Принцип на работа на гравитационна отоплителна система, елементи, електрически схеми

Гравитационно нагряване

Модерната селска къща не е по-ниска от градския апартамент по отношение на комфорт. Развитието на строителните технологии направи възможно изграждането на независими системи за поддържане на живота в малки съоръжения. Ако желаете, можете да оборудвате почти всяка автономна инженерна система в къщата, например отопление.

Системи за отопление на дома на вода

Гравитационно нагряване

Най-популярният у нас е течен отоплениехарактеризиращ се с простота и ефективност. Принципът на действие се основава на способността на водата да натрупва и пренася голямо количество топлинна енергия. технология инсталации за отопление на вода широко разпространено и познато на почти всеки специалист по отоплителни системи.

Атмосферна циркулация – естествена и надеждна

Според метода на транспортиране на охлаждащата течност през тръби има два вида отопление:
С принудителна циркулация
с гравитационна (естествена) циркулация.
В системи с принудителна циркулация е инсталирана помпа, която осигурява потока на водата през тръбите. Тази схема изисква непрекъснато захранване на помпата. В противен случай ефективността на отоплителната система от този тип е рязко намалена.Гравитационно нагряване е енергонезависима система, тъй като няма двигател. Движението на охлаждащата течност се дължи на разликата в обемното тегло на студените и горещите течности. Водата, загрята в котела, се издига през щранга и се разпределя към отоплителните уреди. Охлаждайки, охлаждащата течност намалява по обем и има тенденция да слиза, така че връщащата линия се полага на нивото на пода.
Предимство гравитационно нагряване се крие във високата надеждност на системата. Докато гравитацията е в сила и обектите имат тегло, ще функционира работеща система с атмосферна циркулация на охлаждащата течност.

Схеми на свързване на отоплителни уреди

Инсталация за водно отопление извършва се по една от схемите:
Еднотръбно окабеляване
топлопровод в две тръби;
Окабеляване на колектор (лъч).
Инсталирането на отоплителния кръг в една тръба ви позволява да спестите от тръби, но тази схема е несъстоятелна в големите къщи. Докато охлаждащата течност се движи по последователно свързаните радиатори, температурата на работната среда пада и последните нагреватели получават охладената охлаждаща течност.
Двутръбна схема на свързване гравитационно нагряване позволява паралелно свързване на радиатори, което осигурява по-равномерно отопление на всички помещения. Освен това става възможно по-точно регулиране на температурата във всеки нагревател.
Колекторната верига се счита за най-прогресивна. Предимствата на радиалното свързване на радиатори са очевидни: прецизен контрол на температурата на всеки нагревател, скорост и лекота на монтаж, поддръжка.

Нашата оферта

Във фирма "Дизайн Престиж" работят истински професионалисти, които са в състояние да провеждат компетентно инсталация за отопление на вода за кратко време. При изпълнение на поръчка прилагаме най-новите технологии и използваме оборудване от професионален клас, което е гаранция за качеството на извършената работа.

Предимства.

Оборудването, използвано в тази система, има доста прост дизайн, така че процесът на инсталиране не е особено труден. Същото качество определя и лекотата на работа на въпросната система.
Това оборудване е абсолютно независимо от интензивността на енергийното захранване на сградата.Следователно наличието или отсъствието на електрически ток не оказва влияние върху микроклимата на отопляемото помещение.
Системата не изисква използването на специални помпи, които осигуряват непрекъсната циркулация на течността. Това обстоятелство напълно елиминира вибрациите, а също така осигурява безшумна работа на оборудването.
Тази система има високо ниво на надеждност и също така има дълъг експлоатационен период. Може да функционира около четиридесет години.
Гравитационното отоплително оборудване е в състояние да регулира работата си в автоматичен режим.

Важно е да се отбележи, че надеждността на тази система директно зависи от количествената spmoregulation. Това означава, че при промяна на температурата на нагревателната течност, някои метаморфози се претърпяват и от скоростта на потока на охлаждащата течност.

Поради промяната в плътността на споменатия елемент, нивото на топлопреминаване се увеличава или намалява. Следователно, интензивността на последното се влияе от количественото съдържание на вода.

Освен това топлинните загуби на самата стая, спрямо която работи тази система, са от голямо значение. Колкото по-висока е скоростта на топлопреминаване, толкова по-интензивен е топлопреносният процес.

Ако разгледаме двутръбна система, тогава в нея циркулационният кръг се определя от едно устройство, което води до малко по-различен начин на саморегулиране. В този случай споменатият кръг е по-къс. Поради това обстоятелство топлопреминаването е значително подобрено.

Що се отнася до еднотръбния, тук отоплителният кръг включва няколко единици. Във връзка с тази характеристика се забелязва неравномерно разпределение на топлината. Това често провокира необходимостта от използване на специална циркулационна помпа, но такава система не е от значение за въпросния вид.

Недостатъци.

Както всичко, създадено от човека, гравитационната отоплителна система има своите недостатъци, които се изразяват в следното:

Системата има достатъчно ниско циркулационно налягане, поради което радиусът й на действие намалява до тридесет метра хоризонтално.
Същият фактор, заедно с високия топлинен капацитет на водата, определя ниската скорост на стартиране на оборудването.
Често в неотопляема стая се монтира разширителен резервоар за вода, което може да доведе до замръзване на тази течност през зимата. Това е изпълнено с нежелани последици, проявяващи се в разрушаването на тръбите.

Предимства и недостатъци на гравитационните системи

Основното предимство на тази отоплителна система е нейната надеждност и издръжливост. При нормални условия на работа такава система може да функционира без ремонт в продължение на няколко десетилетия. Гравитационната отоплителна система работи въз основа на законите на физиката, без да се използва скъпо летливо оборудване. (Вижте също: Отоплителна течност)

Тези системи обаче имат значителни недостатъци.

- Гравитационното отопление има малък обхват. В хоризонтална равнина - по-малко от 30 метра.

- Бавно нагряване на отоплителното оборудване поради ниско налягане и значителен топлинен капацитет на водата.

- Вероятността от замръзване на охлаждащата течност в разширителния резервоар, ако се намира в неотопляема стая. (Вижте също: Специфики на система за отопление на вода)

Схематична диаграма на гравитационната система

Такава отоплителна система включва котел, два тръбопровода - захранване и връщане, отоплителни устройства и разширителен резервоар.

Водата се нагрява в топлогенератора и тече по директен тръбопровод към отоплителните устройства. След като отдели част от топлината, охлаждащата течност се връща към източника на топлинна енергия през връщащия тръбопровод.

Всички хоризонтални тръби по време на монтажа се поставят с предварително изчислен наклон.Така топлата лека вода се изстисква нагоре по главния щранг, откъдето се разпределя по хоризонталните клони към отоплителните уреди. От тях охладената вода се връща в котела чрез гравитация. Там той измества нагрятата вода, загрява се и цикълът се повтаря. (Вижте също: Котли на твърдо гориво)

Склоновете помагат да се отървете от въздушните мехурчета. Въздухът е по-лек от водата, така че свободно влиза в разширителния резервоар, като се отстранява от системата.

Покачването на водата по щранга се дължи на нагряването на охлаждащата течност, нейното разширяване и появата на гравитационно налягане. Движението на течност по затворена верига се осъществява поради разликата в плътностите на течности с различни температури на нагряване. Гравитационното налягане се използва за преместване на течност и преодоляване на съпротивлението в тръбите. Колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-голямо е гравитационното налягане, необходимо за преодоляването им. За да намалите триенето, увеличете диаметъра на тръбите, което води до увеличаване на разходите. Циркулационното налягане зависи от температурната разлика между нагрятите и охладените течности и от разликата между височините до центъра на котела и нагревателя. Колкото по-високо е устройството, толкова по-лесна е циркулацията на охлаждащата течност.

Еднотръбна гравитационна система за отопление

Такава отоплителна система може да се монтира само с горното разпределение на захранващата тръба. В такава система няма обратни щрангове. (Вижте също: Отоплителна система с принудителна циркулация)

Такива системи могат да се монтират по две схеми: проточна и с задните секции.

При поточна верига няма захранващ щранг, а радиаторите, разположени един над друг, са свързани последователно. Горещата охлаждаща течност преминава отгоре надолу през всички радиатори. В долните уреди постъпва идеално охладена течност, което води до добро загряване на радиаторите на горните етажи и напълно студени радиатори на долните.

Байпасите са включени в системата със затварящи радиатори. Това позволява част от водата от щранга да се подава към долните радиатори, заобикаляйки горните. В тази система водата с почти същата температура влиза в горните и долните радиатори.

Гравитационно отопление видове отоплителни соматични схеми

Схемите за отопление с естествена циркулация са два вида: еднотръбни и двутръбни. Старите къщи имаха само една тръба в отоплителната си система. Но в момента най-често се използва двутръбна отоплителна система с долно или горно разреждане. Какви са основните разлики между схемите? Еднотръбното гравитационно отопление се счита за най-простото. Тръбопроводът е поставен под тавана на помещенията, а връщащата верига е под пода. От положителните аспекти може да се отбележи малък брой компоненти, необходими за функционирането на системата. Освен това се отличава с лесна инсталация. Като предимства можем да отбележим възможността за неговата работа при инсталиране на котела и радиаторите на едно и също ниво. Обикновено в двуетажна къща такава схема се използва рядко, тъй като не позволява на къщата да се нагрява равномерно. Това обаче може да се коригира чрез инсталиране на обемни тръби и радиатори на приземния етаж. При инсталиране на еднотръбна верига не са предвидени контролни клапани, което означава, че няма да е възможно да се регулира температурата.

Двутръбната отоплителна система е по-трудна както при работа, така и в устройството, тъй като включва няколко отоплителни кръга. Единият от тях е предназначен за потока на гореща охлаждаща течност, а другият за студен. В този случай ще ви трябват много повече компоненти. Отоплителната система в задънена улица на двуетажна къща задължително ще изисква изолация на главния щранг, за да се избегнат топлинни загуби. За двутръбна система е необходимо да се използват тръби с голям диаметър, най-малко 32 mm, в противен случай хидравличното съпротивление ще предотврати гравитационната циркулация.

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.

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

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.

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

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.

Видове гравитационна отоплителна система

Има два вида гравитационна отоплителна система:

Двутръбната система е по-сложна и включва наличието на две вериги. Вътре в една верига охлаждащата течност (вода) се движи от котела към батериите, а по втория, водата се връща в котела. Не забравяйте, че този вид система изисква по-внимателен дизайн. Процесът на инсталиране също няма да бъде най-лесният, разгледайте го на етапи:

монтаж на щранг, той ще играе основната роля, преминава от резервоара към котела;
главен щранг с окабеляване, свързан на ниво 1/3 от общата височина на помещението от нивото на пода;
преливната тръба е прикрепена към разширителния резервоар, през нея излишната течност отива в канализацията;
за да се върне водата обратно в котела, връщащите тръби се врязват в долната част на акумулаторите.

В едноверижна система желаният брой радиатори играе основна роля. Обемът на разширителния резервоар зависи от това. Обикновено се пълни до три четвърти от общия обем.

Струва си постоянно да следите нивото на водата в резервоара, то не трябва да е по-ниско от нивото на тръбата, през която водата се разпределя към радиаторите. Това заплашва да спре циркулацията на охлаждащата течност.

Въпреки че еднотръбната система е проста, това изглежда само на пръв поглед. Неправилно направен проект ще доведе до много проблеми и последствия, поверете този въпрос на професионалисти.

При проектирането на естествена система основното внимание трябва да се обърне на равномерното разпределение на налягането в затворен кръг и правилната циркулация на охлаждащата течност.