Kas yra priverstinė cirkuliacija?
Natūrali aušinimo skysčio cirkuliacija vyksta pagal fizikinius dėsnius: pašildytas vanduo arba antifrizas kyla į sistemos viršų ir, palaipsniui vėsdamas, leidžiasi žemyn, grįžta į katilą. Norint sėkmingai cirkuliuoti, būtina griežtai išlaikyti tiesioginio ir grįžtamojo vamzdžių pasvirimo kampą. Esant nedideliam sistemos ilgiui vieno aukšto name, tai padaryti nėra sunku, o aukščio skirtumas bus mažas.
Dideliems namams, taip pat kelių aukštų pastatams. tokia sistema dažniausiai netinkama – gali susidaryti oro užraktai, sutrikti cirkuliacija ir dėl to perkaisti aušinimo skystis katile. Ši situacija yra pavojinga ir gali sugadinti sistemos komponentus.
Todėl grįžtamajame vamzdyje, prieš pat įeinant į katilo šilumokaitį, įrengiamas cirkuliacinis siurblys, kuris sukuria reikiamą slėgį ir vandens cirkuliacijos greitį sistemoje. Tuo pačiu metu šildomas aušinimo skystis laiku nukreipiamas į šildymo įrenginius, katilas veikia normaliai, o mikroklimatas namuose išlieka stabilus.
Schema: šildymo sistemos elementai
- sistema stabiliai veikia bet kokio ilgio ir aukštų skaičiaus pastatuose;
- galima naudoti mažesnio skersmens vamzdžius nei su natūralia cirkuliacija, todėl sutaupoma jų pirkimo kaina;
- leidžiama vamzdžius statyti be nuolydžio ir kloti paslėptus grindyse;
- šilto vandens grindis galima prijungti prie priverstinio šildymo sistemos;
- stabilios temperatūros sąlygos prailgina jungiamųjų detalių, vamzdžių ir radiatorių tarnavimo laiką;
- Galima reguliuoti kiekvieno kambario šildymą.
Priverstinės cirkuliacijos sistemos trūkumai:
- reikalingas siurblio apskaičiavimas ir montavimas, jo prijungimas prie elektros tinklo, todėl sistema tampa nepastovi;
- Siurblys veikimo metu skleidžia triukšmą.
Trūkumai sėkmingai išsprendžiami teisingas įrangos išdėstymas: siurblys pastatomas atskiroje katilinėje prie šildymo katilo ir įrengiamas atsarginis maitinimo šaltinis - baterija arba generatorius.
Gravitacinės šildymo sistemos veikimo principas
Šildymo veikimo principas atrodo paprastas: vanduo juda vamzdynu, varomas hidrostatinio slėgio, kuris atsirado dėl skirtingų šildomo ir aušinamo vandens masių. Kitas toks dizainas vadinamas gravitacija arba gravitacija. Cirkuliacija – tai akumuliatoriuose atvėsusio ir sunkesnio skysčio judėjimas savo masės slėgiu žemyn iki kaitinimo elemento ir lengvo pašildyto vandens išstūmimas į tiekimo vamzdį. Sistema veikia, kai natūralios cirkuliacijos katilas yra po radiatoriais.
Atvirose grandinėse jis tiesiogiai bendrauja su išorine aplinka, o oro perteklius patenka į atmosferą. Pašalinamas nuo šildymo padidinto vandens tūris, normalizuojamas pastovus slėgis.
Natūrali cirkuliacija galima ir uždaroje šildymo sistemoje, jei joje yra išsiplėtimo bakas su membrana. Kartais atviro tipo konstrukcijos paverčiamos uždaromis. Uždarosios grandinės veikia stabiliau, jose neišgaruoja aušinimo skystis, tačiau jos taip pat nepriklausomos nuo elektros. Kas turi įtakos kraujotakos slėgiui
Vandens cirkuliacija katile priklauso nuo karšto ir šalto skysčių tankio skirtumo bei nuo katilo ir žemiausio radiatoriaus aukščių skirtumo dydžio. Šie parametrai apskaičiuojami dar prieš įrengiant šildymo kontūrą. Natūrali cirkuliacija atsiranda, nes grįžtamoji temperatūra šildymo sistemoje žema. Aušinimo skystis spėja atvėsti, judėdamas pro radiatorius jis tampa sunkesnis ir savo mase išstumia įkaitusį skystį iš katilo, priversdamas jį judėti vamzdžiais.
Vandens cirkuliacijos katile schema
Akumuliatoriaus lygio aukštis virš katilo padidina slėgį, todėl vanduo lengviau įveikia vamzdžių pasipriešinimą. Kuo aukščiau katilo atžvilgiu yra išdėstyti radiatoriai, tuo didesnis aušinamos grįžtamosios kolonėlės aukštis ir su didesniu slėgiu ji stumia į viršų šildomą vandenį, kai pasiekia katilą.
Tankis taip pat reguliuoja slėgį: kuo labiau vanduo įšyla, tuo mažesnis jo tankis, palyginti su grįžtamuoju srautu. Dėl to jis išstumiamas su didesne jėga ir padidėja slėgis. Dėl šios priežasties gravitacinio šildymo konstrukcijos laikomos savireguliuojančiomis, nes pakeitus vandens šildymo temperatūrą, pasikeis ir slėgis aušinimo skysčiui, vadinasi, keisis ir jo sąnaudos.
Montuojant katilą reikia pastatyti pačiame apačioje, po visais kitais elementais, kad būtų užtikrintas pakankamas aušinimo skysčio slėgis.
Vamzdžiai sistemoms su natūralia cirkuliacija
Renkantis vamzdžių skersmenį, turi įtakos ne tik sistemos matmenys ir radiatorių skaičius, bet ir medžiaga, iš kurios jie pagaminti, arba, tiksliau, sienų lygumas. Gravitacinėms sistemoms tai labai svarbus parametras. Prasčiausia situacija yra su paprastais metaliniais vamzdžiais: vidinis paviršius yra grubus, o po naudojimo tampa dar nelygesnis dėl korozijos procesų ir ant sienų susikaupusių nuosėdų. Todėl tokie vamzdžiai užima didžiausią skersmenį.
Plieniniai vamzdžiai po kelerių metų gali atrodyti taip
Šiuo požiūriu pirmenybė teikiama metaliniam plastikui ir sustiprintam polipropilenui. Tačiau naudojamos metalo-plastiko jungiamosios detalės, kurios žymiai susiaurina prošvaisą, o tai gali tapti kritiška gravitacinėms sistemoms. Todėl labiau pageidautina atrodo sustiprintas polipropilenas. Tačiau jie turi apribojimų dėl aušinimo skysčio temperatūros: darbinė temperatūra yra 70 ° C, didžiausia temperatūra yra 95 ° C. Gaminiams, pagamintiems iš specialaus PPS plastiko, darbinė temperatūra yra 95 ° C, didžiausia temperatūra yra iki 110 ° C. Taigi, priklausomai nuo katilo ir visos sistemos, galima naudoti šiuos vamzdžius, jei jie yra kokybiški firminiai gaminiai, o ne padirbti. Daugiau apie polipropileno vamzdžius skaitykite čia.
Šildymo sistemų įrengimui taip pat gali būti naudojamas metalas-plastikas ir polipropilenas
Bet jei planuojama įsirengti kieto kuro katilą. tada joks polipropilenas neatlaiko tokių šiluminių apkrovų. Tokiu atveju srieginėms jungtims naudokite plieną arba cinkuotą ir nerūdijantį plieną (montuodami nerūdijantį plieną nenaudokite suvirinimo, nes siūlės labai greitai nuteka)
Tinka ir varis (čia parašyta apie varinius vamzdžius), bet ir jis turi savo ypatybes ir su juo reikia elgtis atsargiai: su visais aušinimo skysčiais normaliai nesielgs, o su aliuminiu geriau nenaudoti vienoje sistemoje. radiatoriai (greitai griūva)
Sistemų su natūralia cirkuliacija ypatybė yra ta, kad jų negalima apskaičiuoti dėl susidariusių turbulentinių srautų, kurių negalima apskaičiuoti. Jie sukurti remiantis patirtimi ir suvidurkintomis, empiriškai išvestomis normomis ir taisyklėmis. Iš esmės taisyklės yra šios:
- pakelti pagreičio tašką kuo aukščiau;
- nesusiaurinkite tiekimo vamzdžių;
- įdėkite pakankamą skaičių radiatorių sekcijų.
Tada naudojamas kitas: iš pirmojo ir kiekvieno paskesnio išsišakojimo vietos jie veda žingsniu mažesnio skersmens vamzdį. Pavyzdžiui, 2 colių vamzdis ateina iš katilo, tada 1 ¾ nuo pirmosios atšakos, tada 1 ½ ir tt. Atliekos surenkamos nuo mažesnio skersmens iki didesnio.
Yra dar keletas gravitacinių sistemų įrengimo ypatybių. Pirma - pageidautina, kad vamzdžiai būtų 1-5% nuolydžiu, priklausomai nuo dujotiekio ilgio. Iš esmės, esant pakankamam temperatūros ir aukščio skirtumui, galima atlikti ir horizontalią laidą, svarbiausia, kad nebūtų sekcijų su neigiamu nuolydžiu (pakreipta į priešingą pusę), kurios dėl oro kišenių susidarymo jie blokuos vandens srauto judėjimą.
Gravitacinė vieno vamzdžio sistema su vertikaliais laidais dviem sparnams (grandinėms)
Antrasis bruožas yra tai, kad aukščiausiame sistemos taške turi būti įrengtas išsiplėtimo bakas ir (arba) oro išleidimo anga. Išsiplėtimo bakas gali būti atviro tipo (sistema taip pat bus atvira) arba membraninis (uždaras).Įrengiant atvirą oro išleidimo angą, nereikia, kad ji kauptųsi aukščiausiame taške – rezervuare ir išeitų į atmosferą. Montuojant membraninio tipo rezervuarą, būtina įrengti ir automatinę oro išleidimą. Naudojant horizontalią laidą, Mayevsky čiaupai kiekviename iš radiatorių netrukdys - su jų pagalba lengviau išimti visus oro kamščius šakoje.
Gravitacinių šildymo sistemų įrengimo schema
Kadangi vandens cirkuliacija šildymo sistemoje vyksta nedalyvaujant siurbliui, norint netrukdomai tekėti skysčiui per linijas, jų skersmuo turi būti didesnis nei schemoje, kurioje vandens cirkuliacija yra priverstinė. Gravitacinė sistema veikia mažindama vandens pasipriešinimą: kuo toliau nuo katilo vamzdis, tuo jis platesnis.
Vandens šildymas natūralia cirkuliacija gali turėti viršutinę arba apatinę laidą. Kai laidai suprojektuoti kaip dviejų vamzdžių, šildomas vanduo patenka tiesiai į kiekvieną akumuliatorių ir nepraeina per juos po vieną, kaip vieno vamzdžio schemoje.
Viršutinė instaliacija, kurioje aušinimo skystis pirmiausia pakyla iki lubų, o iš ten nusileidžia į baterijas, geriausiai tinka tokiai konstrukcijai įrengti. Jei laidai planuojami žemiau. tada statoma greitėjimo grandinė: aukščių skirtumas, kuriame vanduo iš katilo pirmiausia kyla aukštyn, kur patenka į išsiplėtimo baką viršutiniame dujotiekio taške, o po to nusileidžia į šildymo radiatorius.
Kuo aukščiau yra šildymo įrenginys, tuo didesnis slėgis vamzdyno viduje. Todėl viršutinių aukštų baterijos dažnai įšyla geriau nei apatinių. Atitinkamai, jei šildysite dvivamzdį natūralia cirkuliacija, baterijos, esančios tame pačiame lygyje kaip katilas arba žemiau, neįšyla pakankamai.
Norint išvengti tokios situacijos, katilinė yra kruopščiai užkasama, sukuriant pakankamai aukštą slėgį, kad aušinimo skystis tekėtų per vamzdžius reikiamu greičiu. Katilas yra rūsyje, maždaug 3 metrai žemiau žemiausio kaitinimo elemento centro. Vamzdžiai su karštu vandeniu, priešingai, pakeliami kuo aukščiau, aukščiausiame konstrukcijos taške pastatant išsiplėtimo baką, o tada vanduo iš tiekimo vamzdžio nusileidžia į radiatorius.
Vieno vamzdžio sistemos laidų tipai
Vieno vamzdžio sistemoje nėra tiesioginio ir grįžtamojo vamzdžio atskyrimo. Radiatoriai yra sujungti nuosekliai, o aušinimo skystis, praeinantis per juos, palaipsniui atvėsta ir grįžta į katilą. Dėl šios savybės sistema yra ekonomiška ir paprasta, tačiau reikia nustatyti temperatūros režimą ir teisingai apskaičiuoti radiatorių galią.
Supaprastinta vieno vamzdžio sistemos versija tinka tik mažam vieno aukšto namui. Šiuo atveju vamzdis eina per visus radiatorius tiesiogiai, be temperatūros reguliavimo vožtuvų. Dėl to pirmosios baterijos išilgai aušinimo skysčio yra daug karštesnės nei paskutinės.
Išplėstoms sistemoms šis laidas netinka. juk aušinimo skysčio atšalimas bus reikšmingas. Jiems jie naudoja Leningradkos vienvamzdę sistemą, kurioje bendrame vamzdyje yra reguliuojami kiekvieno radiatorių išėjimai. Dėl to pagrindiniame vamzdyje esantis aušinimo skystis tolygiau pasiskirsto visose patalpose. Vieno vamzdžio sistemos išdėstymas daugiaaukščiuose pastatuose skirstomas į horizontalią ir vertikalią.
Horizontalūs laidai
Su horizontaliu laidu tiesus vamzdis kyla į viršutinį aukštą išilgai pagrindinio stovo. Iš jo kiekviename aukšte išeina horizontalus vamzdis, einantis per visas šio aukšto baterijas.
Jie sujungiami į grįžtamosios linijos stovą ir tiekiami atgal į katilą arba katilą. Temperatūros reguliavimo čiaupai yra kiekviename aukšte, o Mayevsky - kiekviename radiatoriuje.Horizontalus laidas gali būti atliekamas tiek srautu, tiek Leningradkos sistema.
Vertikalus laidas
Naudojant tokio tipo laidus, karštas aušinimo skystis pakyla į viršutinį aukštą arba palėpę, o iš ten per vertikalius stovus per visus aukštus patenka į žemiausią. Ten stovai sujungiami į grįžtamąją liniją. Reikšmingas šios sistemos trūkumas – netolygus šildymas skirtinguose aukštuose, kurio negalima reguliuoti srautine sistema.
Privataus namo laidų sistemos pasirinkimas daugiausia priklauso nuo jo išdėstymo. Esant dideliam paplūdimio grindų plotui ir nedideliam namo aukštų skaičiui, geriau rinktis vertikalius laidus, kad kiekviename kambaryje būtų pasiekta tolygesnė temperatūra. Jei plotas nedidelis, geriau rinktis horizontalią instaliaciją, nes ją lengviau reguliuoti. Be to, naudojant horizontalaus tipo laidus, nereikia daryti papildomų skylių lubose.
Vaizdo įrašas: vieno vamzdžio šildymo sistema
Sistemos su natūralia cirkuliacija veikimo principas
Privataus namo su natūralia cirkuliacija šildymo schema yra populiari dėl šių privalumų:
- Lengvas montavimas ir priežiūra.
- Nereikia montuoti papildomos įrangos.
- Energetinis nepriklausomumas – eksploatacijos metu nereikia papildomų elektros sąnaudų. Nutrūkus elektrai, šildymo sistema veikia toliau.
Vandens šildymo, naudojant gravitacijos cirkuliaciją, veikimo principas grindžiamas fizikiniais dėsniais. Kaitinant, skysčio tankis ir svoris mažėja, o skystai terpei atvėsus, parametrai grįžta į pradinę būseną.
Tuo pačiu metu šildymo sistemoje praktiškai nėra slėgio. Termotechninėse formulėse santykis yra 1 atm. kas 10 m vandens stulpelio slėgio. 2 aukštų pastato šildymo sistemos skaičiavimas parodys, kad hidrostatinis slėgis neviršija 1 atm. vieno aukšto pastatuose 0,5-0,7 atm.
Kadangi kaitinant skysčio tūris didėja, natūraliai cirkuliacijai reikės išsiplėtimo bako. Vanduo, einantis per katilo vandens kontūrą, yra šildomas, todėl padidėja tūris. Išsiplėtimo bakas turi būti ant aušinimo skysčio tiekimo, pačiame šildymo sistemos viršuje. Buferinio rezervuaro užduotis yra kompensuoti skysčio tūrio padidėjimą.
Apytakinė šildymo sistema gali būti naudojama privačiuose namuose, todėl galimi šie sujungimai:
- Prijungimas prie grindų šildymo – reikia sumontuoti cirkuliacinį siurblį, tik ant vandens kontūro, pakloto grindyse. Likusi sistemos dalis ir toliau veiks natūralia cirkuliacija. Nutrūkus elektrai, patalpa ir toliau bus šildoma naudojant sumontuotus radiatorius.
- Darbas su netiesioginiu vandens šildymo katilu - galimas prijungimas prie sistemos su natūralia cirkuliacija, nereikia jungti siurblinės įrangos. Norėdami tai padaryti, katilas montuojamas sistemos viršuje, tiesiai po uždaro arba atviro tipo oro išsiplėtimo baku. Jei tai neįmanoma, siurblys montuojamas tiesiai ant rezervuaro, papildomai įrengiant atbulinį vožtuvą, kad būtų išvengta aušinimo skysčio recirkuliacijos.
Sistemose su gravitacine cirkuliacija aušinimo skysčio judėjimas atliekamas gravitacijos būdu. Dėl natūralaus plėtimosi įkaitęs skystis pakyla greitėjimo atkarpa aukštyn, o tada po nuolydžiu vamzdžiais, prijungtais prie radiatorių, „teka žemyn“ atgal į katilą.
Didėjanti temperatūra
Kitas veiksnys yra šalto ir karšto vandens tankio skirtumas. Atkreipiame dėmesį į šį faktą - šildymas natūralia cirkuliacija yra savireguliacinis tipas. Taigi, jei padidinsite šildymo vandens temperatūrą, pasikeis jo srautas ir padidės cirkuliacijos slėgis.
Stiprus skysčio kaitinimas didele dalimi prisideda prie greitesnės cirkuliacijos. Tačiau taip nutinka tik šaltoje patalpoje: oro temperatūrai jose pasiekus tam tikrą tašką, baterijos atvės daug lėčiau.
Tiek katile šildomo, tiek jau radiatoriuose vandens tankis yra beveik vienodas. Slėgis sumažės, greita vandens cirkuliacija bus pakeista išmatuota cirkuliacija sistemos viduje.
Kai tik privataus namo patalpų temperatūra vėl nukris iki tam tikro lygio, tai bus signalas padidinti slėgį. Sistema bandys suvienodinti temperatūros sąlygas. Norėdami tai padaryti, turėsite iš naujo pradėti greitą cirkuliacijos procesą. Iš čia atsiranda gebėjimas savarankiškai reguliuotis.
Trumpai tariant, taisyklė yra tokia – vienkartinis temperatūros ir vandens tūrio pakeitimas leidžia gauti norimą šilumos galią iš baterijų patalpų šildymui.
Dėl to palaikomos patogios temperatūros sąlygos.
Veiksmų schema
Vandens šildymo sistemą sudaro katilas (vandens šildytuvas), grąžinimo ir tiekimo vamzdynai, taip pat šildymo įranga, išsiplėtimo bakas ir apsauginis vožtuvas. Skystis katile pašildomas iki norimos temperatūros ir dėl plėtimosi kyla į tiekimo vamzdyną ir stovus.
Iš ten jis pereina į šildymo įrangą – baterijas ir radiatorius, kuriems atiduoda dalį šilumos. Tada grįžtamasis vamzdynas siunčia vandenį į katilą, kur jis vėl pašildomas iki norimos temperatūros. Ciklas kartojamas tol, kol sistema veikia.
Svarbu atsiminti, kad horizontalūs vamzdžiai montuojami su nuolydžiu darbinės terpės judėjimo atžvilgiu.
Šildymo su priverstine cirkuliacija projektavimas
Išsami namo šildymo schema
Pagrindinis savarankiško vandens šildymo su cirkuliaciniu siurbliu įrengimo uždavinys yra sudaryti teisingą schemą. Norėdami tai padaryti, jums reikia namo plano, kuriame yra vamzdžių, radiatorių, vožtuvų ir saugos grupių vieta.
Sistemos skaičiavimas
Schemų sudarymo etape būtina teisingai apskaičiuoti privataus namo priverstinio šildymo sistemos siurblio parametrus. Norėdami tai padaryti, galite naudoti specialias programas arba patys atlikti skaičiavimus. Yra keletas paprastų formulių, kurios padės atlikti skaičiavimus:
Kur Rn yra vardinė siurblio galia, kW, p yra aušinimo skysčio tankis, vandeniui šis indikatorius yra 0,998 g / cm³, Q yra aušinimo skysčio srautas, l, N yra reikalingas slėgis, m.
Šildymo skaičiavimo programos pavyzdys
Norint apskaičiuoti slėgio indikatorių priverstinio namo šildymo sistemoje, būtina žinoti bendrą vamzdyno ir viso šilumos tiekimo varžą. Deja, to padaryti patiems beveik neįmanoma. Norėdami tai padaryti, turėtumėte naudoti specialias programinės įrangos sistemas.
Apskaičiavus dujotiekio varžą vandens šildymo sistemoje su cirkuliacija, reikiamą slėgio indikatorių galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
Kur H – apskaičiuotas aukštis, m, R – vamzdyno varža, L – didžiausios tiesios dujotiekio atkarpos ilgis, m, ZF – koeficientas, kuris dažniausiai lygus 2,2.
Remiantis gautais rezultatais, parenkamas optimalus cirkuliacinio siurblio modelis.
Jei savarankiškai sumontuotos priverstinės cirkuliacijos šildymo sistemos apskaičiuoti siurblio galios rodikliai yra dideli, rekomenduojama įsigyti porinius modelius.
Šildymo su cirkuliacija įrengimas
Paslėpto kolektorinio šildymo įrengimo pavyzdys
Pagal paskaičiuotus duomenis parenkami reikiamo skersmens vamzdžiai, jiems parenkami uždarymo vožtuvai. Tačiau diagramoje neparodomas bagažinės tvirtinimo būdas. Vamzdynai gali būti montuojami paslėptu arba atviru būdu. Pirmąjį rekomenduojama naudoti tik visiškai pasitikint visos privataus kotedžo su priverstine cirkuliacija šildymo sistemos patikimumu.
Reikia atsiminti, kad sistemos komponentų kokybė priklausys nuo jos veikimo ir veikimo. Visų pirma tai taikoma medžiagai, skirtai vamzdžių ir vožtuvų gamybai. Be to, dėl dviejų vamzdžių priverstinės cirkuliacijos šildymo sistemos schemos rekomenduojama atsižvelgti į profesionalų patarimus:
- Avarinio maitinimo šaltinio cirkuliaciniam siurbliui įrengimas nutrūkus elektrai;
- Naudodami antifrizą kaip aušinimo skystį, patikrinkite jo suderinamumą su vamzdžių, radiatorių ir katilo gamybos medžiagomis;
- Pagal namo šildymo schemą su priverstine cirkuliacija katilas turi būti žemiausiame sistemos taške;
- Be siurblio galios, būtina apskaičiuoti išsiplėtimo baką.
Cirkuliacinio šildymo įrengimo technologija nesiskiria nuo standartinės
Svarbu atsižvelgti į kontūrinio namo ypatybes – medžiagą sienoms gaminti, jos šilumos nuostolius. Pastaroji tiesiogiai veikia visos sistemos galią.
Šildymo sistemų su priverstine cirkuliacija parametrų analizė padės susidaryti objektyvią nuomonę apie tai:
Kas tai yra
Jei sistemai su priverstine cirkuliacija reikalingas slėgio kritimas, kurį sukuria cirkuliacinis siurblys arba jungiasi prie šilumos tinklo, vaizdas yra kitoks. Šildant natūralia cirkuliacija naudojamas paprastas fizinis efektas – skysčio išsiplėtimas kaitinant.
Jei atsisakome techninių subtilybių, pagrindinė darbo schema yra tokia:
- Katilas sušildo tam tikrą vandens kiekį. Taigi, žinoma, jis plečiasi ir dėl mažesnio tankio jį išstumia aukštyn šaltesnė aušinimo skysčio masė.
- Pakilęs į šildymo sistemos viršutinį tašką, vanduo, palaipsniui vėsdamas, gravitacijos dėka apibrėžia ratą per šildymo sistemą ir grįžta į katilą. Tuo pačiu metu jis atiduoda šilumą šildytuvams ir, kai vėl atsiduria prie šilumokaičio, jo tankis yra didesnis nei pradžioje. Tada ciklas kartojasi.
Naudinga: žinoma, niekas netrukdo į grandinę įtraukti cirkuliacinio siurblio. Įprastu režimu užtikrins greitesnę vandens cirkuliaciją ir vienodą šildymą, o nesant elektros šildymo sistema veiks natūralia cirkuliacija.
Siurblio veikimas natūralios cirkuliacijos sistemoje.
Nuotraukoje parodyta, kaip sprendžiama siurblio ir natūralios cirkuliacijos sistemos sąveikos problema. Kai siurblys veikia, įjungiamas atbulinis vožtuvas ir visas vanduo patenka per siurblį. Verta jį išjungti – vožtuvas atsidaro, o vanduo dėl šiluminio plėtimosi cirkuliuoja storesniu vamzdžiu.
Katilas gravitacinėms sistemoms
Kadangi tokios schemos daugiausia reikalingos nuo elektros nepriklausomam įrenginiui, katilai turi veikti ir nenaudojant elektros. Tai gali būti bet kokie neautomatizuoti įrenginiai, išskyrus granulinius ir elektrinius.
Dažniausiai kietojo kuro katilai veikia sistemose su natūralia cirkuliacija. Jie tinka visiems, tačiau daugelyje modelių degalai greitai išdega. O jei už lango smarkūs šalčiai, o namas nepakankamai apšiltintas, tai norint palaikyti priimtiną temperatūrą naktį, tenka keltis ir pilti kurą. Ypač tokia situacija dažnai pasitaiko ten, kur kūrenamos malkos. Išeitis – įsigyti ilgai deginantį katilą (žinoma, nelakų). Pavyzdžiui, lietuviškuose kieto kuro katiluose Stropuva tam tikromis sąlygomis malkos dega iki 30 val., o anglis (antracitas) – iki kelių parų. Candle katilų specifikacijos yra šiek tiek prastesnės: malkų minimalus degimo laikas yra 7 valandos, anglies - 34 valandos. Yra katilai be automatikos ir siurblių bei vokiečių firmos Buderus, čekų Viadrus ir lenkų-ukrainiečių Wikchlach, taip pat Rusijos gamintojų: Energiya, Ogonyok.
Nelakus ilgai degantis katilas Stropuva
Yra Rusijoje gaminami dujiniai nelakūs katilai, pavyzdžiui, „Conord“. kurie gaminami Rostove prie Dono. Jie gali būti naudojami sistemose su natūralia cirkuliacija. Toje pačioje gamykloje gaminami nuo energijos nepriklausomi universalūs katilai „Don“, kurie tinkami ir be elektros energijos. Italų kompanijos Bertta - Novella Autonom modelio ir kai kurių kitų Europos bei Azijos gamintojų padalinių dujiniai grindų katilai veikia sistemose su natūralia cirkuliacija.
Antrasis būdas, padėsiantis padidinti laiką tarp pakurų, yra padidinti sistemos inerciją. Tam įrengiami šilumos akumuliatoriai (TA). Jie puikiai veikia su kieto kuro katilais, kurie neturi galimybės reguliuoti degimo intensyvumo: šilumos perteklius nukeliamas į šilumos akumuliatorių, kuriame energija kaupiama ir suvartojama aušinant pagrindinėje sistemoje aušinimo skysčiui. Tokio įrenginio prijungimas turi savo ypatybes: jis turi būti dedamas ant tiekimo vamzdyno apačioje. Be to, efektyviam šilumos ištraukimui ir normaliam darbui – kuo arčiau katilo. Tačiau gravitacinėms sistemoms šis sprendimas toli gražu nėra geriausias. Jie gana lėtai pasiekia įprastą cirkuliacijos režimą, tačiau yra savaime reguliuojami: kuo šalčiau patalpoje, tuo labiau vėsta aušinimo skystis, eidamas pro radiatorius. Kuo didesnis temperatūrų skirtumas, tuo didesnis tankio skirtumas ir tuo greičiau juda aušinimo skystis. O sumontuota TA šildymą daro inerciškesnį, o įsibėgėjimui reikia daug daugiau laiko ir kuro. Tiesa, ir šiluma atiduodama ilgiau. Apskritai, tai priklauso nuo jūsų.
Temperatūrai sistemoje stabilizuoti įrengiamas šilumos akumuliatorius.
Maždaug tos pačios problemos su krosnelės šildymu natūralia cirkuliacija. Čia pats krosnies masyvas atlieka šilumos akumuliatoriaus vaidmenį, o sistemai pagreitinti taip pat reikia daug energijos (kuro). Bet naudojant TA, dažniausiai galima jį neįtraukti, o krosnies atveju tai nerealu.
Iš fizikos dėsnių
Tarkime, radiatoriuose ir katile skysčio temperatūra keičiasi šuoliais išilgai centrinių ašių: viršutinėse dalyse yra karštas, o apatinėse - šaltas.
Karštas vanduo turi mažesnį tankį, o tai sumažina jo svorį, palyginti su šaltu vandeniu. Dėl to šildymo sistemą sudaro du susisiekę indai, uždaryti vienas kitam, kuriuose skystis juda iš viršaus į apačią.
Aukšta kolona, suformuota iš didelio svorio atvėsusio vandens, pasiekusi radiatorius, išstumia žemą koloną. Dėl to karštas skystis stumiamas ir atsiranda cirkuliacija.
Šildymo sistemų tipai su gravitacine cirkuliacija
Nepaisant paprasto vandens šildymo sistemos su aušinimo skysčio cirkuliacija, yra mažiausiai keturios populiarios montavimo schemos. Laidų tipo pasirinkimas priklauso nuo paties pastato savybių ir numatomų eksploatacinių savybių.
Norint nustatyti, kuri schema veiks, kiekvienu konkrečiu atveju reikia atlikti hidraulinį sistemos skaičiavimą, atsižvelgti į šildymo mazgo charakteristikas, apskaičiuoti vamzdžio skersmenį ir kt. Atliekant skaičiavimus gali prireikti profesionalo pagalbos.
Uždara sistema su gravitacijos cirkuliacija
ES šalyse tarp kitų sprendimų populiariausios yra uždaros sistemos. Rusijos Federacijoje ši schema dar nebuvo plačiai naudojama. Uždaro tipo vandens šildymo sistemos su be siurblio cirkuliacija veikimo principai yra tokie:
- Kaitinant, aušinimo skystis plečiasi, vanduo išstumiamas iš šildymo kontūro.
- Esant slėgiui, skystis patenka į uždarą membranos išsiplėtimo baką. Talpyklos konstrukcija yra ertmė, padalyta membrana į dvi dalis. Pusė bako užpildyta dujomis (daugumoje modelių naudojamas azotas).Antroji dalis lieka tuščia užpildymui aušinimo skysčiu.
- Kai skystis kaitinamas, susidaro pakankamas slėgis, kad prastumtų membraną ir suspaustų azotą. Po aušinimo vyksta atvirkštinis procesas ir dujos išspaudžia vandenį iš bako.
Priešingu atveju uždaro tipo sistemos veikia kaip ir kitos natūralios cirkuliacijos šildymo schemos. Kaip trūkumus galima išskirti priklausomybę nuo išsiplėtimo bako tūrio. Kambariuose su dideliu šildomu plotu turėsite įrengti talpų konteinerį, o tai ne visada patartina.
Atvira sistema su gravitacijos cirkuliacija
Atviro tipo šildymo sistema nuo ankstesnio tipo skiriasi tik išsiplėtimo bako konstrukcija. Ši schema dažniausiai buvo naudojama senuose pastatuose. Atviros sistemos privalumai yra galimybė savarankiškai gaminti konteinerius iš improvizuotų medžiagų. Bakas paprastai yra nedidelių matmenų ir montuojamas ant stogo arba po svetainės lubomis.
Pagrindinis atvirų konstrukcijų trūkumas yra oro patekimas į vamzdžius ir šildymo radiatorius, dėl ko padidėja korozija ir greitas šildymo elementų gedimas. Sistemos vėdinimas taip pat yra dažnas „svečias“ atvirose grandinėse. Todėl radiatoriai montuojami kampu, orui išleisti reikalingi Mayevsky kranai.
Vieno vamzdžio sistema su savicirkuliacija
Šis sprendimas turi keletą privalumų:
- Po lubomis ir virš grindų lygio nėra suporuoto vamzdyno.
- Sutaupykite pinigų sistemos diegimui.
Tokio sprendimo trūkumai yra akivaizdūs. Šildymo radiatorių šiluminė galia ir jų šildymo intensyvumas mažėja tolstant nuo katilo. Kaip rodo praktika, dviejų aukštų namo su natūralia cirkuliacija vienvamzdė šildymo sistema, net ir stebint visus nuolydžius ir pasirinkus tinkamą vamzdžio skersmenį, dažnai perdaroma (įrengiant siurbimo įrangą).
Dviejų vamzdžių sistema su savicirkuliacija
Dviejų vamzdžių šildymo sistema privačiame name su natūralia cirkuliacija turi šias dizaino ypatybes:
- Tiekimo ir grąžinimo srautas per atskirus vamzdžius.
- Tiekimo vamzdis yra prijungtas prie kiekvieno radiatoriaus per įvadą.
- Baterija prijungiama prie grįžtamosios linijos su antruoju akių pieštuku.
Dėl to dviejų vamzdžių radiatorių tipo sistema suteikia šiuos privalumus:
- Tolygus šilumos paskirstymas.
- Norint geriau pašildyti, nereikia pridėti radiatorių skyrių.
- Lengviau reguliuoti sistemą.
- Vandens grandinės skersmuo yra bent vienu dydžiu mažesnis nei vieno vamzdžio schemose.
- Griežtų dviejų vamzdžių sistemos įrengimo taisyklių trūkumas. Leidžiami nedideli nukrypimai nuo šlaitų.
Pagrindinis dviejų vamzdžių šildymo sistemos su apatine ir viršutine instaliacija privalumas yra konstrukcijos paprastumas ir tuo pačiu efektyvumas, leidžiantis išlyginti klaidas, padarytas atliekant skaičiavimus ar atliekant montavimo darbus.
Galios skaičiavimas
Efektyvi katilo šiluminė galia apskaičiuojama taip pat, kaip ir visais kitais atvejais.
Pagal plotą
Paprasčiausias būdas yra apskaičiuoti SNiP rekomenduojamą kambario plotą. 1 kW šiluminės galios turi nukristi ant 10 m2 patalpos ploto. Pietiniams regionams imamas 0,7 - 0,9 koeficientas, šalies vidurinei zonai - 1,2 - 1,3, Tolimųjų Šiaurės regionams - 1,5-2,0.
Kaip ir bet kuris apytikslis skaičiavimas, šis metodas nepaiso daugelio veiksnių:
- Lubų aukščiai. Tai toli gražu ne visur standartinis 2,5 metro.
- Pro angas nuteka šiluma.
- Kambario vieta namo viduje arba prie išorinių sienų.
Visi skaičiavimo metodai suteikia didelių paklaidų, todėl šiluminė galia paprastai įtraukiama į projektą su tam tikra atsarga.
Pagal apimtį, atsižvelgiant į papildomus veiksnius
Tikslesnis vaizdas suteiks kitą skaičiavimo būdą.
- Pagrindas yra 40 vatų šiluminė galia vienam kubiniam metrui oro tūrio kambaryje.
- Regioniniai koeficientai taikomi ir šiuo atveju.
- Kiekvienas standartinio dydžio langas mūsų skaičiavimams prideda 100 vatų. Kiekvienos durys yra 200.
- Kambario vieta šalia išorinės sienos, priklausomai nuo jos storio ir medžiagos, koeficientas bus 1,1 - 1,3.
- Privatus namas, kuriame apačioje ir viršuje yra ne šilti kaimyniniai butai, o gatvė, skaičiuojamas 1,5 koeficientu.
Tačiau: ir šis skaičiavimas bus LABAI apytikslis. Užtenka pasakyti, kad privačiuose namuose, pastatytuose naudojant energiją taupančias technologijas, projekte numatyta 50-60 vatų vienam kvadratiniam metrui šildymo galia. Per daug lemia šilumos nutekėjimas per sienas ir lubas.
Dviejų vamzdžių sistemos įrengimo privalumai
Projektuodami vandens šildymą su priverstine cirkuliacija privačiam namui, jie pasirenka vieno vamzdžio arba dviejų vamzdžių schemą, atsižvelgdami į savininko materialines galimybes. Vienvamzdė sistema yra pigesnė, ją lengviau montuoti, o dviejų vamzdžių – efektyviau. Įrengiant horizontalią dviejų vamzdžių šildymo sistemą, galimos trys vamzdynų klojimo schemos: aklavietė, susijusi ir kolektorinė.
Trys horizontalios dviejų vamzdžių šildymo sistemos įrengimo privačiame name schemos: A) aklavietė; B) pravažiavimas; B) kolektorius (spindulys)
Iš karto pažymime, kad pastarasis, būtent kolektoriaus vamzdžių išdėstymas, turi didžiausią efektyvumą. Tačiau jo įgyvendinimas padidina medžiagų sąnaudas ir montavimo darbų sudėtingumą.
