Domov Schémy zapojenia vykurovania

Otvorený vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou. Jednorúrkové a dvojrúrkové prevedenie. Čo to je

Moderní majitelia domov si často vyberajú vykurovacie systémy, ktoré fungujú prostredníctvom prirodzeného obehu. Moderné čerpadlá sú drahé, ale gravitácia je lacná hnacia sila, vďaka čomu dochádza k prirodzenej cirkulácii vody vo vykurovacom systéme a voda sa pohybuje potrubím. Gravitačné okruhy sa používajú tam, kde nie je k dispozícii elektrická energia na napájanie čerpadla. Niekedy je čerpadlo stále prítomné a kedy pohotovostna situacia a vypnutie v dôsledku gravitácie. Teda aj keď elektrické zariadenie nefunguje, kúrenie je vypnuté prirodzený obeh naďalej funguje.

Táto možnosť vykurovacieho systému je ideálna pre chaty, ktorých plocha nepresahuje 100 m2.

Nevýhodou dizajnu je nemožnosť jeho použitia v miestnostiach s veľkou rozlohou. Ale pre chaty s rozlohou menšou ako sto metrov štvorcových. Hm, táto možnosť je perfektná. Z tohto dôvodu sa mnohí majitelia domov rozhodnú použiť vykurovanie s prirodzenou cirkuláciou bez vonkajšej pomoci.

Princíp fungovania gravitačného vykurovacieho systému

Princíp fungovania vykurovania vyzerá jednoducho: voda sa pohybuje potrubím poháňaným hydrostatickým tlakom, ktorý vzniká v dôsledku rôznych hmôt ohriatej a ochladenej vody. Tento dizajn sa tiež nazýva gravitácia alebo gravitácia. Cirkulácia je pohyb ochladenej a ťažšej kvapaliny v batériách pod tlakom vlastnej hmoty nadol k vykurovaciemu telesu a vytlačenie ľahkej ohriatej vody do prívodného potrubia. Systém funguje, keď je kotol s prirodzenou cirkuláciou umiestnený pod radiátormi.

Prirodzená cirkulácia je možná aj v uzavretý systém vykurovanie, ak je vybavené expanznou nádržou s membránou. Niekedy dizajny otvorený typ premenené na uzavreté. Uzavreté okruhy sú v prevádzke stabilnejšie, chladiaca kvapalina sa v nich nevyparuje, no zároveň sú nezávislé od elektriny.
Čo ovplyvňuje cirkulačný tlak

Cirkulácia vody v kotle závisí od rozdielu hustoty teplej a studenej kvapaliny a od veľkosti výškového rozdielu medzi kotlom a najnižším radiátorom. Tieto parametre sa vypočítajú pred obvodom. Prirodzená cirkulácia nastáva, pretože Teplota spiatočky vo vykurovacom systéme je nízka. Chladiaca kvapalina sa dokáže ochladiť, pohybuje sa cez radiátory, stáva sa ťažšou a svojou hmotnosťou vytláča ohriatu kvapalinu von z kotla a núti ju pohybovať sa potrubím.

Schéma obehu vody v kotle

Výška hladiny batérie nad kotlom zvyšuje tlak a pomáha vode ľahšie prekonávať odpor potrubia. Čím vyššie sú radiátory vo vzťahu ku kotlu, tým väčšia je výška ochladzovaného stĺpika spiatočky a tým väčší tlak, ktorým tlačí ohriatu vodu nahor, keď sa dostane ku kotlu.

Hustota tiež reguluje tlak: čím viac sa voda ohrieva, tým menšia je jej hustota v porovnaní s návratom. V dôsledku toho sa vytláča väčšou silou a tlak sa zvyšuje. Z tohto dôvodu gravitácia vykurovacie konštrukcie Sú považované za samoregulačné, pretože ak zmeníte teplotu ohrevu vody, zmení sa aj tlak na chladiacu kvapalinu, čo znamená, že sa zmení jej prietok.

Počas inštalácie by mal byť kotol umiestnený úplne dole, pod všetkými ostatnými prvkami, aby sa zabezpečil dostatočný tlak chladiacej kvapaliny.

Schéma inštalácie gravitačných vykurovacích systémov

Pretože cirkulácia vody vo vykurovacom systéme nastáva bez účasti čerpadla, pre plynulý tok kvapaliny cez potrubia musia mať potrubia väčší priemer ako v schéme, kde je cirkulácia vody zabezpečená nútene. znížením odporu, ktorý musí voda prekonávať: čím ďalej je potrubie od kotla, tým je širšie.

Gravitačné vykurovanie s vertikálnou stúpačkou znamená vykurovanie budovy s niekoľkými podlažiami. Táto možnosť je drahšia, ale je chránená pred tvorbou vzduchových zámkov.

Horizontálna stúpačka - ekonomická možnosť, ale pri pohybe sa chladiaca kvapalina mieša so vzduchom. Túto nuanciu je možné ľahko odstrániť: pri inštalácii vykurovania s prirodzenou cirkuláciou vlastnými rukami musíte do systému pridať vetracie otvory.

Výhody vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou

Výhody prirodzeného obehu:

Jednoduchá inštalácia a používanie
Vysoká tepelná stabilita okruhu
Žiadny hluk počas prevádzky (pretože nie je hlučné čerpadlo)
Ekonomická spotreba energie (pri správnej izolácii potrubí a budov)
Autonómia: systém môže ľahko fungovať bez elektriny
Trvanlivosť a odolnosť proti opotrebovaniu: s náležitou starostlivosťou môže gravitačný vykurovací systém súkromného domu fungovať bez opráv 30 rokov.

Nevýhody jednorúrkového prirodzeného obehu s čerpadlom

Slabé stránky schémy gravitačného vykurovania:

POZRI SI VIDEO

Plocha budovy, ktorá vykuruje jedno- resp dvojrúrkový systém vykurovanie s prirodzenou cirkuláciou, by nemala presiahnuť 100 m2
Dĺžka okruhu v horizontálnej rovine je do 30 m (inak nebude dostatočný tlak)
Nie je možné nainštalovať kúrenie jednoposchodový dom s prirodzenou cirkuláciou v budove bez podkrovia, pretože Expanzná nádrž je umiestnená v podkroví.
Existuje vysoká pravdepodobnosť zamrznutia vody, kvôli čomu musia byť potrubia mimo obytných priestorov starostlivo izolované.

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou je jednoduchý a veľmi spoľahlivý.

Ktorý systém vykurovania si vybrať pre súkromný dom závisí od kritérií, ako sú:

typu vykurovací kotol;
prístup k napájaniu;
výška rozpočtu na vykurovacie zariadenia;
estetické preferencie.

Cirkulácia chladiacej kvapaliny v každom vykurovacom systéme môže byť buď nútená cez čerpadlo pripojené k okruhu, alebo prirodzená.

Tie posledné sa nazývajú aj gravitácia alebo gravitácia. Sú dizajnovo najlacnejšie a najjednoduchšie. V dôsledku toho je schéma ohrevu vody s prirodzenou cirkuláciou najlacnejšia.

Nezabezpečujú zahrnutie obehového čerpadla do okruhu. Chladivo v potrubiach sa pohybuje pod vplyvom prírodných síl (predovšetkým gravitácie). Systémy tohto typu sú cenovo efektívnym riešením, ako aj optimálnym z inžinierskeho hľadiska.

Táto možnosť vykurovania sa už nepoužíva tak široko ako predtým. Odkazuje na zastarané riešenia a postupne sa nahrádzajú efektívnejšími schémami. To platí rovnako pre individuálnu výstavbu.

Avšak gravitačné vykurovanie s otvorenou vodou sa aj dnes pomerne široko používa zo zrejmých dôvodov súvisiacich s účinnosťou a spoľahlivosťou. Chladivo sa pohybuje v okruhu v dôsledku hydrostatického tlaku vo vnútri potrubia.

Vykurovacie zariadenie podľa tejto schémy v malom súkromnom dome nezahŕňa nákup drahých komponentov alebo materiálov. Navyše nie je potrebný zdroj elektrickej energie. V niektorých prípadoch je to dosť dôležitý faktor.

Zvyčajne sa takéto schémy realizujú iba v individuálnej výstavbe. Efektívne gravitačné vykurovanie je možné vybaviť (najmä vlastnými rukami) len v nízkopodlažnom (jedno alebo dve poschodia) a tiež v malej budove.

Dôležité! Horizontálny polomer gravitačnej reťaze je obmedzený. Dĺžka horizontálnych potrubí by nemala presiahnuť tridsať metrov. Je to spôsobené relatívne nízkym cirkulačným tlakom v okruhu.

V prospech implementácie práve takejto schémy však možno uviesť niekoľko presvedčivých argumentov.

Výhody

Najdôležitejšou výhodou je cena materiálu, vybavenia, inštalácie, údržby a prevádzky;
Nie sú potrebné obehové čerpadlá. V dôsledku toho nevznikajú žiadne vibrácie, hluk ani drahé opravy;
Priemerný termínživotnosť takýchto obvodov je asi 35-40 rokov (za predpokladu, že inštalácia bola vykonaná správne a neboli porušené prevádzkové pokyny);
Jednoduchá oprava (zvyčajne môže sám používateľ opraviť takmer všetky poruchy v takýchto systémoch);
Vykurovací okruh s prirodzenou cirkuláciou má schopnosť samoregulácie. Výsledkom je dobrá tepelná stabilita. Pohyb chladiacej kvapaliny v okruhu nastáva v dôsledku rozdielu teplôt (a teda hustoty) v rôznych častiach okruhu.

Princíp činnosti

Chladiaca kvapalina sa pohybuje do vykurovacích zariadení a späť do kotla v dôsledku zmien termodynamických charakteristík kvapaliny v okruhu. Ako sa to stane? Voda sa ohrieva v kotle, jej hustota klesá, prechádza potrubím a radiátormi, hustota chladiacej kvapaliny sa zvyšuje. Studená voda pod vplyvom gravitácie je nahradená chladiacou kvapalinou, ktorá má vyššiu teplotu a nižšiu hustotu.
Voda, ktorá sa v bojleri ohrieva, je ľahšia ako studená voda a preto sa vplyvom prírodných síl posúva vyššie stúpačkou. Počas cesty chladivo odovzdáva teplo batériám a radiátorom, ktoré vydávajú teplo v miestnostiach, kde sa nachádzajú. Ochladená voda z radiátorov je vytlačená teplou vodou a vplyvom gravitácie klesá dole v mieste inštalácie kotla. Tento cyklus je zabezpečený prevádzkou kotla.

Základné prvky schémy gravitačného prúdenia

kotol;
potrubie;
vykurovacie zariadenia (radiátory a radiátory);
expanzná nádoba.

Princíp inštalácie

Horizontálne potrubia musia byť inštalované so sklonom v smere toku chladiacej kvapaliny. Tým sa stimuluje cirkulácia chladiacej kvapaliny. Je potrebné dodržať uhly sklonu potrubí pre odvodnenie do expanznej nádrže.

Sklon v horizontálnom potrubí tiež umožňuje únik vzduchu zo systému a zabraňuje zachyteniu vzduchu. V tomto prípade dostane expanzná nádrž dodatočnú stabilizačnú funkciu.

Dôležité! Pri inštalácii horizontálnych potrubí sa uhol sklonu určuje takto: pre každý meter dĺžky by mal byť sklon 5-10 mm vo výške. Tým sa zabezpečí potrebná cirkulácia.

Hydrodynamické sily, vďaka ktorým sa chladiaca kvapalina pohybuje po okruhu, závisia od výšky celého okruhu. Dôležitý je najmä výškový rozdiel medzi kotlom a radiátormi, ako aj odpor potrubia, ktorý závisí od priemeru potrubí.

Ak je obvod namontovaný s mnohými vetvami a otáčkami, určite to zvýši hydraulický odpor. Tiež početné kohútiky, filtre a iné armatúry, ako aj potrubie s malým priemerom, narúšajú normálnu cirkuláciu.

Teda na vytvorenie vnútri obrysu normálny tlak, je potrebné znížiť vplyv všetkých odporových predmetov alebo zväčšiť priemer rúr.

Dvojrúrkový gravitačný vykurovací systém

Táto schéma implementuje dizajn, ktorý zabezpečuje prítomnosť dvoch samostatných okruhov pre pohyb horúca voda. Ohriata chladiaca kvapalina cirkuluje cez jednu časť a ochladená chladiaca kvapalina cirkuluje cez druhú.

Postup inštalácie dvojrúrkového systému

Z kotla je vyvedené vedenie, ktoré sa pripája na expanzná nádoba;
Expanzná nádrž je inštalovaná buď vo vnútri pod stropom alebo v podkroví (ktoré by malo byť izolované);
Zo spodnej časti zásobníka je privádzané teplookruhové potrubie, ktoré je napojené na potrubný rozvod v miestnosti vo vzdialenosti jednej tretiny od podlahy;
K nádrži je pripojené potrubie na odvádzanie prebytočnej vody do kanalizácie;
Z rozvodu sú vedené potrubia k radiátorom;
Z vykurovacích zariadení (z ich spodnej časti) sú potrubia vyvedené do spiatočky, ktorá je privádzaná do kotla;
Spätné vedenie musí byť inštalované paralelne s priamym vedením cez všetky miestnosti.

Vlastnosti inštalácie jednorúrkového systému

Výhoda jednorúrková schéma vykurovanie s prirodzenou cirkuláciou v porovnaní s dvojrúrkovým systémom je, že hydrodynamický tlak v takomto okruhu nezávisí od výšky vykurovacích zariadení.

Expanzná nádrž by mala byť naplnená len do troch štvrtín svojho objemu a objem samotnej nádrže je 25-30 litrov.

Video zobrazujúce postup inštalácie jednorúrkového systému si môžete pozrieť tu:

závery

Jednoduché a praktické vykurovacie schémy s prirodzenou cirkuláciou - dobrá možnosť pre súkromné vidiecky dom, v prípade potreby úspory. S kúrením veľký dom je nepravdepodobné, že by takéto systémy fungovali efektívne, pokiaľ neboli modernizované pridaním čerpadla (hoci by sa tým stratili hlavné výhody takýchto systémov).

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny sa tiež nazýva gravitácia alebo gravitácia. Jeho funkčnosť je založená na rozdiele hustoty studenej a teplej vody a rozdiele vo výške v umiestnení vykurovacie zariadenia a kotol. Horúca voda má oveľa menšiu hustotu, takže chladnejšia chladiaca kvapalina prichádzajúca z radiátorov ju vytláča z kotla a smeruje hore stúpačkou. Po odovzdaní tepla do radiátorov sa vplyvom gravitačných síl pohybuje studená voda smerom ku kotlu a na jej miesto prichádza teplejšia voda zo stúpačky.

Gravitačné systémy sú inštalované v bytoch s autonómne vykurovanie a malé domy. Nevyžadujú použitie elektriny alebo použitie drahého zariadenia.

Gravitačný vykurovací systém môže byť jednorúrkový alebo dvojrúrkový.

Skladá sa to z:

kotol;
okruh (expanzná nádrž, potrubia, spojovacie prvky, ventily);
chladiaca kvapalina (voda alebo nemrznúca zmes);
vykurovacie zariadenia (konvektory, radiátory, vyhrievané podlahy).

Hlavnou výhodou prirodzeného obehu je nezávislosť od iných komunikácií. Ak je v dome nainštalovaný kotol na spaľovanie dreva, získava sa vykurovanie úplne nezávislý aj z dodávok elektriny (bez pumpy), čo je v niektorých regiónoch dosť dôležité. Ale takéto schémy sú vhodné len pre malé plochy, keďže celková dĺžka okruhu nemôže byť väčšia ako 30 m.

Keď kotol pracuje na plný výkon, voda je veľmi horúca a má nízku hustotu. Vo vykurovacích zariadeniach sa teplota chladiacej kvapaliny znižuje a hustota sa zvyšuje. Preto závisí prietok na teplote vody na výstupe z kotla a rýchlosť jeho ochladzovania v radiátoroch. Ak je miestnosť veľmi studená, voda sa rýchlo ochladí a prúdenie sa zrýchli. So stúpajúcou teplotou vzduchu sa voda ochladzuje pomalšie a prietok klesá.

Dá sa namontovať jednorúrkové aj dvojrúrkové gravitačný vykurovací systém, ale len s vertikálnym rozvodom.

Jednookruhový gravitačný vykurovací systém

Jednorúrkové gravitačné vykurovanie je možné inštalovať len s vertikálnym vedením a sériovo pripojené radiátory. V dome s jedným poschodím je takáto schéma efektívnejšia ako v dvojposchodovom dome. Horúca voda z expanznej nádoby prúdi zhora nadol a plní vykurovacie zariadenia. Ak je jedno poschodie, tak rozdiel teplôt v radiátoroch je nevýznamný.

V dvojpodlažnej verzii sú radiátory na druhom poschodí teplejšie ako na prvom. Ak chcete nejako vyrovnať teplotu, môžete nainštalovať viac objemové vykurovacie zariadenia. Táto schéma nezabezpečuje inštaláciu regulačných ventilov - ak vypnete vodu na jednom radiátore, zníži sa aj jej prietok v iných. To znamená, že nie je možné regulovať teplotu v miestnostiach. okrem toho kúrenie sa nedá vypnúť na jednom z poschodí.

Účinnosť vykurovania je možné zvýšiť inštaláciou obtoku (uzavieracia časť). Priemer obtoku môže byť rovnaký ako priemer potrubia vedúceho k radiátorom v hornom poschodí alebo o 1-2 milimetre menší. Ak sú priemery rovnaké, potom je v potrubí potrebný ventil alebo trojcestný kohútik. Táto armatúra umožňuje upraviť rýchlosť prietok v závislosti od potrieb. Napríklad, ak je potrebná rovnaká teplota vo všetkých miestnostiach, potom sa ventil otvorí a časť vody (za radiátormi druhého poschodia) smeruje do prvého poschodia. V dôsledku toho má viac vysoká teplota, ako bez ventilu.

Trojcestný ventil - moderná verzia ventilom, ktorý môže byť vybavený elektrickým pohonom a regulátorom pre určenie teploty vzduchu alebo chladiacej kvapaliny. Pri najmenšej zmene dáva príkaz trojcestnému ventilu na zvýšenie alebo zníženie objemu chladiacej kvapaliny dodávanej do radiátorov horného poschodia.

Ale môžete to urobiť bez ventilu alebo trojcestného kohútika, ak je priemer obtoku o jednu veľkosť menší ako priemer potrubia, cez ktoré prúdi chladivo do radiátorov horného poschodia. Voda, ktorá prichádza zhora, je rozdelená na dva samostatné prúdy. Ak sú priemery rovnaké, voda prestane tiecť do radiátorov horného poschodia - celý prietok pôjde dole - po ceste najmenšieho odporu.

Vlastnosti a výhody inštalácie s jedným potrubím hydraulický systém kúrenie:

nízke náklady na materiály, tvorbu a údržbu;
nie je potrebné kupovať čerpadlo a plytvať elektrinou;
životnosť dosahuje 40 rokov;
jednoduché opravy (takmer všetky poruchy je možné opraviť sami);
Systém je schopný samoregulácie, preto je celkom tepelne odolný.

Pri inštalácii by sa mala venovať osobitná pozornosť rozdielu vo výške medzi radiátormi a kotlom, ako aj uhlu sklonu okruhu. Sklon by mal byť taký, aby tam bol každý meter 5-10 mm,čo zabezpečí správnu rýchlosť chladiacej kvapaliny a výstup vzduchu zo systému. Veľký význam má aj priemer rúr - čím je väčší, tým je nižší hydraulický odpor a tým vyššia je rýchlosť prúdenia. Okrem toho je vhodné pri montáži použiť minimum armatúr (znižuje to prietok).

Gravitačné dvojrúrkové vykurovanie

Podľa smeru pohybu chladiacej kvapaliny sa dvojokruhové systémy delia na: s pridruženým pohybom a slepé. V slepej verzii sa horúca a chladená chladiaca kvapalina pohybuje v rôznych smeroch. Pri použití podobnej schémy inštalácie nie je dĺžka cirkulačných krúžkov rovnaká. To znamená, že pre najvzdialenejšie vykurovacie zariadenia je prstenec oveľa dlhší ako pre tie, ktoré sa nachádzajú v blízkosti kotla. Preto tie radiátory, ktoré sú bližšie k stúpačke lepšie sa zahriať.

Pri použití schémy s paralelným pohybom vody sú preto všetky cirkulačné krúžky rovnako dlhé Radiátory sa zahrievajú rovnako. Ale takéto schémy sa zriedka používajú kvôli vysokej spotrebe potrubných materiálov. Najčastejšie sa snažia zlepšiť vlastnosti slepý systém inštaláciou dvoch alebo viacerých okruhov namiesto jedného.

Dvojrúrkový systém sú dve samostatné potrubia prebiehajúce paralelne: jedno pre horúcu vodu (z kotla), druhé pre chladenú vodu (prechádza cez vykurovacie zariadenia). Vykurovanie pomocou dvoch okruhov je možné inštalovať, ak použijete hornú kabeláž a potrubia s priem 32 mm alebo viac.

Voda z kotla stúpa do rozvodnej nádrže, z ktorej samospádom steká dolu do vykurovacích zariadení. Ak je priemer potrubia príliš malý, vysoký hydraulický odpor, ktorý narúša obeh.

Funkcie inštalácie

Z kotla je namontované potrubie, ktoré ho spája s expanznou nádržou, ktorá je inštalovaná v izolovanom podkroví alebo pod stropom v jednej z miestností na hornom poschodí. Za účelom znížiť tepelné straty, Stúpačku je vhodné izolovať. Zo spodnej časti nádrže sa tiahne potrubie s horúca voda, napojený na radiátory. Nádrž musí mať aj odtok, cez ktorý ide prebytočná voda do kanalizácie. Z každého vykurovacieho zariadenia je odstránená rúrka, cez ktorú je odvádzaná ochladená voda, a je pripojená k výstupnému okruhu smerovanému do kotla. Oba okruhy (napájanie a vybíjanie) namontované paralelne.

Existujú aj schémy pre návrh dvojokruhového gravitačného systému so spodným zapojením, ale prakticky sa nepoužívajú. V mnohých ohľadoch sú podobné diagramom horné vedenie, preto si vyžaduje veľký počet rúrok. Stúpačky musia byť inštalované v obytných priestoroch, takže sa strácajú všetky výhody spodné vedenie. Okrem toho na radiátoroch je to potrebné nainštalujte vetracie otvory. Pri použití týchto schém sú v systéme inštalované expanzné nádrže, ktoré komunikujú s vonkajším prostredím a odoberajú z neho vzduch. Preto musíte odvzdušňovať každý týždeň a niekedy aj častejšie.

Výhody a nevýhody

Medzi výhody patrí:

energetická nezávislosť;
jednoduchosť a jednoduchosť inštalácie;
jednoduché a rýchle zadávanie;
absencia vibrácií a hluku generovaného čerpadlom;
dlhá životnosť;
jednoduchá údržba;
vysoká udržiavateľnosť;
samoregulácia (s poklesom teploty vzduchu sa zvyšuje prietok).

Nevýhody gravitačného prúdenia:

obmedzenie objemu vykurovaných priestorov;
vysoká zotrvačnosť;
potreba pozorovať sklon počas inštalácie;
vedenie potrubia môže byť otvorené;
potreba neustále monitorovať hladinu chladiacej kvapaliny v expanznej nádrži;
nízka účinnosť, čo zvyšuje náklady na vykurovanie;
potreba inštalovať potrubie s veľkým priemerom;
nebezpečenstvo zamrznutia (nízky prietok).

Dvojokruhový gravitačný vykurovací systém nemôže byť inštalovaný v dome bez dostatočne hlbokého suterénu. Ak je vzdialenosť (na výšku) od stredu kotla k vykurovacím zariadeniam na prvom poschodí menšia ako 3 metre, Radiátory sa nebudú zahrievať. Tiež by ste nemali inštalovať zložitý systém v malom jednoposchodový dom, v ktorom je celkom možné vystačiť si s jednorúrkovým gravitačným dizajnom.

Pred výberom schémy zapojenia vykurovacieho systému sa oplatí dozvedieť sa o výhodách použitia čerpadla:

schopnosť používať rúry s malým priemerom;
čerpadlo zabraňuje zmenám teploty v systéme;
Teplotu chladiacej kvapaliny môžete regulovať nastavením prietoku.

Ale obehové čerpadlo bude robiť kúrenie závislý od dodávky elektriny a vytvorí v dome určitú hladinu hluku.

Napriek tomu technický pokrok a neustále zavádzané inovácie, schéma vykurovania pre súkromný dom s prirodzenou cirkuláciou neprežila svoju užitočnosť. Tajomstvom dlhej životnosti tohto typu okruhu ohrevu vody je jeho jednoduchá inštalácia a nezávislosť od iných zdrojov energie (elektrina). Článok je o tom, ako vykurovanie funguje pomocou gravitačného pohybu kvapaliny a aké typy okruhov zahŕňa.

Čo uvádza kvapalinu do pohybu - trochu o fyzikálnych zákonoch

Základom pre nezávislý pohyb kvapaliny pozdĺž vykurovacieho okruhu bez použitia čerpacích zariadení (obehových čerpadiel) je konvekcia. Tento fyzikálny jav je založený na skutočnosti, že akékoľvek médium pri zahrievaní stráca hustotu, to znamená, že sa stáva ľahším. To platí aj pre kvapaliny, takže studenšia voda v uzavretom okruhu má tendenciu klesať, čím tlačí teplejšiu vodu nahor. Chladiaca kvapalina ohriata vo výmenníku tepla kotla sa vrhá hore vertikálnou stúpačkou a jej miesto zaberá ochladená kvapalina prichádzajúca cez spätné potrubie.

Takto sa tvorí pretlak dostatočné na prekonanie gravitácie a odporu potrubia. Výsledkom je, že chladiaca kvapalina cirkuluje nezávisle, iba s použitím termálna energia, uvoľnený nosičom energie používaným na prevádzku kotla. Cirkulácia vody vo vykurovacom systéme tohto typu nie je príliš rýchla, takže vykurovanie vykurovanej miestnosti pri prvom spustení kotla je pomalé. Nasledujúce vlastnosti gravitačného vykurovacieho systému vám umožňujú zvýšiť rýchlosť pohybu vody, ktoré sa berú do úvahy pri navrhovaní okruhu:

použitie rúr s veľkým priemerom (zvyčajne 50 mm alebo 2 palce) s cieľom minimalizovať odpor potrubia;
kotol je namontovaný čo najnižšie vzhľadom na vodorovné vedenie prvého poschodia;
urobte urýchľovaciu slučku (vysoká vertikálna stúpačka, z ktorej sa v hornom bode rozprestiera potrubie vedúce k batériám);
vodorovné časti vedenia sú inštalované v sklone (3-4 stupne) smerom ku kotlu, pričom na urýchlenie cirkulácie sa využíva gravitačná sila.

Okrem toho, pre normálnu rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny potrubím musí byť dodržaný teplotný rozdiel medzi výstupom kotla a vstupom spätné potrubie aspoň 25 stupňov. Čím dlhší je obvod (čím väčší je počet sekcií batérie), tým väčší by mal byť teplotný rozdiel.

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou má ešte jednu vlastnosť - nemôže byť uzavretý typ. V gravitačnom okruhu sa predpokladá iba otvorená expanzná nádrž, ktorá je inštalovaná nad horným bodom zrýchľovacej stúpačky. Kompenzačná nádrž má dve funkcie - odstraňovať bubliny vzniknutých plynov zo systému a vyrovnávať tlakové straty, ktoré môžu byť v gravitačnom vykurovacom okruhu značné. Uzavretá nádrž typ membrány, ktorý sa inštaluje do systémov namontovaných podľa moderné schémy s nútený obeh, nebude schopný úplne vyhladiť tlakové rázy, ktoré nevyhnutne povedú k núdzovým situáciám.

Je potrebné vziať do úvahy, že vykurovanie s prirodzenou cirkuláciou si v dôsledku veľkého priemeru rúr vyžaduje oveľa väčší objem chladiacej kvapaliny, ktorá sa pri zahrievaní rozpína a vytvára značné množstvo „prebytočnej“ kvapaliny, ktorá vypĺňa otvorenú kompenzáciu. nádrž.

Vykurovanie s gravitačnou cirkuláciou - posúdenie výhod a nevýhod

V podstate je gravitačný systém menej pokročilý ako moderné okruhy, kde pohyb tekutín zabezpečuje obehové čerpadlo. Ale tí, o ktorých je reč vykurovacie systémy existuje nepopierateľná výhoda - prirodzená cirkulácia nevyžaduje elektrickú energiu, ktorá poháňa čerpadlo. Bez ohľadu na to, ako dlho môžu byť výpadky prúdu, nijako to neovplyvní vykurovanie priestorov.

Medzi výhody gravitačných vykurovacích okruhov patrí ich zotrvačnosť. To je dôležité, ak používate klasický kotol na tuhé palivo, ktorý sa vyznačuje takou prevádzkovou vlastnosťou, akou sú veľké a časté zmeny teploty v ohnisku. Väčšia zotrvačnosť okruhu s prirodzeným pohybom tekutiny v takejto situácii vyhladzuje teplotné rázy, čím je vykurovanie miestností rovnomernejšie.

Tu končia výhody gravitačných vykurovacích systémov a začínajú ich nevýhody, ktorých je oveľa viac.

1. Použitie rúr s veľkým prierezom a ich povinná inštalácia na svahu neumožňujú inštalovať skryté vykurovacie komunikácie, takže všetky prvky systému budú viditeľné. V praxi len kovové rúry(plastové zle odolávajú vysokým teplotám a tlaku a vyžadujú veľa ostrých prechodov, ktoré zvyšujú odolnosť potrubia). A to je zložitosť inštalácie ( zváračské práce) a potrebu každoročného vymaľovania komunikácií. Navyše, objemné potrubia položené na prvý pohľad sa nehodia do moderných interiérov.
2. Obmedzený výber vykurovacích batérií. Pre prirodzenú cirkuláciu je veľmi dôležitý priemer vnútorných otvorov radiátorov a ich schopnosť odolávať tlaku a vysokej teplote. Tieto požiadavky sú najlepšie splnené výrobky z liatiny, ktoré sú najčastejšie vybavené gravitačnými okruhmi. Hliníkové batérie sú „slabé“ z hľadiska tlaku a rýchlo oxidujú (rýchlosť korózie priamo závisí od teploty chladiacej kvapaliny), bimetalové batérie majú úzke vôle, oceľové batérie sa vyrábajú vo forme monoblokov (neoddeliteľná konštrukcia), takže je ťažké vybrať potrebné tepelná energia radiátor
3. Potreba čo najviac prehĺbiť kotol. Aby ste to dosiahli, musíte vytvoriť plošinu umiestnenú pod všeobecnou úrovňou podlahy až do pol metra. V dôsledku toho je kotol nepohodlný na údržbu (najmä na tuhé palivo) a na pripojenie potrubia k nemu pri potrubí generátora tepla. Je jasné, že nehovoríme o prevádzke moderných nástenných kotlov.
4. Plocha vykurovaných priestorov je obmedzená. Vzhľadom na to, že potrubia sú umiestnené v sklone, nebude možné ich položiť na väčšiu dĺžku. Okrem toho, čím dlhší je okruh, tým väčší je jeho odpor, tým nižšia je rýchlosť obehu. Ak sú komunikácie dlhé, extrémne body (batérie) sa zohrejú zle a ani pridaním sekcií nebude možné dosiahnuť vysokokvalitné vykurovanie.

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou nie je dokonalý, vrátane estetického. Možnosť nezávisieť od elektriny však stále láka niektorých majiteľov domov, najmä v regiónoch, kde sa problémy s elektrickou energiou často vyskytujú. Pre tých, ktorí uprednostňujú spoľahlivosť pred technickou dokonalosťou, sa ponúka niekoľko schém na zostrojenie gravitačného okruhu.

Základné schémy potrubia - výber najlepšej možnosti

Vykurovacie okruhy, ktoré zahŕňajú prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny, majú dve hlavné konštrukčné možnosti (schémy):

jednorúrkové, keď napájanie a odstraňovanie kvapaliny z batérií prebieha cez jedno potrubie;
dvojrúrkové - prívod chladiacej kvapaliny a jej odstraňovanie z radiátorov sa vykonáva rôznymi potrubiami.

Jednorúrkový obvod sa ľahko inštaluje. Z kotla vychádza stúpačka, ktorá je v miestnosti zdvihnutá čo najvyššie. Zrýchľovacie potrubie sa tiahne od horného bodu stúpačky a klesá takmer na úroveň podlahy a plynule prechádza do prívodného potrubia. Batérie sa striedavo pripájajú na komunikáciu pozdĺž jej toku pomocou dvoch rúrok menšieho priemeru (pri dvojpalcovom potrubí sa zvyčajne používajú ¾-palcové ohyby). Po „obsluhe“ všetkých radiátorov sa potrubie zmení na „spiatočku“, ktorá ide do kotla. zapojenie je dobré len kvôli jednoduchosti zariadenia a relatívnej estetike (potrubia sú viditeľné, ale umiestnené nízko). Potom sú už len nedostatky.

Vzhľadom na to, že ochladená chladiaca kvapalina z batérií prúdi do toho istého potrubia, z ktorého prichádza horúca kvapalina, teplota vody po prechode každým radiátorom pomerne rýchlo klesá. Ak komunikačný systém dodáva chladiacu kvapalinu s teplotou 85 stupňov do prvej batérie (napríklad), potom ohrievač najďalej od kotla možno počítať len so 60 stupňami. To má za následok nerovnomerné zahrievanie, ktoré je potrebné kompenzovať pridávaním článkov do batérií, ktoré sa vzďaľujú od kotla, takže vonkajšie radiátory sú často objemné a ťažké (najmä ak sú liatinové).

Pri jednorúrkovej elektroinštalácii môžete batérie pripojiť len zospodu (vstup a výstup) a to je najefektívnejší spôsob pripojenia radiátorov (nerovnomerne sa zahrievajú, čo ovplyvňuje kvalitu vykurovania). Diagonálne pripojenie radiátorov je možné, ak je prívodné potrubie položené nad batériami, ale toto je už dvojrúrková schéma.

Pri dvojrúrkovom rozvode zo stúpačky odchádza prívodné potrubie umiestnené pod stropom. Z nej klesajú potrubia ku každej batérii (pripojenej v hornej polohe). Nižšie je druhý, spätné potrubie, do ktorej ústia výstupné rúrky z radiátorov (uchytené v spodnej polohe diagonálne). Z estetického hľadiska nie je obraz veľmi dobrý, no z hľadiska účinnosti je na tom tento systém oveľa lepšie. Každý radiátor je napájaný kvapalinou rovnakej teploty, čo zaisťuje rovnomerné vykurovanie všetkých miestností, plus je tu možnosť pripojenia viac ohrievače.

V súkromných domoch sa najčastejšie inštaluje vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny. Takéto konštrukcie majú mnoho výhod a ich inštalácia je mimoriadne jednoduchá. Pri montáži takéhoto zariadenia sa však stále musia dodržiavať niektoré pravidlá.

Dizajnové prvky

Schéma vykurovania s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny je veľmi jednoduchá. Súčasťou návrhu je vykurovací kotol, ktorý môže byť plynový, elektrický alebo na tuhé palivo, vodovodné potrubie, radiátory a expanzná nádoba. Vo vykurovacích systémoch s núteným obehom je prúd chladiacej kvapaliny zabezpečený špeciálnym čerpadlom. To zvyšuje náklady na zariadenie a komplikuje jeho inštaláciu.

V systémoch s prirodzenou cirkuláciou sa chladiaca kvapalina pohybuje potrubím gravitáciou. Faktom je, že hustota ohriatej vody je vyššia ako hustota studenej vody. Chladiaca kvapalina ohrievaná kotlom prechádzajúc potrubím a radiátormi postupne ochladzuje. Studená voda vo výstupnom potrubí sa nová časť horúceho potrubia vytlačí v prívodnom potrubí. V dôsledku toho ochladená chladiaca kvapalina opäť prechádza kotlom, po ktorom sa cyklus opakuje.

Expanzná nádrž v takomto systéme je potrebná na reguláciu tlaku vody v potrubiach. Keď sa zvýši, prebytočná chladiaca kvapalina vstúpi do nádrže a čiastočne ju naplní. Keď tlak klesne, voda prúdi späť do potrubia.

Výhody a nevýhody

Medzi výhody takýchto návrhov, ako je vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou, patrí predovšetkým nízka cena. Nemusíte kupovať toľko vybavenia. Okrem toho medzi výhody takýchto systémov patrí vysoký stupeň udržiavateľnosti. Vďaka jednoduchosti dizajnu môžete prvky, ktoré sa stali nepoužiteľnými, nahradiť v prípade potreby aj svojpomocne.

Ďalšou nepopierateľnou výhodou takýchto systémov je spoľahlivosť. Medzi výhody patrí dlhý termín ich životnosť je cca 30 rokov.

Nevýhody štruktúr tohto typu sú:

Nízka účinnosť. Na prevádzku systému s prirodzenou cirkuláciou je potrebné relatívne veľké množstvo paliva.
Veľká zotrvačnosť. Systém začne fungovať až vtedy, keď sa chladiaca kvapalina dostatočne zahreje.
Nemožnosť skryté vedenie potrubia Pomocou takéhoto systému je možné zariadiť dosť efektívne vykurovanie súkromný dom. Prirodzená cirkulácia však predpokladá dosť vysoký stupeň chladenia chladiacej kvapaliny pri pohybe po diaľniciach. Preto musia potrubia prechádzať na čerstvom vzduchu.

Vykurovacie systémy tohto typu je možné použiť iba v malých domoch. Faktom je, že s nárastom počtu otáčok a ohybov sa výrazne zvyšuje odolnosť voči chladiacej kvapaline. Výsledkom je, že systém začne fungovať mimoriadne neefektívne.

Jednorúrkové a dvojrúrkové prevedenie

Existujú iba dva typy vykurovacích systémov s prirodzenou cirkuláciou. Dvojrúrkový systém pozostáva z dvoch okruhov: vstupného a výstupného. Podľa prvej sa chladiaca kvapalina dodáva do radiátorov a podľa druhej sa odvádza späť do kotla. V súkromných domoch sa však častejšie používa jednorúrkové vykurovanie s prirodzenou cirkuláciou. Tento systém sa ľahšie inštaluje a je celkom efektívny. V tomto prípade sa chladiaca kvapalina pohybuje cez jednu rúrku, ku ktorej sú pripojené radiátory, v kruhu.

Dizajn

Pri výpočte vykurovacieho systému tohto typu sa musíte rozhodnúť pre:

počet požadovaných radiátorov;
výkon kotla;
priemer potrubia a materiál;
objem expanznej nádoby.

Ako vypočítať výkon kotla

Tento postup je skutočne veľmi zodpovedný. Koniec koncov, účinnosť vykurovania priestorov závisí od toho, ako správne je zvolený výkon kotla. Výpočty sú primárne založené na skutočnosti, že na 10 m 2 plochy domu je potrebný 1 kW výkonu. V tomto prípade sa berú do úvahy aj korekčné faktory pre regióny:

pre sever - 1,5-2,
Pre stredná zóna - 1,4,
pre južné regióny - 0,8.

Výkon môžete vypočítať aj na základe objemu miestnosti. Toto číslo sa jednoducho vynásobí 40 W. Pre súkromný dom na pilótový základ akceptuje sa korekčný faktor 1,4. Pre každé dvere sa k prijatému výkonu pridá 300 W, pre každé okno - 70 - 100 W.

Koľko radiátorov by tam malo byť?

Výpočet vykurovacieho systému pokračuje určením počtu potrebných batérií. V tomto prípade si môžete vybrať akékoľvek radiátory. Najčastejšie majitelia vidiecke domy nainštalujte lacné a pomerne spoľahlivé bimetalové modely. Ich počet sa vypočíta na základe plochy miestnosti. Na každých 10 m2 je potrebný 1 kW výkonu radiátora. Výsledné číslo sa vynásobí ďalšou 1,5. Táto rezerva je potrebná na doplnenie únikov tepla cez okná a dvere. Výkon jednej časti batérie konkrétnej značky uvádza výrobca v technickom liste.

Diaľnice

Vnútorný povrch rúrok vybraných pre vykurovací systém s prirodzeným prietokom vody by mal byť čo najhladší. Tým sa odpor udrží na minime. Okrem toho by sa na diaľniciach nemali hromadiť usadeniny a bahno. Kovovo-plastové rúry najviac spĺňajú všetky tieto požiadavky. Polypropylénové vedenia sa často používajú aj v systémoch s prirodzenou cirkuláciou. Do takýchto konštrukcií sa neodporúča inštalovať oceľové.

Pokiaľ ide o priemer, mal by byť dostatočne veľký. Konkrétny údaj závisí predovšetkým od počtu ohybov a rôznych typov uzatváracích ventilov v hlavnom vedení. V súkromných domoch sa zvyčajne inštalujú rúry s priemerom 32 - 40 mm (vnútorné). Pre pripojenie k radiátorom sa používajú segmenty s priemerom 20-24 mm. Na tento účel možno použiť aj potrubia rovnakého počtu ako hlavné.

Výber expanznej nádoby

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou je zvyčajne vybavený otvorenou expanznou nádržou. Takéto modely môžu vykonávať tri hlavné funkcie naraz:

pretlakový poistný ventil,
miesto na zásobovanie systému ďalšími časťami chladiacej kvapaliny,
odstránenie prebytočných plynov vznikajúcich pri ohreve vody.

Pri výbere expanznej nádoby je potrebné vziať do úvahy nasledujúce faktory:

Celkový objem chladiacej kvapaliny (C). Kapacita nádrže závisí od tohto indikátora. Určuje sa pridaním objemov kotla, prívodných potrubí, radiátorov a iných konštrukčných prvkov, ak existujú.
Koeficient rozťažnosti chladiacej kvapaliny (E).
Počiatočný tlak v nádrži (Pmin.).
Maximálny povolený tlak (Pmax).
Faktor plnenia za daných prevádzkových podmienok (Kzap). Dá sa určiť pomocou špeciálnych tabuliek.

Objem nádrže sa vypočíta pomocou vzorca V = (E x C / 1 - Pmin. / Pmax) / Kzap.

Základné pravidlá inštalácie

Aby bolo vykurovanie domu s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny v systéme účinné, musia sa pri montáži dodržiavať tieto odporúčania:

Rúry musia byť inštalované so sklonom v smere toku vody najmenej 6-7 stupňov. Tým sa zabezpečí lepšia cirkulácia.
Kotol je inštalovaný pod úrovňou elektrickej siete. Zvyčajne sa umiestňuje v suteréne. Ak nie je, je usporiadaná technická miestnosť s jamou.
Expanzná nádrž je namontovaná v podkroví. Potrubie spájajúce kotol s kotlom je tepelne izolované.
Radiátory sú namontované paralelne s potrubím (na obtoku). Nie je možné ich vložiť do samotných diaľnic.
Batérie by mali byť umiestnené čo najvyššie.

Montážny poriadok

Inštalácia vykurovacích systémov tohto typu sa vykonáva takto:

Prebieha inštalácia kotla. Aktuálne v vidiecke domy najčastejšie používané plynové modely. Komín môžete nainštalovať sami. Na pripojenie kotla k hlavnej linke budete musieť zavolať špecialistov. Robiť to na vlastnú päsť je zakázané predpismi.
Radiátory vykurovania sú závesné. Najlepšie je umiestniť ich pod okná. Tým sa zabezpečí prirodzená cirkulácia vzduchu v miestnosti. Vzdialenosť od radiátora k stene by mala byť aspoň 2,5 cm, k podlahe - 8 cm.
Inštaluje sa hlavné vedenie (dodržiavanie sklonu).
Radiátory sú pripojené. IN jednorúrkový systém používa sa spodné pripojenie.
Je nainštalovaná expanzná nádrž. Najčastejšie je pripojený k výstupnému vedeniu. Na potrubí nádrže je inštalovaný ďalší vývod do kanalizácie.
Vedenie je na oboch stranách napojené na potrubie kotla.
Inštalujú sa Mayevského žeriavy. Sú potrebné na odstránenie vzduchu z chladiacej kvapaliny, napríklad pri tlakovej skúške.
Ostatné potrebné vybavenie je namontované uzatváracie ventily: škrtiace klapky, tepelné ventily atď.
V najnižšom bode potrubia je inštalovaný vypúšťací ventil.

Ako vidíte, inštalácia vykurovacích systémov s prirodzeným prúdom nie je obzvlášť náročná. Takúto štruktúru, najmä jednorúrkovú, môžete zostaviť doslova za deň.

Ohrev vody s prirodzenou cirkuláciou je pomerne efektívny. Stále však stojí za to doplniť dizajn špeciálnym čerpadlom. Z času na čas sa môže použiť, čím sa zvyšuje účinnosť systému. Je namontovaný na výstupnom potrubí. Faktom je, že v prívodnom potrubí je teplota chladiacej kvapaliny veľmi vysoká, čo môže viesť k poruche jej konštrukčných prvkov.

Obehové čerpadlo je inštalované na obtoku vybavenom kohútikmi. Priamo pred ním je namontovaný špeciálny filter. Ten zabraňuje vniknutiu nečistôt, kalu atď. do čerpadla.

Pri inštalácii radiátorov dbajte na to, aby boli umiestnené na rovnakej úrovni. Tým sa zabezpečí optimálna cirkulácia chladiacej kvapaliny. Pred každou batériou by mal byť nainštalovaný uzatvárací ventil. Bude sa hodiť v prípade núdzového vypnutia.

Skúšobná prevádzka systému

Takže sme prišli na to, ako zabezpečiť prirodzenú cirkuláciu vykurovania (systému). Po inštalácii všetkých konštrukčných prvkov by sa mala vykonať skúšobná prevádzka. Plnenie je možné vykonať buď pomocou čerpadla alebo pomocou napájacieho kohútika pripojeného k prívodu vody. Tlak vody vstupujúcej do systému by nemal byť príliš silný. V opačnom prípade sa do vedení dostane veľa vzduchu.

Po naplnení by ste mali počkať asi pol hodiny. Počas tejto doby prebytočný vzduch opustí systém. Potom môžete spustiť kotol. Ak systém po chvíli začne fungovať, potom je všetko v poriadku. Niekedy sa však stáva, že chladiaca kvapalina nezačne cirkulovať cez potrubia. V tomto prípade potrebujete:

skontrolujte tesnosť všetkých potrubí;
zmerajte uhol sklonu diaľnic.

V prípade potreby sa nedostatky odstránia.

Niekedy sú príčinou problémov obyčajné vzdušné zámky. Preto sa navyše oplatí pokúsiť sa ich odstrániť. Postup v tomto prípade bude nasledovný:

otvorenie vetracích otvorov na všetkých radiátoroch;
systém je naplnený nízkym tlakom;
Otvorí sa odtok a vykoná sa dlhý chod chladiacej kvapaliny.

Príčinou nečinnosti systému sú často upchaté radiátory. V takom prípade bude potrebné batérie vybrať a umyť.

Ak nič z vyššie uvedeného nepomôže, dôvodom je s najväčšou pravdepodobnosťou slabý kotol alebo jeho porucha.

Vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou chladiacej kvapaliny je spoľahlivé a zároveň lacné zariadenie. Správnym výberom komponentov a dodržaním všetkých odporúčaní pre inštaláciu môžete získať odolný a veľmi efektívny dizajn, a tým výrazne a trvalo zvýšiť komfort bývania vo vašej domácnosti.