Mitä on pakkokierto?
Jäähdytysnesteen luonnollinen kierto tapahtuu fysikaalisten lakien mukaan: lämmitetty vesi tai pakkasneste nousee järjestelmän yläosaan ja vähitellen jäähtyessään laskee palaten kattilaan. Onnistuneen kierron varmistamiseksi on välttämätöntä säilyttää tiukasti suora- ja paluuputkien kaltevuuskulma. Pienellä järjestelmän pituudella yksikerroksisessa talossa tätä ei ole vaikea tehdä, ja korkeusero on pieni.
Isoille taloille sekä monikerroksisille rakennuksille. tällainen järjestelmä on useimmiten sopimaton - se voi muodostaa ilmalukkoja, häiritä kiertoa ja tämän seurauksena jäähdytysnesteen ylikuumenemista kattilassa. Tämä tilanne on vaarallinen ja voi vahingoittaa järjestelmän osia.
Siksi paluuputkeen asennetaan kiertovesipumppu välittömästi ennen kattilan lämmönvaihtimeen tuloa, mikä luo tarvittavan paineen ja veden kiertonopeuden järjestelmään. Samalla lämmitetty jäähdytysneste ohjataan lämmityslaitteisiin ajoissa, kattila toimii normaalisti ja talon mikroilmasto pysyy vakaana.
Kaavio: lämmitysjärjestelmän elementit
- järjestelmä toimii vakaasti kaiken pituisissa ja kerroksisissa rakennuksissa;
- on mahdollista käyttää putkia, joiden halkaisija on pienempi kuin luonnollisella kierrolla, mikä säästää niiden ostokustannuksia;
- putket saa sijoittaa ilman kaltevuutta ja sijoittaa ne piiloon lattiaan;
- lämminvesilattiat voidaan liittää pakkolämmitysjärjestelmään;
- vakaat lämpötilaolosuhteet pidentävät liitososien, putkien ja patterien käyttöikää;
- Jokaisen huoneen lämmitystä on mahdollista säätää.
Pakkokiertojärjestelmän haitat:
- pumpun laskeminen ja asennus vaaditaan, sen kytkeminen verkkoon, mikä tekee järjestelmästä haihtuvan;
- Pumppu pitää ääntä käytön aikana.
Haitat ratkaistaan onnistuneesti laitteiden oikealla sijoittamisella: pumppu sijoitetaan erilliseen kattilahuoneeseen lämmityskattilan viereen ja varavirtalähde asennetaan - akku tai generaattori.
Gravitaatiolämmitysjärjestelmän toimintaperiaate
Lämmityksen toimintaperiaate näyttää yksinkertaiselta: vesi liikkuu putkilinjan läpi hydrostaattisen paineen ohjaamana, joka ilmeni lämmitetyn ja jäähdytetyn veden eri massojen vuoksi. Toista tällaista mallia kutsutaan painovoimaksi tai painovoimaksi. Kierto on akuissa jäähtyneen ja raskaamman nesteen liikkumista oman massansa paineessa alas lämmityselementtiin ja kevyesti lämmitetyn veden syrjäyttämistä syöttöputkeen. Järjestelmä toimii, kun luonnollisen kierron kattila sijaitsee patterien alla.
Avoimissa piireissä se kommunikoi suoraan ulkoisen ympäristön kanssa ja ylimääräinen ilma karkaa ilmakehään. Kuumennuksesta lisätty vesimäärä eliminoituu, vakiopaine normalisoituu.
Luonnollinen kierto on mahdollista myös suljetussa lämmitysjärjestelmässä, jos se on varustettu kalvolla varustetulla paisuntasäiliöllä. Joskus avoimet rakenteet muunnetaan suljetuiksi. Suljetut piirit ovat käytössä vakaampia, jäähdytysneste ei haihdu niissä, mutta ne ovat myös riippumattomia sähköstä. Mikä vaikuttaa verenkiertopaineeseen
Veden kierto kattilassa riippuu kuuman ja kylmän nesteen tiheyserosta sekä kattilan ja alimman patterin välisen korkeuseron suuruudesta. Nämä parametrit lasketaan jo ennen lämmityspiirin asennusta. Luonnollinen kierto tapahtuu, koska paluulämpötila lämmitysjärjestelmässä on alhainen. Jäähdytysnesteellä on aikaa jäähtyä, liikkuessaan patterien läpi, se tulee raskaammaksi ja työntää massallaan kuumennettua nestettä ulos kattilasta pakottaen sen liikkumaan putkien läpi.
Kaavio veden kierrosta kattilassa
Akun tason korkeus kattilan yläpuolella lisää painetta, mikä auttaa vettä voittamaan putkien vastuksen helpommin. Mitä korkeammalle patterit sijaitsevat suhteessa kattilaan, sitä korkeampi on jäähdytetty paluupylvään korkeus ja mitä suuremmalla paineella se työntää lämmitettyä vettä ylös saavuttaessaan kattilan.
Tiheys säätelee myös painetta: mitä enemmän vesi lämpenee, sitä pienemmäksi sen tiheys tulee verrattuna paluuseen. Tämän seurauksena se työntyy ulos suuremmalla voimalla ja paine kasvaa. Tästä syystä painovoimalämmitysrakenteita pidetään itsesäätyvinä, koska jos muutat veden lämmityksen lämpötilaa, myös jäähdytysnesteen paine muuttuu, mikä tarkoittaa, että sen kulutus muuttuu.
Asennuksen aikana kattila tulee sijoittaa aivan pohjaan, kaikkien muiden elementtien alle, jotta jäähdytysnesteen paine on riittävä.
Putket järjestelmiin, joissa on luonnollinen kierto
Putkien halkaisijaa valittaessa ei ole merkitystä vain järjestelmän mitoilla ja patterien lukumäärällä, vaan myös materiaalilla, josta ne on valmistettu, tai pikemminkin seinien sileydellä. Gravitaatiojärjestelmille tämä on erittäin tärkeä parametri. Pahin tilanne on tavallisilla metalliputkilla: sisäpinta on karhea, ja käytön jälkeen siitä tulee entistä epätasaisempi korroosioprosessien ja seinille kertyneiden kerrostumien vuoksi. Siksi tällaiset putket ottavat suurimman halkaisijan.
Teräsputket voivat muutaman vuoden kuluttua näyttää tältä
Tästä näkökulmasta metalli-muovi ja vahvistettu polypropeeni ovat edullisia. Mutta käytetään metalli-muoviliittimiä, jotka rajoittavat merkittävästi välystä, mikä voi olla kriittistä painovoimajärjestelmille. Siksi vahvistettu polypropeeni näyttää paremmalta. Mutta niillä on rajoituksia jäähdytysnesteen lämpötilalle: käyttölämpötila on 70 ° C, huippulämpötila 95 ° C. Erityisestä PPS-muovista valmistettujen tuotteiden käyttölämpötila on 95 ° C, huippulämpötila jopa 110 ° C. Joten, riippuen kattilasta ja järjestelmästä kokonaisuutena, on mahdollista käyttää näitä putkia, jos ne ovat laadukkaita merkkituotteita eivätkä väärennöksiä. Lue lisää polypropeeniputkista täältä.
Metalli-muovia ja polypropeenia voidaan käyttää myös lämmitysjärjestelmien asennuksessa
Mutta jos on tarkoitus asentaa kiinteän polttoaineen kattila. silloin mikään polypropeeni ei kestä tällaisia lämpökuormia. Käytä tässä tapauksessa joko terästä tai galvanoitua ja ruostumatonta terästä kierreliitoksissa (älä käytä hitsausta ruostumattoman teräksen asennuksessa, koska saumat vuotavat erittäin nopeasti)
Kupari sopii myös (kupariputkista on kirjoitettu täällä), mutta sillä on myös omat ominaisuutensa ja sitä on käsiteltävä varoen: se ei toimi normaalisti kaikkien jäähdytysnesteiden kanssa, ja on parempi olla käyttämättä sitä yhdessä järjestelmässä alumiinin kanssa patterit (ne romahtavat nopeasti)
Luonnonkiertoisilla järjestelmillä on ominaisuus, että niitä ei voida laskea, koska muodostuu turbulentteja virtauksia, joita ei voida laskea. Ne on suunniteltu kokemuksen ja keskiarvostettujen, empiirisesti johdettujen normien ja sääntöjen perusteella. Periaatteessa säännöt ovat:
- nosta kiihtyvyyspiste mahdollisimman korkealle;
- älä kavenna syöttöputkia;
- asenna riittävä määrä lämpöpatteriosia.
Sitten käytetään toista: ensimmäisen haaran paikasta ja jokaisesta seuraavasta johdetaan halkaisijaltaan askelta pienempi putki. Esimerkiksi 2 tuuman putki tulee kattilasta, sitten 1 ¾ ensimmäisestä haarasta, sitten 1 ½ jne. Jäte kerätään halkaisijaltaan pienemmästä isompaan.
Painovoimajärjestelmien asennuksessa on useita muita ominaisuuksia. Ensinnäkin - on toivottavaa tehdä putket 1-5%:n kaltevuuden mukaan putkilinjan pituudesta riippuen. Periaatteessa riittävällä lämpötila- ja korkeuserolla voidaan tehdä myös vaakasuora johdotus, pääasia, että ei ole negatiivisen kaltevuuden omaavia (vastakkaiseen suuntaan kallistettuja) osia, jotka ilmataskujen muodostumisen vuoksi ne estävät veden virtauksen liikkeen.
Gravity yksiputkijärjestelmä pystyjohdoilla kahdelle siivelle (piirit)
Toinen ominaisuus on, että paisuntasäiliö ja/tai tuuletusaukko on asennettava järjestelmän korkeimpaan kohtaan. Paisuntasäiliö voi olla avoin (myös järjestelmä on avoin) tai kalvo (suljettu).Kun asennat ulkoilman poistoaukon, sen ei tarvitse kerätä korkeimpaan kohtaan - säiliöön ja poistua ilmakehään. Kalvotyyppistä säiliötä asennettaessa vaaditaan myös automaattisen ilmanpoiston asennus. Vaakasuorassa johdotuksessa kunkin jäähdyttimen Mayevsky-hanat eivät häiritse - heidän avullaan on helpompi poistaa kaikki ilmatulpat haarasta.
Gravitaatiolämmitysjärjestelmien asennuskaavio
Koska veden kierto lämmitysjärjestelmässä tapahtuu ilman pumpun osallistumista, nesteen esteettömän virtauksen varmistamiseksi linjojen läpi niiden halkaisijan on oltava suurempi kuin järjestelmässä, jossa veden kierto on pakotettu. Painovoimajärjestelmä toimii vähentämällä vastusta, joka veden on voitettava: mitä kauempana putki kattilasta, sitä leveämpi se on.
Luonnonkiertoisella vesilämmityksellä voi olla ylä- tai alajohdotus. Kun johdotus on suunniteltu kaksiputkiiseksi, lämmitetty vesi tulee suoraan jokaiseen akkuun, eikä kulje niiden läpi yksitellen, kuten yksiputkijärjestelmässä.
Ylempi johdotus, jossa jäähdytysneste nousee ensin kattoon ja laskeutuu sieltä akkuihin, sopii parhaiten tällaisen rakenteen asentamiseen. Jos johdotus on suunniteltu alemmaksi. sitten rakennetaan kiihdytyspiiri: korkeusero, jossa vesi kattilasta nousee ensin ylös, jossa se tulee putkilinjan yläpisteessä olevaan paisuntasäiliöön ja laskeutuu sitten lämmityspattereihin.
Mitä korkeammalla lämmityslaite sijaitsee, sitä korkeampi paine putkilinjan sisällä. Siksi ylempien kerrosten akut lämpenevät usein paremmin kuin alempien kerrosten akut. Näin ollen, jos teet lämmityksen luonnollisella kierrolla kaksiputkiiseksi, kattilan kanssa samalle tasolle tai sen alapuolelle sijoitetut akut eivät lämpene tarpeeksi.
Tällaisen tilanteen välttämiseksi kattilahuone haudataan perusteellisesti, mikä tarjoaa riittävän korkean paineen, jotta jäähdytysneste pääsee kulkemaan putkien läpi vaaditulla nopeudella. Kattila on sijoitettu kellariin, noin 3 metriä alimman lämmityselementin keskikohdan alapuolelle. Kuumalla vedellä varustetut putket päinvastoin nostetaan mahdollisimman korkealle sijoittamalla paisuntasäiliö rakenteen korkeimpaan kohtaan, ja sitten vesi laskeutuu syöttöputkesta lämpöpatteriin.
Yksiputkijärjestelmän johdotuksen tyypit
Yksiputkijärjestelmässä suora- ja paluuputken välillä ei ole eroa. Patterit on kytketty sarjaan, ja niiden läpi kulkeva jäähdytysneste jäähtyy vähitellen ja palaa kattilaan. Tämä ominaisuus tekee järjestelmästä taloudellisen ja yksinkertaisen, mutta vaatii lämpötilajärjestelmän asettamisen ja patterien tehon oikean laskemisen.
Yksinkertaistettu versio yksiputkijärjestelmästä sopii vain pieneen yksikerroksiseen taloon. Tässä tapauksessa putki kulkee kaikkien patterien läpi suoraan ilman lämpötilansäätöventtiilejä. Seurauksena on, että ensimmäiset jäähdytysnesteen akut ovat paljon kuumempia kuin viimeiset.
Tämä johdotus ei sovellu laajennettuihin järjestelmiin. loppujen lopuksi jäähdytysnesteen jäähtyminen on merkittävää. He käyttävät Leningradkan yksiputkijärjestelmää, jossa yhteisessä putkessa on säädettävät ulostulot jokaiselle jäähdyttimelle. Tämän seurauksena pääputken jäähdytysneste jakautuu tasaisemmin kaikkiin huoneisiin. Yksiputkijärjestelmän asettelu monikerroksisissa rakennuksissa on jaettu vaaka- ja pystysuoraan.
Vaakasuora johdotus
Vaakasuorassa johdotuksessa suora putki nousee ylimpään kerrokseen päänousua pitkin. Siitä lähtee vaakasuora putki jokaisessa kerroksessa, joka kulkee peräkkäin kaikkien tämän kerroksen akkujen läpi.
Ne yhdistetään paluulinjan nousuputkeen ja syötetään takaisin kattilaan tai kattilaan. Lämpötilansäätöhanat sijaitsevat jokaisessa kerroksessa ja Mayevsky-hanat jokaisessa jäähdyttimessä.Vaakasuora johdotus voidaan suorittaa sekä virtauksella että Leningradka-järjestelmällä.
Pystysuuntainen johdotus
Tämän tyyppisessä johdotuksessa kuuma jäähdytysneste nousee ylimpään kerrokseen tai ullakolle ja sieltä se kulkee pystysuorien nousuputkien kautta kaikkien kerrosten läpi alimpaan. Siellä nousuputket yhdistetään paluulinjaksi. Tämän järjestelmän merkittävä haittapuoli on eri kerrosten epätasainen lämmitys, jota ei voida säätää virtausjärjestelmällä.
Omakotitalon johdotusjärjestelmän valinta riippuu pääasiassa sen asettelusta. Koska lattian pinta-ala on suuri ja talon kerroksia on vähän, on parempi valita pystysuuntainen johdotus, jotta voit saavuttaa tasaisemman lämpötilan jokaisessa huoneessa. Jos alue on pieni, on parempi valita vaakasuora johdotus, koska sitä on helpompi säätää. Lisäksi vaakasuuntaisessa johdotuksessa sinun ei tarvitse tehdä ylimääräisiä reikiä kattoon.
Video: yksiputkilämmitysjärjestelmä
Järjestelmän toimintaperiaate luonnollisella kierrolla
Luonnollisen kierron omakotitalon lämmitysjärjestelmä on suosittu seuraavien etujen vuoksi:
- Helppo asennus ja huolto.
- Lisälaitteita ei tarvitse asentaa.
- Energiariippumattomuus - käytön aikana ei vaadita ylimääräisiä sähkökustannuksia. Sähkökatkon sattuessa lämmitysjärjestelmä jatkaa toimintaansa.
Veden lämmityksen toimintaperiaate painovoimakierrolla perustuu fysikaalisiin lakeihin. Kuumennettaessa nesteen tiheys ja paino pienenevät, ja nestemäisen väliaineen jäähtyessä parametrit palaavat alkuperäiseen tilaan.
Samaan aikaan lämmitysjärjestelmässä ei käytännössä ole painetta. Lämpöteknisissä kaavoissa suhde on 1 atm. jokaista 10 metrin vesipatsaan painetta kohti. 2-kerroksisen rakennuksen lämmitysjärjestelmän laskelma osoittaa, että hydrostaattinen paine ei ylitä 1 atm. yksikerroksisissa rakennuksissa 0,5-0,7 atm.
Koska nesteen tilavuus kasvaa kuumennettaessa, luonnolliseen kiertoon tarvitaan paisuntasäiliö. Kattilan vesipiirin läpi kulkeva vesi lämmitetään, mikä johtaa tilavuuden kasvuun. Paisuntasäiliön tulee sijaita jäähdytysnesteen syöttöjohdossa, lämmitysjärjestelmän yläosassa. Puskurisäiliön tehtävänä on kompensoida nestetilavuuden kasvua.
Itsekiertoista lämmitysjärjestelmää voidaan käyttää omakotitaloissa, mikä mahdollistaa seuraavat liitännät:
- Kytkentä lattialämmitykseen - vaatii kiertovesipumpun asennuksen, vain lattiaan asennettuun vesipiiriin. Muu osa järjestelmästä jatkaa toimintaansa luonnollisella kierrolla. Sähkökatkon jälkeen huoneen lämmitystä jatketaan asennetuilla pattereilla.
- Työskentele epäsuoran vedenlämmityskattilan kanssa - yhteys luonnolliseen kiertoon on mahdollista ilman pumppauslaitteiden kytkemistä. Tätä varten kattila asennetaan järjestelmän yläosaan, heti suljetun tai avoimen ilmapaisuntasäiliön alle. Jos tämä ei ole mahdollista, pumppu asennetaan suoraan varastosäiliöön ja asennetaan lisäksi takaiskuventtiili jäähdytysnesteen kierrätyksen välttämiseksi.
Järjestelmissä, joissa on gravitaatiokierto, jäähdytysnesteen liike tapahtuu painovoiman avulla. Luonnollisesta laajenemisesta johtuen lämmitetty neste nousee kiihdytysosaa ylöspäin ja sitten kaltevuuden alla "virtaa alas" pattereihin kytkettyjen putkien kautta takaisin kattilaan.
Nousevat lämpötilat
Toinen tekijä on ero kylmän ja kuuman veden tiheyden välillä. Huomioimme seuraavan tosiasian - lämmitys luonnollisella kierrolla on itsesäätyvä tyyppi. Joten jos nostat lämmitysveden lämpötilaa, sen virtausnopeus muuttuu ja kiertopaine kasvaa.
Nesteen voimakas kuumennus edistää suurelta osin nopeampaa kiertoa. Mutta tämä tapahtuu vain kylmässä huoneessa: kun ilman lämpötila niissä saavuttaa tietyn pisteen, akut jäähtyvät paljon hitaammin.
Sekä kattilassa lämmitetyn veden että pattereissa jo olevan veden tiheys on lähes yhtä suuri. Paine laskee, nopea veden kierto korvataan mitatulla kierrolla järjestelmän sisällä.
Heti kun omakotitalon tilojen lämpötila laskee jälleen tietylle tasolle, tämä toimii signaalina paineen lisäämiseksi. Järjestelmä yrittää tasata lämpötilaolosuhteet. Tätä varten sinun on käynnistettävä nopea kiertoprosessi uudelleen. Tästä tulee kyky itsesäätelyyn.
Lyhyesti sanottuna sääntö on seuraava - kertaluonteinen lämpötilan ja veden tilavuuden muutos antaa sinun saada halutun lämpötehon akuista tilan lämmitykseen.
Tämän seurauksena mukavat lämpötilaolosuhteet säilyvät.
Toimintasuunnitelma
Vesilämmitysjärjestelmään kuuluu kattila (vedenlämmitin), paluu- ja tuloputket sekä lämmityslaitteet, paisuntasäiliö ja varoventtiili. Neste kuumennetaan haluttuun lämpötilaan kattilassa ja nousee syöttöputkistoon ja nousuputkiin laajenemisen seurauksena.
Sieltä se siirtyy lämmityslaitteisiin - akkuihin ja lämpöpattereihin, joille se luovuttaa osan lämmöstä. Sitten paluuputki lähettää veden kattilaan, jossa se lämmitetään jälleen haluttuun lämpötilaan. Jakso toistuu niin kauan kuin järjestelmä on toiminnassa.
On tärkeää muistaa, että vaakasuuntaiset putket asennetaan kaltevuudella suhteessa työväliaineen liikkeeseen.
Suunnittelemme lämmitystä pakkokierrolla
Yksityiskohtainen kodin lämmityssuunnitelma
Ensisijainen tehtävä vesilämmityksen itseasennuksessa kiertovesipumpulla on laatia oikea kaavio. Tätä varten tarvitset talon suunnitelman, johon sovelletaan putkien, patterien, venttiilien ja turvaryhmien sijaintia.
Järjestelmän laskenta
Kaavioiden laatimisvaiheessa on tarpeen laskea oikein pumpun parametrit omakotitalon pakkolämmitysjärjestelmää varten. Voit tehdä tämän käyttämällä erityisiä ohjelmia tai tehdä laskelmat itse. On olemassa useita yksinkertaisia kaavoja, jotka auttavat laskennassa:
Missä Rn on pumpun nimellisteho, kW, p on jäähdytysnesteen tiheys, vedellä tämä indikaattori on 0,998 g / cm³, Q on jäähdytysnesteen virtausnopeus, l, N on vaadittu paine, m.
Esimerkki lämmityslaskentaohjelmasta
Paineilmaisimen laskemiseksi talon pakkolämmitysjärjestelmässä on tarpeen tietää putkilinjan ja lämmönsyötön kokonaisvastus kokonaisuudessaan. Valitettavasti se on melkein mahdotonta tehdä itse. Tätä varten sinun tulee käyttää erityisiä ohjelmistojärjestelmiä.
Kun putkilinjan vastus on laskettu kiertovesilämmitysjärjestelmässä, on mahdollista laskea tarvittava paineilmaisin seuraavalla kaavalla:
Missä H on laskettu nostokorkeus, m, R on putkilinjan vastus, L on putkilinjan suurimman suoran osan pituus, m, ZF on kerroin, joka on yleensä yhtä suuri kuin 2,2.
Saatujen tulosten perusteella valitaan kiertovesipumpun optimaalinen malli.
Jos itse asennetun pakkokiertolämmitysjärjestelmän lasketut pumpun tehoilmaisimet ovat suuret, on suositeltavaa ostaa parillisia malleja.
Kiertolämmityksen asennus
Esimerkki kollektorilämmityksen piiloasennuksesta
Laskettujen tietojen perusteella valitaan vaaditun halkaisijan omaavat putket ja niille valitaan sulkuventtiilit. Kaavio ei kuitenkaan näytä tavaratilan kiinnitystapaa. Putket voidaan asentaa piiloon tai avoimesti. Ensimmäistä suositellaan käytettäväksi vain täysin luottaen yksityisen mökin koko lämmitysjärjestelmän luotettavuuteen, jossa on pakkokierto.
On muistettava, että järjestelmän komponenttien laatu riippuu sen suorituskyvystä ja suorituskyvystä. Tämä koskee erityisesti putkien ja venttiilien valmistukseen tarkoitettuja materiaaleja. Lisäksi pakkokiertoisen lämmitysjärjestelmän kaksiputkijärjestelmässä on suositeltavaa ottaa huomioon ammattilaisten neuvoja:
- Varavirtalähteen asennus kiertovesipumpulle sähkökatkon sattuessa;
- Kun käytät pakkasnestettä jäähdytysnesteenä, tarkista sen yhteensopivuus putkien, patterien ja kattilan valmistusmateriaalien kanssa;
- Pakkokiertoisen talon lämmitysjärjestelmän mukaan kattilan tulisi sijaita järjestelmän alimmassa kohdassa;
- Pumpun tehon lisäksi on tarpeen laskea paisuntasäiliö.
Kiertolämmityksen asennustekniikka ei eroa standardista
On tärkeää ottaa huomioon ääriviivatalon ominaisuudet - seinien valmistusmateriaali, sen lämpöhäviö. Jälkimmäinen vaikuttaa suoraan koko järjestelmän tehoon.
Pakkokiertoisten lämmitysjärjestelmien parametrien analyysi auttaa muodostamaan objektiivisen mielipiteen siitä:
Mikä se on
Jos pakotettu kiertojärjestelmä vaatii kiertovesipumpun aiheuttaman painehäviön tai liitännän lämpöverkkoon, niin kuva on toinen. Lämmitys luonnollisella kierrolla käyttää yksinkertaista fyysistä vaikutusta - nesteen laajenemista kuumennettaessa.
Jos hylkäämme tekniset hienovaraisuudet, työn peruskaavio on seuraava:
- Kattila lämmittää tietyn määrän vettä. Joten tietysti se laajenee ja pienemmän tiheytensä vuoksi syrjäyttää sitä ylöspäin kylmemmällä jäähdytysnestemassalla.
- Lämmitysjärjestelmän huipulle noussut vesi, vähitellen jäähtyessään, painovoiman vaikutuksesta muodostaa ympyrän lämmitysjärjestelmän läpi ja palaa kattilaan. Samalla se luovuttaa lämpöä lämmittimille ja kun se on taas lämmönvaihtimessa, sen tiheys on suurempi kuin alussa. Sitten sykli toistuu.
Hyödyllinen: tietenkään mikään ei estä sinua sisällyttämästä kiertovesipumppua piiriin. Normaalitilassa se tarjoaa nopeamman vedenkierron ja tasaisen lämmityksen, ja sähkön puuttuessa lämmitysjärjestelmä toimii luonnollisella kierrolla.
Pumpun toiminta luonnollisessa kiertojärjestelmässä.
Kuvassa näkyy, kuinka pumpun ja luonnollisen kiertojärjestelmän välinen vuorovaikutusongelma ratkaistaan. Kun pumppu on käynnissä, takaiskuventtiili aktivoituu ja kaikki vesi kulkee pumpun läpi. Se kannattaa sammuttaa - venttiili avautuu ja vesi kiertää paksumman putken läpi lämpölaajenemisen vuoksi.
Kattila painovoimajärjestelmiin
Koska tällaisia järjestelmiä tarvitaan pääasiassa sähköstä riippumattomaan laitteeseen, kattiloiden tulee toimia myös ilman sähköä. Se voi olla mikä tahansa ei-automaattinen yksikkö, paitsi pelletti- ja sähköyksiköt.
Useimmiten kiinteän polttoaineen kattilat toimivat järjestelmissä, joissa on luonnollinen kierto. Ne sopivat kaikille, mutta monissa malleissa polttoaine palaa nopeasti. Ja jos ikkunan ulkopuolella on vakavia pakkasia ja taloa ei ole eristetty tarpeeksi, niin hyväksyttävän lämpötilan ylläpitämiseksi yöllä on noustava ylös ja heittävä polttoainetta. Erityisesti tämä tilanne esiintyy usein polttopuiden lämmittämisessä. Pääsy ulos on ostaa pitkään palava kattila (tietenkin haihtumaton). Esimerkiksi liettualaisissa Stropuvan kiinteän polttoaineen kattiloissa polttopuu palaa tietyissä olosuhteissa jopa 30 tuntia ja kivihiili (antrasiitti) useita päiviä. Candle-kattiloiden tekniset tiedot ovat hieman huonommat: polttopuiden vähimmäispalamisaika on 7 tuntia, hiilen - 34 tuntia. Siellä on kattiloita ilman automaatiota ja pumppuja sekä saksalainen Buderus, tšekkiläinen Viadrus ja puolalais-ukrainalainen Wikchlach sekä venäläiset valmistajat: Energiya, Ogonyok.
Haihtumaton pitkäpoltinen kattila Stropuva
On olemassa venäläisiä kaasukäyttöisiä haihtumattomia kattiloita, esimerkiksi Conord. jotka valmistetaan Rostovissa Donissa. Niitä voidaan käyttää järjestelmissä, joissa on luonnollinen kierto. Sama laitos tuottaa energiariippumattomia yleiskattiloita "Don", jotka soveltuvat myös toimimaan ilman sähköä. Italialaisen Bertta-yrityksen Novella Autonom -mallin lattiakaasukattilat ja eräät muut eurooppalaisten ja aasialaisten valmistajien yksiköt toimivat järjestelmissä, joissa on luonnollinen kierto.
Toinen tapa, joka auttaa lisäämään tulipesän välistä aikaa, on lisätä järjestelmän hitautta. Tätä varten asennetaan lämpövaraajat (TA). Ne toimivat hyvin kiinteän polttoaineen kattiloiden kanssa, joilla ei ole kykyä säädellä palamisen voimakkuutta: ylimääräinen lämpö poistetaan lämmönvaraajaan, jossa energiaa kertyy ja kulutetaan jäähdytysnesteen jäähtyessä pääjärjestelmässä. Tällaisen laitteen liitännällä on omat ominaisuutensa: se on sijoitettava syöttöputkeen pohjassa. Lisäksi tehokkaaseen lämmönpoistoon ja normaaliin toimintaan - mahdollisimman lähellä kattilaa. Gravitaatiojärjestelmille tämä ratkaisu on kuitenkin kaukana parhaista. Ne saavuttavat melko hitaasti normaalin kiertotilan, mutta ne ovat itsesääteleviä: mitä kylmempää on huoneessa, sitä enemmän jäähdytysneste jäähtyy, kulkee patterien läpi. Mitä suurempi lämpötilaero, sitä suurempi tiheysero ja sitä nopeammin jäähdytysneste liikkuu. Ja asennettu TA tekee lämmityksestä inertiaalisemman, ja kiihdyttämiseen tarvitaan paljon enemmän aikaa ja polttoainetta. Totta, ja lämpöä luovutetaan pidempään. Yleensä se on sinusta kiinni.
Järjestelmän lämpötilan vakauttamiseksi asennetaan lämpöakku.
Suunnilleen samat ongelmat liesilämmityksen kanssa luonnollisella kierrolla. Täällä itse uuniryhmä toimii lämmönvaraajana, ja myös paljon energiaa (polttoainetta) tarvitaan järjestelmän nopeuttamiseen. Mutta TA:ta käytettäessä se on yleensä mahdollista sulkea pois, ja uunin tapauksessa tämä on epärealistista.
Fysiikan laeista
Oletetaan, että pattereissa ja kattilassa nesteen lämpötila muuttuu hyppyissä pitkin keskiakseleita: yläosat sisältävät kuumaa nestettä ja alaosat kylmää nestettä.
Kuumalla vedellä on pienempi tiheys, mikä vähentää sen painoa kylmään veteen verrattuna. Seurauksena on, että lämmitysjärjestelmä koostuu kahdesta toisiinsa suljetusta astiasta, joissa neste liikkuu ylhäältä alas.
Korkea pylväs, jonka muodostaa jäähdytettyä vettä suurella painolla, saavuttaessaan patterit työntää ulos matalan kolonnin. Tämän seurauksena kuuma neste työntyy ja kierto tapahtuu.
Lämmitysjärjestelmien tyypit painovoimakierrolla
Huolimatta vesilämmitysjärjestelmän yksinkertaisesta rakenteesta, jossa on jäähdytysnesteen itsekierto, on olemassa ainakin neljä suosittua asennustapaa. Johdotustyypin valinta riippuu itse rakennuksen ominaisuuksista ja odotetusta suorituskyvystä.
Toimivan järjestelmän määrittämiseksi kussakin yksittäisessä tapauksessa on suoritettava järjestelmän hydraulinen laskenta, otettava huomioon lämmitysyksikön ominaisuudet, laskettava putken halkaisija jne. Saatat tarvita ammattilaisen apua laskelmissa.
Suljettu järjestelmä painovoimakierrolla
EU-maissa suljetut järjestelmät ovat suosituimpia muiden ratkaisujen joukossa. Venäjän federaatiossa järjestelmää ei ole vielä käytetty laajalti. Suljetun vesilämmitysjärjestelmän toimintaperiaatteet pumputtomalla kierrolla ovat seuraavat:
- Kuumennettaessa jäähdytysneste laajenee, vesi poistuu lämmityspiiristä.
- Paineen alaisena neste menee suljettuun kalvopaisuntasäiliöön. Säiliön muotoilu on onkalo, joka on jaettu kalvolla kahteen osaan. Puolet säiliöstä on täytetty kaasulla (useimmat mallit käyttävät typpeä).Toinen osa jää tyhjäksi jäähdytysnesteen täyttämistä varten.
- Kun nestettä kuumennetaan, syntyy painetta, joka riittää työntämään kalvon läpi ja puristamaan typen. Jäähtymisen jälkeen tapahtuu käänteinen prosessi, ja kaasu puristaa veden ulos säiliöstä.
Muuten suljetut järjestelmät toimivat kuten muutkin luonnollisen kiertoilman lämmitysjärjestelmät. Haittapuolena voidaan mainita riippuvuus paisuntasäiliön tilavuudesta. Huoneisiin, joissa on suuri lämmitetty alue, sinun on asennettava tilava säiliö, mikä ei ole aina suositeltavaa.
Avoin järjestelmä painovoimakierrolla
Avoin tyyppinen lämmitysjärjestelmä eroaa edellisestä tyypistä vain paisuntasäiliön suunnittelussa. Tätä järjestelmää käytettiin useimmiten vanhoissa rakennuksissa. Avoimen järjestelmän etuna on mahdollisuus itse valmistaa säiliöitä improvisoiduista materiaaleista. Säiliön mitat ovat yleensä vaatimattomat ja se asennetaan kattoon tai olohuoneen katon alle.
Avointen rakenteiden suurin haittapuoli on ilman pääsy putkiin ja lämmityspattereihin, mikä johtaa lisääntyneeseen korroosioon ja lämmityselementtien nopeaan epäonnistumiseen. Järjestelmän tuuletus on myös usein "vieras" avoimissa piireissä. Siksi patterit asennetaan kulmaan, Mayevsky-nosturit vaaditaan ilman poistamiseen.
Yksiputkijärjestelmä, jossa itsekierto
Tällä ratkaisulla on useita etuja:
- Katon alla ja lattiatason yläpuolella ei ole parillista putkistoa.
- Säästä rahaa järjestelmän asennuksessa.
Tällaisen ratkaisun haitat ovat ilmeisiä. Lämmityspattereiden lämmöntuotto ja niiden lämmityksen voimakkuus pienenevät etäisyyden mukaan kattilasta. Kuten käytäntö osoittaa, kaksikerroksisen talon yksiputkinen lämmitysjärjestelmä, jossa on luonnollinen kierto, tehdään usein uudelleen, vaikka kaikki rinteet havaitaan ja oikea putken halkaisija valitaan (asentamalla pumppulaitteet).
Kaksiputkijärjestelmä itsekierrolla
Luonnollisen kierron omakotitalon kaksiputkiisella lämmitysjärjestelmällä on seuraavat suunnitteluominaisuudet:
- Tulo- ja paluuvirtaus erillisten putkien kautta.
- Syöttöputki on liitetty jokaiseen patteriin tuloaukon kautta.
- Akku liitetään paluulinjaan toisella silmänrajauksella.
Tämän seurauksena kaksiputkinen patterityyppinen järjestelmä tarjoaa seuraavat edut:
- Tasainen lämmön jakautuminen.
- Jäähdytinosia ei tarvitse lisätä paremman lämpenemisen vuoksi.
- Järjestelmää on helpompi säätää.
- Vesipiirin halkaisija on vähintään yhden koon pienempi kuin yksiputkijärjestelmissä.
- Kaksiputkijärjestelmän asentamista koskevien tiukkojen sääntöjen puuttuminen. Pienet poikkeamat rinteissä ovat sallittuja.
Kaksiputkisen lämmitysjärjestelmän, jossa on ala- ja yläjohdotus, tärkein etu on suunnittelun yksinkertaisuus ja samalla tehokkuus, jonka avulla voit tasoittaa laskelmissa tai asennustöissä tehdyt virheet.
Tehon laskenta
Kattilan tehollinen lämpöteho lasketaan samalla tavalla kuin kaikissa muissakin tapauksissa.
Alueen mukaan
Yksinkertaisin tapa on SNiP:n suosittelema laskelma huoneen pinta-alalle. 1 kW lämpötehoa tulisi laskea 10 m2: lle huoneen pinta-alasta. Eteläisillä alueilla otetaan kerroin 0,7 - 0,9, maan keskivyöhykkeellä - 1,2 - 1,3, Kauko pohjoisen alueilla - 1,5 - 2,0.
Kuten kaikki karkeat laskelmat, tämä menetelmä jättää huomiotta monet tekijät:
- Katon korkeudet. Se on kaukana normaalista 2,5 metristä kaikkialla.
- Lämpöä vuotaa aukkojen kautta.
- Huoneen sijainti talon sisällä tai ulkoseiniä vasten.
Kaikki laskentamenetelmät antavat suuria virheitä, joten lämpöteho on yleensä mukana projektissa jollain marginaalilla.
Tilavuuden mukaan, lisätekijät huomioon ottaen
Tarkempi kuva antaa toisen laskentatavan.
- Lämpöteho on 40 wattia kuutiometriä kohden huoneen ilmatilavuutta.
- Alueelliset kertoimet pätevät myös tässä tapauksessa.
- Jokainen vakiokokoinen ikkuna lisää laskelmiimme 100 wattia. Jokainen ovi on 200.
- Huoneen sijainti ulkoseinän lähellä antaa sen paksuudesta ja materiaalista riippuen kertoimen 1,1 - 1,3.
- Omakotitalo, jossa ala- ja yläosa eivät ole lämpimiä naapurihuoneistoja, vaan katu, lasketaan kertoimella 1,5.
Kuitenkin: ja tämä laskelma on ERITTÄIN likimääräinen. Riittää, kun todetaan, että energiaa säästävillä tekniikoilla rakennetuissa omakotitaloissa projekti sisältää lämmitystehoa 50-60 wattia neliömetriä kohti. Seinien ja kattojen läpi vuotava lämpö määrää liikaa.
Kaksiputkijärjestelmän asennuksen edut
Suunnitellessaan omakotitalon vesilämmitystä pakkokierrolla, he valitsevat omistajan materiaaliominaisuuksien perusteella yksi- tai kaksiputkijärjestelmän. Yksiputkijärjestelmä on halvempi, helpompi asentaa ja kaksiputkijärjestelmä on tehokkaampi käytössä. Asennettaessa vaakasuuntaista kaksiputkista lämmitysjärjestelmää on mahdollista kolme putkilinjan asennusta: umpikuja, liitännäinen ja keräin.
Kolme kaaviota vaakasuuntaisen kaksiputkisen lämmitysjärjestelmän asennukseen omakotitalossa: A) umpikuja; B) ohittaminen; B) keräin (palkki)
Huomaamme heti, että jälkimmäisellä, nimittäin keräinputkien sijoittelulla, on suurin hyötysuhde. Sen toteutus kuitenkin lisää materiaalien kulutusta sekä asennustyön monimutkaisuutta.
