Гравитационна отоплителна система с естествена циркулация

Характеристики на отоплението с топъл въздух Промишлени и производствени съоръжения

Организацията на въздушно отопление, комбинирана с вентилация в частни жилищни сгради, се различава от внедряването на системи за въздушно отопление на обекти на промишлени недвижими имоти - складове, работилници, хангари, сервизи и др. Тези разлики са свързани с мащаба на промишлените съоръжения, голям обем отопляеми помещения, повишени изисквания за функционалност и надеждност.

Изброяваме тези нюанси, с които нашите специалисти обикновено се сблъскват в промишлени съоръжения:

Висока мощност на отоплителното оборудване, големи габаритни размери на въздуховоди, като правило - сложна геометрия на техните схеми за полагане
По-сложни дизайнерски решения в отоплителните системи
В резултат на това възниква необходимостта от специална оперативна служба на предприятието, отговорна за безпроблемната работа на отоплителната система
Без високи естетически изисквания. В резултат на това въздуховодите и оборудването, като правило, не са покрити с окачени тавани и прегради от гипсокартон.
По-сложна инсталация, включително на голяма надморска височина

Видове отоплителни системи с гравитационна циркулация

Въпреки простия дизайн на водна отоплителна система със самоциркулация на охлаждащата течност, има поне четири популярни схеми за инсталиране. Изборът на тип окабеляване зависи от характеристиките на самата сграда и очакваната производителност.

За да се определи коя схема ще работи, във всеки отделен случай е необходимо да се извърши хидравлично изчисление на системата, да се вземат предвид характеристиките на отоплителния блок, да се изчисли диаметърът на тръбата и т.н. Може да се нуждаете от помощта на професионалист, когато правите изчисленията.

Затворена система с гравитационна циркулация

В страните от ЕС затворените системи са най-популярни сред другите решения. В Руската федерация схемата все още не е широко използвана. Принципите на работа на затворена водна отоплителна система с циркулация без помпа са както следва:

При нагряване охлаждащата течност се разширява, водата се измества от отоплителния кръг.
Под налягане течността влиза в затворен мембранен разширителен резервоар. Конструкцията на контейнера е кухина, разделена от мембрана на две части. Едната половина от резервоара е пълна с газ (повечето модели използват азот). Втората част остава празна за пълнене с охлаждаща течност.
Когато течността се нагрее, се създава налягане, достатъчно, за да се прокара през мембраната и да се компресира азотът. След охлаждане настъпва обратният процес и газът изстисква водата от резервоара.

В противен случай системите от затворен тип работят като други схеми за отопление с естествена циркулация. Като недостатъци може да се отбележи зависимостта от обема на разширителния резервоар. За стаи с голяма отоплена площ ще трябва да инсталирате вместителен контейнер, което не винаги е препоръчително.

Отворена система с гравитационна циркулация

Отоплителната система с отворен тип се различава от предишния тип само по дизайна на разширителния резервоар. Тази схема най-често се използваше в стари сгради. Предимствата на отворената система е възможността за самостоятелно производство на контейнери от импровизирани материали. Резервоарът обикновено има скромни размери и се монтира на покрива или под тавана на хола.

Основният недостатък на отворените конструкции е навлизането на въздух в тръбите и радиаторите за отопление, което води до повишена корозия и бърза повреда на нагревателните елементи. Проветряването на системата също е чест "гост" в отворените вериги.Следователно радиаторите са монтирани под ъгъл, крановете на Mayevsky са необходими за изпускане на въздух.

Еднотръбна система със самоциркулация

Това решение има няколко предимства:

Няма сдвоен тръбопровод под тавана и над нивото на пода.
Спестете пари за инсталиране на системата.

Недостатъците на такова решение са очевидни. Топлинната мощност на отоплителните радиатори и интензивността на тяхното нагряване намаляват с разстоянието от котела. Както показва практиката, еднотръбна отоплителна система на двуетажна къща с естествена циркулация, дори ако се спазват всички склонове и е избран правилният диаметър на тръбата, често се преработва (чрез инсталиране на помпено оборудване).

Двутръбна система със самоциркулация

Двутръбната отоплителна система в частна къща с естествена циркулация има следните конструктивни характеристики:

Захранващ и връщащ поток през отделни тръби.
Захранващата тръба е свързана към всеки радиатор чрез вход.
Батерията е свързана към връщащата линия с втората очна линия.

В резултат на това двутръбната радиаторна система осигурява следните предимства:

Равномерно разпределение на топлината.
Няма нужда да добавяте радиаторни секции за по-добро загряване.
По-лесно се настройва системата.
Диаметърът на водния кръг е поне един размер по-малък, отколкото при еднотръбни схеми.
Липса на строги правила за инсталиране на двутръбна система. Допускат се малки отклонения по отношение на наклоните.

Основното предимство на двутръбната отоплителна система с долно и горно окабеляване е простотата и в същото време ефективността на дизайна, което ви позволява да изравнявате грешките, направени при изчисленията или по време на монтажните работи.

Правила за инсталиране на системата

Правилното функциониране на гравитационна отоплителна система предполага преди всичко точността на избора на диаметъра на тръбите, както и абсолютното спазване на необходимите наклони по време на монтажните работи - за да се избегне създаването на противоположни наклони. Ако имате известен опит, можете да извършите всички тези работи сами, без да прибягвате до специалисти.

Особено внимание трябва да се обърне на липсата на завои и завои при щранга - на изхода от котела. Такъв резултат от работа се счита за идеален, при който щрангът до върха му има вертикално равномерен външен вид.

Ако е необходимо да се завърти, ще бъде оптимално да изберете ъгъла с минимален размер, а диаметърът на тръбите е равен на един и половина инча. В същото време броят на тръбите е правопропорционален на течащата циркулация: колкото повече от тях ще бъдат използвани, толкова по-интензивна ще бъде циркулацията.

При вземане на вода - охлаждаща течност - от щранга е необходимо да се поддържа ниво, надвишаващо най-горния от радиаторите, а бойлерът трябва да бъде поставен така, че да е под нивото на което и да е от отоплителните уреди.

За тръбите трябва да зададете лек наклон - по посока на котела. В този случай ще бъде приемлив наклон с изчисление от един сантиметър на метър тръба. Това е единственият начин да се гарантира циркулацията.

Ако сравним две схеми за циркулация - естествена и принудителна, тогава може да се каже, че първият тип има голям обем вода. Причината се крие в разликата в диаметрите.

Трябва да се внимава при избора на тръби - или по-скоро, обърнете внимание на материала на тяхното производство: в никакъв случай не трябва да купувате продукти, изработени от полиетилен и полипропилен. Използването им е изпълнено с риск от топене, което може да бъде причинено от вряща вода в тръбите. Последното може да бъде причинено от липсата на помпа, както и поради наличието на високо ниво на натоварване на газов котел за отопление, инсталиран в частна къща.

Най-надеждният вариант в тази ситуация би бил закупуването на железни тръби, което от своя страна разширява обхвата от неблагоприятни фактори за използване на гравитационна система - цената на такива тръби е доста висока, а използваните размери създават недостатъчно естетичен външен вид

Последното може да бъде причинено от липсата на помпа, както и поради наличието на високо ниво на натоварване на газов котел за отопление, инсталиран в частна къща. Най-надеждният вариант в тази ситуация би бил закупуването на железни тръби, което от своя страна разширява обхвата от неблагоприятни фактори за използване на гравитационна система - цената на такива тръби е доста висока, а използваните размери създават недостатъчно естетичен външен вид .

Един от основните компоненти на системата е разширителен резервоар, чийто избор трябва да се извърши, като се вземе предвид фактът, че при нагряване водата започва да се разширява. За да се предотвратят деформационни процеси, е необходимо да се монтира разширителен резервоар. Правилният избор може да бъде направен, ако се обърнете към инструкциите. Резервоарът е монтиран в най-високата точка на гравитационната система за отопление.

В заключение си струва да се подчертаят две основни предимства на тази система - високо ниво на инерция и липсата на необходимост от електричество в сградата, която се планира да бъде оборудвана с този тип отопление. По принцип последното свойство е основното при избора на система, подходяща за къщи, където няма електрозахранване.

Избор на тръби

Също така, изборът на материал е силно повлиян от котела, тъй като в случай на твърдо гориво трябва да се даде предпочитание на стомана, поцинковани тръби или продукти от неръждаема стомана, поради високата температура на работния флуид.

Въпреки това, металопластичните и подсилените тръби изискват използването на фитинги, което значително стеснява хлабината, подсилените полипропиленови тръби ще бъдат идеален вариант при работна температура от 70C и пикова температура от 95C.

Продуктите от специална PPS пластмаса имат работна температура 95C и пикова температура до 110C, което им позволява да се използват в отворена система.

Как да изберем отоплителна помпа

Най-подходящи за монтаж са специалните циркулационни помпи от центробежен тип с нисък шум с прави лопатки. Те не създават прекомерно високо налягане, а избутват охлаждащата течност, ускорявайки нейното движение (работното налягане на индивидуална отоплителна система с принудителна циркулация е 1-1,5 атм, максимумът е 2 атм). Някои модели помпи имат вградено електрическо задвижване. Такива устройства могат да се монтират директно в тръбата, наричат се още "мокри", а има устройства от "сух" тип. Те се различават само в правилата за инсталиране.

При монтаж на всякакъв тип циркулационна помпа е желателна инсталация с байпас и два сферични клапана, което позволява помпата да бъде свалена за ремонт/подмяна без изключване на системата.

По-добре е да свържете помпата с байпас - така че да може да бъде ремонтирана / заменена, без да се разрушава системата

Монтирането на циркулационна помпа ви позволява да регулирате скоростта на охлаждащата течност, движеща се през тръбите. Колкото по-активно се движи охлаждащата течност, толкова повече топлина носи, което означава, че стаята се загрява по-бързо. След достигане на зададената температура (наблюдава се или степента на нагряване на охлаждащата течност или въздуха в помещението, в зависимост от възможностите на котела и/или настройките), задачата се променя - изисква се поддържане на зададената температура и скоростта на потока намалява.

За отоплителна система с принудителна циркулация не е достатъчно да се определи вида на помпата

Важно е да се изчисли неговата производителност. За да направите това, на първо място, трябва да знаете топлинните загуби на помещенията / сградите, които ще се отопляват

Те се определят въз основа на загубите през най-студената седмица. В Русия те се нормализират и инсталират от комунални услуги.Те препоръчват използването на следните стойности:

за едно- и двуетажни къщи загубите при най-ниската сезонна температура от -25 ° C са 173 W / m 2. при -30 ° C загубите са 177 W / m 2;
многоетажните сгради губят от 97 W / m 2 до 101 W / m 2.

Въз основа на определени топлинни загуби (означени с Q), можете да намерите мощността на помпата по формулата:

c е специфичният топлинен капацитет на охлаждащата течност (1.16 за вода или друга стойност от придружаващите документи за антифриз);

Dt е температурната разлика между подаването и връщането. Този параметър зависи от вида на системата и е: 20 o C за конвенционални системи, 10 o C за системи с ниска температура и 5 o C за системи за подово отопление.

Получената стойност трябва да се преобразува в производителност, за която трябва да се раздели на плътността на охлаждащата течност при работна температура.

По принцип при избора на мощност на помпата за принудителна циркулация на отоплението е възможно да се ръководите от осреднени норми:

със системи, които отопляват площ до 250 m 2. използвайте агрегати с капацитет 3,5 m 3 / h и налягане на главата 0,4 atm;
за площ от 250m 2 до 350m 2 са необходими мощност от 4-4,5m 3 / h и налягане от 0,6 atm;
помпи с капацитет 11 m 3 / h и налягане 0,8 atm се монтират в отоплителни системи за площ от 350 m2 до 800 m2.

Но трябва да вземете предвид, че колкото по-лошо е изолирана къщата, толкова по-голяма е мощността на оборудването (котел и помпа) и обратно - в добре изолирана къща половината от посочените стойности \u200b може да се изисква. Тези данни са средни. Същото може да се каже и за налягането, създавано от помпата: колкото по-тесни са тръбите и по-груба е вътрешната им повърхност (колкото по-високо е хидравличното съпротивление на системата), толкова по-високо трябва да бъде налягането. Пълното изчисление е сложен и мрачен процес, който отчита много параметри:

Мощността на котела зависи от площта на отопляемото помещение и топлинните загуби.

устойчивост на тръби и фитинги (прочетете как да изберете диаметъра на тръбите за отопление тук);
дължина на тръбопровода и плътност на охлаждащата течност;
брой, площ и вид на прозорците и вратите;
материалът, от който са направени стените, тяхната изолация;
дебелина на стената и изолация;
наличието / отсъствието на мазе, мазе, таванско помещение, както и степента на тяхната изолация;
вид покрив, състав на покривната торта и др.

Като цяло изчислението на топлотехниката е едно от най-трудните в областта. Така че, ако искате да знаете точно каква мощност ви е необходима помпа в системата, поръчайте изчисление от специалист. Ако не, изберете въз основа на средните данни, като ги коригирате в една или друга посока, в зависимост от вашата ситуация. Необходимо е само да се вземе предвид, че при недостатъчно висока скорост на движение на охлаждащата течност системата е много шумна. Ето защо в този случай е по-добре да вземете по-мощно устройство - консумацията на енергия е малка и системата ще бъде по-ефективна.

Изборът на компоненти и материал за производство

След появата на полимерни тръби, гравитационната отоплителна система, изработена от полипропилен (PP), стана много популярна. Този материал е лесен за обработка, изисква се минимум оборудване за свързване на отделни секции.

Въпреки това, не всеки тип от тези тръби е предназначен за монтаж като нагревателен елемент. Помислете за основните критерии за избор:

Наличието на подсилващ слой
. Гравитационната отоплителна система, изработена от полипропилен, може да бъде засегната от високи температури - до 95 ° C. За да се поддържа оригиналната форма на тръбата, е необходим елемент за втвърдяване, който е слой от фолио или фибростъкло;
дебелина на стената
. Гравитационна отоплителна система със затворен разширителен резервоар може да създаде много налягане. За да се избегне повреда на линията, полипропиленовите тръби трябва да са от клас PN20 или по-висок. Дебелината на стените им зависи от диаметъра.

Тази тръба може да се използва за подреждане на ускорителен колектор. Въпреки това, за да се постигне температурна разлика, се препоръчва връщащата линия да бъде изработена от стомана. Освен че понижава температурата на охлаждащата течност преди да влезе в котела, този материал помага за намаляване на хидравличното съпротивление.

След като завършите изчислението за гравитационна отоплителна система, изработена от полипропиленови или стоманени тръби, можете да продължите с нейното инсталиране.За да се постигне оптимална ефективност, експертите препоръчват да направите малки, но важни промени в стандартната схема:

Наклон на магистрала
. Оптималното гравитационно налягане за отоплителната система може да се постигне чрез наклонени тръби след вентилационния отвор и на връщащата линия след последното отоплително устройство;
Инсталиране на циркулационна помпа на байпаса
. Това ще помогне за намаляване на инерцията на системата. Времето за нагряване на топлоносителя може да бъде много дълго, така че помпата може да увеличи скоростта си по главната линия, докато се достигне желаната температура;
Минимални повратни точки в тръбопровода
. Те създават излишно хидравлично съпротивление, което влияе върху намаляването на скоростта на движение на водата;
Монтаж на защитни елементи
. Чрез инсталиране на възвратен клапан за гравитационно отопление може да се избегне циркулацията на водата в грешна посока. Това е особено необходимо за горно окабелена система с множество вериги.

Съвети за подреждане и използване на гравитационен вентил за отопление при монтаж на топъл под, допълнителни елементи, можете да видите във видеото:

Етапът на проектиране и строителство, когато се определя схемата за отопление на частна къща, е доста решаващ момент в процеса на топлоизолация. В крайна сметка, една неправилно планирана система „заплашва“ къщата ви с липса на висококачествена топлина, „пренасищане“ на къщата с „вътрешни“ елементи под формата на допълнителни радиатори за отопление, невъзможност за бързо управление на режима на работа на система ... и в същото време изразходваните пари са ваши.

Анализирайки огромен брой схеми, които са представени на страниците с литература и сайтове по темата за изолация и отопление, можете да се „загубите“. Затова ще се съсредоточим върху няколко от най-често използваните схеми, като проучихме техните предимства и недостатъци.

Както вероятно вече знаете, има два вида схеми:

схема на отоплителната система с;
с принудителна циркулация на охлаждащата течност.

Съществуват и еднотръбни и двутръбни отоплителни системи, които могат да се внедрят както в системи с естествена циркулация, така и в "принудителни".

Охлаждащата течност в такива системи може да бъде:

обикновена вода;
антифриз (незамръзваща течност за отоплителни системи)

Какво е

Ако система с принудителна циркулация изисква спад на налягането, създаден от циркулационна помпа или осигурен от връзка към отоплителна магистрала, тогава картината е различна. Отоплението чрез естествена циркулация използва прост физически ефект - разширяването на течността при нагряване.

Ако отхвърлим техническите тънкости, основната схема на работа е както следва:

Котелът загрява определено количество вода. Така, разбира се, той се разширява и поради по-ниската си плътност се измества нагоре от по-студена маса охлаждаща течност.
След като се издигне до горната точка на отоплителната система, водата, постепенно се охлажда, чрез гравитация описва кръг през отоплителната система и се връща в котела. В същото време той отдава топлина на нагревателите и докато е отново в топлообменника, той има по-голяма плътност, отколкото в началото. След това цикълът се повтаря.

Полезно: разбира се, нищо не ви пречи да включите циркулационна помпа във веригата. В нормален режим ще осигури по-бърза циркулация на водата и равномерно нагряване, а при липса на електричество отоплителната система ще работи с естествена циркулация.

Работата на помпата в система с естествена циркулация.

Снимката показва как се решава проблемът с взаимодействието между помпата и системата за естествена циркулация. Когато помпата работи, възвратният клапан се активира и цялата вода преминава през помпата. Струва си да го изключите - клапанът се отваря и водата циркулира през по-дебела тръба поради термично разширение.

Основните плюсове и минуси на използването на технологията за въздушно отопление

Широкото използване на технологията за въздушно отопление в различни съоръжения се дължи на многобройните й предимства. Основните са:

Висока ефективност. В някои системи стойността му може да достигне 90%. За сравнение, отоплителната система с охлаждаща течност има ефективност под 60%
Възможност за отопление на голяма площ, включително в централните зони на помещенията
Ниски разходи за монтаж и експлоатация
Съвместимост с вентилационната мрежа. Наличност, при включване към канален климатик, за използване на системата за охлаждане през лятото
Липсата на течен топлоносител в системата за въздушно отопление, което елиминира възникването на аварийни ситуации (замръзване, течове)
Ниско ниво на инерция. Стаите се затоплят много бързо
Възможността за спиране на системата дори при силни студове без риск от повреда

Но има очевидни недостатъци на тези системи, от които можем да различим:

Топлият въздух има тенденция да се издига нагоре, така че за най-ефективно и равномерно отопление е препоръчително да поставите мрежа от въздуховоди в долната част на помещението или да ги скриете под подовете. За съжаление, често е невъзможно или много трудно да се направи това, особено в промишлени съоръжения.
Използването на технология за въздушно отопление може да доведе до издигане на целия прах, който присъства върху подовата повърхност в къщата. Ако не почиствате често помещенията, въздухът ще бъде прашен.
Сложността на изчисленията на такава система. За да може въздушното отопление в малка частна къща или в мащабно промишлено съоръжение да функционира ефективно, тази система трябва да бъде професионално изчислена. Тези изчисления са доста сложни и много по-сложни от изчисленията, необходими при организиране на система за отопление на вода. Те трябва да вземат предвид много параметри. Необходимо е да се изчислят: топлинните загуби в обслужваното помещение, вид и необходима мощност на топлогенератора, оптимален въздушен поток, въздушен обмен, необходимо и достатъчно напречно сечение на въздуховодите и други специфични инженерни параметри

След анализа на горното става очевидно, че системата за въздушно отопление е разположена на кръстопътя на две инженерни секции. Тези секции са отопление и вентилация.

Съответно, Изпълнителят, на когото поверявате изпълнението на работата във Вашето съоръжение, трябва да разполага с такива специалисти или специалисти от общ характер, които имат опит в изчисляването, избора и монтажа на такива системи.

Трябва да се има предвид, че ако системата за въздушно отопление е изпълнена с грешки, тогава тя не само няма да се справи с предназначението си - да осигури необходимата комфортна температура през зимата. Но може да бъде и шумно и доста скъпо.

При скрито полагане на въздуховоди, преработката на такава отоплителна система, която не работи правилно, е много скъпо и проблематично събитие.

Ако търсите изпълнител за въздушно отопление на вашата частна къща или промишлено съоръжение, ние се радваме да ви предложим нашите услуги!

Изпратете заявка за изчисление на системата

Видове отоплителни системи с гравитационна циркулация

Затворена система с гравитационна циркулация

При нагряване охлаждащата течност се разширява, водата се измества от отоплителния кръг.
Под налягане течността влиза в затворен мембранен разширителен резервоар. Конструкцията на контейнера е кухина, разделена от мембрана на две части. Едната половина от резервоара е пълна с газ (повечето модели използват азот). Втората част остава празна за пълнене с охлаждаща течност.
Когато течността се нагрее, се създава налягане, достатъчно, за да се прокара през мембраната и да се компресира азотът. След охлаждане настъпва обратният процес и газът изстисква водата от резервоара.

Отворена система с гравитационна циркулация

Основният недостатък на отворените конструкции е навлизането на въздух в тръбите и радиаторите за отопление, което води до повишена корозия и бърза повреда на нагревателните елементи. Проветряването на системата също е чест "гост" в отворените вериги. Следователно радиаторите са монтирани под ъгъл, крановете на Mayevsky са необходими за изпускане на въздух.

Еднотръбна система със самоциркулация

Еднотръбната хоризонтална система с естествена циркулация има ниска топлинна ефективност, така че се използва изключително рядко. Същността на схемата е, че захранващата тръба е свързана последователно към радиаторите. Нагрятата охлаждаща течност влиза в горния разклонител на акумулатора и се изпуска през долния изход. След това топлината влиза в следващия отоплителен блок и така до последната точка. Връщащата линия се връща от последната батерия към котела.

Това решение има няколко предимства:

Няма сдвоен тръбопровод под тавана и над нивото на пода.
Спестете пари за инсталиране на системата.

Двутръбна система със самоциркулация

Захранващ и връщащ поток през отделни тръби.
Захранващата тръба е свързана към всеки радиатор чрез вход.
Батерията е свързана към връщащата линия с втората очна линия.

В резултат на това двутръбната радиаторна система осигурява следните предимства:

Равномерно разпределение на топлината.
Няма нужда да добавяте радиаторни секции за по-добро загряване.
По-лесно се настройва системата.
Диаметърът на водния кръг е поне един размер по-малък, отколкото при еднотръбни схеми.
Липса на строги правила за инсталиране на двутръбна система. Допускат се малки отклонения по отношение на наклоните.