Rückschlagventil für Heizung Anschlussplan, Typen und Betriebsempfehlungen

Was ist Zwangsumlauf?

Die natürliche Zirkulation des Kühlmittels erfolgt nach physikalischen Gesetzen: Erhitztes Wasser oder Frostschutzmittel steigt an die Spitze des Systems und sinkt allmählich ab und kehrt zum Kessel zurück. Für eine erfolgreiche Zirkulation ist es notwendig, den Neigungswinkel der Vor- und Rücklaufleitungen strikt einzuhalten. Bei einer geringen Länge des Systems in einem einstöckigen Haus ist dies nicht schwierig und der Höhenunterschied wird gering sein.

Für große Häuser sowie mehrstöckige Gebäude. Ein solches System ist meistens ungeeignet - es kann zu Lufteinschlüssen, Zirkulationsstörungen und infolgedessen zu einer Überhitzung des Kühlmittels im Kessel kommen. Diese Situation ist gefährlich und kann zu Schäden an Systemkomponenten führen.

Daher wird in der Rücklaufleitung unmittelbar vor dem Eintritt in den Kesselwärmetauscher eine Umwälzpumpe installiert, die den erforderlichen Druck und die Wasserzirkulationsrate im System erzeugt. Gleichzeitig wird das erwärmte Kühlmittel rechtzeitig zu den Heizgeräten umgeleitet, der Kessel arbeitet normal und das Mikroklima im Haus bleibt stabil.

Schema: Elemente des Heizsystems

• das System funktioniert stabil in Gebäuden jeder Länge und Anzahl von Stockwerken;
• es ist möglich, Rohre mit kleinerem Durchmesser als bei der natürlichen Zirkulation zu verwenden, was die Anschaffungskosten spart;
• es ist erlaubt, Rohre ohne Gefälle zu verlegen und im Boden zu verstecken;
• Warmwasserböden können an das Zwangsheizungssystem angeschlossen werden;
• stabile Temperaturbedingungen verlängern die Lebensdauer von Armaturen, Rohren und Heizkörpern;
• Es ist möglich, die Heizung für jeden Raum zu regulieren.

Nachteile eines Zwangsumlaufsystems:

• Berechnung und Installation der Pumpe erforderlich, deren Anschluss an das Stromnetz, wodurch das System flüchtig wird;
• Die Pumpe macht im Betrieb Geräusche.

Die Nachteile werden durch die richtige Platzierung der Ausrüstung erfolgreich gelöst: Die Pumpe wird in einem separaten Heizraum neben dem Heizkessel aufgestellt und eine Notstromquelle installiert - eine Batterie oder ein Generator.

Das Funktionsprinzip einer Schwerkraftheizung

Das Funktionsprinzip der Heizung sieht einfach aus: Wasser bewegt sich durch die Rohrleitung, angetrieben durch den hydrostatischen Druck, der aufgrund der unterschiedlichen Massen von erwärmtem und gekühltem Wasser auftrat. Ein anderes solches Design wird Schwerkraft oder Schwerkraft genannt. Zirkulation ist die Bewegung von in Batterien abgekühlter und schwererer Flüssigkeit unter dem Druck ihrer eigenen Masse nach unten zum Heizelement und die Verdrängung von leicht erhitztem Wasser in die Versorgungsleitung. Das System funktioniert, wenn sich der Naturumlaufkessel unterhalb der Heizkörper befindet.

In offenen Kreisläufen kommuniziert es direkt mit der Außenumgebung und überschüssige Luft entweicht in die Atmosphäre. Das durch die Erwärmung erhöhte Wasservolumen wird eliminiert, der konstante Druck wird normalisiert.

Auch in einem geschlossenen Heizsystem ist ein Naturumlauf möglich, wenn dieses mit einem Ausdehnungsgefäß mit Membrane ausgestattet ist. Manchmal werden offene Strukturen in geschlossene umgewandelt. Geschlossene Kreisläufe sind stabiler im Betrieb, das Kühlmittel verdunstet darin nicht, aber sie sind auch stromunabhängig. Was beeinflusst den Zirkulationsdruck

Die Zirkulation des Wassers im Boiler hängt vom Dichteunterschied zwischen heißer und kalter Flüssigkeit und von der Größe des Höhenunterschieds zwischen dem Boiler und dem untersten Heizkörper ab. Diese Parameter werden noch vor der Installation des Heizkreises berechnet. Natürliche Zirkulation tritt auf, weil die Rücklauftemperatur im Heizsystem ist niedrig. Das Kühlmittel hat Zeit zum Abkühlen, bewegt sich durch die Heizkörper, wird schwerer und drückt mit seiner Masse die erhitzte Flüssigkeit aus dem Kessel und zwingt sie, sich durch die Rohre zu bewegen.

Schema der Wasserzirkulation im Kessel

Die Höhe des Batterieniveaus über dem Boiler erhöht den Druck und hilft dem Wasser, den Widerstand der Rohre leichter zu überwinden. Je höher die Heizkörper im Verhältnis zum Kessel angeordnet sind, desto größer ist die Höhe der gekühlten Rücklaufsäule und mit dem größeren Druck drückt sie das erwärmte Wasser nach oben, wenn es den Kessel erreicht.

Die Dichte reguliert auch den Druck: Je mehr sich das Wasser erwärmt, desto geringer wird seine Dichte im Vergleich zum Rücklauf. Dadurch wird es mit mehr Kraft herausgedrückt und der Druck steigt. Aus diesem Grund gelten Schwerkraftheizungsstrukturen als selbstregulierend, denn wenn Sie die Temperatur der Wasserheizung ändern, ändert sich auch der Druck auf das Kühlmittel, was bedeutet, dass sich sein Verbrauch ändert.

Bei der Installation sollte der Kessel ganz unten unter allen anderen Elementen platziert werden, um einen ausreichenden Druck des Kühlmittels zu gewährleisten.

Rohre für Anlagen mit Naturumlauf

Bei der Wahl des Durchmessers der Rohre spielen nicht nur die Abmessungen der Anlage und die Anzahl der Heizkörper eine Rolle, sondern auch das Material, aus dem sie bestehen, bzw. die Glätte der Wände. Für Gravitationssysteme ist dies ein sehr wichtiger Parameter. Am schlimmsten ist es bei gewöhnlichen Metallrohren: Die Innenoberfläche ist rau und wird nach Gebrauch durch Korrosionsprozesse und Ablagerungen an den Wänden noch ungleichmäßiger. Daher haben solche Rohre den größten Durchmesser.

So könnten Stahlrohre in ein paar Jahren aussehen

Unter diesem Gesichtspunkt sind Metall-Kunststoff und verstärktes Polypropylen vorzuziehen. Es werden jedoch Metall-Kunststoff-Fittings verwendet, die den Abstand erheblich verengen, was für Schwerkraftsysteme kritisch werden kann. Daher sieht verstärktes Polypropylen bevorzugter aus. Sie haben jedoch Einschränkungen bei der Temperatur des Kühlmittels: Die Betriebstemperatur beträgt 70 ° C, die Spitzentemperatur 95 ° C. Bei Produkten aus speziellem PPS-Kunststoff beträgt die Betriebstemperatur 95 ° C, die Spitzentemperatur beträgt bis zu 110 °C. Je nach Kessel und Gesamtsystem ist es also möglich, diese Rohre zu verwenden, sofern es sich um hochwertige Markenprodukte handelt und nicht um eine Fälschung. Lesen Sie hier mehr über Polypropylenrohre.

Metall-Kunststoff und Polypropylen können auch für die Installation von Heizungssystemen verwendet werden

Aber wenn es geplant ist, einen Festbrennstoffkessel zu installieren. dann hält kein Polypropylen solchen thermischen Belastungen stand. Verwenden Sie in diesem Fall entweder Stahl oder verzinkten und rostfreien Stahl für Gewindeverbindungen (verwenden Sie bei der Installation von Edelstahl kein Schweißen, da die Nähte sehr schnell undicht werden).

Kupfer ist auch geeignet (hier wird über Kupferrohre geschrieben), aber es hat auch seine eigenen Eigenschaften und muss mit Vorsicht behandelt werden: Es verhält sich nicht mit allen Kühlmitteln normal, und es ist besser, es nicht in einem System mit Aluminium zu verwenden Heizkörper (sie fallen schnell zusammen)

Systeme mit Naturumlauf zeichnen sich dadurch aus, dass sie aufgrund der Ausbildung nicht berechenbarer turbulenter Strömungen nicht berechenbar sind. Sie werden auf der Grundlage von Erfahrungswerten und gemittelten, empirisch abgeleiteten Normen und Regeln entworfen. Grundsätzlich gelten folgende Regeln:

• Heben Sie den Beschleunigungspunkt so hoch wie möglich an;
• verengen Sie die Versorgungsleitungen nicht;
• Setzen Sie eine ausreichende Anzahl von Heizkörperabschnitten ein.

Dann wird eine andere verwendet: Von der Stelle der ersten Abzweigung und jeder folgenden führen sie ein Rohr mit einem um eine Stufe kleineren Durchmesser. Zum Beispiel kommt ein 2-Zoll-Rohr vom Kessel, dann 1 ¾ vom ersten Zweig, dann 1 ½ usw. Der Abfall wird von einem kleineren Durchmesser zu einem größeren gesammelt.

Es gibt noch einige weitere Merkmale der Installation von Schwerkraftsystemen. Erstens ist es wünschenswert, Rohre mit einer Neigung von 1-5% herzustellen, abhängig von der Länge der Rohrleitung. Grundsätzlich kann bei ausreichendem Temperatur- und Höhenunterschied auch eine horizontale Verkabelung erfolgen, Hauptsache es gibt keine Abschnitte mit negativer Neigung (in die entgegengesetzte Richtung geneigt), die durch die Bildung von Lufteinschlüssen in sie, wird die Bewegung des Wasserflusses blockieren.

Schwerkraft-Einrohrsystem mit vertikaler Verkabelung für zwei Flügel (Kreise)

Das zweite Merkmal ist, dass am höchsten Punkt der Anlage ein Ausdehnungsgefäß und/oder eine Entlüftung installiert werden muss. Das Ausdehnungsgefäß kann offen sein (das System wird auch offen sein) oder Membran (geschlossen).Bei der Installation eines offenen Luftauslasses muss es sich nicht am höchsten Punkt sammeln - im Tank und in die Atmosphäre austreten. Beim Einbau eines Membranspeichers ist zusätzlich der Einbau eines automatischen Entlüfters erforderlich. Bei horizontaler Verkabelung stören die Mayevsky-Hähne an jedem der Heizkörper nicht - mit ihrer Hilfe ist es einfacher, alle Luftstopfen im Zweig zu entfernen.

Schema der Installation von Schwerkraftheizungssystemen

Da die Wasserzirkulation im Heizsystem ohne Beteiligung einer Pumpe erfolgt, müssen sie für den ungehinderten Flüssigkeitsfluss durch die Leitungen einen größeren Durchmesser haben als in dem Schema, in dem die Wasserzirkulation erzwungen wird. Das Schwerkraftsystem funktioniert, indem es den Widerstand verringert, den das Wasser überwinden muss: Je weiter das Rohr vom Kessel entfernt ist, desto breiter ist es.

Die Warmwasserbereitung mit natürlicher Zirkulation kann eine obere oder untere Verdrahtung haben. Wenn die Verkabelung als Zweirohr ausgelegt ist, tritt erwärmtes Wasser direkt in jede Batterie ein und fließt nicht einzeln durch sie, wie bei einem Einrohrschema.

Die obere Verkabelung, bei der das Kühlmittel zuerst zur Decke steigt und von dort zu den Batterien abfällt, eignet sich am besten für die Installation einer solchen Konstruktion. Wenn die Verkabelung niedriger geplant ist. dann wird ein Beschleunigungskreislauf gebaut: ein Höhenunterschied, bei dem Wasser aus dem Kessel zuerst nach oben steigt, wo es am oberen Punkt der Rohrleitung in das Ausdehnungsgefäß eintritt und dann zu den Heizkörpern hinunterfließt.

Je höher das Heizgerät angeordnet ist, desto höher ist der Druck in der Rohrleitung. Daher erwärmen sich die Batterien der oberen Etagen oft besser als die der unteren. Wenn Sie also mit Zweirohr-Naturumlauf heizen, erwärmen sich die Batterien auf der gleichen Ebene wie der Kessel oder darunter nicht ausreichend.

Um eine solche Situation zu vermeiden, wird der Kesselraum vollständig vergraben, wodurch ein ausreichend hoher Druck bereitgestellt wird, damit das Kühlmittel mit der erforderlichen Geschwindigkeit durch die Rohre strömen kann. Der Kessel wird im Keller etwa 3 Meter unter der Mitte des untersten Heizelements aufgestellt. Im Gegensatz dazu werden Rohre mit heißem Wasser so hoch wie möglich angehoben, wobei am höchsten Punkt der Struktur ein Ausdehnungsgefäß platziert wird, und dann fließt das Wasser aus der Versorgungsleitung zu den Heizkörpern.

Arten der Verkabelung von Einrohrsystemen

Bei einem Einrohrsystem gibt es keine Trennung zwischen einer Vor- und einer Rücklaufleitung. Die Heizkörper sind in Reihe geschaltet, und das durch sie strömende Kühlmittel kühlt allmählich ab und kehrt zum Kessel zurück. Diese Funktion macht das System wirtschaftlich und einfach, erfordert jedoch die Einstellung des Temperaturregimes und die korrekte Berechnung der Leistung der Heizkörper.

Eine vereinfachte Version eines Einrohrsystems ist nur für ein kleines einstöckiges Haus geeignet. In diesem Fall wird das Rohr ohne Temperaturregelventile direkt durch alle Heizkörper geführt. Infolgedessen werden die ersten Batterien entlang des Kühlmittels viel heißer als die letzten.

Für ausgedehnte Anlagen ist diese Beschaltung nicht geeignet. Schließlich wird die Kühlung des Kühlmittels erheblich sein. Für sie verwenden sie das Leningradka-Einrohrsystem, bei dem das gemeinsame Rohr einstellbare Auslässe für jeden Heizkörper hat. Dadurch wird das Kühlmittel in der Hauptleitung gleichmäßiger in allen Räumen verteilt. Die Anordnung eines Einrohrsystems in mehrstöckigen Gebäuden wird in horizontal und vertikal unterteilt.

Horizontale Verkabelung

Bei horizontaler Verkabelung steigt ein gerades Rohr entlang der Hauptsteigleitung in die oberste Etage. Auf jeder Etage geht davon ein horizontales Rohr aus, das nacheinander durch alle Batterien auf dieser Etage führt.

Sie werden zu einem Rücklaufsteigrohr zusammengeführt und dem Kessel bzw. Heizkessel wieder zugeführt. Temperaturkontrollhähne befinden sich auf jeder Etage und Mayevsky-Hähne befinden sich an jedem Heizkörper.Die horizontale Verkabelung kann sowohl durch Durchfluss als auch durch das Leningradka-System erfolgen.

Vertikale Verkabelung

Bei dieser Art der Verkabelung steigt das heiße Kühlmittel bis zum obersten Stockwerk oder Dachgeschoss und von dort über vertikale Steigleitungen durch alle Stockwerke bis zum untersten. Dort werden die Steigleitungen zu einer Rückleitung zusammengeführt. Ein wesentlicher Nachteil dieses Systems ist die ungleichmäßige Erwärmung auf verschiedenen Etagen, die mit einem Durchflusssystem nicht angepasst werden kann.

Die Wahl des Verkabelungssystems für ein Privathaus hängt hauptsächlich von seinem Layout ab. Bei einer großen Fläche auf jeder Etage und einer kleinen Anzahl von Stockwerken des Hauses ist es besser, eine vertikale Verkabelung zu wählen, damit Sie in jedem Raum eine gleichmäßigere Temperatur erreichen können. Wenn die Fläche klein ist, ist es besser, eine horizontale Verkabelung zu wählen, da sie einfacher anzupassen ist. Darüber hinaus müssen Sie bei einer horizontalen Verkabelung keine zusätzlichen Löcher in die Decken bohren.

Video: Einrohrheizung

Das Funktionsprinzip des Systems mit Naturumlauf

Das Heizschema eines Privathauses mit natürlicher Zirkulation ist aufgrund folgender Vorteile beliebt:

• Einfache Installation und Wartung.
• Es müssen keine zusätzlichen Geräte installiert werden.
• Energieunabhängigkeit – während des Betriebs fallen keine zusätzlichen Stromkosten an. Bei Stromausfall läuft die Heizungsanlage weiter.

Das Funktionsprinzip der Warmwasserbereitung mit Schwerkraftzirkulation basiert auf physikalischen Gesetzen. Beim Erhitzen nehmen die Dichte und das Gewicht der Flüssigkeit ab, und beim Abkühlen des flüssigen Mediums kehren die Parameter in ihren ursprünglichen Zustand zurück.

Gleichzeitig ist im Heizsystem praktisch kein Druck vorhanden. In wärmetechnischen Formeln beträgt das Verhältnis 1 atm. pro 10 m Wassersäulendruck. Die Berechnung des Heizsystems eines zweistöckigen Gebäudes zeigt, dass der hydrostatische Druck 1 atm nicht überschreitet. in einstöckigen Gebäuden 0,5-0,7 atm.

Da die Flüssigkeit bei Erwärmung an Volumen zunimmt, ist für den Naturumlauf ein Ausdehnungsgefäß erforderlich. Das durch den Wasserkreislauf des Kessels strömende Wasser wird erwärmt, was zu einer Volumenvergrößerung führt. Der Ausgleichsbehälter muss sich am Kühlmittelvorlauf ganz oben in der Heizungsanlage befinden. Aufgabe des Pufferspeichers ist es, die Volumenzunahme der Flüssigkeit auszugleichen.

Die Umlaufheizung kann in Privathäusern eingesetzt werden, wodurch folgende Anschlüsse möglich sind:

• Anschluss an Fußbodenheizung - erfordert die Installation einer Umwälzpumpe, nur an einem im Boden verlegten Wasserkreislauf. Die restliche Anlage wird weiterhin im Naturumlauf betrieben. Nach einem Stromausfall wird der Raum über installierte Heizkörper weiter beheizt.
• Arbeiten Sie mit einem indirekten Wasserheizkessel - der Anschluss an ein System mit natürlicher Zirkulation ist möglich, ohne dass eine Pumpausrüstung angeschlossen werden muss. Zu diesem Zweck wird der Kessel oben im System installiert, direkt unter dem geschlossenen oder offenen Luftausdehnungsbehälter. Ist dies nicht möglich, wird die Pumpe direkt am Vorratsbehälter installiert und zusätzlich ein Rückschlagventil eingebaut, um eine Rezirkulation des Kühlmittels zu vermeiden.

Bei Systemen mit Gravitationsumlauf erfolgt die Bewegung des Kühlmittels durch die Schwerkraft. Aufgrund der natürlichen Ausdehnung steigt die erhitzte Flüssigkeit den Beschleunigungsabschnitt hinauf und „fließt“ dann unter einem Gefälle durch die an die Heizkörper angeschlossenen Rohre zurück zum Kessel.

Steigende Temperaturen

Ein weiterer Faktor ist der Unterschied zwischen der Dichte von kaltem und heißem Wasser. Wir stellen fest, dass die Heizung mit natürlicher Zirkulation eine selbstregulierende Art ist. Wenn Sie also die Temperatur der Wasserheizung erhöhen, ändert sich ihre Durchflussrate und der Zirkulationsdruck wird höher.

Eine starke Erwärmung der Flüssigkeit trägt in hohem Maße zu einer schnelleren Zirkulation bei. Aber das passiert nur in einem kalten Raum: Wenn die Lufttemperatur in ihnen einen bestimmten Punkt erreicht, kühlen die Batterien viel langsamer ab.

Die Dichte des im Kessel erhitzten Wassers und des bereits in den Heizkörpern befindlichen Wassers ist nahezu gleich. Der Druck sinkt, die schnelle Wasserzirkulation wird durch eine dosierte Zirkulation im System ersetzt.

Sobald die Temperatur der Räumlichkeiten eines Privathauses wieder auf ein bestimmtes Niveau sinkt, dient dies als Signal, um den Druck zu erhöhen. Das System versucht, die Temperaturbedingungen auszugleichen. Dazu müssen Sie den Schnellumlauf erneut starten. Daraus ergibt sich die Fähigkeit zur Selbstregulierung.

Kurz gesagt, die Regel lautet wie folgt: Durch eine einmalige Änderung der Temperatur und des Wasservolumens können Sie die gewünschte Wärmeleistung von Batterien für die Raumheizung erzielen.

Dadurch werden angenehme Temperaturbedingungen aufrechterhalten.

Aktionsschema

Das Warmwasserbereitungssystem umfasst einen Kessel (Warmwasserbereiter), Rück- und Versorgungsleitungen sowie Heizgeräte, ein Ausdehnungsgefäß und ein Sicherheitsventil. Die Flüssigkeit wird im Kessel auf die gewünschte Temperatur erhitzt und steigt durch Expansion in die Versorgungsleitung und Steigleitungen.

Von dort gelangt es in Heizgeräte - Batterien und Heizkörper, an die es einen Teil der Wärme abgibt. Dann leitet die Rücklaufleitung Wasser zum Kessel, wo es wieder auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. Der Zyklus wiederholt sich, solange das System in Betrieb ist.

Es ist wichtig zu beachten, dass horizontale Rohre mit einem Gefälle in Bezug auf die Bewegung des Arbeitsmediums montiert werden.

Heizung mit Zwangsumlauf auslegen

Detailliertes Heizungsschema für das Haus

Die Hauptaufgabe für die Selbstinstallation der Warmwasserbereitung mit einer Umwälzpumpe besteht darin, das richtige Schema zu erstellen. Dazu benötigen Sie einen Plan des Hauses, auf dem die Lage von Rohren, Heizkörpern, Ventilen und Sicherheitsgruppen aufgetragen ist.

Systemberechnung

Bei der Erstellung der Schemata müssen die Parameter der Pumpe für die Zwangsheizung eines Privathauses korrekt berechnet werden. Dazu können Sie spezielle Programme verwenden oder die Berechnungen selbst durchführen. Es gibt eine Reihe einfacher Formeln, die bei der Berechnung helfen:

Wobei Rn die Nennleistung der Pumpe ist, kW, p die Dichte des Kühlmittels ist, für Wasser dieser Indikator 0,998 g / cm³ ist, Q die Durchflussrate des Kühlmittels ist, l, N der erforderliche Druck ist, m.

Ein Beispiel für ein Heizungsberechnungsprogramm

Um die Druckanzeige im Zwangsheizungssystem eines Hauses zu berechnen, muss der Gesamtwiderstand der Rohrleitung und der Wärmeversorgung insgesamt bekannt sein. Leider ist es fast unmöglich, es selbst zu tun. Dazu sollten Sie spezielle Softwaresysteme verwenden.

Nachdem der Widerstand der Rohrleitung in einem Wasserheizsystem mit Zirkulation berechnet wurde, kann die erforderliche Druckanzeige mit der folgenden Formel berechnet werden:

Wobei H die berechnete Förderhöhe ist, m, R der Widerstand der Rohrleitung ist, L die Länge des größten geraden Abschnitts der Rohrleitung ist, m, ZF ein Koeffizient ist, der normalerweise gleich 2,2 ist.

Basierend auf den erhaltenen Ergebnissen wird das optimale Modell der Umwälzpumpe ausgewählt.

Wenn die berechneten Pumpenleistungsindikatoren für eine selbst installierte Zwangsumlaufheizung groß sind, wird empfohlen, gepaarte Modelle zu kaufen.

Installation einer Heizung mit Zirkulation

Beispiel für den verdeckten Einbau einer Kollektorheizung

Basierend auf den berechneten Daten werden Rohre mit dem erforderlichen Durchmesser ausgewählt und Absperrventile für sie ausgewählt. Das Diagramm zeigt jedoch nicht die Methode zur Montage des Kofferraums. Rohrleitungen können verdeckt oder offen verlegt werden. Die erste wird empfohlen, nur mit vollem Vertrauen in die Zuverlässigkeit des gesamten Heizsystems eines privaten Cottages mit Zwangsumlauf zu verwenden.

Es muss daran erinnert werden, dass die Qualität der Komponenten des Systems von seiner Leistung und Leistung abhängt. Dies gilt insbesondere für das Material zur Herstellung von Rohren und Armaturen. Darüber hinaus wird für ein Zweirohrschema einer Zwangsumlaufheizung empfohlen, den Rat von Fachleuten zu beachten:

• Installation einer Notstromversorgung für die Umwälzpumpe bei Stromausfall;
• Überprüfen Sie bei Verwendung von Frostschutzmitteln als Kühlmittel die Verträglichkeit mit den Materialien für die Herstellung von Rohren, Heizkörpern und dem Kessel.
• Gemäß dem Hausheizungsschema mit Zwangsumlauf sollte sich der Kessel am tiefsten Punkt des Systems befinden;
• Neben der Pumpenleistung muss das Ausdehnungsgefäß berechnet werden.

Die Technologie zur Installation einer Umlaufheizung unterscheidet sich nicht vom Standard

Es ist wichtig, die Merkmale des Konturhauses zu berücksichtigen - das Material für die Herstellung der Wände, seinen Wärmeverlust. Letzteres wirkt sich direkt auf die Leistung des gesamten Systems aus.

Die Analyse der Parameter von Heizsystemen mit Zwangsumlauf hilft, sich eine objektive Meinung darüber zu bilden:

Was ist das

Benötigt ein System mit Zwangsumlauf einen Druckabfall, der durch eine Umwälzpumpe oder durch einen Anschluss an eine Heizungsleitung bereitgestellt wird, sieht das Bild anders aus. Die Erwärmung durch natürliche Zirkulation nutzt einen einfachen physikalischen Effekt – die Ausdehnung einer Flüssigkeit bei Erwärmung.

Wenn wir die technischen Feinheiten beiseite lassen, sieht das grundlegende Arbeitsschema wie folgt aus:

• Der Boiler erhitzt eine bestimmte Wassermenge. Dadurch dehnt es sich natürlich aus und wird aufgrund seiner geringeren Dichte durch eine kältere Kühlmittelmasse nach oben verdrängt.
• Nach dem Aufstieg zum höchsten Punkt des Heizsystems beschreibt das Wasser, das sich allmählich abkühlt, durch die Schwerkraft einen Kreis durch das Heizsystem und kehrt zum Kessel zurück. Gleichzeitig gibt es Wärme an die Heizungen ab und hat, wenn es wieder am Wärmetauscher ankommt, eine größere Dichte als zu Beginn. Dann wiederholt sich der Zyklus.

Praktisch: Natürlich hindert Sie nichts daran, eine Umwälzpumpe in den Kreislauf einzubauen. Im Normalmodus sorgt es für eine schnellere Wasserzirkulation und eine gleichmäßige Erwärmung, und wenn kein Strom vorhanden ist, arbeitet das Heizsystem mit natürlicher Zirkulation.

Der Betrieb der Pumpe in einem Naturumlaufsystem.

Das Foto zeigt, wie das Problem des Zusammenwirkens von Pumpe und Naturkreislauf gelöst wird. Wenn die Pumpe läuft, wird das Rückschlagventil aktiviert und das gesamte Wasser fließt durch die Pumpe. Es lohnt sich, es auszuschalten - das Ventil öffnet sich und Wasser zirkuliert aufgrund der Wärmeausdehnung durch ein dickeres Rohr.

Kessel für Schwerkraftsysteme

Da solche Schemata hauptsächlich für ein stromunabhängiges Gerät benötigt werden, müssen die Boiler auch ohne den Einsatz von Strom funktionieren. Es können alle nicht automatisierten Einheiten sein, mit Ausnahme von Pellet- und Elektroeinheiten.

Meistens arbeiten Festbrennstoffkessel in Systemen mit natürlicher Zirkulation. Sie sind gut für alle, aber bei vielen Modellen verbrennt der Sprit schnell. Und wenn es vor dem Fenster starken Frost gibt und das Haus nicht ausreichend isoliert ist, müssen Sie aufstehen und Kraftstoff werfen, um nachts eine akzeptable Temperatur aufrechtzuerhalten. Besonders diese Situation findet man oft dort, wo Brennholz erhitzt wird. Der Ausweg besteht darin, einen langbrennenden Kessel zu kaufen (natürlich nicht flüchtig). Beispielsweise brennt in litauischen Festbrennstoffkesseln Stropuva unter bestimmten Bedingungen Brennholz bis zu 30 Stunden und Kohle (Anthrazit) bis zu mehreren Tagen. Die Spezifikationen für Kerzenkessel sind etwas schlechter: Die Mindestbrennzeit für Brennholz beträgt 7 Stunden, für Kohle 34 Stunden. Es gibt Kessel ohne Automatisierung und Pumpen und die deutsche Firma Buderus, die tschechische Viadrus und die polnisch-ukrainische Wikchlach sowie russische Hersteller: Energiya, Ogonyok.

Nichtflüchtiger langbrennender Kessel Stropuva

Es gibt in Russland hergestellte nichtflüchtige Gaskessel, zum Beispiel Conord. die in Rostow am Don produziert werden. Sie können in Anlagen mit Naturumlauf eingesetzt werden. Das gleiche Werk produziert energieautarke Universalkessel „Don“, die auch für den Betrieb ohne Strom geeignet sind. Die Bodengaskessel der italienischen Firma Bertta - das Modell Novella Autonom und einige andere Einheiten europäischer und asiatischer Hersteller arbeiten in Systemen mit natürlicher Zirkulation.

Die zweite Möglichkeit, die dazu beiträgt, die Zeit zwischen Feuerstellen zu verlängern, besteht darin, die Trägheit des Systems zu erhöhen. Dazu werden Wärmespeicher (TA) eingebaut. Sie funktionieren gut mit Festbrennstoffkesseln, die die Intensität der Verbrennung nicht regulieren können: Die überschüssige Wärme wird an den Wärmespeicher abgeführt, in dem Energie gespeichert und verbraucht wird, wenn das Kühlmittel im Hauptsystem abkühlt. Der Anschluss eines solchen Geräts hat seine eigenen Eigenschaften: Es muss unten an der Versorgungsleitung angebracht werden. Außerdem für eine effiziente Wärmeentnahme und den Normalbetrieb – möglichst nah am Kessel. Für Gravitationssysteme ist diese Lösung jedoch bei weitem nicht die beste. Sie treten eher langsam in den normalen Zirkulationsmodus ein, regulieren sich jedoch selbst: Je kälter es im Raum ist, desto mehr kühlt das Kühlmittel ab und fließt durch die Heizkörper. Je größer der Temperaturunterschied, desto größer der Dichteunterschied und desto schneller bewegt sich das Kühlmittel. Und der eingebaute TA macht die Heizung träger, und zum Beschleunigen werden viel mehr Zeit und Kraftstoff benötigt. Richtig, und die Wärme wird länger abgegeben. Im Allgemeinen liegt es an Ihnen.

Um die Temperatur im System zu stabilisieren, ist ein Wärmespeicher installiert.

Etwa die gleichen Probleme bei Ofenheizung mit Naturumlauf. Dabei übernimmt das Ofenfeld selbst die Rolle eines Wärmespeichers, außerdem wird viel Energie (Brennstoff) benötigt, um das System zu beschleunigen. Aber bei Verwendung von TA ist ein Ausschluss meist möglich und bei einem Ofen unrealistisch.

Aus den Gesetzen der Physik

Angenommen, in Heizkörpern und einem Boiler ändert sich die Temperatur der Flüssigkeit in Sprüngen entlang der Mittelachsen: Die oberen Teile enthalten heiße Flüssigkeit und die unteren Teile enthalten kalte Flüssigkeit.

Heißes Wasser hat eine geringere Dichte, was sein Gewicht im Vergleich zu kaltem Wasser reduziert. Dadurch besteht das Heizsystem aus zwei miteinander verbundenen kommunizierenden Gefäßen, in denen sich Flüssigkeit von oben nach unten bewegt.

Eine hohe Säule, die aus gekühltem Wasser mit großem Gewicht besteht, drückt beim Erreichen der Heizkörper eine niedrige Säule heraus. Dadurch wird die heiße Flüssigkeit geschoben und es findet eine Zirkulation statt.

Arten von Heizungssystemen mit Schwerkraftzirkulation

Trotz des einfachen Aufbaus eines Wasserheizsystems mit Selbstzirkulation des Kühlmittels gibt es mindestens vier beliebte Installationsschemata. Die Wahl des Verkabelungstyps hängt von den Eigenschaften des Gebäudes selbst und der erwarteten Leistung ab.

Um zu bestimmen, welches Schema funktioniert, ist es in jedem Einzelfall erforderlich, eine hydraulische Berechnung des Systems durchzuführen, die Eigenschaften der Heizeinheit zu berücksichtigen, den Rohrdurchmesser zu berechnen usw. Möglicherweise benötigen Sie bei der Berechnung die Hilfe eines Fachmanns.

Geschlossenes System mit Schwerkraftumlauf

In den EU-Ländern sind unter anderem geschlossene Systeme am beliebtesten. In der Russischen Föderation ist das System noch nicht weit verbreitet. Die Funktionsprinzipien eines geschlossenen Wasserheizsystems mit pumpenloser Zirkulation sind wie folgt:

• Bei Erwärmung dehnt sich das Kühlmittel aus, Wasser wird aus dem Heizkreislauf verdrängt.
• Unter Druck gelangt die Flüssigkeit in einen geschlossenen Membranausdehnungsbehälter. Das Design des Behälters ist ein Hohlraum, der durch eine Membran in zwei Teile geteilt wird. Eine Hälfte des Tanks ist mit Gas gefüllt (die meisten Modelle verwenden Stickstoff).Der zweite Teil bleibt zum Befüllen mit Kühlmittel leer.
• Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, wird ausreichend Druck erzeugt, um durch die Membran zu drücken und den Stickstoff zu komprimieren. Nach dem Abkühlen findet der umgekehrte Prozess statt und das Gas drückt das Wasser aus dem Tank.

Ansonsten funktionieren geschlossene Systeme wie andere Naturumlaufheizungen. Als Nachteile kann man die Abhängigkeit vom Volumen des Ausgleichsbehälters herausgreifen. Für Räume mit einer großen beheizten Fläche müssen Sie einen geräumigen Behälter installieren, was nicht immer ratsam ist.

Offenes System mit Schwerkraftumlauf

Das offene Heizsystem unterscheidet sich vom vorherigen Typ nur in der Ausführung des Ausdehnungsgefäßes. Dieses Schema wurde am häufigsten in alten Gebäuden verwendet. Die Vorteile eines offenen Systems sind die Möglichkeit, Behälter aus improvisierten Materialien selbst herzustellen. Der Tank hat normalerweise bescheidene Abmessungen und wird auf dem Dach oder unter der Decke des Wohnzimmers installiert.

Der Hauptnachteil offener Strukturen ist das Eindringen von Luft in Rohre und Heizkörper, was zu erhöhter Korrosion und schnellem Ausfall von Heizelementen führt. Auch das Lüften der Anlage ist ein häufiger „Gast“ im offenen Kreislauf. Daher werden Heizkörper in einem Winkel installiert, Mayevsky-Kräne müssen entlüftet werden.

Einrohrsystem mit Eigenzirkulation

Diese Lösung hat mehrere Vorteile:

1. Es gibt keine gepaarte Rohrleitung unter der Decke und über dem Boden.
2. Sparen Sie Geld bei der Systeminstallation.

Die Nachteile einer solchen Lösung liegen auf der Hand. Die Heizleistung von Heizkörpern und die Intensität ihrer Erwärmung nimmt mit zunehmender Entfernung vom Kessel ab. Wie die Praxis zeigt, wird eine Einrohrheizung eines zweistöckigen Hauses mit natürlicher Zirkulation häufig erneuert (durch Installation einer Pumpausrüstung), selbst wenn alle Neigungen eingehalten und der richtige Rohrdurchmesser ausgewählt werden.

Zweirohrsystem mit Eigenzirkulation

Die Zweirohrheizung in einem Privathaus mit Naturumlauf weist folgende Konstruktionsmerkmale auf:

1. Vor- und Rücklauf durch getrennte Rohre.
2. Das Versorgungsrohr ist über einen Einlass mit jedem Heizkörper verbunden.
3. Mit dem zweiten Eyeliner wird die Batterie an die Rücklaufleitung angeschlossen.

Als Ergebnis bietet ein Zweirohr-Heizkörpersystem die folgenden Vorteile:

1. Gleichmäßige Wärmeverteilung.
2. Es müssen keine Kühlerabschnitte für eine bessere Aufwärmphase hinzugefügt werden.
3. Einfacheres Einstellen des Systems.
4. Der Durchmesser des Wasserkreislaufs ist mindestens eine Nummer kleiner als bei Einrohrsystemen.
5. Fehlen strenger Regeln für die Installation eines Zweirohrsystems. Kleine Abweichungen bei Steigungen sind erlaubt.

Der Hauptvorteil eines Zweirohr-Heizsystems mit unterer und oberer Verkabelung ist die Einfachheit und gleichzeitig die Effizienz des Designs, mit dem Sie Fehler bei den Berechnungen oder während der Installationsarbeiten ausgleichen können.

Leistungsberechnung

Die effektive Wärmeleistung des Kessels wird wie in allen anderen Fällen berechnet.

Nach Bereich

Am einfachsten ist die von SNiP empfohlene Berechnung für die Raumfläche. 1 kW Wärmeleistung sollte auf 10 m2 der Raumfläche fallen. Für die südlichen Regionen wird ein Koeffizient von 0,7 - 0,9 angenommen, für die mittlere Zone des Landes - 1,2 - 1,3, für die Regionen des hohen Nordens - 1,5-2,0.

Wie jede grobe Berechnung vernachlässigt diese Methode viele Faktoren:

• Deckenhöhen. Es ist längst nicht überall der Standard von 2,5 Metern.
• Wärme tritt durch Öffnungen aus.
• Die Lage des Raums innerhalb des Hauses oder an Außenwänden.

Alle Berechnungsmethoden ergeben große Fehler, daher wird die Wärmeleistung normalerweise mit einem gewissen Spielraum in das Projekt einbezogen.

Nach Volumen unter Berücksichtigung zusätzlicher Faktoren

Ein genaueres Bild ergibt eine andere Berechnungsmethode.

• Dabei wird die thermische Leistung von 40 Watt pro Kubikmeter Luftvolumen im Raum zugrunde gelegt.
• Auch hier gelten regionale Koeffizienten.
• Jedes Fenster in Standardgröße fügt 100 Watt zu unseren Berechnungen hinzu. Jede Tür ist 200.
• Die Lage des Raumes in der Nähe der Außenwand ergibt je nach Dicke und Material einen Koeffizienten von 1,1 - 1,3.
• Ein Privathaus, bei dem unten und oben keine warmen Nachbarwohnungen sind, sondern die Straße, wird mit einem Koeffizienten von 1,5 berechnet.

Allerdings: und diese Berechnung wird SEHR ungefähr sein. Es genügt zu sagen, dass das Projekt in Privathäusern, die mit energiesparenden Technologien gebaut wurden, eine Heizleistung von 50-60 Watt pro Quadratmeter umfasst. Zu viel wird durch Wärmeverluste durch Wände und Decken bestimmt.

Vorteile der Installation eines Zweirohrsystems

Bei der Planung einer Warmwasserbereitung mit Zwangsumlauf für ein Privathaus wählen sie je nach materiellen Möglichkeiten des Eigentümers ein Einrohr- oder Zweirohrsystem. Ein Einrohrsystem ist billiger, einfacher zu installieren und ein Zweirohrsystem ist effizienter im Betrieb. Bei der Installation einer horizontalen Zweirohrheizung sind drei Rohrleitungsverlegungsschemata möglich: Sackgasse, Verbund und Kollektor.

Drei Schemata für die Einrichtung einer horizontalen Zweirohrheizung in einem Privathaus: A) Sackgasse; B) Bestehen; B) Kollektor (Strahl)

Wir stellen gleich fest, dass letzteres, nämlich das Kollektorrohrlayout, den größten Wirkungsgrad hat. Ihre Implementierung erhöht jedoch den Materialverbrauch sowie die Komplexität der Installationsarbeiten.