Zasada działania systemu ogrzewania grawitacyjnego, elementy, schematy elektryczne

Ogrzewanie grawitacyjne

Nowoczesny dom wiejski nie ustępuje mieszkaniu miejskiemu pod względem komfortu. Rozwój technologii budowlanych umożliwił budowę niezależnych systemów podtrzymywania życia w małych obiektach. W razie potrzeby możesz na przykład wyposażyć prawie każdy autonomiczny system inżynieryjny w domu ogrzewanie.

Domowe systemy grzewcze na wodzie

Ogrzewanie grawitacyjne

Najpopularniejszy w naszym kraju jest płynny ogrzewaniecharakteryzuje się prostotą i wydajnością. Zasada działania opiera się na zdolności wody do gromadzenia i przenoszenia dużej ilości energii cieplnej. Technologia instalacje ogrzewania wodnego powszechne i znane niemal każdemu specjaliście od systemów grzewczych.

Cyrkulacja atmosferyczna – naturalnie i niezawodnie

Zgodnie z metodą transportu chłodziwa rurami, istnieją dwa rodzaje ogrzewanie:
Z wymuszonym obiegiem
z cyrkulacją grawitacyjną (naturalną).
W systemach z wymuszonym obiegiem zainstalowana jest pompa zapewniająca przepływ wody przez rury. Ten schemat wymaga nieprzerwanego zasilania pompy. W przeciwnym razie wydajność systemu grzewczego tego typu jest znacznie zmniejszona.Ogrzewanie grawitacyjne jest systemem nielotnym, ponieważ nie posiada silnika. Ruch chłodziwa następuje z powodu różnicy masy objętościowej zimnych i gorących cieczy. Woda podgrzana w kotle unosi się pionem i rozprowadzana jest do urządzeń grzewczych. Podczas schładzania płyn chłodzący zmniejsza swoją objętość i ma tendencję do opadania, więc przewód powrotny jest ułożony na poziomie podłogi.
Korzyść ogrzewanie grawitacyjne polega na wysokiej niezawodności systemu. Dopóki działa grawitacja, a przedmioty mają wagę, system roboczy z atmosferycznym obiegiem chłodziwa będzie działał.

Schematy połączeń urządzeń grzewczych

Instalacja ogrzewania wody wykonywane według jednego ze schematów:
Okablowanie jednorurowe
ciepło główne w dwóch rurach;
Okablowanie kolektora (belki).
Zainstalowanie obwodu grzewczego w jednej rurze pozwala zaoszczędzić na rurach, ale ten schemat jest nie do utrzymania w dużych domach. W miarę przemieszczania się chłodziwa wzdłuż połączonych szeregowo grzejników temperatura czynnika roboczego spada, a ostatnie grzejniki otrzymują schłodzony chłodziwo.
Schemat okablowania dwururowego ogrzewanie grawitacyjne umożliwia równoległe podłączenie grzejników, co zapewnia bardziej równomierne ogrzewanie wszystkich pomieszczeń. Ponadto możliwe staje się dokładniejsze dostosowanie temperatury w każdym grzejniku.
Obwód kolektora jest uważany za najbardziej progresywny. Zalety promieniowego łączenia grzejników są oczywiste: precyzyjna kontrola temperatury każdego grzejnika, szybkość i łatwość montażu, łatwość konserwacji.

Nasza oferta

Firma „Design Prestige” zatrudnia prawdziwych fachowców, którzy potrafią kompetentnie prowadzić instalacja podgrzewania wody w krótkim czasie. Przy realizacji zlecenia stosujemy najnowocześniejsze technologie i korzystamy z profesjonalnej klasy sprzętu, co jest gwarancją jakości wykonywanej pracy.

Zalety.

1. Sprzęt zastosowany w tym systemie ma dość prostą konstrukcję, dzięki czemu proces instalacji nie jest szczególnie trudny. Ta sama jakość decyduje o łatwości obsługi danego systemu.
2. To wyposażenie jest całkowicie niezależne od intensywności zasilania budynku w energię.Dlatego obecność lub brak prądu elektrycznego nie wpływa na mikroklimat ogrzewanego pomieszczenia.
3. System nie wymaga stosowania specjalnych pomp, które zapewniają nieprzerwaną cyrkulację cieczy. Ta okoliczność całkowicie eliminuje wibracje, a także zapewnia cichą pracę sprzętu.
4. Ten system ma wysoki poziom niezawodności, a także ma długi okres eksploatacji. Może funkcjonować przez około czterdzieści lat.
5. Sprzęt grzewczy grawitacyjny jest w stanie regulować swoją pracę w trybie automatycznym.

Należy zauważyć, że niezawodność tego systemu zależy bezpośrednio od ilościowej regulacji spmo. Oznacza to, że wraz ze zmianą temperatury płynu grzewczego pewnym metamorfozom podlega również natężenie przepływu chłodziwa.

W związku ze zmianą gęstości wspomnianego pierwiastka poziom wymiany ciepła wzrasta lub maleje. Dlatego na intensywność tego ostatniego wpływa ilościowa zawartość wody.

Ponadto duże znaczenie mają straty ciepła w samym pomieszczeniu, w stosunku do którego działa ten system. Im wyższy współczynnik wymiany ciepła, tym intensywniejszy proces wymiany ciepła.

Jeśli weźmiemy pod uwagę system dwururowy, to w nim krąg cyrkulacyjny jest określony przez jedno urządzenie, co prowadzi do nieco innego sposobu samoregulacji. W tym przypadku koło jest krótsze. Ze względu na tę okoliczność znacznie poprawia się przenoszenie ciepła.

Jeśli chodzi o pojedynczą rurę, tutaj krąg grzewczy obejmuje kilka jednostek. W związku z tą cechą odnotowuje się nierównomierny rozkład ciepła. Często prowokuje to konieczność użycia specjalnej pompy obiegowej, ale taki system nie jest odpowiedni dla danego gatunku.

Wady.

Jak wszystko, co zostało stworzone przez człowieka, grawitacyjny system grzewczy ma swoje wady, które wyrażają się w następujący sposób:

1. System ma wystarczająco niskie ciśnienie cyrkulacji, dzięki czemu jego promień działania zmniejsza się do trzydziestu metrów w poziomie.
2. Ten sam czynnik, wraz z dużą pojemnością cieplną wody, decyduje o niskiej prędkości rozruchu urządzenia.
3. Często zbiornik wyrównawczy wody jest instalowany w nieogrzewanym pomieszczeniu, co może powodować zamarzanie tej cieczy w zimie. Jest to obarczone niepożądanymi konsekwencjami, objawiającymi się niszczeniem rur.

Zalety i wady systemów grawitacyjnych

Główną zaletą tego systemu grzewczego jest jego niezawodność i trwałość. W normalnych warunkach pracy taki system może działać bez napraw przez kilkadziesiąt lat. System ogrzewania grawitacyjnego działa w oparciu o prawa fizyki, bez użycia drogich urządzeń lotnych. (Patrz też: Płyn grzewczy)

Systemy te mają jednak istotne wady.

- Ogrzewanie grawitacyjne ma krótki zasięg. W płaszczyźnie poziomej - mniej niż 30 metrów.

- Powolne nagrzewanie urządzeń grzewczych ze względu na niskie ciśnienie i znaczną pojemność cieplną wody.

- Prawdopodobieństwo zamarznięcia chłodziwa w zbiorniku wyrównawczym, jeśli znajduje się w nieogrzewanym pomieszczeniu. (Zobacz też: Specyfika systemu podgrzewania wody)

Schemat ideowy układu grawitacyjnego

Taki system grzewczy obejmuje kocioł, dwa rurociągi - zasilanie i powrót, urządzenia grzewcze i zbiornik wyrównawczy.

Woda jest podgrzewana w generatorze ciepła i przepływa bezpośrednio rurociągiem do urządzeń grzewczych. Po oddaniu części ciepła czynnik chłodzący wraca do źródła energii cieplnej rurociągiem powrotnym.

Wszystkie rury poziome podczas instalacji są umieszczane ze wstępnie obliczonym spadkiem.W ten sposób gorąca lekka woda jest wyciskana w górę wzdłuż głównego pionu, skąd jest rozprowadzana wzdłuż poziomych gałęzi do urządzeń grzewczych. Z nich schłodzona woda wraca grawitacyjnie do kotła. Tam wypiera podgrzaną wodę, nagrzewa się i cykl się powtarza. (Zobacz też: Kotły na paliwo stałe)

Zbocza pomagają pozbyć się pęcherzyków powietrza. Powietrze jest lżejsze od wody, więc swobodnie dostaje się do zbiornika wyrównawczego, usuwając je z układu.

Podnoszenie się wody wzdłuż pionu następuje z powodu nagrzania chłodziwa, jego rozszerzania i pojawienia się ciśnienia grawitacyjnego. Ruch cieczy w obiegu zamkniętym odbywa się ze względu na różnicę gęstości cieczy o różnych temperaturach ogrzewania. Ciśnienie grawitacyjne służy do przemieszczania płynu i pokonywania oporów w rurach. Im wyższy opór, tym większe ciśnienie grawitacyjne wymagane do ich pokonania. Aby zmniejszyć tarcie, zwiększ średnicę rur, co prowadzi do wzrostu kosztów. Ciśnienie cyrkulacji zależy od różnicy temperatur pomiędzy ogrzewaną i chłodzoną cieczą oraz od różnicy wysokości do środka kotła i grzałki. Im wyższe urządzenie, tym łatwiejsza cyrkulacja chłodziwa.

System grawitacyjny z pojedynczą rurą

Taki system grzewczy można zainstalować tylko z górnym rozkładem rury zasilającej. W takim systemie nie ma odwróconych pionów. (Patrz też: System ogrzewania z wymuszonym obiegiem)

Takie systemy można montować według dwóch schematów: przepływowego oraz z sekcjami wleczonymi.

W obiegu przepływowym nie ma pionu zasilającego, a grzejniki umieszczone jeden nad drugim są połączone szeregowo. Gorący płyn chłodzący przepływa od góry do dołu przez wszystkie grzejniki. Idealnie schłodzony płyn dostaje się do dolnych urządzeń, co prowadzi do dobrego nagrzewania grzejników na górnych piętrach i całkowicie zimnych grzejników na dolnych.

Obejścia są zawarte w systemie z zamykającymi się grzejnikami. Pozwala to na doprowadzenie części wody z pionu do dolnych grzejników z pominięciem górnych. W tym systemie woda o prawie tej samej temperaturze wchodzi do górnego i dolnego grzejnika.

Rodzaje ogrzewania grawitacyjnego schematów somatycznych ogrzewania

Schematy ogrzewania z naturalnym obiegiem są dwojakiego rodzaju: jednorurowe i dwururowe. Stare domy miały tylko jedną rurę w systemie grzewczym. Ale obecnie najczęściej stosuje się dwururowy system grzewczy z dolnym lub górnym rozcieńczeniem. Jakie są główne różnice między schematami? Ogrzewanie grawitacyjne jednorurowe jest uważane za najprostsze. Rurociąg jest umieszczony pod sufitem lokalu, a obwód powrotny znajduje się pod podłogą. Z pozytywnych aspektów można zauważyć niewielką liczbę komponentów niezbędnych do funkcjonowania systemu. Charakteryzuje się również łatwą instalacją. Jako zalety możemy zauważyć możliwość jego działania przy instalacji kotła i grzejników na tym samym poziomie. Zazwyczaj w dwupiętrowym domu taki schemat jest rzadko używany, ponieważ nie pozwala na równomierne ogrzewanie domu. Można to jednak skorygować, instalując na parterze rury wolumetryczne i grzejniki. Podczas instalowania obwodu jednorurowego nie przewiduje się zaworów regulacyjnych, co oznacza, że ​​nie będzie możliwe regulowanie temperatury.

Dwururowy system grzewczy jest trudniejszy zarówno w działaniu, jak iw urządzeniu, ponieważ obejmuje kilka obwodów grzewczych. Jedna z nich przeznaczona jest do przepływu gorącego chłodziwa, druga do zimnego. W takim przypadku będziesz potrzebować znacznie więcej komponentów. Ślepy system ogrzewania dwupiętrowego domu z konieczności będzie wymagał izolacji głównego pionu, aby uniknąć strat ciepła. W przypadku systemu dwururowego konieczne jest zastosowanie rur o dużej średnicy, co najmniej 32 mm, w przeciwnym razie opór hydrauliczny uniemożliwi cyrkulację grawitacyjną.

Rodzaje systemów grzewczych z obiegiem grawitacyjnym

Pomimo prostej konstrukcji systemu podgrzewania wody z samodzielnym obiegiem chłodziwa istnieją co najmniej cztery popularne schematy instalacji. Wybór typu okablowania uzależniony jest od charakterystyki samego budynku oraz oczekiwanej wydajności.

Aby określić, który schemat będzie działał, w każdym indywidualnym przypadku należy wykonać obliczenia hydrauliczne systemu, wziąć pod uwagę charakterystykę jednostki grzewczej, obliczyć średnicę rury itp. Możesz potrzebować pomocy profesjonalisty podczas wykonywania obliczeń.

Zamknięty system z cyrkulacją grawitacyjną

W krajach UE wśród innych rozwiązań największą popularnością cieszą się systemy zamknięte. W Federacji Rosyjskiej schemat nie był jeszcze szeroko stosowany. Zasady działania zamkniętego systemu podgrzewania wody z obiegiem bezpompowym są następujące:

• Po podgrzaniu chłodziwo rozszerza się, woda jest wypierana z obiegu grzewczego.
• Pod ciśnieniem ciecz wpływa do zamkniętego membranowego zbiornika wyrównawczego. Konstrukcja pojemnika to wnęka podzielona membraną na dwie części. Połowa zbiornika jest wypełniona gazem (większość modeli wykorzystuje azot). Druga część pozostaje pusta do napełnienia płynem chłodzącym.
• Gdy ciecz jest podgrzewana, powstaje ciśnienie wystarczające do przepchnięcia przez membranę i sprężenia azotu. Po schłodzeniu następuje proces odwrotny, a gaz wyciska wodę ze zbiornika.

W przeciwnym razie systemy typu zamkniętego działają jak inne systemy ogrzewania z naturalnym obiegiem. Jako wady można wyróżnić zależność od objętości zbiornika wyrównawczego. W pomieszczeniach o dużej ogrzewanej powierzchni konieczne będzie zainstalowanie pojemnego pojemnika, co nie zawsze jest wskazane.

Otwarty system z cyrkulacją grawitacyjną

System ogrzewania typu otwartego różni się od poprzedniego typu tylko konstrukcją zbiornika wyrównawczego. Ten schemat był najczęściej stosowany w starych budynkach. Zaletą systemu otwartego jest możliwość samodzielnego wytwarzania pojemników z improwizowanych materiałów. Zbiornik zazwyczaj ma skromne wymiary i montowany jest na dachu lub pod stropem salonu.

Główną wadą konstrukcji otwartych jest wnikanie powietrza do rur i grzejników, co prowadzi do zwiększonej korozji i szybkiej awarii elementów grzejnych. Przewietrzanie systemu jest również częstym „gościem” w obwodach otwartych. Dlatego grzejniki są instalowane pod kątem, dźwigi Mayevsky są wymagane do odpowietrzania.

System jednorurowy z samocyrkulacją

To rozwiązanie ma kilka zalet:

1. Nie ma sparowanego rurociągu pod sufitem i nad poziomem podłogi.
2. Oszczędź pieniądze na instalacji systemu.

Wady takiego rozwiązania są oczywiste. Moc grzewcza grzejników i intensywność ich grzania maleje wraz z odległością od kotła. Jak pokazuje praktyka, jednorurowy system ogrzewania dwupiętrowego domu z naturalną cyrkulacją, nawet jeśli przestrzegane są wszystkie zbocza i wybrana jest prawidłowa średnica rury, jest często przerabiany (poprzez zainstalowanie sprzętu pompującego).

System dwururowy z samocyrkulacją

Dwururowy system grzewczy w prywatnym domu z naturalnym obiegiem ma następujące cechy konstrukcyjne:

1. Zasilanie i powrót oddzielnymi rurami.
2. Rura zasilająca jest podłączona do każdego grzejnika przez wlot.
3. Bateria jest podłączona do linii powrotnej za pomocą drugiego eyelinera.

W rezultacie system dwururowego grzejnika ma następujące zalety:

1. Równomierny rozkład ciepła.
2. Nie ma potrzeby dodawania sekcji grzejnika dla lepszego rozgrzania.
3. Łatwiejsza regulacja systemu.
4. Średnica obwodu wodnego jest co najmniej o jeden rozmiar mniejsza niż w schematach jednorurowych.
5. Brak ścisłych zasad instalacji systemu dwururowego. Dopuszczalne są niewielkie odchylenia dotyczące stoków.

Główną zaletą dwururowego systemu grzewczego z dolnym i górnym okablowaniem jest prostota, a jednocześnie wydajność konstrukcji, która pozwala zniwelować błędy popełnione w obliczeniach lub podczas prac instalacyjnych.

Rodzaje systemów grzewczych z obiegiem grawitacyjnym

Pomimo prostej konstrukcji systemu podgrzewania wody z samodzielnym obiegiem chłodziwa istnieją co najmniej cztery popularne schematy instalacji. Wybór typu okablowania uzależniony jest od charakterystyki samego budynku oraz oczekiwanej wydajności.

Aby określić, który schemat będzie działał, w każdym indywidualnym przypadku należy wykonać obliczenia hydrauliczne systemu, wziąć pod uwagę charakterystykę jednostki grzewczej, obliczyć średnicę rury itp. Możesz potrzebować pomocy profesjonalisty podczas wykonywania obliczeń.

Zamknięty system z cyrkulacją grawitacyjną

W krajach UE wśród innych rozwiązań największą popularnością cieszą się systemy zamknięte. W Federacji Rosyjskiej schemat nie był jeszcze szeroko stosowany. Zasady działania zamkniętego systemu podgrzewania wody z obiegiem bezpompowym są następujące:

• Po podgrzaniu chłodziwo rozszerza się, woda jest wypierana z obiegu grzewczego.
• Pod ciśnieniem ciecz wpływa do zamkniętego membranowego zbiornika wyrównawczego. Konstrukcja pojemnika to wnęka podzielona membraną na dwie części. Połowa zbiornika jest wypełniona gazem (większość modeli wykorzystuje azot). Druga część pozostaje pusta do napełnienia płynem chłodzącym.
• Gdy ciecz jest podgrzewana, powstaje ciśnienie wystarczające do przepchnięcia przez membranę i sprężenia azotu. Po schłodzeniu następuje proces odwrotny, a gaz wyciska wodę ze zbiornika.

W przeciwnym razie systemy typu zamkniętego działają jak inne systemy ogrzewania z naturalnym obiegiem. Jako wady można wyróżnić zależność od objętości zbiornika wyrównawczego. W pomieszczeniach o dużej ogrzewanej powierzchni konieczne będzie zainstalowanie pojemnego pojemnika, co nie zawsze jest wskazane.

Otwarty system z cyrkulacją grawitacyjną

System ogrzewania typu otwartego różni się od poprzedniego typu tylko konstrukcją zbiornika wyrównawczego. Ten schemat był najczęściej stosowany w starych budynkach. Zaletą systemu otwartego jest możliwość samodzielnego wytwarzania pojemników z improwizowanych materiałów. Zbiornik zazwyczaj ma skromne wymiary i montowany jest na dachu lub pod stropem salonu.

Główną wadą konstrukcji otwartych jest wnikanie powietrza do rur i grzejników, co prowadzi do zwiększonej korozji i szybkiej awarii elementów grzejnych. Przewietrzanie systemu jest również częstym „gościem” w obwodach otwartych. Dlatego grzejniki są instalowane pod kątem, dźwigi Mayevsky są wymagane do odpowietrzania.

System jednorurowy z samocyrkulacją

Jednorurowy system poziomy z naturalną cyrkulacją ma niską sprawność cieplną, dlatego jest stosowany niezwykle rzadko. Istotą schematu jest to, że rura zasilająca jest połączona szeregowo z grzejnikami. Ogrzany płyn chłodzący wchodzi do górnej rury odgałęzionej akumulatora i jest odprowadzany przez dolny wylot. Następnie ciepło wchodzi do następnej jednostki grzewczej i tak dalej, aż do ostatniego punktu. Linia powrotna wraca z ostatniego akumulatora do kotła.

To rozwiązanie ma kilka zalet:

1. Nie ma sparowanego rurociągu pod sufitem i nad poziomem podłogi.
2. Oszczędź pieniądze na instalacji systemu.

Wady takiego rozwiązania są oczywiste. Moc grzewcza grzejników i intensywność ich grzania maleje wraz z odległością od kotła.Jak pokazuje praktyka, jednorurowy system ogrzewania dwupiętrowego domu z naturalną cyrkulacją, nawet jeśli przestrzegane są wszystkie zbocza i wybrana jest prawidłowa średnica rury, jest często przerabiany (poprzez zainstalowanie sprzętu pompującego).

System dwururowy z samocyrkulacją

Dwururowy system grzewczy w prywatnym domu z naturalnym obiegiem ma następujące cechy konstrukcyjne:

1. Zasilanie i powrót oddzielnymi rurami.
2. Rura zasilająca jest podłączona do każdego grzejnika przez wlot.
3. Bateria jest podłączona do linii powrotnej za pomocą drugiego eyelinera.

W rezultacie system dwururowego grzejnika ma następujące zalety:

1. Równomierny rozkład ciepła.
2. Nie ma potrzeby dodawania sekcji grzejnika dla lepszego rozgrzania.
3. Łatwiejsza regulacja systemu.
4. Średnica obwodu wodnego jest co najmniej o jeden rozmiar mniejsza niż w schematach jednorurowych.
5. Brak ścisłych zasad instalacji systemu dwururowego. Dopuszczalne są niewielkie odchylenia dotyczące stoków.

Główną zaletą dwururowego systemu grzewczego z dolnym i górnym okablowaniem jest prostota, a jednocześnie wydajność konstrukcji, która pozwala zniwelować błędy popełnione w obliczeniach lub podczas prac instalacyjnych.

Rodzaje grawitacyjnego systemu grzewczego

Istnieją dwa rodzaje grawitacyjnego systemu grzewczego:

System dwururowy jest bardziej złożony i obejmuje obecność dwóch obwodów. Wewnątrz jednego obwodu chłodziwo (woda) przemieszcza się z kotła do akumulatorów, a po drugim woda wraca do kotła. Pamiętaj, że tego rodzaju system wymaga bardziej starannego projektowania. Proces instalacji również nie będzie najłatwiejszy, rozważ to etapami:

• instalacja pionu, będzie odgrywać główną rolę, przechodzi ze zbiornika do kotła;
• główny pion z okablowaniem, podłączony na poziomie 1/3 całkowitej wysokości pomieszczenia od poziomu podłogi;
• rura przelewowa jest przymocowana do zbiornika wyrównawczego, przez nią nadmiar cieczy trafia do kanalizacji;
• aby woda mogła wrócić do kotła, rury powrotne przecinają dolną część akumulatorów.

W systemie jednoobwodowym pożądana liczba grzejników odgrywa podstawową rolę. Od tego zależy objętość zbiornika wyrównawczego. Zwykle jest wypełniony do trzech czwartych całkowitej objętości.

Warto stale monitorować poziom wody w zbiorniku, nie powinien on być niższy niż poziom rury, przez którą woda jest rozprowadzana do kaloryferów. Grozi to zatrzymaniem obiegu chłodziwa.

Chociaż system jednorurowy jest prosty, tylko na pierwszy rzut oka tak się wydaje. Niewłaściwie wykonany projekt będzie wiązał się z wieloma problemami i konsekwencjami, powierz tę sprawę profesjonalistom.

Projektując system naturalny, należy zwrócić uwagę na równomierny rozkład ciśnienia w obiegu zamkniętym oraz prawidłowy obieg chłodziwa.