej cyrkulacji nie powinna być zbyt duża (w praktyce nie więcej niż 10 metrów). Piec lub kocioł ogrzewają tylko wymiennik ciepła i dolną część kolektora przyspieszenia.

Jeśli ten fragment jest nieistotny w stosunku do całej wysokości obwodu wody, wówczas spadek ciśnienia w „gorącym” fragmencie obwodu będzie nieistotny i proces cyrkulacji nie rozpocznie się.

Wykorzystanie systemów z naturalnym obiegiem dla budynków dwupiętrowych jest w pełni uzasadnione, a dla większej liczby pięter konieczna będzie pompa obiegowa.

Minimalizowanie odporności na ruch wody

Przy projektowaniu systemu z naturalną cyrkulacją należy wziąć pod uwagę prędkość płynu chłodzącego wzdłuż konturu.

Po pierwsze, im większa prędkość, tym szybciej nastąpi transfer ciepła przez system „kocioł - wymiennik ciepła - obieg wody - grzejniki grzejnikowe - pomieszczenie”.

Po drugie, im większa prędkość cieczy przez wymiennik ciepła, tym mniejsze prawdopodobieństwo zagotowania, co jest szczególnie ważne w ogrzewaniu pieca.

Wrząca woda w systemie może być bardzo droga - koszt demontażu, naprawy i ponownej instalacji wymiennika ciepła wymaga dużo czasu i pieniędzy.

W systemach grzewczych z wymuszonym obiegiem prędkość ruchu wody zależy głównie od parametrów pompy obiegowej.

Gdy podgrzewanie wody z naturalnym tempem cyrkulacji zależy od następujących czynników:

  • różnice ciśnień między fragmentami konturu w jego dolnym punkcie;
  • opór hydrodynamiczny systemu grzewczego.

Sposoby maksymalizacji różnicy ciśnień omówiono powyżej. Oporu hydrodynamicznego rzeczywistego systemu nie można dokładnie obliczyć z powodu złożonego modelu matematycznego i dużej liczby danych przychodzących, których dokładność jest trudna do zagwarantowania.

Niemniej jednak istnieją ogólne zasady, których przestrzeganie zmniejszy opór obwodu grzewczego.

Głównymi powodami spadku prędkości wody są opór ścianek rur i obecność przewężeń spowodowanych obecnością armatury lub zaworów odcinających. Przy niskich przepływach opór ścian jest praktycznie nieobecny.

Wyjątek stanowią długie i cienkie rury, charakterystyczne dla ogrzewania za pomocą izolowanej cieplnie podłogi. Z reguły rozróżnia się dla niego oddzielne kontury z wymuszonym obiegiem.

Przy wyborze typów rur dla obwodu z naturalną cyrkulacją, przy instalowaniu systemu należy wziąć pod uwagę techniczne zawężenie. Dlatego niepożądane jest stosowanie rur z tworzywa sztucznego do naturalnej cyrkulacji wody ze względu na ich połączenie z kształtkami o znacznie mniejszej średnicy wewnętrznej.

Montaż rur metalowo-plastikowych nieco zawęża wewnętrzną średnicę i stanowi poważną przeszkodę na drodze wody o słabej głowie (+)

Zasady wyboru i instalacji rur

Wybór pomiędzy rurami stalowymi lub polipropylenowymi podczas dowolnej cyrkulacji odbywa się zgodnie z kryterium możliwości ich zastosowania do ciepłej wody, jak również z punktu widzenia ceny, łatwości instalacji i żywotności.

Stojak zasilający jest zamontowany z metalowej rury, ponieważ przepływa przez niego woda o najwyższej temperaturze, aw przypadku ogrzewania pieca lub awarii wymiennika ciepła można przepuścić parę.

W przypadku konieczności zastosowania cyrkulacji naturalnej średnica rury jest nieco większa niż w przypadku pompy cyrkulacyjnej. Zazwyczaj do ogrzewania powierzchni do 200 metrów kwadratowych. m, średnica przyspieszenia kolektora i rura na wlocie powrotu do wymiennika ciepła wynosi 2 cale.

Jest to spowodowane niższą prędkością wody w porównaniu z opcją wymuszonego obiegu, co prowadzi do następujących problemów:

  • spadek ilości ciepła przenoszonego na jednostkę czasu od źródła do ogrzewanego pomieszczenia;
  • pojawienie się zatorów lub korków, które nie radzą sobie z małym ciśnieniem.

Szczególną uwagę przy stosowaniu naturalnej cyrkulacji przy niższym schemacie przepływu zasilania należy poświęcić problemowi usuwania powietrza z systemu. Nie można go całkowicie usunąć z płynu chłodzącego przez zbiornik wyrównawczy, ponieważ wrząca woda wchodzi do urządzeń najpierw wzdłuż linii niższej niż one same.

Podczas wymuszonego obiegu ciśnienie wody doprowadza powietrze do kolektora powietrza zainstalowanego w najwyższym punkcie systemu - urządzenia z automatycznym, ręcznym lub półautomatycznym sterowaniem. Z pomocą dźwigów Mayevsky przeprowadzana jest głównie regulacja wymiany ciepła.

W grawitacyjnych sieciach grzewczych z zasilaniem umieszczonym pod przyrządami krany Mayevsky'ego są wykorzystywane bezpośrednio do odpowietrzania.

We wszystkich nowoczesnych grzejnikach znajdują się urządzenia wydechowe powietrza, dlatego aby zapobiec tworzeniu się korków w obwodzie, można wykonać nachylenie, kierując powietrze do chłodnicy

Powietrze można również usunąć za pomocą odpowietrznika zainstalowanego na każdym pionie lub na linii napowietrznej ułożonej równolegle do głównych linii systemu. Ze względu na imponującą liczbę urządzeń odprowadzających powietrze, schematy grawitacji dolnego okablowania są używane niezwykle rzadko.

Przy słabej głowicy mały blok powietrza może całkowicie zatrzymać system grzewczy. Tak więc, zgodnie z SNiP 41-01-2003, nie wolno układać rurociągów systemów grzewczych bez nachylenia przy prędkości wody mniejszej niż 0, 25 m / s.

Przy naturalnym obiegu takie prędkości są nieosiągalne. Dlatego, oprócz zwiększenia średnicy rur, konieczne jest obserwowanie stałych nachyleń do usuwania powietrza z systemu grzewczego. Nachylenie jest zaprojektowane z szybkością 2–3 mm na 1 metr, w sieciach apartamentowych nachylenie sięga 5 mm na metr bieżący linii poziomej.

Odchylenie posuwu odbywa się w trakcie ruchu wody, tak że powietrze przemieszcza się w kierunku ekspandera zbiornika lub układu odpowietrzania znajdującego się w górnym punkcie konturu. Chociaż można dokonać i przeciwdziałać stronniczości, ale w tym przypadku należy dodatkowo zainstalować zawór wylotowy powietrza.

Nachylenie linii powrotnej jest zwykle wykonywane w kierunku wody lodowej. Wówczas dolny punkt obwodu zbiegnie się z wejściem rury powrotnej do generatora ciepła.

Najpopularniejsza kombinacja kierunku nachylenia rur przepływowych i powrotnych w celu usuwania zatyczek powietrza z obiegu wodnego z naturalną cyrkulacją

Podczas instalowania ciepłej podłogi na małym obszarze w obwodzie z naturalną cyrkulacją, konieczne jest zapobieganie przedostawaniu się powietrza do wąskich i poziomych rur tego systemu grzewczego. Konieczne jest umieszczenie urządzenia do usuwania powietrza przed ciepłą podłogą.

Systemy ogrzewania jednorurowego i dwururowego

Projektując schemat ogrzewania domu z naturalnym obiegiem wody, możliwe jest zaprojektowanie zarówno jednego, jak i kilku oddzielnych obwodów. Mogą się znacznie różnić od siebie. Niezależnie od długości, liczby grzejników i innych parametrów, są one wykonywane w systemie jednoprzewodowym lub dwururowym.

Kontur pojedynczej linii

System grzewczy wykorzystujący tę samą rurę do sekwencyjnego dostarczania wody do grzejników nazywa się jedną rurą. Najprostszą opcją jednoprzewodową jest ogrzewanie rur metalowych bez użycia grzejników.

Jest to najtańszy i najmniej problematyczny sposób na rozwiązanie ogrzewania domowego, gdy wybiera się naturalną cyrkulację chłodziwa. Jedyną istotną wadą jest wygląd nieporęcznych rur.

Dzięki najbardziej ekonomicznej wersji obiegu jednoprzewodowego z grzejnikami grzejnymi, gorąca woda przepływa kolejno przez każde urządzenie. Potrzebujesz minimalnej liczby rur i zaworów.

W miarę przechodzenia chłodziwo schładza się, dzięki czemu kolejne grzejniki stają się zimniejsze, co należy uwzględnić przy obliczaniu liczby sekcji.

Prosty schemat jednorurowy (u góry) wymaga minimalnej ilości prac instalacyjnych i inwestycji. Bardziej złożona i kosztowna opcja na dole pozwala wyłączyć grzejniki bez zatrzymywania całego systemu

Najskuteczniejszym sposobem podłączenia urządzeń grzewczych do sieci jednoprzewodowej jest opcja przekątna.

Zgodnie z tym schematem obiegów grzewczych z naturalnym typem cyrkulacji, gorąca woda wpływa do chłodnicy od góry, po ochłodzeniu jest odprowadzana przez rurę znajdującą się na dole. W podobny sposób podgrzewana woda oddaje maksymalną ilość ciepła.

Przy niższym połączeniu z akumulatorem jako wlotem i wylotem, przenoszenie ciepła jest znacznie ograniczone, ponieważ podgrzewany płyn chłodzący musi przejść najdłuższą drogę. Ze względu na znaczne chłodzenie w takich systemach, baterie z dużą liczbą sekcji nie są używane.

„Leningradka” charakteryzuje się imponującymi stratami ciepła, które należy uwzględnić przy obliczaniu systemu. Jego zaletą jest to, że przy użyciu zaworów odcinających na wlocie i wylocie urządzenia mogą być selektywnie wyłączane w celu naprawy bez zatrzymywania cyklu ogrzewania (+)

Obiegi grzewcze o podobnym połączeniu grzejników nazywane są „Leningradką”. Pomimo wyraźnych strat ciepła, preferowane są układy ogrzewania mieszkań, co wynika z bardziej estetycznego sposobu układania rurociągu.

Znaczącą wadą sieci jednoprzewodowych jest niemożność wyłączenia jednej z sekcji grzewczych bez zatrzymywania cyrkulacji wody w całym obiegu.

Dlatego zwykle stosuje się go do uaktualnienia klasycznego schematu poprzez zainstalowanie „obejścia” w celu obejścia grzejnika za pomocą odgałęzienia z dwoma zaworami kulowymi lub zaworu trójdrogowego. Pozwala to dostosować przepływ wody do chłodnicy, aż do całkowitego wyłączenia.

W przypadku dwóch lub więcej budynków piętrowych stosuje się wersje jednorurowe z pionowymi pionami. W tym przypadku rozkład gorącej wody jest bardziej jednolity niż w przypadku pionowych pionów. Ponadto pionowe piony są mniej obszerne i lepiej pasują do wnętrza domu.

Obwód jednoprzewodowy z pionowym okablowaniem jest z powodzeniem stosowany do ogrzewania pomieszczeń dwupiętrowych z wykorzystaniem naturalnego obiegu. Przedstawiono wariant z możliwością wyłączenia górnych grzejników.

Opcja rury powrotnej

Gdy jedna rura jest używana do dostarczania gorącej wody do grzejników, a druga służy do odprowadzania wody chłodzonej do kotła lub pieca, taki schemat ogrzewania nazywa się dwururowy. W obecności grzejników podobny system jest używany częściej niż system jednoprzewodowy.

Jest droższy, ponieważ wymaga instalacji dodatkowej rury, ale ma wiele istotnych zalet:

  • bardziej równomierny rozkład temperatury płynu chłodzącego dostarczanego do grzejników;
  • łatwiej jest obliczyć zależność parametrów grzejników od powierzchni ogrzewanego pomieszczenia i wymaganych wartości temperatury;
  • bardziej efektywne dostosowanie dopływu ciepła do każdego grzejnika.

W zależności od kierunku ruchu schłodzonej wody jest stosunkowo gorąco, systemy dwururowe dzielą się na obejściowe i martwe. W diagramach mijania ruch schłodzonej wody zachodzi w tym samym kierunku co gorący, dlatego długość cyklu dla całego obwodu pokrywa się.

W obwodach martwych chłodzona woda przesuwa się w kierunku gorąca, dlatego dla różnych grzejników długości cykli obrotu chłodziwa są różne. Ponieważ prędkość w systemie jest mała, czas ogrzewania może się znacznie różnić. Grzejniki, których długość cyklu jest mniejsza niż cykl wody, będą szybciej nagrzane.

Przy wyborze ślepej uliczki i przejściu systemów grzewczych wynika przede wszystkim z wygody rury powrotnej

Istnieją dwa rodzaje lokalizacji wykładzin w stosunku do grzejników: górny i dolny. Na górnej wykładzinie rura dostarczająca gorącą wodę znajduje się nad grzejnikami, a na dolnej - poniżej.

W dolnej wykładzinie możliwe jest usuwanie powietrza przez grzejniki i nie ma potrzeby trzymania rur na górze, co jest dobre z punktu widzenia projektu pomieszczenia.

Jednak bez kolektora przyspieszenia spadek ciśnienia będzie znacznie mniejszy niż przy użyciu górnej wkładki. Dlatego dolna kredka do oczu podczas ogrzewania pomieszczeń zgodnie z zasadą naturalnej cyrkulacji praktycznie nie jest używana.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Organizacja systemu jednorurowego w oparciu o kocioł elektryczny dla małego domu:

Praca systemu dwururowego dla jednopiętrowego domu drewnianego na bazie kotła na paliwo stałe o długotrwałym działaniu:

Wykorzystanie naturalnej cyrkulacji podczas ruchu wody w obiegu grzewczym wymaga precyzyjnych obliczeń i technicznie kompetentnych prac instalacyjnych. Gdy te warunki zostaną spełnione, system ogrzewania ogrzeje pomieszczenia prywatnego domu i uwolni właścicieli od hałasu pompy i uzależnienia od energii elektrycznej.

Jeśli masz jakieś pytania na ten temat lub chcesz podzielić się osobistymi doświadczeniami na temat organizacji i działania systemu ogrzewania grawitacyjnego, zostaw komentarz na temat tego artykułu. Pole opinii znajduje się poniżej.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Ogrzewanie