Систем грејања са природном циркулацијом: уобичајени дијаграми кола воде

Изградња аутономне мреже за грејање гравитационог типа се бира ако је непрактично, а понекад и немогуће, инсталирати циркулациону пумпу или прикључити на централизовано напајање.

Такав систем је јефтинији за уградњу и потпуно је независан од електричне енергије. Међутим, његове перформансе у великој мери зависе од тачности дизајна.

Да би систем грејања са природном циркулацијом функционисао несметано, потребно је израчунати његове параметре, правилно инсталирати компоненте и разумно одабрати дизајн воденог кола. Ми ћемо помоћи у решавању ових питања.

Описали смо главне принципе рада гравитационог система, дали савете о избору цевовода и изнели правила за склапање кола и постављање радних јединица. Посебну пажњу смо посветили дизајну и карактеристикама рада једноцевних и двоцевних шема грејања.

Принципи процеса природне циркулације

Процес кретања воде у кругу грејања без употребе циркулационе пумпе настаје услед природних физичких закона.

Разумевање природе ових процеса омогућиће компетентном израдити пројекат система грејања за стандардне и нестандардне случајеве.

Максимална разлика хидростатичког притиска

Главно физичко својство било које расхладне течности (воде или антифриза), која олакшава његово кретање дуж кола током природне циркулације, је смањење густине са повећањем температуре.

Густина топле воде је мања од оне хладне воде и стога постоји разлика у хидростатичком притиску топлог и хладног стуба течности. Хладна вода, која тече до измењивача топлоте, истискује топлу воду уз цев.

Покретачка сила воде у кругу током природне циркулације је разлика у хидростатичком притиску између хладног и врућег стуба течности

Круг грејања куће може се поделити на неколико фрагмената. Вода се усмерава нагоре дуж „врућих“ фрагмената, а надоле дуж „хладних“ фрагмената.Границе фрагмената су горња и доња тачка система грејања.

Главни задатак у моделирању системи природне циркулацијевода треба да постигне максималну могућу разлику између притиска колоне течности у „врућим” и „хладним” фрагментима.

Класични елемент воденог кола за природну циркулацију је разводник за убрзање (главни успон) - вертикална цев усмерена нагоре од измењивача топлоте.

Разводник за убрзање мора имати максималну температуру, па је изолован целом дужином. Иако, ако висина колектора није висока (као код једноспратних кућа), онда се изолација можда неће извршити, јер вода у њему неће имати времена да се охлади.

Типично, систем је дизајниран на такав начин да се горња тачка колектора убрзања поклапа са горњом тачком целог кола. Постоји излаз за отворени експанзиони резервоар или вентил за одзрачивање ако користите мембрански резервоар.

Тада је дужина фрагмента "врућег" кола најмања могућа, што доводи до смањења губитка топлоте у овој области.

Такође је пожељно да се „врући“ део кола не комбинује са дуготрајном секцијом која транспортује охлађену расхладну течност. У идеалном случају, најнижа тачка воденог круга поклапа се са најнижом тачком измењивача топлоте постављеног у уређај за грејање.

Што је котао ниже у систему грејања, то је нижи хидростатички притисак колоне течности у топлом делу кола.

„Хладни“ сегмент воденог кола такође има своја правила која повећавају притисак течности:

• што је већи губитак топлоте у „хладном” делу мреже за грејање, што је нижа температура воде и већа је њена густина, стога је рад система са природном циркулацијом могућ само уз значајан пренос топлоте;
• што је веће растојање од доње тачке кола до прикључка радијатора, већа је површина воденог стуба са минималном температуром и максималном густином.

Да би се осигурала усклађеност са овим последњим правилом, често се пећ или котао постављају у најнижу тачку куће, као што је подрум. Оваквим постављањем котла обезбеђује се максимално могуће растојање између доњег нивоа радијатора и тачке уласка воде у измењивач топлоте.

Међутим, висина између доње и горње тачке воденог кола током природне циркулације не би требало да буде превисока (у пракси не више од 10 метара). Пећ или котао загрева само измењивач топлоте и доњи део разводника за убрзање.

Ако је овај фрагмент безначајан у односу на целу висину воденог круга, онда ће пад притиска у "врућем" фрагменту круга бити безначајан и процес циркулације неће започети.

Употреба система природне циркулације за двоспратне зграде је сасвим оправдана, али за веће зграде биће потребна циркулациона пумпа

Минимизирање отпора на кретање воде

Приликом пројектовања система са природном циркулацијом, потребно је узети у обзир брзину кретања расхладне течности дуж кола.

Прво, што је већа брзина, то ће се брже одвијати пренос топлоте кроз систем „котао - измењивач топлоте - водени круг - радијатори за грејање - просторија".

Друго, што је већа брзина течности кроз измењивач топлоте, мања је вероватноћа да прокључа, што је посебно важно за грејање пећи.

Прокухавање воде у систему може бити веома скупо - трошкови демонтаже, поправке и поновног инсталирања измењивача топлоте захтевају много времена и новца

У системима грејање са принудном циркулацијом брзина кретања воде углавном зависи од параметара циркулациона пумпа.

Код загревања воде са природном циркулацијом, брзина зависи од следећих фактора:

• разлика притиска између фрагмената контуре на њеној доњој тачки;
• хидродинамички отпор Систем грејања.

Методе за обезбеђивање максималне разлике притиска су разматране горе. Хидродинамички отпор реалног система не може се прецизно израчунати због сложеног математичког модела и великог броја улазних података чију је тачност тешко гарантовати.

Међутим, постоје општа правила која ће, ако се поштују, смањити отпор круга грејања.

Главни разлози за смањење брзине кретања воде су отпор зидова цеви и присуство сужења због присуства фитинга или запорних вентила. При малим брзинама протока, практично нема отпора зида.

Изузетак су дугачке и танке цеви, типичне за грејање грејани под. По правилу, за то се додељују одвојена кола са присилном циркулацијом.

Приликом избора врста цеви за природно циркулацијско коло, мораћете да узмете у обзир присуство техничких ограничења приликом инсталирања система. Зато метално-пластичне цеви Непожељно је користити их са природном циркулацијом воде због њихове повезаности са арматуром знатно мањег унутрашњег пречника.

Фитинги за метал-пластичне цеви донекле сужавају унутрашњи пречник и представљају озбиљну препреку за воду са ниским притиском (+)

Правила за избор и уградњу цеви

Избор између челика или полипропиленске цеви за било коју циркулацију јавља се према критеријуму могућности њиховог коришћења за топлу воду, као и са становишта цене, лакоће уградње и века трајања.

Доводни успон је монтиран из металне цеви, јер кроз њега пролази вода највише температуре, а у случају грејања пећи или квара измењивача топлоте, може проћи пара.

Код природне циркулације потребно је користити пречник цеви нешто већи него код употребе циркулационе пумпе. Типично, за грејање просторија до 200 квадратних метара. м, пречник разводника за убрзање и цеви на повратном улазу у измењивач топлоте је 2 инча.

Ово је узроковано мањом брзином воде у поређењу са опцијом принудне циркулације, што доводи до следећих проблема:

• смањење количине пренете топлоте по јединици времена од извора до загрејане просторије;
• појава блокада или ваздушних џепова, који мали притисак не може да издржи.

Када се користи природна циркулација са доњим доводним кругом, посебна пажња се мора обратити на проблем уклањања ваздуха из система. Не може се потпуно уклонити из расхладне течности кроз експанзиони резервоар, јер Кипућа вода прво улази у уређаје кроз линију која се налази ниже од њих самих.

Са принудном циркулацијом, притисак воде покреће ваздух до ваздушног колектора инсталираног на највишој тачки система - уређаја са аутоматском, ручном или полуаутоматском контролом. Коришћењем Мајевски кранови У основи, пренос топлоте је прилагођен.

У гравитационим мрежама за грејање са доводом који се налази испод уређаја, славине Маиевски се користе директно за одвод ваздуха.

Сви модерни радијатори за грејање имају уређаје за испуштање ваздуха, стога, да бисте спречили стварање утикача у кругу, можете направити нагиб, доводећи ваздух до радијатора

Ваздух се такође може уклонити помоћу вентилационих отвора постављених на сваком успону или на надземном воду постављеном паралелно са мрежом система. Због импресивног броја уређаја за издувавање ваздуха, гравитациони кругови са доњим ожичењем се користе изузетно ретко.

Са ниским притиском, мала ваздушна брава може потпуно зауставити систем грејања. Дакле, према СНиП 41-01-2003, није дозвољено полагање цевовода система грејања без нагиба при брзини воде мањој од 0,25 м / с.

Са природном циркулацијом такве брзине су недостижне. Због тога, поред повећања пречника цеви, потребно је одржавати сталне нагибе за уклањање ваздуха из система грејања. Нагиб се пројектује брзином од 2-3 мм по 1 метру, у стамбеним мрежама нагиб достиже 5 мм по метру хоризонталне линије.

Нагиб довода је направљен у правцу кретања воде тако да се ваздух креће у експанзиони резервоар или систем за одзрачивање који се налази на горњој тачки кола. Иако је могуће направити контра-нагиб, у овом случају је потребно додатно уградити вентил за одзрачивање.

Нагиб повратног вода се обично прави у правцу кретања охлађене воде. Тада ће се најнижа тачка кола поклопити са улазом повратне цеви у генератор топлоте.

Најчешћа комбинација правца нагиба доводне и повратне цеви за уклањање ваздушних џепова из природног циркулационог воденог круга

Ат постављање грејних подова мала површина у кругу са природном циркулацијом, неопходно је спречити улазак ваздуха у уске и хоризонтално лоциране цеви овог система грејања.Испред топлог пода потребно је поставити уређај за уклањање ваздуха.

Једноцевне и двоцевне шеме грејања

Приликом израде шеме грејања за кућу са природном циркулацијом воде, могуће је дизајнирати један или неколико одвојених кругова. Могу се значајно разликовати једни од других. Без обзира на дужину, број радијатора и друге параметре, они се израђују према једноцевној или двоцевној шеми.

Коло користећи једну линију

Систем грејања који користи исту цев за секвенцијално довод воде до радијатора назива се једноцевни. Најједноставнија једноцевна опција је грејање металним цевима без употребе радијатора.

Ово је најјефтинији и најмање проблематичан начин загревања куће при избору природне циркулације расхладне течности. Једини значајан недостатак је изглед гломазних цеви.

У најекономичнијем једноцевна верзија Код радијатора за грејање, топла вода тече узастопно кроз сваки уређај. Овде је потребан минимални број цеви и запорних вентила.

Како идеш расхладна течност хлади, па наредни радијатори добијају хладнију воду, што се мора узети у обзир при израчунавању броја секција.

Једноставно једноцевно коло (горе) захтева минималну количину инсталационих радова и улагања. Сложенија и скупља опција испод омогућава вам да искључите радијаторе без заустављања читавог система

Најефикаснији начин повезивања уређаја за грејање на једноцевну мрежу сматра се дијагоналном опцијом.

Према овој шеми кругова грејања са природном циркулацијом, топла вода улази у радијатор одозго, а након хлађења се испушта кроз цев која се налази испод.Приликом проласка на овај начин, загрејана вода даје максималну количину топлоте.

Када су и улазна и излазна цев спојене на батерију на дну, пренос топлоте је значајно смањен, јер загрејана расхладна течност мора да путује најдужим могућим путем. Због значајног хлађења, батерије са великим бројем секција се не користе у таквим колима.

„Лењинградку“ карактеришу импресивни губици топлоте, што се мора узети у обзир при прорачуну система. Његова предност је у томе што се приликом употребе запорних вентила на улазним и излазним цевима уређаји могу селективно искључити ради поправке без заустављања циклуса грејања (+)

Кругови грејања са сличним прикључком радијатора називају се „Ленинградка„. Упркос уоченим топлотним губицима, они се преферирају у уређењу система грејања стамбених објеката, што је последица естетскијег изгледа цевовода.

Значајан недостатак једноцевних мрежа је немогућност искључивања једне од грејних секција без заустављања циркулације воде кроз читав круг.

Због тога обично користе модернизацију класичне шеме са инсталацијом „заобићи» за заобилажење радијатора помоћу огранка са два кугласта вентила или тросмерног вентила. Ово вам омогућава да регулишете довод воде до радијатора, чак и да га потпуно искључите.

За двоспратне зграде или више спратова користе се варијанте једноцевне шеме са вертикалним успонима. У овом случају, расподела топле воде је равномернија него код хоризонталних подизача. Поред тога, вертикални подизачи су краћи и боље се уклапају у унутрашњост куће.

Једноцевна шема са вертикалним ожичењем успешно се користи при загревању двоспратних просторија коришћењем природне циркулације. Представљена је опција са могућношћу искључивања горњих радијатора

Опција помоћу повратне цеви

Када се једна цев користи за снабдевање топлом водом радијаторима, а друга за одвод охлађене воде у котао или пећ, ова шема грејања се назива двоцевни систем грејања. У присуству радијатора за грејање, такав систем се користи чешће од једноцевног система.

То је скупље, јер захтева уградњу додатне цеви, али има низ значајних предности:

• равномернија расподела температуре расхладна течност која се испоручује у радијаторе;
• лакше израчунати зависност параметара радијатора од површине загрејане просторије и потребних температурних вредности;
• ефикаснија контрола топлоте до сваког радијатора.

У зависности од смера кретања расхлађене воде у односу на топлу воду, двоцевни системи подељен на пролазне и ћорсокаке. У повезаним круговима, кретање охлађене воде се дешава у истом правцу као и топле воде, тако да је дужина циклуса за цео круг иста.

У слепим круговима, охлађена вода се креће ка топлој води, тако да се за различите радијаторе дужине циклуса циркулације расхладне течности разликују. Пошто је брзина у систему мала, време загревања може значајно да варира. Они радијатори чија је дужина циклуса воде краћа ће се загрејати брже.

Приликом одабира слепих и повезаних шема грејања, они првенствено полазе од погодности уградње повратне цеви

Постоје две врсте локације кошуљице у односу на радијаторе за грејање: горњи и доњи.Са горњим прикључком, цев за довод топле воде налази се изнад радијатора грејања, а са доњим прикључком је испод.

Са доњим прикључком могуће је избацити ваздух кроз радијаторе и нема потребе за провођењем цеви одозго, што је добро са становишта дизајна просторије.

Међутим, без разводника за убрзање, пад притиска ће бити много мањи него када се користи горња линија. Због тога се доњи слој практично не користи за загревање просторија по принципу природне циркулације.

Закључци и користан видео на тему

Организација једноцевног кола на бази електричног котла за малу кућу:

Рад двоцевног система за једноспратну дрвену кућу на бази котла на чврсто гориво дугог сагоревања:

Коришћење природне циркулације током кретања воде у кругу грејања захтева тачне прорачуне и технички компетентне инсталационе радове. Ако су ови услови испуњени, систем грејања ће ефикасно загрејати просторије приватне куће и ослободити власнике буке пумпе и зависности од електричне енергије.

Ако имате било каквих питања о овој теми или бисте желели да поделите своје лично искуство у организовању и руковању гравитационим системом грејања, оставите коментаре на овај чланак. Блок повратних информација се налази испод.