Werkingsprincipe van het zwaartekrachtverwarmingssysteem, elementen, bedradingsschema's

Zwaartekracht verwarming

Een modern landhuis doet qua comfort niet onder voor een stadsappartement. De ontwikkeling van bouwtechnologieën heeft het mogelijk gemaakt om onafhankelijke levensondersteunende systemen te bouwen in kleine faciliteiten. Indien gewenst kunt u bijvoorbeeld vrijwel elk autonoom engineeringsysteem in huis uitrusten verwarming.

Woningverwarmingssystemen op het water

Zwaartekracht verwarming

De meest populaire in ons land is vloeibaar verwarminggekenmerkt door eenvoud en efficiëntie. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het vermogen van water om zich op te hopen en een grote hoeveelheid thermische energie over te dragen. Technologie waterverwarmingsinstallaties wijdverbreid en bekend bij bijna elke specialist in verwarmingssystemen.

Atmosferische circulatie - natuurlijk en betrouwbaar

Volgens de methode om het koelmiddel door leidingen te transporteren, zijn er twee soorten: verwarming:
Met geforceerde circulatie
met zwaartekracht (natuurlijke) circulatie.
In systemen met geforceerde circulatie is een pomp geïnstalleerd om de waterstroom door de leidingen te verzekeren. Dit schema vereist een ononderbroken stroomvoorziening voor de pomp. Anders wordt de efficiëntie van het verwarmingssysteem van dit type sterk verminderd.Zwaartekracht verwarming is een niet-vluchtig systeem, aangezien het geen motor heeft. De beweging van het koelmiddel vindt plaats vanwege het verschil in het volumegewicht van koude en hete vloeistoffen. Het water dat in de ketel wordt verwarmd, stijgt door de stijgleiding en wordt naar de verwarmingstoestellen gedistribueerd. Bij afkoeling neemt de koelvloeistof in volume af en heeft de neiging naar beneden te gaan, dus de retourleiding wordt op vloerniveau gelegd.
Voordeel zwaartekracht verwarming ligt in de hoge betrouwbaarheid van het systeem. Zolang de zwaartekracht aanwezig is en objecten gewicht hebben, zal een werkend systeem met atmosferische circulatie van de koelvloeistof functioneren.

Aansluitschema's voor verwarmingstoestellen

Waterverwarmingsinstallatie uitgevoerd volgens een van de schema's:
Eenpijps bedrading
warmteleiding in twee pijpen;
Collector (balk) bedrading.
Door het verwarmingscircuit in één leiding te installeren, kunt u besparen op leidingen, maar dit schema is onhoudbaar in grote huizen. Terwijl het koelmiddel langs de in serie geschakelde radiatoren beweegt, daalt de temperatuur van het werkmedium en ontvangen de laatste verwarmers het gekoelde koelmiddel.
Tweepijps bedradingsschema zwaartekracht verwarming stelt u in staat om radiatoren parallel aan te sluiten, wat zorgt voor een meer uniforme verwarming van alle kamers. Bovendien wordt het mogelijk om de temperatuur in elke verwarming nauwkeuriger in te stellen.
Het collectorcircuit wordt als het meest vooruitstrevend beschouwd. De voordelen van radiale aansluiting van radiatoren liggen voor de hand: nauwkeurige temperatuurregeling van elke verwarming, snelheid en installatiegemak, onderhoudbaarheid.

Onze aanbieding

Het bedrijf "Design Prestige" heeft echte professionals in dienst die in staat zijn om competent te leiden waterverwarmingsinstallatie in een korte tijd. Bij het uitvoeren van een bestelling passen we de nieuwste technologieën toe en gebruiken we professionele apparatuur, wat een garantie is voor de kwaliteit van het uitgevoerde werk.

Voordelen.

De apparatuur die in dit systeem wordt gebruikt, heeft een vrij eenvoudig ontwerp, zodat het installatieproces niet bijzonder moeilijk is. Diezelfde kwaliteit bepaalt het bedieningsgemak van het betreffende systeem.
Deze apparatuur is absoluut onafhankelijk van de intensiteit van de energievoorziening van het gebouw.Daarom heeft de aan- of afwezigheid van elektrische stroom geen invloed op het microklimaat van de verwarmde ruimte.
Het systeem vereist geen gebruik van speciale pompen die zorgen voor een ononderbroken circulatie van de vloeistof. Deze omstandigheid elimineert trillingen volledig en zorgt ook voor een stille werking van de apparatuur.
Dit systeem heeft een hoge mate van betrouwbaarheid en heeft ook een lange gebruiksduur. Het kan ongeveer veertig jaar functioneren.
Zwaartekrachtverwarmingsapparatuur kan zijn werk in de automatische modus regelen.

Het is belangrijk op te merken dat de betrouwbaarheid van dit systeem direct afhangt van kwantitatieve smoregulatie. Dit betekent dat, naarmate de temperatuur van de verwarmingsvloeistof verandert, sommige metamorfosen ook worden ondergaan door het debiet van het koelmiddel.

Door de verandering in de dichtheid van het genoemde element neemt het niveau van warmteoverdracht toe of af. Daarom wordt de intensiteit van de laatste beïnvloed door het kwantitatieve gehalte aan water.

Daarnaast is het warmteverlies van de ruimte zelf, ten opzichte waarvan dit systeem werkt, van groot belang. Hoe hoger de warmteoverdrachtssnelheid, hoe intenser het warmteoverdrachtsproces.

Als we een tweepijpssysteem beschouwen, wordt daarin de circulatiecirkel bepaald door één apparaat, wat leidt tot een iets andere manier van zelfregulering. In dit geval is die cirkel korter. Door deze omstandigheid wordt de warmteoverdracht aanzienlijk verbeterd.

Wat betreft de enkele buis, hier omvat de verwarmingskring verschillende eenheden. In verband met deze functie wordt een ongelijkmatige warmteverdeling opgemerkt. Dit leidt vaak tot de noodzaak om een speciale circulatiepomp te gebruiken, maar een dergelijk systeem is niet relevant voor de soort in kwestie.

Gebreken.

Zoals alles wat door de mens is gemaakt, heeft het zwaartekrachtverwarmingssysteem zijn nadelen, die als volgt worden uitgedrukt:

Het systeem heeft een voldoende lage circulatiedruk, waardoor de actieradius wordt teruggebracht tot dertig meter horizontaal.
Dezelfde factor, samen met de hoge warmtecapaciteit van water, bepaalt de lage opstartsnelheid van de apparatuur.
Vaak wordt een expansiewatertank in een onverwarmde ruimte geplaatst, waardoor deze vloeistof in de winter kan bevriezen. Dit is beladen met ongewenste gevolgen, die zich manifesteren in de vernietiging van leidingen.

Voor- en nadelen van zwaartekrachtsystemen

Het belangrijkste voordeel van dit verwarmingssysteem is de betrouwbaarheid en duurzaamheid. Onder normale bedrijfsomstandigheden kan een dergelijk systeem tientallen jaren zonder reparaties functioneren. Het zwaartekrachtverwarmingssysteem werkt, gebaseerd op de wetten van de fysica, zonder het gebruik van dure vluchtige apparatuur. (Zie ook: Verwarmingsvloeistof)

Deze systemen hebben echter belangrijke nadelen.

- Zwaartekrachtverwarming heeft een klein bereik. Op een horizontaal vlak - minder dan 30 meter.

- Langzame verwarming van verwarmingsapparatuur door lage druk en aanzienlijke warmtecapaciteit van water.

- De kans op bevriezing van de koelvloeistof in het expansievat, als deze zich in een onverwarmde ruimte bevindt. (Zie ook: Bijzonderheden van een waterverwarmingssysteem)

Schematisch diagram van het zwaartekrachtsysteem

Een dergelijk verwarmingssysteem omvat een boiler, twee pijpleidingen - aanvoer en retour, verwarmingstoestellen en een expansievat.

Water wordt verwarmd in de warmtegenerator en stroomt door een directe pijpleiding naar de verwarmingstoestellen. Nadat een deel van de warmte is afgegeven, keert het koelmiddel via de retourleiding terug naar de bron van thermische energie.

Alle horizontale leidingen tijdens installatie worden geplaatst met een vooraf berekende helling.Zo wordt heet lichtwater naar boven geperst langs de hoofdstijgbuis, van waaruit het langs de horizontale takken naar de verwarmingsapparaten wordt verdeeld. Van daaruit keert het gekoelde water door de zwaartekracht terug naar de ketel. Daar verdringt het het verwarmde water, verwarmt zichzelf en de cyclus herhaalt zich. (Zie ook: Ketels voor vaste brandstoffen)

Hellingen helpen bij het verwijderen van luchtbellen. Lucht is lichter dan water, dus het komt vrij in het expansievat en wordt uit het systeem verwijderd.

De opkomst van water langs de stijgleiding vindt plaats door de verwarming van het koelmiddel, de uitzetting ervan en het ontstaan van zwaartekracht. De beweging van een vloeistof langs een gesloten circuit wordt uitgevoerd vanwege het verschil in de dichtheid van vloeistoffen met verschillende verwarmingstemperaturen. Zwaartekrachtdruk wordt gebruikt om vloeistof te verplaatsen en weerstand in leidingen te overwinnen. Hoe hoger de weerstand, hoe groter de zwaartekracht die nodig is om ze te overwinnen. Om wrijving te verminderen, vergroot u de diameter van de leidingen, wat leidt tot hogere kosten. De circulatiedruk is afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de verwarmde en gekoelde vloeistoffen en van het verschil tussen de hoogtes tot het hart van de ketel en de verwarming. Hoe hoger het apparaat, hoe gemakkelijker de circulatie van de koelvloeistof.

Enkelpijps verwarmingszwaartekrachtsysteem

Een dergelijk verwarmingssysteem kan alleen worden geïnstalleerd met de bovenste verdeling van de toevoerleiding. Er zijn geen reverse risers in een dergelijk systeem. (Zie ook: Geforceerd circulatie verwarmingssysteem)

Dergelijke systemen kunnen volgens twee schema's worden gemonteerd: doorstroom en met nalopende secties.

Bij een stromingscircuit is er geen toevoerstijgleiding en zijn boven elkaar geplaatste radiatoren in serie geschakeld. Hete koelvloeistof gaat van boven naar beneden door alle radiatoren. Een perfect gekoelde vloeistof komt de onderste toestellen binnen, wat leidt tot een goede verwarming van de radiatoren op de bovenste verdiepingen en volledig koude radiatoren op de lagere.

In het systeem zijn bypasses opgenomen met afsluitradiatoren. Hierdoor kan een deel van het water uit de stijgleiding naar de onderste radiatoren worden geleid, waarbij de bovenste worden omzeild. In dit systeem komt water met bijna dezelfde temperatuur de bovenste en onderste radiatoren binnen.

Zwaartekracht verwarming soorten verwarming somatische schema's

Verwarmingsschema's met natuurlijke circulatie zijn van twee typen: eenpijps en tweepijps. Oude huizen hadden maar één leiding in hun verwarmingssysteem. Maar op dit moment wordt meestal een tweepijpsverwarmingssysteem met onder- of bovenverdunning gebruikt. Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen de regelingen? Eenpijps zwaartekrachtverwarming wordt als de eenvoudigste beschouwd. De pijpleiding wordt onder het plafond van het pand geplaatst en het retourcircuit bevindt zich onder de vloer. Van de positieve aspecten kan een klein aantal componenten worden opgemerkt die nodig zijn voor het functioneren van het systeem. Het beschikt ook over een eenvoudige installatie. Als voordelen kunnen we de mogelijkheid van de werking ervan opmerken wanneer de ketel en radiatoren op hetzelfde niveau worden geïnstalleerd. Typisch, in een huis met twee verdiepingen, wordt een dergelijk schema zelden gebruikt, omdat het huis niet gelijkmatig kan worden verwarmd. Dit kan echter worden gecorrigeerd door volumetrische leidingen en radiatoren op de begane grond te installeren. Bij het installeren van een enkelpijps circuit zijn er geen regelkleppen voorzien, wat betekent dat het niet mogelijk is om de temperatuur te regelen.

Een tweepijpsverwarmingssysteem is zowel in bedrijf als in het apparaat moeilijker, omdat het meerdere verwarmingscircuits omvat. Een van hen is bedoeld voor de stroom van hete koelvloeistof, de andere voor koude. In dit geval heeft u veel meer componenten nodig. Het doodlopende verwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen vereist noodzakelijkerwijs isolatie van de hoofdstijgleiding om warmteverlies te voorkomen. Voor een tweepijpssysteem is het noodzakelijk om leidingen met een grote diameter te gebruiken, ten minste 32 mm, anders zal hydraulische weerstand de zwaartekrachtcirculatie verhinderen.

Soorten verwarmingssystemen met zwaartekrachtcirculatie

Ondanks het eenvoudige ontwerp van een waterverwarmingssysteem met zelfcirculatie van het koelmiddel, zijn er ten minste vier populaire installatieschema's. De keuze van het type bedrading hangt af van de kenmerken van het gebouw zelf en de verwachte prestaties.

Om te bepalen welk schema zal werken, is het in elk afzonderlijk geval vereist om een hydraulische berekening van het systeem uit te voeren, rekening te houden met de kenmerken van de verwarmingseenheid, de buisdiameter te berekenen, enz. Mogelijk hebt u de hulp van een professional nodig bij het uitvoeren van de berekeningen.

Gesloten systeem met zwaartekrachtcirculatie

In de EU-landen zijn onder andere gesloten systemen het populairst. In de Russische Federatie is de regeling nog niet op grote schaal gebruikt. De werkingsprincipes van een gesloten waterverwarmingssysteem met pomploze circulatie zijn als volgt:

Bij verwarming zet het koelmiddel uit, water wordt uit het verwarmingscircuit verdrongen.
Onder druk komt de vloeistof in een gesloten membraanexpansievat. Het ontwerp van de container is een holte die door een membraan in twee delen wordt verdeeld. De ene helft van de tank is gevuld met gas (de meeste modellen gebruiken stikstof). Het tweede deel blijft leeg voor het vullen met koelvloeistof.
Wanneer de vloeistof wordt verwarmd, wordt er voldoende druk gecreëerd om door het membraan te dringen en de stikstof te comprimeren. Na afkoeling vindt het omgekeerde proces plaats en het gas perst het water uit de tank.

Anders werken gesloten systemen zoals andere natuurlijke circulatieverwarmingsschema's. Als nadelen kan men de afhankelijkheid van het volume van het expansievat noemen. Voor kamers met een groot verwarmd oppervlak moet u een ruime container installeren, wat niet altijd aan te raden is.

Open systeem met zwaartekrachtcirculatie

Het open type verwarmingssysteem verschilt alleen van het vorige type in het ontwerp van het expansievat. Dit schema werd het meest gebruikt in oude gebouwen. De voordelen van een open systeem zijn de mogelijkheid om containers zelf te vervaardigen uit geïmproviseerde materialen. De tank heeft meestal bescheiden afmetingen en wordt op het dak of onder het plafond van de woonkamer geïnstalleerd.

Het grootste nadeel van open constructies is het binnendringen van lucht in leidingen en verwarmingsradiatoren, wat leidt tot verhoogde corrosie en snel falen van verwarmingselementen. Het luchten van het systeem is ook een frequente "gast" in open circuits. Daarom worden radiatoren schuin geïnstalleerd, Mayevsky-kranen zijn nodig om lucht te laten ontsnappen.

Enkelpijpssysteem met zelfcirculatie

Deze oplossing heeft verschillende voordelen:

Er is geen gepaarde pijpleiding onder het plafond en boven het vloerniveau.
Bespaar geld op systeeminstallatie.

De nadelen van een dergelijke oplossing zijn duidelijk. De warmteafgifte van verwarmingsradiatoren en de intensiteit van hun verwarming neemt af met de afstand tot de ketel. Zoals de praktijk laat zien, wordt een enkelpijps verwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen met natuurlijke circulatie, zelfs als alle hellingen in acht worden genomen en de juiste pijpdiameter is geselecteerd, vaak opnieuw gedaan (door pompapparatuur te installeren).

Tweepijpssysteem met zelfcirculatie

Het tweepijpsverwarmingssysteem in een woonhuis met natuurlijke circulatie heeft de volgende ontwerpkenmerken:

Aan- en retourstroom via aparte leidingen.
De toevoerleiding is via een inlaat op elke radiator aangesloten.
De batterij wordt met de tweede eyeliner op de retourleiding aangesloten.

Dientengevolge biedt een systeem van het tweepijpsradiatortype de volgende voordelen:

Uniforme verdeling van warmte.
Het is niet nodig om radiatorsecties toe te voegen voor een betere opwarming.
Makkelijker om het systeem aan te passen.
De diameter van het watercircuit is minstens één maat kleiner dan in schema's met één leiding.
Gebrek aan strikte regels voor het installeren van een tweepijpssysteem. Kleine afwijkingen met betrekking tot hellingen zijn toegestaan.

Het belangrijkste voordeel van een tweepijpsverwarmingssysteem met onder- en bovenbedrading is de eenvoud en tegelijkertijd de efficiëntie van het ontwerp, waardoor u fouten in de berekeningen of tijdens installatiewerkzaamheden kunt nivelleren.

Soorten verwarmingssystemen met zwaartekrachtcirculatie

Gesloten systeem met zwaartekrachtcirculatie

Bij verwarming zet het koelmiddel uit, water wordt uit het verwarmingscircuit verdrongen.
Onder druk komt de vloeistof in een gesloten membraanexpansievat. Het ontwerp van de container is een holte die door een membraan in twee delen wordt verdeeld. De ene helft van de tank is gevuld met gas (de meeste modellen gebruiken stikstof). Het tweede deel blijft leeg voor het vullen met koelvloeistof.
Wanneer de vloeistof wordt verwarmd, wordt er voldoende druk gecreëerd om door het membraan te dringen en de stikstof te comprimeren. Na afkoeling vindt het omgekeerde proces plaats en het gas perst het water uit de tank.

Open systeem met zwaartekrachtcirculatie

Enkelpijpssysteem met zelfcirculatie

Een enkelpijps horizontaal systeem met natuurlijke circulatie heeft een laag thermisch rendement en wordt daarom uiterst zelden gebruikt. De essentie van het schema is dat de toevoerleiding in serie is aangesloten op de radiatoren. De verwarmde koelvloeistof komt de bovenste aftakleiding van de accu binnen en wordt via de onderste uitlaat afgevoerd. Daarna gaat de warmte naar de volgende verwarmingseenheid en zo verder tot het laatste punt. De retourleiding keert terug van de laatste batterij naar de ketel.

Deze oplossing heeft verschillende voordelen:

Er is geen gepaarde pijpleiding onder het plafond en boven het vloerniveau.
Bespaar geld op systeeminstallatie.

De nadelen van een dergelijke oplossing zijn duidelijk. De warmteafgifte van verwarmingsradiatoren en de intensiteit van hun verwarming neemt af met de afstand tot de ketel.Zoals de praktijk laat zien, wordt een enkelpijps verwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen met natuurlijke circulatie, zelfs als alle hellingen in acht worden genomen en de juiste pijpdiameter is geselecteerd, vaak opnieuw gedaan (door pompapparatuur te installeren).

Tweepijpssysteem met zelfcirculatie

Het tweepijpsverwarmingssysteem in een woonhuis met natuurlijke circulatie heeft de volgende ontwerpkenmerken:

Aan- en retourstroom via aparte leidingen.
De toevoerleiding is via een inlaat op elke radiator aangesloten.
De batterij wordt met de tweede eyeliner op de retourleiding aangesloten.

Dientengevolge biedt een systeem van het tweepijpsradiatortype de volgende voordelen:

Uniforme verdeling van warmte.
Het is niet nodig om radiatorsecties toe te voegen voor een betere opwarming.
Makkelijker om het systeem aan te passen.
De diameter van het watercircuit is minstens één maat kleiner dan in schema's met één leiding.
Gebrek aan strikte regels voor het installeren van een tweepijpssysteem. Kleine afwijkingen met betrekking tot hellingen zijn toegestaan.

Soorten zwaartekracht verwarmingssysteem

Er zijn twee soorten zwaartekrachtverwarmingssystemen:

Het tweepijpssysteem is complexer en omvat de aanwezigheid van twee circuits. Binnen één circuit beweegt het koelmiddel (water) van de ketel naar de batterijen en langs het tweede keert het water terug naar de ketel. Onthoud dat dit soort systeem een zorgvuldiger ontwerp vereist. Het installatieproces zal ook niet de gemakkelijkste zijn, beschouw het in fasen:

installatie van een stijgleiding, deze zal de hoofdrol spelen, deze gaat van de tank naar de ketel;
hoofdstijgleiding met bedrading, aangesloten op het niveau van 1/3 van de totale hoogte van de kamer vanaf het vloerniveau;
de overloopleiding is bevestigd aan het expansievat, hierdoor komt de overtollige vloeistof in het riool;
om het water terug naar de ketel te laten gaan, snijden de retourleidingen in het onderste deel van de batterijen.

In een systeem met één circuit speelt het gewenste aantal radiatoren een fundamentele rol. Het volume van het expansievat is hiervan afhankelijk. Meestal is het gevuld tot driekwart van het totale volume.

Het is de moeite waard om constant het waterniveau in de tank te controleren, het mag niet lager zijn dan het niveau van de pijp waardoor het water naar de radiatoren wordt gedistribueerd. Dit dreigt de circulatie van de koelvloeistof te stoppen.

Hoewel het enkelpijpssysteem eenvoudig is, lijkt dat op het eerste gezicht alleen zo. Een project dat niet correct wordt uitgevoerd, zal veel problemen en gevolgen met zich meebrengen, vertrouw deze kwestie toe aan professionals.

Bij het ontwerpen van een natuurlijk systeem moet vooral gelet worden op de gelijkmatige drukverdeling in een gesloten circuit en de juiste circulatie van het koelmiddel.