Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Je vybrána konstrukce autonomní sítě vytápění gravitačního typu, pokud je nevhodná, a někdy není možné instalovat oběhové čerpadlo nebo se připojit k centralizovanému napájení.

Takový systém je levnější v uspořádání a je zcela nezávislý na elektřině. Jeho výkon však do značné míry závisí na přesnosti návrhu.

Aby hladký chod topného systému s přirozenou cirkulací fungoval, je nutné vypočítat jeho parametry, správně nainstalovat komponenty a přiměřeně zvolit vodní okruh. Pomůžeme při řešení těchto problémů.

Popsali jsme hlavní principy gravitačního systému, poskytli tipy na výběr potrubí, načrtli pravidla pro sestavení kontury a umístění pracovních uzlů. Zvláštní pozornost jsme věnovali vlastnostem návrhu a provozu jedno- a dvoutrubkových systémů topení.

Principy procesu přirozeného oběhu

K pohybu vody v topném okruhu bez použití oběhového čerpadla dochází v důsledku přirozených fyzikálních zákonů.

Pochopení povahy těchto procesů vám umožní kompetentně vytvořit návrh topného systému pro typické i nestandardní případy.

Přirozená volba, která předurčuje pohyb chladiva pod vlivem gravitace, se používá v domech a bytech s nezávislými systémy vytápění Rezervní objem nutný pro expanzi nosiče tepla v průběhu vytápění je zajištěn otevřeným širokým tankem Při konstrukci systémů s přirozeným pohybem chladicí kapaliny existují jedno- a dvoutrubková schémata. Obrysy monotrubic zajišťují horní vedení Dvouplášťové gravitační systémy jsou konstruovány s horním a spodním vedením. Horizontální plochy jsou vždy pokládány se sklonem 2-3 mm na lineární metr Vážnou nevýhodou gravitačních topných systémů je slabá hlava, což je důvod, proč nevytvářejí obrysy více než 30 m horizontálně. V systémech s gravitačním pohybem chladicí kapaliny je v důsledku toho minimum technických zařízení, což vede k minimálním problémům s nastavením a opravou. Při přípravě chladicí kapaliny se použil tuhý topný olej a všechny typy plynových kotlů Nechte ohřát chladivo na teplotu výparu + 105 ° na výstupu z kotle. Tato skutečnost musí být zohledněna při výběru zařízení a potrubí pro stavbu

Maximální rozdíl hydrostatického tlaku

Hlavní fyzikální vlastností jakéhokoliv chladiva (vody nebo nemrznoucí směsi), které přispívá k jeho pohybu podél kontury během přirozené cirkulace, je snížení hustoty s rostoucí teplotou.

Hustota teplé vody je menší než studená, a proto je rozdíl v hydrostatickém tlaku kolony s horkou a studenou kapalinou. Studená voda, která proudí do výměníku tepla, vytlačuje trubku.

Během přirozené cirkulace je hnací silou vody v okruhu pokles hydrostatického tlaku mezi sloupy studené a horké kapaliny.

Topný okruh domu lze rozdělit do několika částí. Na „horkých“ fragmentech voda stoupá a na „studené“ - dolů. Hranice fragmentů jsou horní a dolní bod topného systému.

Hlavním úkolem při modelování systému s přirozenou cirkulací vody je dosažení maximálního možného rozdílu mezi tlakem kapalného sloupce v „horkých“ a „studených“ fragmentech.

Klasický prvek pro přirozenou cirkulaci vodního okruhu je kolektor zrychlení (hlavní stoupač), vertikální potrubí směřující nahoru z výměníku tepla.

Kolektor zrychlení musí mít maximální teplotu, takže se ohřívá po celé délce. I když, pokud výška kolektoru není velký (jako u jednopodlažních domů), pak je možné neprovádět izolaci, protože voda v něm nebude mít čas vychladnout.

Obvykle je systém navržen tak, že horní bod kolektoru zrychlení se shoduje s horním bodem celého obrysu. Tam, kde je použita membránová nádrž, je instalován vývod pro otevřený expanzní zásobník nebo odvzdušňovací ventil.

Délka „horkého“ fragmentu kontury je pak minimem, což vede ke snížení tepelných ztrát v této oblasti.

Je také žádoucí, aby "horký" fragment kontury nebyl kombinován s dlouhým úsekem transportujícím chlazené chladivo. V ideálním případě se dolní bod vodního okruhu shoduje se spodním bodem tepelného výměníku umístěného v topném zařízení.

Čím nižší je kotel v topném systému, tím nižší je hydrostatický tlak kolony kapaliny v horkém úseku okruhu

Pro „studený“ okruh vodního okruhu existují také pravidla, která zvyšují tlak kapaliny:

  • čím více tepelných ztrát v „studené“ části topné sítě, tím nižší je teplota vody a čím větší je její hustota, tím je provoz soustav s přirozenou cirkulací možný pouze při významném přenosu tepla;
  • Čím větší je vzdálenost od spodního bodu kontury k připojení radiátorů, tím větší je část vodního sloupce s minimální teplotou a maximální hustotou.

Aby bylo zajištěno splnění posledního pravidla, je často kachle nebo kotel instalován na nejnižším místě domu, například v suterénu. Toto umístění kotle zajišťuje maximální možnou vzdálenost mezi spodní úrovní radiátorů a místem vstupu vody do výměníku tepla.

Výška mezi spodním a horním bodem vodního okruhu během přirozené cirkulace by však neměla být příliš velká (v praxi ne více než 10 metrů). Pec nebo kotel ohřívá pouze výměník tepla a spodní část urychlovače.

Pokud je tento fragment nevýznamný vzhledem k celé výšce vodního okruhu, pak pokles tlaku v „horkém“ fragmentu obvodu bude zanedbatelný a proces cirkulace nezačne.

Použití systémů s přirozenou cirkulací pro dvoupodlažní budovy je plně odůvodněné a pro vyšší počet podlah bude nutné oběhové čerpadlo.

Minimalizace odolnosti proti pohybu vody

Při návrhu systému s přirozenou cirkulací je třeba vzít v úvahu rychlost chladiva podél kontury.

Čím vyšší je rychlost, tím rychleji dojde k přenosu tepla přes systém „kotle - výměník - vodní okruh - topné radiátory - místnost“.

Za druhé, čím rychlejší je rychlost výměníku kapaliny výměníkem tepla, tím je méně pravděpodobné, že se vaří, což je zvláště důležité při ohřevu pece.

Vroucí voda v systému může být velmi drahá - náklady na demontáž, opravu a opětovnou instalaci výměníku vyžadují mnoho času a peněz.

U systémů vytápění s nuceným oběhem závisí rychlost pohybu vody hlavně na parametrech oběhového čerpadla.

Pokud ohřev vody s přirozenou cirkulační rychlostí závisí na následujících faktorech:

  • tlakové rozdíly mezi úlomky obrysu v jeho dolním bodě;
  • hydrodynamický odpor topného systému.

Způsoby, jak maximalizovat tlakový rozdíl, byly diskutovány výše. Hydrodynamický odpor reálného systému nelze vypočítat přesně kvůli složitému matematickému modelu a velkému počtu příchozích dat, jejichž přesnost je obtížné zaručit.

Existují však obecná pravidla, jejichž dodržování snižuje odpor topného okruhu.

Hlavními důvody pro snížení rychlosti vody jsou odpor stěn potrubí a přítomnost zúžení v důsledku přítomnosti armatur nebo uzavíracích ventilů. Při nízkých průtocích je odpor stěn prakticky nepřítomný.

Výjimku tvoří dlouhé a tenké trubky, charakteristické pro vytápění pomocí tepelně izolované podlahy. Zpravidla se rozlišují oddělené kontury s nuceným oběhem.

Při volbě typů potrubí pro okruh s přirozenou cirkulací musí být při instalaci systému zohledněno technické zúžení. Proto je nežádoucí používat kovové trubky z umělé hmoty pro přirozenou cirkulaci vody v důsledku jejich spojení s armaturami s mnohem menším vnitřním průměrem.

Montáž kovových a plastových trubek poněkud zužuje vnitřní průměr a je vážnou překážkou na cestě vody se slabou hlavou (+)

Pravidla pro výběr a montáž potrubí

Volba mezi ocelovými nebo polypropylenovými trubkami při jakémkoliv oběhu probíhá podle kritéria možnosti jejich použití pro ohřev teplé vody, jakož i z hlediska ceny, snadnosti instalace a životnosti.

Napájecí stojan je namontován z kovové trubky, protože jím prochází voda o nejvyšší teplotě a v případě ohřevu pece nebo selhání výměníku tepla může být vedena pára.

Při přirozené cirkulaci je nutné použít průměr trubky o něco větší než v případě oběhového čerpadla. Obvykle pro vytápění prostor až 200 metrů čtverečních. m, průměr zrychlení kolektoru a trubka na vstupu zpět do výměníku tepla je 2 palce.

To je způsobeno nižší rychlostí vody ve srovnání s možností nuceného oběhu, což vede k následujícím problémům:

  • snížení množství tepla přeneseného za jednotku času ze zdroje do vytápěné místnosti;
  • vznik překážek nebo zácp, které nemohou zvládnout malý tlak.

Zvláštní pozornost při používání přirozené cirkulace s nižším schématem průtoku by měl být věnován problému odstraňování vzduchu ze systému. Nelze ji zcela odstranit z chladicí kapaliny přes expanzní nádobu, protože vařící voda vstupuje do zařízení nejprve podél čáry níže než oni.

V průběhu nuceného oběhu tlak vody přivádí vzduch do sběrače vzduchu instalovaného v nejvyšším bodě systému - zařízení s automatickým, ručním nebo poloautomatickým řízením. S pomocí Mayevského jeřábu se provádí především přestup tepla.

V gravitačních vytápěcích sítích s přívodem umístěným pod přístroji se Mayevského kohoutky používají přímo pro odvzdušnění.

Na všech moderních radiátorech jsou zařízení pro odsávání vzduchu, proto, aby se zabránilo vzniku dopravních zácp v okruhu, můžete vytvořit svah řízením vzduchu do chladiče

Vzduch může být také vypuzován pomocí větracího otvoru instalovaného na každé stoupačce nebo na nadzemním vedení položeném rovnoběžně s hlavními vedeními systému. Vzhledem k impozantnímu počtu zařízení pro odvádění vzduchu jsou extrémně používána schémata gravitace dna.

S malou hlavou může malý vzduchový blok zcela zastavit topný systém. Podle SNiP 41-01-2003 tedy není dovoleno pokládat potrubí otopných soustav bez svahu rychlostí vody menší než 0, 25 m / s.

S přirozenou cirkulací jsou takové rychlosti nedosažitelné. Proto je kromě zvýšení průměru trubek nutné dodržovat konstantní svahy pro odvádění vzduchu z topného systému. Svah je navržen rychlostí 2–3 mm na 1 metr, v bytových sítích svah dosahuje 5 mm na lineární metr horizontální čáry.

Předpětí posuvu se provádí v průběhu pohybu vody tak, aby se vzduch pohyboval směrem k expanzní nádrži nebo systému odvzdušňování umístěnému v horním bodě obrysu. I když si můžete udělat a proti-zaujatost, ale v tomto případě musíte dodatečně nainstalovat ventil pro odvod vzduchu.

Sklon vratného potrubí se obvykle provádí ve směru chlazené vody. Dolní bod obvodu se pak shoduje se vstupem vratného potrubí do generátoru tepla.

Nejběžnější kombinace směru náklonu průtokových a vratných trubek pro odstraňování vzduchových uzávěrů z vodního okruhu s přirozenou cirkulací

Při instalaci teplé podlahy malého prostoru v okruhu s přirozenou cirkulací je nutné zamezit vniknutí vzduchu do úzkých a vodorovných trubek tohoto topného systému. Zařízení pro odvádění vzduchu je nutné umístit před teplou podlahu.

Jedno-trubkové a dvou-trubkové vytápění

Při návrhu systému vytápění domu s přirozeným oběhem vody je možné navrhnout jeden i několik samostatných okruhů. Mohou se od sebe výrazně lišit. Bez ohledu na délku, počet radiátorů a další parametry jsou provedeny jednoplášťovým nebo dvoutrubkovým systémem.

Jeden obrys kontury

Vytápěcí systém používající stejné potrubí pro postupné přivádění vody do radiátorů se nazývá jedno potrubí. Nejjednodušší variantou je ohřev kovových trubek bez použití radiátorů.

Jedná se o nejlevnější a nejméně problematický způsob, jak vyřešit vytápění domácností při volbě ve prospěch přirozené cirkulace chladiva. Jedinou významnou nevýhodou je vzhled objemných trubek.

S nejekonomičtější verzí jedno-trubkového okruhu s topnými tělesy proudí teplou vodou postupně každé zařízení. Zde potřebujete minimální počet trubek a ventilů.

Při průchodu chladicí kapalinou se chladí, takže následná otopná tělesa získávají chladnější vodu, kterou je třeba vzít v úvahu při výpočtu počtu úseků.

Jednoduchý systém s jedním potrubím (nahoře) vyžaduje minimální množství instalačních prací a investic. Komplexnější a nákladnější možnost ve spodní části umožňuje vypnout radiátory bez zastavení celého systému

Nejúčinnějším způsobem připojení topných zařízení k síti s jedním potrubím je možnost diagonály.

Podle tohoto schématu topných okruhů s přirozeným typem cirkulace vstupuje teplá voda do topného tělesa shora, po ochlazení je odváděna potrubím umístěným ve spodní části. Při průchodu podobným způsobem vydává ohřátá voda maximální množství tepla.

S nižším připojením k baterii jako vstupem a výstupem je přenos tepla výrazně snížen, protože vyhřívané chladivo musí projít nejdelší cestou. Vzhledem k výraznému ochlazení těchto systémů se nepoužívají baterie s velkým počtem sekcí.

"Leningradka" se vyznačuje impozantní tepelnou ztrátou, kterou je třeba vzít v úvahu při výpočtu systému. Jeho výhodou je, že při použití uzavíracích ventilů na vstupu a výstupu mohou být zařízení selektivně vypnuta k opravě bez zastavení topného cyklu (+)

Topné okruhy s podobným připojením radiátorů se nazývají "Leningradka". Navzdory výrazným tepelným ztrátám jsou upřednostňovány v uspořádání systémů vytápění bytů, což je díky estetičtějšímu způsobu pokládání potrubí.

Významnou nevýhodou jedno-trubkových sítí je neschopnost vypnout jeden z topných úseků bez zastavení cirkulace vody v celém okruhu.

Proto se obvykle používá k upgradu klasického schématu s instalací „obtoku“, který obchází radiátor pomocí větve se dvěma kulovými ventily nebo třícestným ventilem. To vám umožňuje nastavit průtok vody do chladiče až do jeho úplného vypnutí.

Pro dvě nebo více nadzemních budov se používají jednoplášťové verze se svislými stoupačkami. V tomto případě je distribuce teplé vody rovnoměrnější než u horizontálních stoupaček. Svislé stoupačky jsou navíc méně rozsáhlé a lépe zapadají do interiéru domu.

Pro vytápění dvoupodlažních místností s přirozenou cirkulací se úspěšně používá jednopólový okruh s vertikálním vedením. Prezentována je varianta se schopností vypnout horní radiátory.

Možnost zpětného potrubí

Když se jedna trubka používá k přivádění horké vody do otopných těles a druhá se používá k vypouštění chlazeného do kotle nebo do pece, takovéto schéma ohřevu se nazývá dvoupotrubné. V přítomnosti radiátorů je podobný systém používán častěji než jeden trubkový.

Je dražší, protože vyžaduje instalaci dalšího potrubí, ale má řadu významných výhod:

  • rovnoměrnější rozložení teploty chladiva přiváděného do topných těles;
  • je snadnější vypočítat závislost parametrů radiátorů na ploše vytápěné místnosti a požadovaných hodnot teploty;
  • efektivnější nastavení přívodu tepla do každého radiátoru.

V závislosti na směru pohybu chlazené vody je relativně horký, dvou-trubkové systémy jsou rozděleny na by-pass a dead-end. V předávacích diagramech se pohyb chlazené vody vyskytuje ve stejném směru jako horký, proto se délka cyklu pro celý okruh shoduje.

V uzavřených okruzích se chlazená voda pohybuje směrem k teplu, proto se u různých radiátorů liší délky cyklů otáčení chladicí kapaliny. Protože rychlost v systému je malá, doba ohřevu se může výrazně lišit. Radiátory, jejichž délka cyklu je menší než cyklus vody, se zahřívají rychleji.

Při volbě slepé uličky a projíždějících topných systémů vychází především z pohodlí vratného potrubí

Existují dva typy umístění vložky vzhledem k radiátorům: horní a dolní. U horní vložky je trubka, která dodává horkou vodu, umístěna nad radiátory a na spodní vložce - níže.

U spodní vložky je možné odstranit vzduch přes radiátory a není třeba držet potrubí nahoře, což je dobré z hlediska designu místnosti.

Bez kolektoru zrychlení však bude pokles tlaku mnohem menší než při použití horní vložky. Spodní oční linky při vytápění místností podle principu přirozené cirkulace se prakticky nepoužívají.

Závěry a užitečné video na toto téma

Organizace jednopodlažního systému na základě elektrického kotle pro malý domek:

Práce dvoutrubkového systému pro jednopatrový dřevěný dům na bázi kotle na dlouhodobé spalování na tuhá paliva:

Využití přirozené cirkulace při pohybu vody v topném okruhu vyžaduje přesné výpočty a technicky odpovídající montážní práce. Když jsou tyto podmínky splněny, vytápěcí systém vytápí prostory soukromého domu a zbaví majitele hluku čerpadla a závislosti na elektřině.

Máte-li jakékoli dotazy na toto téma nebo máte chuť podělit se o osobní zkušenost s organizací a provozem gravitačního systému vytápění, zanechte prosím komentáře k tomuto článku. Pole zpětné vazby je umístěno níže.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Topení