Co je nucený oběh?
Přirozená cirkulace chladicí kapaliny probíhá podle fyzikálních zákonů: ohřátá voda nebo nemrznoucí směs stoupá do horní části systému a postupným ochlazováním klesá a vrací se do kotle. Pro úspěšnou cirkulaci je nutné přísně dodržovat úhel sklonu přímého a zpětného potrubí. Při malé délce systému v jednopatrovém domě to není obtížné a výškový rozdíl bude malý.
Pro velké domy i vícepodlažní budovy. takový systém je nejčastěji nevhodný - může tvořit vzduchové uzávěry, narušení cirkulace a v důsledku toho přehřátí chladicí kapaliny v kotli. Tato situace je nebezpečná a může způsobit poškození součástí systému.
Proto je do vratného potrubí bezprostředně před vstupem do výměníku kotle instalováno oběhové čerpadlo, které vytváří potřebný tlak a rychlost cirkulace vody v systému. Současně je ohřátá chladicí kapalina včas odváděna do topných zařízení, kotel funguje normálně a mikroklima v domě zůstává stabilní.
Schéma: prvky topného systému
- systém funguje stabilně v budovách libovolné délky a počtu podlaží;
- je možné použít trubky menšího průměru než s přirozenou cirkulací, což šetří náklady na jejich nákup;
- je povoleno umístit potrubí bez sklonu a položit je skryté v podlaze;
- teplovodní podlahy lze připojit k systému nuceného vytápění;
- stabilní teplotní podmínky prodlužují životnost armatur, potrubí a radiátorů;
- Je možné regulovat vytápění pro každou místnost.
Nevýhody systému nuceného oběhu:
- je vyžadován výpočet a instalace čerpadla, jeho připojení k síti, což činí systém nestálým;
- Čerpadlo během provozu vydává hluk.
Nevýhody úspěšně řeší správné umístění zařízení: čerpadlo je umístěno v samostatné kotelně vedle topného kotle a je instalován záložní zdroj energie - baterie nebo generátor.
Princip činnosti samotížného topného systému
Princip fungování vytápění vypadá jednoduše: voda se pohybuje potrubím, poháněná hydrostatickým tlakem, který se objevil v důsledku různých hmotností ohřáté a chlazené vody. Další takový design se nazývá gravitace nebo gravitace. Cirkulace je pohyb ochlazené v bateriích a těžší kapaliny pod tlakem vlastní hmoty dolů k topnému tělesu a vytlačení lehké ohřáté vody do přívodního potrubí. Systém funguje, když je kotel s přirozenou cirkulací umístěn pod radiátory.
V otevřených okruzích přímo komunikuje s vnějším prostředím a přebytečný vzduch uniká do atmosféry. Objem vody zvýšený z ohřevu je eliminován, konstantní tlak je normalizován.
Přirozená cirkulace je možná i v uzavřeném topném systému, pokud je vybaven expanzní nádobou s membránou. Někdy jsou struktury otevřeného typu přeměněny na uzavřené. Uzavřené okruhy jsou v provozu stabilnější, nevypařuje se v nich chladicí kapalina, ale jsou také nezávislé na elektřině. Co ovlivňuje cirkulační tlak
Cirkulace vody v kotli závisí na rozdílu hustoty mezi horkou a studenou kapalinou a na velikosti výškového rozdílu mezi kotlem a nejníže položeným radiátorem. Tyto parametry se počítají ještě před instalací topného okruhu. Přirozená cirkulace nastává, protože teplota zpátečky v topném systému je nízká. Chladicí kapalina má čas vychladnout, pohybuje se přes radiátory, stává se těžší a svou hmotou vytlačuje ohřátou kapalinu z kotle a nutí ji pohybovat se potrubím.
Schéma cirkulace vody v kotli
Výška hladiny baterie nad kotlem zvyšuje tlak a pomáhá vodě snadněji překonávat odpor potrubí. Čím výše jsou otopná tělesa vůči kotli umístěna, tím větší je výška chlazeného vratného sloupce a tím větším tlakem tlačí ohřátou vodu nahoru, když dosáhne kotle.
Hustota také reguluje tlak: čím více se voda ohřívá, tím menší je její hustota ve srovnání s návratem. V důsledku toho je vytlačován větší silou a tlak se zvyšuje. Z tohoto důvodu jsou gravitační topné konstrukce považovány za samoregulační, protože pokud změníte teplotu ohřevu vody, změní se i tlak na chladicí kapalinu, což znamená, že se změní její spotřeba.
Při instalaci by měl být kotel umístěn úplně dole, pod všemi ostatními prvky, aby byl zajištěn dostatečný tlak chladicí kapaliny.
Potrubí pro systémy s přirozenou cirkulací
Při výběru průměru trubek hrají roli nejen rozměry systému a počet radiátorů, ale také materiál, ze kterého jsou vyrobeny, respektive hladkost stěn. Pro gravitační systémy je to velmi důležitý parametr. Nejhorší situace je u běžných kovových trubek: vnitřní povrch je drsný a po použití se vlivem korozních procesů a nahromaděných usazenin na stěnách ještě více nerovná. Proto takové trubky mají největší průměr.
Ocelové trubky za pár let mohou vypadat takto
Z tohoto hlediska jsou výhodnější kovoplast a vyztužený polypropylen. Používají se však kovoplastové tvarovky, které výrazně zužují vůli, což se může stát kritickým pro gravitační systémy. Proto vyztužený polypropylen vypadá lépe. Mají však omezení na teplotu chladicí kapaliny: provozní teplota je 70 °C, špičková teplota je 95 °C. U výrobků vyrobených ze speciálního plastu PPS je provozní teplota 95 °C, špičková teplota je až 110 ° C. V závislosti na kotli a systému jako celku je tedy možné použít tyto trubky za předpokladu, že se jedná o kvalitní značkové výrobky a ne o padělky. Přečtěte si více o polypropylenových trubkách zde.
Kovoplast a polypropylen lze také použít pro instalaci topných systémů
Ale pokud se plánuje instalace kotle na tuhá paliva. pak žádný polypropylen takové tepelné zatížení nevydrží. V tomto případě použijte na závitové spoje ocel nebo pozinkovanou a nerezovou ocel (při instalaci nerezové oceli nepoužívejte svařování, protože švy velmi rychle prosakují)
Měď je také vhodná (zde se píše o měděných trubkách), ale má také své vlastnosti a je třeba s ní zacházet opatrně: nebude se chovat normálně se všemi chladicími kapalinami a je lepší ji nepoužívat v jednom systému s hliníkem radiátory (rychle se zhroutí)
Charakteristickým rysem systémů s přirozenou cirkulací je, že je nelze vypočítat kvůli tvorbě turbulentních proudění, které nelze vypočítat. Jsou navrženy na základě zkušeností a zprůměrovaných, empiricky odvozených norem a pravidel. V zásadě platí pravidla:
- zvedněte bod zrychlení co nejvýše;
- nezužujte přívodní potrubí;
- umístit dostatečný počet sekcí radiátorů.
Pak se používá další: z místa prvního odbočení a každého dalšího vedou potrubí o průměru menším o stupeň. Například 2palcová trubka pochází z kotle, pak 1 ¾ z první větve, pak 1 ½ atd. Odpad se shromažďuje od menšího průměru k většímu.
Existuje několik dalších funkcí instalace gravitačních systémů. Za prvé - je žádoucí vyrobit potrubí se sklonem 1-5%, v závislosti na délce potrubí. V zásadě lze při dostatečném rozdílu teplot a výšky provést i vodorovné rozvody, hlavní je, že zde nejsou žádné úseky s negativním sklonem (opačně nakloněným), které by vlivem tvorby vzduchových kapes v budou blokovat pohyb vodního toku.
Gravitační jednotrubkový systém s vertikální elektroinstalací pro dvě křídla (okruhy)
Druhou vlastností je, že expanzní nádoba a/nebo odvzdušňovací ventil musí být instalovány v nejvyšším bodě systému. Expanzní nádrž může být otevřeného typu (systém bude také otevřený) nebo membránový (uzavřený).Při instalaci otevřeného výstupu vzduchu není nutné, aby se shromažďoval v nejvyšším bodě - v nádrži a vystupoval do atmosféry. Při instalaci membránového typu nádrže je také nutná instalace automatického odvzdušňovače. Při vodorovném zapojení nebudou Mayevského kohoutky na každém z radiátorů zasahovat - s jejich pomocí je snazší odstranit všechny vzduchové zátky ve větvi.
Schéma instalace samotížných topných systémů
Vzhledem k tomu, že cirkulace vody v topném systému probíhá bez účasti čerpadla, pro neomezený průtok tekutiny potrubím musí mít průměr větší než ve schématu, kde je cirkulace vody nucena. Gravitační systém funguje tak, že snižuje odpor, který musí voda překonávat: čím dále je potrubí od kotle, tím je širší.
Ohřev vody s přirozenou cirkulací může mít horní nebo spodní rozvody. Když je kabeláž navržena jako dvoutrubková, ohřátá voda vstupuje přímo do každé baterie a neprochází jimi jeden po druhém, jako v jednotrubkovém schématu.
Horní kabeláž, ve které chladicí kapalina nejprve stoupá ke stropu a odtud klesá k bateriím, je nejvhodnější pro instalaci takového designu. Pokud je elektroinstalace plánována nižší. pak se buduje urychlovací okruh: výškový rozdíl, při kterém voda z kotle nejprve stoupá, kde vstupuje do expanzní nádoby v horním bodě potrubí a poté klesá do radiátorů topení.
Čím výše je topné zařízení umístěno, tím vyšší je tlak uvnitř potrubí. Baterie horních pater se proto často zahřejí lépe než ty ve spodních. Pokud tedy provádíte vytápění s přirozenou cirkulací dvoutrubkové, baterie umístěné na stejné úrovni jako kotel nebo níže se dostatečně nezahřejí.
Aby se předešlo takové situaci, je kotelna důkladně pohřbena a poskytuje dostatečně vysoký tlak, aby chladicí kapalina procházela potrubím požadovanou rychlostí. Kotel je umístěn v suterénu, přibližně 3 metry pod středem nejnižšího topného tělesa. Potrubí s horkou vodou se naopak zvedne co nejvýše, umístí expanzní nádobu do nejvyššího bodu konstrukce a poté voda z přívodního potrubí klesá do radiátorů.
Typy elektroinstalace jednotrubkového systému
V jednotrubkovém systému neexistuje žádné oddělení mezi přímým a vratným potrubím. Radiátory jsou zapojeny do série a chladicí kapalina, která jimi prochází, se postupně ochlazuje a vrací se do kotle. Tato vlastnost činí systém ekonomickým a jednoduchým, ale vyžaduje nastavení teplotního režimu a správný výpočet výkonu radiátorů.
Zjednodušená verze jednotrubkového systému je vhodná pouze pro malý jednopatrový dům. V tomto případě potrubí prochází všemi radiátory přímo, bez regulačních ventilů teploty. Výsledkem je, že první baterie podél chladicí kapaliny jsou mnohem teplejší než ty poslední.
Pro rozšířené systémy toto zapojení není vhodné. přece jen ochlazení chladicí kapaliny bude výrazné. Používají pro ně jednotrubkový systém Leningradka, ve kterém má společné potrubí nastavitelné vývody pro každý radiátor. Výsledkem je, že chladicí kapalina v hlavním potrubí je rovnoměrněji distribuována ve všech místnostech. Dispozice jednotrubkového systému ve vícepodlažních budovách je rozdělena na horizontální a vertikální.
Horizontální elektroinstalace
Při vodorovných rozvodech stoupá rovná trubka do nejvyššího patra podél hlavní stoupačky. V každém patře z něj vychází vodorovné potrubí, které prochází postupně všemi bateriemi v tomto patře.
Jsou spojeny do stoupačky zpětného potrubí a přiváděny zpět do kotle nebo kotle. Kohouty pro regulaci teploty jsou umístěny v každém patře a kohoutky Mayevsky jsou na každém radiátoru.Vodorovné rozvody lze provádět jak průtokem, tak systémem Leningradka.
Vertikální vedení
U tohoto typu elektroinstalace stoupá horká chladicí kapalina do nejvyššího patra nebo podkroví a odtud prochází vertikálními stoupačkami přes všechna podlaží do nejnižšího. Tam jsou stoupačky spojeny do zpětného vedení. Významnou nevýhodou tohoto systému je nerovnoměrné vytápění v různých podlažích, které nelze regulovat průtokovým systémem.
Výběr elektroinstalačního systému pro soukromý dům závisí především na jeho uspořádání. S velkou plochou každé podlahy a malým počtem pater domu je lepší zvolit vertikální vedení, abyste mohli dosáhnout rovnoměrnější teploty v každé místnosti. Pokud je plocha malá, je lepší zvolit vodorovné vedení, protože se snáze upravuje. Navíc u vodorovného typu vedení nemusíte dělat další otvory ve stropech.
Video: jednotrubkový topný systém
Princip fungování systému s přirozenou cirkulací
Schéma vytápění soukromého domu s přirozenou cirkulací je oblíbené díky následujícím výhodám:
- Snadná instalace a údržba.
- Není třeba instalovat další zařízení.
- Energetická nezávislost - při provozu nejsou potřeba žádné další náklady na elektřinu. V případě výpadku proudu topný systém pokračuje v provozu.
Princip fungování ohřevu vody pomocí samotížného oběhu je založen na fyzikálních zákonech. Při zahřátí klesá hustota a hmotnost kapaliny a při ochlazení kapalného média se parametry vrátí do původního stavu.
Přitom v topném systému není prakticky žádný tlak. V termotechnických vzorcích je poměr 1 atm. na každých 10 m tlaku vodního sloupce. Výpočet otopného systému 2-podlažní budovy ukáže, že hydrostatický tlak nepřesahuje 1 atm. v jednopatrových budovách 0,5-0,7 atm.
Protože kapalina při zahřívání zvětšuje svůj objem, bude pro přirozenou cirkulaci vyžadována expanzní nádrž. Voda procházející vodním okruhem kotle se ohřívá, což vede ke zvětšení objemu. Expanzní nádoba musí být umístěna na přívodu chladicí kapaliny, úplně nahoře na topném systému. Úkolem vyrovnávací nádrže je kompenzovat nárůst objemu kapaliny.
Samocirkulační topný systém lze použít v soukromých domech, což umožňuje následující připojení:
- Připojení na podlahové vytápění - vyžaduje instalaci oběhového čerpadla, pouze na vodní okruh uložený v podlaze. Zbytek systému bude nadále fungovat s přirozenou cirkulací. Po výpadku proudu bude místnost nadále vytápěna pomocí instalovaných radiátorů.
- Práce s nepřímotopným kotlem na ohřev vody - připojení na systém s přirozenou cirkulací je možné, bez nutnosti připojení čerpacího zařízení. K tomu je kotel instalován v horní části systému, těsně pod vzduchovou expanzní nádrží uzavřeného nebo otevřeného typu. Pokud to není možné, je čerpadlo instalováno přímo na akumulační nádrži a navíc je instalován zpětný ventil, aby se zabránilo recirkulaci chladicí kapaliny.
V systémech s gravitační cirkulací je pohyb chladicí kapaliny prováděn gravitací. Díky přirozené expanzi stoupá ohřátá kapalina nahoru urychlovací sekcí a poté pod svahem „stéká“ potrubím připojeným k radiátorům zpět do kotle.
Zvyšující se teploty
Dalším faktorem je rozdíl mezi hustotou studené a teplé vody. Upozorňujeme na následující skutečnost - vytápění s přirozenou cirkulací je samoregulační typ. Pokud tedy zvýšíte teplotu topné vody, změní se její průtok a zvýší se cirkulační tlak.
Silné zahřívání kapaliny do značné míry přispívá k rychlejší cirkulaci. Ale to se děje pouze v chladné místnosti: když teplota vzduchu v nich dosáhne určitého bodu, baterie se ochladí mnohem pomaleji.
Hustota jak vody ohřáté v bojleru, tak vody již v radiátorech je téměř stejná. Sníží se tlak, rychlá cirkulace vody bude nahrazena měřenou cirkulací uvnitř systému.
Jakmile teplota v prostorách soukromého domu opět klesne na určitou úroveň, bude to sloužit jako signál ke zvýšení tlaku. Systém se pokusí vyrovnat teplotní podmínky. Chcete-li to provést, budete muset restartovat proces rychlého oběhu. Odtud pochází schopnost seberegulace.
Stručně řečeno, pravidlo je následující - jednorázová změna teploty a objemu vody umožňuje získat požadovaný tepelný výkon z baterií pro vytápění.
V důsledku toho jsou zachovány komfortní teplotní podmínky.
Schéma působení
Systém ohřevu vody zahrnuje bojler (ohřívač vody), vratné a přívodní potrubí, dále topné zařízení, expanzní nádobu a pojistný ventil. Kapalina se v kotli ohřeje na požadovanou teplotu a v důsledku expanze stoupá do přívodního potrubí a stoupaček.
Odtud přechází do topných zařízení – baterií a radiátorů, kterým odevzdává část tepla. Poté vratné potrubí posílá vodu do kotle, kde se opět ohřeje na požadovanou teplotu. Cyklus se opakuje, dokud je systém funkční.
Je důležité si uvědomit, že horizontální potrubí se montuje se sklonem ve vztahu k pohybu pracovního média.
Projektování vytápění s nuceným oběhem
Podrobné schéma vytápění domu
Primárním úkolem pro vlastní instalaci ohřevu vody s oběhovým čerpadlem je vypracování správného schématu. K tomu potřebujete plán domu, na kterém je aplikováno umístění potrubí, radiátorů, ventilů a bezpečnostních skupin.
Systémový výpočet
Ve fázi sestavování schémat je nutné správně vypočítat parametry čerpadla pro systém nuceného vytápění soukromého domu. K tomu můžete použít speciální programy nebo provést výpočty sami. Existuje několik jednoduchých vzorců, které vám pomohou provést výpočet:
Kde Rn je jmenovitý výkon čerpadla, kW, p je hustota chladicí kapaliny, pro vodu je tento indikátor 0,998 g / cm³, Q je průtok chladicí kapaliny, l, N je požadovaný tlak, m.
Příklad programu pro výpočet vytápění
Pro výpočet indikátoru tlaku v systému nuceného vytápění domu je nutné znát celkový odpor potrubí a dodávky tepla jako celku. Bohužel je téměř nemožné to udělat sami. K tomu byste měli použít speciální softwarové systémy.
Po výpočtu odporu potrubí v systému ohřevu vody s cirkulací je možné vypočítat požadovaný indikátor tlaku pomocí následujícího vzorce:
Kde H je vypočtená dopravní výška, m, R je odpor potrubí, L je délka největšího přímého úseku potrubí, m, ZF je koeficient, který se obvykle rovná 2,2.
Na základě získaných výsledků je vybrán optimální model oběhového čerpadla.
Pokud jsou vypočítané indikátory výkonu čerpadla pro samoinstalovaný systém vytápění s nuceným oběhem velké, doporučuje se zakoupit spárované modely.
Instalace topení s cirkulací
Příklad podomítkové instalace kolektorového vytápění
Na základě vypočtených údajů se vyberou potrubí požadovaného průměru a pro ně se vyberou uzavírací ventily. Na schématu však není znázorněn způsob montáže kufru. Potrubí lze instalovat skrytým nebo otevřeným způsobem. První se doporučuje používat pouze s plnou důvěrou ve spolehlivost celého topného systému soukromé chaty s nuceným oběhem.
Je třeba mít na paměti, že kvalita komponent systému bude záviset na jeho výkonu a výkonu. Zejména se to týká materiálu pro výrobu potrubí a ventilů. Kromě toho se u dvoutrubkového schématu vytápěcího systému s nuceným oběhem doporučuje dbát rad odborníků:
- Instalace nouzového napájení pro oběhové čerpadlo v případě výpadku proudu;
- Při použití nemrznoucí směsi jako chladicí kapaliny zkontrolujte její kompatibilitu s materiály pro výrobu potrubí, radiátorů a kotle;
- Podle schématu vytápění domu s nuceným oběhem by měl být kotel umístěn v nejnižším bodě systému;
- Kromě výkonu čerpadla je nutné vypočítat expanzní nádrž.
Technologie instalace vytápění cirkulačního typu se neliší od standardu
Je důležité vzít v úvahu vlastnosti obrysového domu - materiál pro výrobu stěn, jeho tepelné ztráty. Ten přímo ovlivňuje výkon celého systému.
Analýza parametrů otopných soustav s nuceným oběhem pomůže vytvořit si objektivní názor na to:
co to je
Pokud systém s nuceným oběhem vyžaduje tlakovou ztrátu vytvořenou oběhovým čerpadlem nebo zajištěnou napojením na topnou soustavu, pak je obrázek jiný. Ohřev přirozenou cirkulací využívá jednoduchého fyzikálního efektu – rozpínání kapaliny při zahřívání.
Pokud zahodíme technické jemnosti, základní schéma práce je následující:
- Kotel ohřívá určité množství vody. Samozřejmě se tedy roztahuje a díky své nižší hustotě je vytlačován směrem nahoru chladnější masou chladicí kapaliny.
- Voda po vystoupání do nejvyššího bodu otopného systému, postupně ochlazující, gravitací opíše kruh otopným systémem a vrací se zpět do kotle. Zároveň odevzdává teplo ohřívačům a ve chvíli, kdy je opět u výměníku, má větší hustotu než na začátku. Poté se cyklus opakuje.
Užitečné: nic vám samozřejmě nebrání zařadit do okruhu oběhové čerpadlo. V normálním režimu zajistí rychlejší cirkulaci vody a rovnoměrný ohřev a při absenci elektřiny bude topný systém pracovat s přirozenou cirkulací.
Provoz čerpadla v systému přirozené cirkulace.
Fotografie ukazuje, jak je vyřešen problém interakce mezi čerpadlem a systémem přirozené cirkulace. Když čerpadlo běží, je aktivován zpětný ventil a všechna voda prochází čerpadlem. Vyplatí se to vypnout - ventil se otevře a voda cirkuluje tlustším potrubím kvůli tepelné roztažnosti.
Kotel pro gravitační systémy
Vzhledem k tomu, že taková schémata jsou potřebná hlavně pro zařízení, které je nezávislé na elektřině, musí kotle fungovat i bez použití elektřiny. Může se jednat o jakékoli neautomatizované jednotky, kromě peletových a elektrických.
Kotle na tuhá paliva nejčastěji pracují v systémech s přirozenou cirkulací. Jsou dobré pro každého, ale v mnoha modelech palivo rychle vyhoří. A pokud jsou za oknem silné mrazy a dům není dostatečně izolovaný, musíte vstát a hodit palivo, abyste udrželi přijatelnou teplotu v noci. Zvláště tato situace se často vyskytuje tam, kde se ohřívá palivové dřevo. Cesta ven je koupit dlouho hořící kotel (samozřejmě energeticky nezávislý). Například v litevských kotlích na tuhá paliva Stropuva za určitých podmínek hoří palivové dřevo až 30 hodin a uhlí (antracit) až několik dní. Specifikace pro kotle Candle jsou o něco horší: minimální doba hoření palivového dřeva je 7 hodin, u uhlí - 34 hodin. Existují kotle bez automatizace a čerpadel a německá společnost Buderus, český Viadrus a polsko-ukrajinský Wikchlach, stejně jako ruští výrobci: Energiya, Ogonyok.
Neprchavý dlouhohořící kotel Stropuva
Existují plynové energeticky nezávislé kotle ruské výroby, například Conord. které se vyrábějí v Rostově na Donu. Mohou být použity v systémech s přirozenou cirkulací. Stejný závod vyrábí energeticky nezávislé univerzální kotle „Don“, které jsou vhodné i pro provoz bez elektřiny. Podlahové plynové kotle italské společnosti Bertta - model Novella Autonom a některé další jednotky evropských a asijských výrobců pracují v systémech s přirozenou cirkulací.
Druhým způsobem, který pomůže prodloužit dobu mezi topeništi, je zvýšení setrvačnosti systému. K tomu jsou instalovány tepelné akumulátory (TA). Dobře spolupracují s kotli na tuhá paliva, které nemají možnost regulovat intenzitu spalování: přebytečné teplo je odváděno do tepelného akumulátoru, ve kterém se akumuluje a spotřebovává energie při ochlazování chladicí kapaliny v hlavním systému. Připojení takového zařízení má své vlastní vlastnosti: musí být umístěno na přívodním potrubí ve spodní části. Navíc pro efektivní odvod tepla a normální provoz - co nejblíže ke kotli. Pro gravitační systémy však toto řešení zdaleka není nejlepší. Poměrně pomalu dosahují normálního cirkulačního režimu, ale jsou samoregulační: čím chladněji je v místnosti, tím více se chladicí kapalina ochlazuje a prochází radiátory. Čím větší je rozdíl teplot, tím větší je rozdíl hustoty a tím rychleji se chladicí kapalina pohybuje. A instalovaný TA způsobí, že topení bude více setrvačné a pro zrychlení je zapotřebí mnohem více času a paliva. Pravda, a teplo se vydává déle. Obecně je to na vás.
Pro stabilizaci teploty v systému je instalován tepelný akumulátor.
Přibližně stejné problémy s vytápěním kamny s přirozenou cirkulací. Samotné pecní pole zde hraje roli tepelného akumulátoru a k urychlení systému je také potřeba hodně energie (paliva). Ale v případě použití TA je to většinou možné vyloučit a v případě pece je to nereálné.
Z fyzikálních zákonů
Předpokládejme, že v radiátorech a kotli se teplota kapaliny mění skokově podél centrálních os: horní části obsahují horkou kapalinu a spodní části obsahují studenou kapalinu.
Horká voda má nižší hustotu, což snižuje její hmotnost ve srovnání se studenou vodou. V důsledku toho se topný systém skládá ze dvou vzájemně uzavřených komunikujících nádob, ve kterých se kapalina pohybuje shora dolů.
Vysoký sloup tvořený ochlazenou vodou s velkou hmotností při dosažení radiátorů vytlačí nízký sloup. V důsledku toho je horká tekutina tlačena a dochází k cirkulaci.
Typy otopných soustav se samotížným oběhem
Navzdory jednoduché konstrukci systému ohřevu vody s vlastní cirkulací chladicí kapaliny existují nejméně čtyři populární instalační schémata. Výběr typu elektroinstalace závisí na vlastnostech samotné budovy a očekávaném výkonu.
K určení, které schéma bude fungovat, je v každém jednotlivém případě nutné provést hydraulický výpočet systému, vzít v úvahu vlastnosti topné jednotky, vypočítat průměr potrubí atd. Při provádění výpočtů možná budete potřebovat pomoc profesionála.
Uzavřený systém s gravitační cirkulací
V zemích EU jsou mezi ostatními řešeními nejoblíbenější uzavřené systémy. V Ruské federaci nebyl tento systém dosud široce používán. Principy provozu uzavřeného systému ohřevu vody s bezčerpadlovou cirkulací jsou následující:
- Při zahřátí chladicí kapalina expanduje, voda je vytlačena z topného okruhu.
- Kapalina pod tlakem vstupuje do uzavřené membránové expanzní nádrže. Konstrukce nádoby je dutina rozdělená membránou na dvě části. Jedna polovina nádrže je naplněna plynem (většina modelů používá dusík).Druhá část zůstává prázdná pro plnění chladicí kapalinou.
- Když se kapalina zahřeje, vytvoří se tlak dostatečný k protlačení membrány a stlačení dusíku. Po ochlazení dojde k opačnému procesu a plyn vytlačí vodu z nádrže.
Jinak systémy uzavřeného typu fungují jako jiná schémata vytápění s přirozenou cirkulací. Jako nevýhody lze označit závislost na objemu expanzní nádrže. U místností s velkou vytápěnou plochou budete muset nainstalovat prostornou nádobu, což není vždy vhodné.
Otevřený systém s gravitační cirkulací
Topný systém otevřeného typu se od předchozího typu liší pouze konstrukcí expanzní nádoby. Toto schéma bylo nejčastěji používáno ve starých budovách. Výhodou otevřeného systému je možnost vlastní výroby kontejnerů z improvizovaných materiálů. Nádrž má většinou skromné rozměry a instaluje se na střechu nebo pod strop obývacího pokoje.
Hlavní nevýhodou otevřených konstrukcí je pronikání vzduchu do potrubí a topných radiátorů, což vede ke zvýšené korozi a rychlému selhání topných těles. Častým „hostem“ v otevřených okruzích je také větrání systému. Proto jsou radiátory instalovány pod úhlem, Mayevsky jeřáby jsou nutné k odvzdušnění.
Jednotrubkový systém s vlastní cirkulací
Toto řešení má několik výhod:
- Pod stropem a nad úrovní podlahy není žádné párové potrubí.
- Ušetřete peníze za instalaci systému.
Nevýhody takového řešení jsou zřejmé. Tepelný výkon radiátorů a intenzita jejich ohřevu klesá se vzdáleností od kotle. Jak ukazuje praxe, jednotrubkový topný systém dvoupatrového domu s přirozenou cirkulací, i když jsou dodrženy všechny svahy a je vybrán správný průměr potrubí, je často přepracován (instalací čerpacího zařízení).
Dvoutrubkový systém s vlastní cirkulací
Dvoutrubkový topný systém v soukromém domě s přirozenou cirkulací má následující konstrukční vlastnosti:
- Přívod a zpětný tok přes samostatné potrubí.
- Přívodní potrubí je připojeno ke každému radiátoru přes vstup.
- Baterie je připojena ke zpětné lince pomocí druhé oční linky.
Výsledkem je, že dvoutrubkový radiátorový systém poskytuje následující výhody:
- Rovnoměrné rozložení tepla.
- Pro lepší zahřátí není třeba přidávat sekce chladiče.
- Snazší nastavení systému.
- Průměr vodního okruhu je minimálně o jednu velikost menší než u jednotrubkových schémat.
- Nedostatek přísných pravidel pro instalaci dvoutrubkového systému. Malé odchylky týkající se sklonu jsou povoleny.
Hlavní výhodou dvoutrubkového topného systému se spodním a horním vedením je jednoduchost a zároveň efektivita návrhu, což umožňuje vyrovnat chyby vzniklé ve výpočtech nebo během instalačních prací.
Výpočet výkonu
Efektivní tepelný výkon kotle se vypočítává stejně jako ve všech ostatních případech.
Podle oblasti
Nejjednodušším způsobem je výpočet doporučený SNiP pro plochu místnosti. 1 kW tepelného výkonu by mělo připadnout na 10 m2 plochy místnosti. Pro jižní regiony se bere koeficient 0,7 - 0,9, pro střední zónu země - 1,2 - 1,3, pro regiony Dálného severu - 1,5-2,0.
Jako každý hrubý výpočet zanedbává tato metoda mnoho faktorů:
- Výšky stropů. Zdaleka to není všude standardních 2,5 metru.
- Otvory uniká teplo.
- Umístění místnosti uvnitř domu nebo proti vnějším stěnám.
Všechny metody výpočtu poskytují velké chyby, takže tepelný výkon je obvykle zahrnut do projektu s určitou rezervou.
Podle objemu, s přihlédnutím k dalším faktorům
Přesnější obrázek poskytne jiný způsob výpočtu.
- Jako základ se bere tepelný výkon 40 wattů na metr krychlový objemu vzduchu v místnosti.
- I v tomto případě platí regionální koeficienty.
- Každé okno standardní velikosti přidává k našim výpočtům 100 wattů. Každé dveře jsou 200.
- Umístění místnosti u vnější stěny dá v závislosti na její tloušťce a materiálu koeficient 1,1 - 1,3.
- Soukromý dům, ve kterém dole a nahoře nejsou teplé sousední byty, ale ulice, se počítá s koeficientem 1,5.
Nicméně: a tento výpočet bude VELMI přibližný. Stačí říci, že v soukromých domech postavených pomocí energeticky úsporných technologií projekt zahrnuje topný výkon 50-60 wattů na metr čtvereční. Příliš mnoho je dáno únikem tepla stěnami a stropy.
Výhody instalace dvoutrubkového systému
Při navrhování ohřevu vody s nuceným oběhem pro soukromý dům volí na základě materiálových možností majitele jednotrubkové nebo dvoutrubkové schéma. Jednotrubkový systém je levnější, snadněji se instaluje a dvoutrubkový je provozně efektivnější. Při instalaci horizontálního dvoutrubkového topného systému jsou možné tři schémata pokládky potrubí: slepá, přidružená a kolektorová.
Tři schémata pro zařízení horizontálního dvoutrubkového topného systému v soukromém domě: A) slepá ulička; B) míjení; B) kolektor (paprsek)
Okamžitě poznamenáváme, že posledně jmenované uspořádání, jmenovitě uspořádání kolektorového potrubí, má největší účinnost. Jeho realizace však zvyšuje spotřebu materiálů a také náročnost montážních prací.
