Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Избрано е изграждане на автономна мрежа за отопление от гравитационен тип, ако е неуместно, а понякога е невъзможно да се инсталира циркулационна помпа или да се свърже към централизирано електрозахранване.

Подобна система е по-евтина и е напълно независима от електроенергията. Въпреки това, неговото изпълнение зависи до голяма степен от точността на дизайна.

За да може отоплителната система с естествена циркулация да функционира безпроблемно, е необходимо да се изчислят нейните параметри, правилно да се монтират компонентите и да се избере подходящо воден контур. Ние ще помогнем за решаването на тези въпроси.

Описахме основните принципи на гравитационната система, предоставихме съвети за избор на тръбопровод, очертахме правилата за сглобяване на контура и поставяне на работните възли. Обърнахме специално внимание на характеристиките на проектирането и експлоатацията на едно- и двутръбни отоплителни схеми.

Принципи на естествения процес на циркулация

Процесът на движение на водата в отоплителния кръг без използване на циркулационна помпа се осъществява поради естествените физични закони.

Разбирането на естеството на тези процеси ще ви позволи компетентно да разработите проект за отоплителна система за типични и нестандартни случаи.

Естественият вариант, предопределящ движението на охлаждащата течност под влиянието на гравитацията, се използва в къщи и апартаменти с независими отоплителни системи Резервният обем, необходим за разширяване на топлоносителя в процеса на отопление, се осигурява от отворен разширителен резервоар При конструирането на системи с естествено движение на охлаждащата течност има едно- и двутръбни схеми. Контурите с един път се подреждат с най-горните кабели Двутръбните гравитационни системи са изградени с горно и долно окабеляване. Хоризонталните зони винаги се поставят с наклон от 2-3 мм на линеен метър Тежък недостатък на гравитационните отоплителни системи е слабата глава, поради което те не конструират контури на повече от 30 м хоризонтално. В системи с гравитационно движение на охлаждащата течност, минимум от технически устройства, като резултат, минимум проблеми с регулирането и ремонта При подготовката на охлаждащата течност се използва твърдо гориво и всички видове газови котли Нека затоплянето на охлаждащата течност до температурата на изпаряване + 105 º на изхода на котела. Този факт трябва да се вземе предвид при избора на оборудване и тръби за строителството

Максимална разлика в хидростатичното налягане

Основното физическо свойство на всеки топлоносител (вода или антифриз), което допринася за неговото движение по контура по време на естествената циркулация, е намаляване на плътността при повишаване на температурата.

Плътността на горещата вода е по-малка от тази на студена и следователно има разлика в хидростатичното налягане на топла и студена течна колона. Студената вода, която тече към топлообменника, измества горещо нагоре по тръбата.

По време на естествената циркулация движещата сила на водата във веригата е спадът на хидростатичното налягане между студените и горещите течни колони.

Отоплителният кръг на къщата може да бъде разделен на няколко фрагмента. На „горещите” фрагменти водата се издига нагоре, а на „студа” - надолу. Границите на фрагментите са горната и долната точка на отоплителната система.

Основната задача при моделирането на система с естествена циркулация на водата е да се постигне максимална възможна разлика между налягането на колоната за течност в "горещите" и "студените" фрагменти.

Колекторът за ускорение (главен щранг), вертикална тръба, насочена нагоре от топлообменника, е класически елемент за естествената циркулация на водния кръг.

Колекторът за ускорение трябва да има максимална температура, така че да се затопля по цялата дължина. Въпреки че, ако височината на колектора не е голяма (както за едноетажни къщи), тогава е възможно да не се извършва изолация, тъй като водата в него няма да има време да се охлади.

Обикновено системата е проектирана по такъв начин, че горната точка на колектора за ускорение съвпада с горната точка на целия контур. Там, където се използва диафрагмен резервоар, се поставя изход за разширителен резервоар с отворен тип или вентил за обезвъздушаване.

Тогава дължината на “горещия” контур е минимално възможна, което води до намаляване на топлинните загуби в тази област.

Също така е желателно "горещият" контурен фрагмент да не се комбинира с дълъг участък, транспортиращ охладеното охлаждащо средство. В идеалния случай, долната точка на водния кръг съвпада с долната точка на топлообменника, поставен в нагревателното устройство.

Колкото по-нисък е котелът в отоплителната система, толкова по-ниско е хидростатичното налягане на колоната за течност в горещата част на веригата.

За сегмента на „студения” воден контур съществуват и правила, които увеличават налягането на течността:

  • колкото повече са загубите на топлина в „студената” част на отоплителната мрежа, толкова по-ниска е температурата на водата и колкото по-голяма е нейната плътност, следователно експлоатацията на системите с естествена циркулация е възможна само със значителен топлообмен;
  • колкото по-голямо е разстоянието от долната точка на контура до връзката на радиаторите, толкова по-голяма е частта от водния стълб с минималната температура и максимална плътност.

За да се гарантира, че последното правило е изпълнено, често печката или котела се монтират в най-ниската точка на къщата, например в сутерена. Това поставяне на котела осигурява максимално възможното разстояние между долното ниво на радиаторите и точката на влизане на водата в топлообменника.

Въпреки това, височината между долната и горната точка на водния кръг по време на естествената циркулация не трябва да бъде твърде голяма (на практика не повече от 10 метра). Пещта или котела, загряват само топлообменника и долната част на колектора за ускорение.

Ако този фрагмент е незначителен по отношение на цялата височина на водния кръг, тогава спадът на налягането в "горещия" фрагмент на веригата ще бъде незначителен и процесът на циркулация няма да започне.

Използването на системи с естествена циркулация за двуетажни сгради е напълно оправдано и за по-голям брой етажи е необходима циркулационна помпа.

Минимизиране на устойчивостта на движение на водата

При проектирането на система с естествена циркулация е необходимо да се вземе предвид скоростта на охлаждащата течност по контура.

На първо място, колкото по-бърза е скоростта, толкова по-бързо ще се осъществи преносът на топлина чрез системата “котел - топлообменник - воден контур - отоплителни радиатори - стая”.

Второ, колкото по-бърза е скоростта на течността през топлообменника, толкова по-малко вероятно е да кипи, което е особено важно при отоплението на пещта.

Кипящата вода в системата може да бъде много скъпа - разходите за демонтаж, ремонт и повторно инсталиране на топлообменника изискват много време и пари.

В отоплителните системи с принудителна циркулация скоростта на движение на водата зависи главно от параметрите на циркулационната помпа.

Когато отоплението на вода с нормална циркулация зависи от следните фактори:

  • разлики в налягането между контурните фрагменти в долната му точка;
  • хидродинамично съпротивление на отоплителната система.

Начини за максимизиране на разликата в налягането бяха обсъдени по-горе. Хидродинамичното съпротивление на реалната система не може да се изчисли точно поради сложен математически модел и голям брой входящи данни, чиято точност е трудно да се гарантира.

Въпреки това, има общи правила, спазването на които ще намали съпротивлението на отоплителния кръг.

Основните причини за намаляване на скоростта на водата са съпротивлението на стените на тръбите и наличието на свивания поради наличието на фитинги или спирателни клапани. При ниски скорости на потока устойчивостта на стените практически липсва.

Изключение правят дългите и тънки тръби, характерни за отопление с топлоизолиран под. Като правило се отличават отделни контури с принудителна циркулация.

При избора на типове тръби за верига с естествена циркулация трябва да се вземе предвид техническото стесняване при монтажа на системата. Поради това е нежелателно да се използват металопластикови тръби за естествена циркулация на водата поради тяхната връзка с арматура с много по-малък вътрешен диаметър.

Монтирането на металопластикови тръби до известна степен стеснява вътрешния диаметър и е сериозно препятствие пред пътя на водата със слаба глава (+)

Правила за подбор и монтаж на тръби

Изборът между стоманени или полипропиленови тръби по време на всяко циркулиране се извършва според критерия за възможността за тяхното използване за топла вода, както и от гледна точка на цената, лекотата на монтаж и експлоатационен живот.

Стълбът за захранване е монтиран от метална тръба, тъй като през нея преминава вода с най-висока температура, а в случай на нагряване на пещта или повреда на топлообменник може да се премине пара.

При необходимост от естествена циркулация, диаметърът на тръбата е малко по-голям, отколкото при циркулационната помпа. Обикновено за отопление на помещенията до 200 квадратни метра. m, диаметърът на ускорението на колектора и тръбата на входа на връщането към топлообменника е 2 инча.

Това се дължи на по-ниска скорост на водата в сравнение с опцията за принудителна циркулация, което води до следните проблеми:

  • намаляване на количеството топлина, пренесена за единица време от източника до отопляваното помещение;
  • появата на запушвания или задръствания, които не могат да се справят с малък натиск.

Особено внимание, когато се използва естествена циркулация с схемата на по-ниско дебит, трябва да се обърне внимание на проблема с отстраняването на въздух от системата. Тя не може да бъде напълно отстранена от охладителя през разширителния съд, защото врящите води влизат в устройствата първо по линията по-ниско от самите тях.

По време на принудителната циркулация, налягането на водата извежда въздуха към въздушния колектор, инсталиран в най-високата точка на системата - устройство с автоматично, ръчно или полуавтоматично управление. С помощта на маевски кранове се извършва основно регулиране на топлопредаването.

В гравитационните отоплителни мрежи с захранване, разположено под инструментите, крановете на Маевски се използват директно за изпускане на въздух.

На всички модерни радиатори, има устройства за изпускане на въздух, следователно, за да се предотврати образуването на задръствания по веригата, можете да направите наклон, като движите въздуха до радиатора

Въздухът може да бъде изхвърлен и чрез вентилационен отвор, инсталиран на всеки щранг или на въздушна линия, разположен паралелно на главните линии на системата. Поради впечатляващия брой устройства за изпускане на въздух, гравитационните схеми на дънното окабеляване се използват изключително рядко.

При слаба глава малък въздушен блок може напълно да спре отоплителната система. Така, според SNiP 41-01-2003, не е позволено да се прокарват тръбопроводи на отоплителни системи без наклон при скорост на водата по-малка от 0, 25 m / s.

С естествена циркулация такива скорости са недостижими. Следователно, в допълнение към увеличаването на диаметъра на тръбите, е необходимо да се наблюдават постоянни наклони за отстраняване на въздуха от отоплителната система. Наклонът е проектиран в размер на 2–3 mm на 1 метър, а в жилищните мрежи наклонът достига 5 mm на линеен метър от хоризонталната линия.

Захранването се осъществява по време на движението на водата, така че въздухът се движи към резервоара-разширител или към системата за изпускане на въздух, разположена в горната точка на контура. Въпреки че можете да направите и контра-пристрастия, но в този случай, трябва допълнително да инсталирате вентил за изпускане на въздух.

Наклонът на обратната линия обикновено се прави в посока на охладена вода. Тогава долната точка на веригата ще съвпадне с входа на връщащата тръба към топлогенератора.

Най-често срещаната комбинация на посоката на наклона на поточните и връщащите тръби за отстраняване на въздушните пробки от водния кръг с естествена циркулация

При монтиране на топъл под на малка площ във верига с естествена циркулация е необходимо да се предотврати навлизането на въздух в тесните и хоризонтални тръби на тази отоплителна система. Необходимо е устройството за отвеждане на въздуха да се постави пред топлия под.

Еднотръбни и двутръбни отоплителни схеми

При проектирането на жилищна отоплителна схема с естествена циркулация на водата е възможно да се проектират както една, така и няколко отделни вериги. Те могат да се различават значително една от друга. Независимо от дължината, броя на радиаторите и други параметри, те се изпълняват от еднотръбна или двутръбна схема.

Единичен контур

Отоплителната система, използваща същата тръба за последователно подаване на вода към радиаторите, се нарича една тръба. Най-простият вариант с една тръба е да се загряват метални тръби, без да се използват радиатори.

Това е най-евтиният и най-малко проблематичен начин за решаване на домашното отопление при избора в полза на естествената циркулация на охлаждащата течност. Единственият съществен недостатък е появата на обемисти тръби.

С най-икономичната версия на еднотръбната верига с отоплителни радиатори, гореща вода преминава последователно през всяко устройство. Тук имате нужда от минимален брой тръби и клапани.

При преминаването си охлаждащата течност се охлажда, така че следващите радиатори получават по-студена вода, което трябва да се вземе предвид при изчисляване на броя на секциите.

Една проста тръбна схема (отгоре) изисква минимално количество монтажни работи и инвестиции. По-сложната и скъпа опция на дъното ви позволява да изключите радиаторите, без да спирате цялата система

Най-ефективният начин за свързване на отоплителни уреди към еднотръбна мрежа се счита за диагонална опция.

Според тази схема на отоплителни кръгове с естествен тип циркулация, гореща вода влиза в радиатора от горе, след охлаждане се изпуска през тръбата, разположена отдолу. При преминаване по подобен начин, нагрятата вода отделя максимално количество топлина.

При по-ниска връзка към акумулатора като вход и изход, преносът на топлина е значително намален, тъй като нагрятата охладителна течност трябва да премине най-дългия път. Поради значителното охлаждане в такива схеми не се използват батерии с голям брой секции.

"Ленинградка" се характеризира с впечатляваща загуба на топлина, която трябва да се има предвид при изчисляване на системата. Предимството му е, че при използване на спирателни вентили на входа и изхода, устройствата могат да бъдат селективно изключени за ремонт без спиране на цикъла на загряване (+)

Отоплителните кръгове с подобно свързване на радиатори се наричат "Ленинградка". Въпреки изразените топлинни загуби, те се предпочитат при подреждането на системите за отопление на апартаментите, което се дължи на по-естетичния начин на полагане на тръбопровода.

Съществен недостатък на еднотръбните мрежи е невъзможността да се изключи една от нагревателните секции, без да се спира циркулацията на водата по цялата верига.

Затова обикновено се използва за модернизиране на класическата схема с инсталирането на "байпас" за байпас на радиатора с помощта на клон с два сферични вентила или трипътен вентил. Това ви позволява да регулирате потока на водата до радиатора, до пълното му спиране.

За две или повече етажни сгради се използват едно-тръбни версии с вертикални щрангове. В този случай разпределението на гореща вода е по-равномерно, отколкото при хоризонталните щрангове. В допълнение, вертикалните щрангове са по-малко обширни и се вписват по-добре във вътрешността на къщата.

Едно-тръбна верига с вертикално окабеляване се използва успешно за отопление на двуетажни помещения с естествена циркулация. Представен е вариант с възможност за изключване на горните радиатори.

Опция за връщане на тръбата

Когато една тръба се използва за подаване на топла вода към радиаторите, а втората се използва за източване на охладената към котела или пещта, такава отоплителна схема се нарича двутръбна. При наличието на радиатори подобна система се използва по-често от еднотръбни.

Той е по-скъп, защото изисква инсталирането на допълнителна тръба, но има редица значителни предимства:

  • по-равномерно разпределение на температурата на охлаждащата течност към радиаторите;
  • по-лесно е да се изчисли зависимостта на параметрите на радиаторите от площта на отопляваното помещение и необходимите температурни стойности;
  • по-ефективно регулиране на подаването на топлина към всеки радиатор.

В зависимост от посоката на движение на охладената вода е относително горещо, двутръбните системи се разделят на заобикалящи и мъртви. При диаграми преминаването на охладената вода протича в същата посока като горещата, поради което дължината на цикъла за цялата верига съвпада.

В прекъсващите вериги охладената вода се движи към гореща, затова за различните радиатори дължините на цикъла на въртене на охлаждащата течност са различни. Тъй като скоростта в системата е малка, времето за нагряване може да варира значително. Онези радиатори, чиято дължина на цикъла е по-малка от водния цикъл, ще се загреят по-бързо.

При избора на мъртва точка и преминаване отопление схеми идват предимно от удобството на връщане тръба

Съществуват два вида местоположение на облицовката по отношение на радиаторите: горна и долна. В горната облицовка тръбата, която доставя топла вода, се намира над радиаторите, а в долната - под.

В долната подложка е възможно да се отстрани въздухът чрез радиатори и не е необходимо да се държат тръби отгоре, което е добре от гледна точка на дизайна на помещението.

Въпреки това, без колектор за ускорение, спадът на налягането ще бъде много по-малък, отколкото при използване на горната обвивка. Следователно, долната очна линия, когато отоплява помещенията според принципа на естествената циркулация, практически не се използва.

Заключения и полезно видео по темата

Организация на еднотръбна схема на базата на електрически котел за малка къща:

Работа на двутръбна система за едноетажна дървена къща на базата на котел на твърдо гориво с продължително изгаряне:

Използването на естествена циркулация при движението на вода в отоплителния кръг изисква прецизни изчисления и технически компетентни монтажни работи. Когато тези условия бъдат изпълнени, отоплителната система ще отоплява помещенията на частна къща и ще освободи собствениците на помпата от шум и зависимост от електричество.

Ако имате някакви въпроси по темата или имате желание да споделите личен опит с организацията и работата на отоплителната система от гравитационен тип, моля оставете коментари по тази статия. Кутията за обратна връзка се намира по-долу.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Отопление