Cechy urządzenia systemu grzewczego z wymuszonym obiegiem

Rodzaje wymuszonego obiegu nośnika ciepła w ogrzewaniu

Zastosowanie schematów ogrzewania z wymuszonym obiegiem w domach dwupiętrowych jest stosowane ze względu na długość linii systemowych (ponad 30 m). Ta metoda jest wykonywana za pomocą pompy obiegowej, która pompuje ciecz z obwodu.Montowany jest na wlocie do nagrzewnicy, gdzie temperatura płynu chłodzącego jest najniższa.

W obiegu zamkniętym stopień ciśnienia, jaki wytwarza pompa, nie zależy od liczby kondygnacji i powierzchni budynku. Prędkość przepływu wody staje się większa, dlatego podczas przechodzenia przez rurociągi chłodziwo nie ochładza się zbytnio. Przyczynia się to do bardziej równomiernego rozprowadzania ciepła w całym systemie oraz wykorzystania generatora ciepła w trybie oszczędzania.

Zbiornik wyrównawczy może znajdować się nie tylko w najwyższym punkcie systemu, ale także w pobliżu kotła. Aby udoskonalić obwód, projektanci wprowadzili do niego przyspieszający kolektor. Teraz, jeśli nastąpi przerwa w dostawie prądu, a następnie zatrzymanie pompy, system będzie kontynuował pracę w trybie konwekcyjnym.

• z jedną rurą
• dwa;
• kolektor.

Każdy można zamontować samodzielnie lub zaprosić specjalistów.

Wariant schematu z jedną rurą

Na wlocie akumulatora zamontowane są również zawory odcinające, które służą do regulacji temperatury w pomieszczeniu, a także niezbędne przy wymianie sprzętu. Na grzejniku zainstalowany jest zawór odpowietrzający.

Zawór akumulatora

Aby zwiększyć równomierność dystrybucji ciepła, grzejniki są instalowane wzdłuż linii obejściowej. Jeśli nie korzystasz z tego schematu, będziesz musiał wybrać baterie o różnych pojemnościach, biorąc pod uwagę utratę nośnika ciepła, to znaczy im dalej od kotła, tym więcej sekcji.

Zastosowanie zaworów odcinających jest opcjonalne, ale bez nich manewrowość całego systemu grzewczego jest ograniczona. W razie potrzeby nie będziesz w stanie odłączyć drugiego lub pierwszego piętra od sieci, aby zaoszczędzić paliwo.

Aby uciec od nierównomiernego rozmieszczenia nośnika ciepła, stosuje się schematy z dwiema rurami.

• ślepy zaułek;
• przechodzący;
• kolektor.

Opcje ślepych zaułków i schematów mijania

Powiązana opcja ułatwia kontrolę poziomu ciepła, ale konieczne jest zwiększenie długości rurociągu.

Obwód kolektora jest uznawany za najbardziej efektywny, co pozwala na doprowadzenie osobnej rury do każdego grzejnika. Ciepło jest rozprowadzane równomiernie. Jest jeden minus - wysoki koszt wyposażenia, wraz ze wzrostem ilości materiałów eksploatacyjnych.

Schemat ogrzewania poziomego kolektora

Istnieją również pionowe opcje dostarczania nośnika ciepła, które można znaleźć w dolnym i górnym okablowaniu. W pierwszym przypadku odpływ z doprowadzeniem nośnika ciepła przechodzi przez podłogi, w drugim pion wznosi się z kotła na strych, gdzie rury są poprowadzone do elementów grzejnych.

Układ pionowy

Domy dwupiętrowe mogą mieć bardzo różną powierzchnię, od kilkudziesięciu do kilkuset metrów kwadratowych. Różnią się także lokalizacją pomieszczeń, obecnością budynków gospodarczych i ogrzewanych werand, położeniem do punktów kardynalnych. Koncentrując się na tych i wielu innych czynnikach, powinieneś zdecydować się na naturalny lub wymuszony obieg chłodziwa.

Prosty schemat obiegu chłodziwa w prywatnym domu z systemem grzewczym z naturalnym obiegiem.

Schematy ogrzewania z naturalną cyrkulacją chłodziwa wyróżniają się prostotą. Tutaj płyn chłodzący porusza się sam przez rury, bez pomocy pompy obiegowej - pod wpływem ciepła podnosi się, wchodzi do rur, jest rozprowadzany po grzejnikach, schładza się i wchodzi do rury powrotnej, aby wrócić do kotła. Oznacza to, że chłodziwo porusza się grawitacyjnie, przestrzegając praw fizyki.

Schemat zamkniętego dwururowego systemu grzewczego dwupiętrowego domu z wymuszonym obiegiem

• Bardziej równomierne ogrzewanie całego gospodarstwa domowego;
• Znacznie dłuższe odcinki poziome (w zależności od mocy zastosowanej pompy może sięgać kilkuset metrów);
• Możliwość wydajniejszego podłączenia grzejników (na przykład po przekątnej);
• Możliwość montażu dodatkowych kształtek i kolanek bez ryzyka spadku ciśnienia poniżej limitu minimalnego.

Dlatego w nowoczesnych dwupiętrowych domach najlepiej stosować systemy grzewcze z wymuszonym obiegiem. Możliwe jest również zainstalowanie obejścia, które pomoże wybrać między obiegiem wymuszonym a naturalnym w celu wybrania najbardziej optymalnej opcji. Dokonujemy wyboru w kierunku systemów przymusu, jako bardziej skutecznych.

Obieg wymuszony ma kilka wad - jest to konieczność zakupu pompy obiegowej i zwiększony poziom hałasu związany z jej pracą.

Systemy ze sztuczną indukcją ruchu chłodziwa

Schematy otwartego systemu grzewczego z pompą w każdym przypadku implikują użycie odpowiedniego urządzenia. Pozwala to zwiększyć prędkość przepływu cieczy i skrócić czas ogrzewania domu. Przepływ chłodziwa w tym przypadku porusza się z prędkością około 0,7 m/s, dzięki czemu wymiana ciepła staje się bardziej wydajna, a wszystkie sekcje systemu zaopatrzenia w ciepło są ogrzewane równomiernie.

Podczas instalowania otwartego systemu grzewczego z pompą należy wziąć pod uwagę kilka cech:

• Obecność wbudowanej pompy obiegowej wymaga podłączenia do sieci zasilającej.Aby zapewnić nieprzerwaną pracę podczas awarii zasilania awaryjnego, zaleca się montaż pompy na obejściu.
• Sprzęt pompujący należy umieścić na rurze powrotnej przed wejściem do kotła, w odległości do 1,5 metra od niego.
• Pompa zderza się z rurociągiem, biorąc pod uwagę kierunek ruchu chłodziwa.

informacje ogólne

Podstawowe momenty

Brak pompy obiegowej i ogólnie ruchomych elementów oraz obiegu zamkniętego, w którym ilość zawiesin i soli mineralnych jest ograniczona, powoduje, że żywotność tego typu instalacji grzewczej jest bardzo długa. W przypadku stosowania rur ocynkowanych lub polimerowych i grzejników bimetalicznych - co najmniej pół wieku.
Naturalny obieg grzewczy oznacza dość mały spadek ciśnienia. Rury i urządzenia grzewcze nieuchronnie zapewniają pewien opór ruchowi chłodziwa. Dlatego zalecany promień interesującego nas systemu grzewczego szacowany jest na około 30 metrów. Oczywiście nie oznacza to, że przy promieniu 32 metrów woda zamarznie – granica jest raczej arbitralna.
Bezwładność systemu będzie dość duża. Od rozpalenia lub rozruchu kotła do ustabilizowania się temperatury we wszystkich ogrzewanych pomieszczeniach może upłynąć kilka godzin. Powody są jasne: kocioł będzie musiał rozgrzać wymiennik ciepła i dopiero wtedy woda zacznie krążyć i to raczej powoli.
Wszystkie poziome odcinki rurociągów są wykonane z obowiązkowym nachyleniem w kierunku ruchu wody. Zapewni swobodny ruch wody chłodzącej grawitacyjnie przy minimalnym oporze.

Co nie mniej ważne - w tym przypadku wszystkie korki powietrzne zostaną wypchnięte do górnego punktu instalacji grzewczej, gdzie zamontowany jest zbiornik wyrównawczy - szczelny, z odpowietrznikiem lub otwarty.

Całe powietrze zbierze się na górze.

Samoregulacja

Ogrzewanie domu z naturalnym obiegiem to system samoregulujący. Im zimniej jest w domu, tym szybciej krąży płyn chłodzący. Jak to działa?

Faktem jest, że ciśnienie cyrkulacji zależy od:

Różnice wysokości między kotłem a dolną grzałką. Im niższy jest kocioł względem dolnego grzejnika, tym szybciej woda przeleje się do niego grawitacyjnie. Zasada naczyń połączonych, pamiętasz? Parametr ten jest stabilny i niezmienny podczas pracy systemu grzewczego.

Schemat wyraźnie pokazuje zasadę działania ogrzewania.

Wraz ze spadkiem temperatury chłodziwa jego gęstość wzrasta i zaczyna szybko wypierać podgrzaną wodę z dolnej części obwodu.

Wskaźnik cyrkulacji

Oprócz ciśnienia o szybkości cyrkulacji chłodziwa decyduje szereg innych czynników.

• Średnica rury okablowania. Im mniejszy przekrój wewnętrzny rury, tym większy opór zapewni ruchowi w nim płynu. Dlatego do okablowania w przypadku cyrkulacji naturalnej przyjmuje się rury o celowo przewymiarowanej średnicy - DN32 - DN40.
• Materiał rury. Stal (zwłaszcza skorodowana i pokryta osadami) stawia opór przepływowi kilkakrotnie bardziej niż np. rura polipropylenowa o tym samym przekroju.
• Liczba i promień zwojów. Dlatego najlepiej wykonać główne okablowanie tak prosto, jak to możliwe.
• Obecność, liczba i rodzaj zaworów, różne podkładki ustalające i przejścia średnic rur.

Każdy zawór, każde kolanko powoduje spadek ciśnienia.

To właśnie ze względu na mnogość zmiennych, dokładne obliczenie systemu grzewczego z naturalnym obiegiem jest niezwykle rzadkie i daje bardzo przybliżone wyniki. W praktyce wystarczy skorzystać z podanych już zaleceń.

Sposoby obiegu wody w systemach grzewczych

Ruch płynu po obwodzie zamkniętym (kontury) może odbywać się w trybie naturalnym lub wymuszonym. Woda podgrzana przez kocioł grzewczy pędzi do akumulatorów. Ta część obwodu grzewczego nazywana jest skokiem do przodu (prądem). Po dotarciu do akumulatorów płyn chłodzący schładza się i jest wysyłany z powrotem do kotła w celu podgrzania. Ten przedział zamkniętej trasy nazywany jest odwrotnym (prądem). Aby przyspieszyć cyrkulację chłodziwa wzdłuż obwodu, stosuje się specjalne pompy obiegowe, wycinane w rurociągu na „powrocie”. Produkowane są modele kotłów grzewczych, których konstrukcja przewiduje obecność takiej pompy.

Naturalna cyrkulacja chłodziwa

Przy naturalnej cyrkulacji ruch wody w systemie odbywa się grawitacyjnie. Jest to możliwe dzięki efektowi fizycznemu, który pojawia się przy zmianie gęstości wody. Ciepła woda ma mniejszą gęstość. Płyn idący w odwrotnym kierunku ma dużą gęstość, dzięki czemu z łatwością wypiera wodę już podgrzaną w bojlerze. Gorący płyn chłodzący pędzi w górę pionu, a następnie jest rozprowadzany wzdłuż poziomych linii narysowanych z lekkim nachyleniem nie większym niż 3-5 stopni.Obecność nachylenia i umożliwia grawitacyjny ruch płynu przez rury.

Schemat ogrzewania, oparty na naturalnej cyrkulacji chłodziwa, jest najprostszy, a zatem łatwy do wdrożenia w praktyce. Ponadto w tym przypadku nie jest wymagana żadna inna komunikacja. Ta opcja jest jednak odpowiednia tylko dla prywatnych domów o małej powierzchni, ponieważ długość obwodu jest ograniczona do 30 metrów. Wady obejmują konieczność instalowania rur o większej średnicy, a także niskie ciśnienie w systemie.

Wymuszony obieg chłodziwa

W autonomicznych systemach grzewczych z wymuszonym obiegiem wody (chłodziwa) w obiegu zamkniętym obowiązkowa jest pompa obiegowa, która zapewnia przyspieszony przepływ podgrzanej wody do akumulatorów i schłodzonej wody do nagrzewnicy. Ruch wody jest możliwy dzięki różnicy ciśnień, która występuje między przepływem bezpośrednim i wstecznym chłodziwa.

Podczas instalowania tego systemu nie jest wymagane obserwowanie nachylenia rurociągu. Jest to zaleta, ale istotną wadą jest zależność energetyczna takiego systemu grzewczego. Dlatego w przypadku przerwy w dostawie prądu w prywatnym domu musi być generator (minielektrownia), który zapewni działanie systemu grzewczego w sytuacji awaryjnej.

Schemat z wymuszonym obiegiem wody jako nośnika ciepła można zastosować podczas instalowania ogrzewania w domu o dowolnej wielkości. W takim przypadku dobierana jest pompa o odpowiedniej mocy i zapewnione jest jej nieprzerwane zasilanie.

System dwururowy z dolnym okablowaniem

Następnie rozważymy systemy dwururowe, które wyróżniają się tym, że zapewniają równomierne rozprowadzanie ciepła nawet w największych gospodarstwach domowych z wieloma pomieszczeniami. To system dwururowy służy do ogrzewania budynków wielokondygnacyjnych, w których jest dużo mieszkań i lokali niemieszkalnych - tutaj taki schemat sprawdza się znakomicie. Rozważymy schematy dla domów prywatnych.

Dwururowy system grzewczy z dolnym okablowaniem.

Dwururowy system grzewczy składa się z rury zasilającej i powrotnej. Pomiędzy nimi zainstalowane są grzejniki - wlot grzejnika jest podłączony do rury zasilającej, a wylot do rury powrotnej. Co to daje?

• Równomierne rozprowadzenie ciepła w całym pomieszczeniu.
• Możliwość regulacji temperatury w pomieszczeniach poprzez całkowite lub częściowe blokowanie poszczególnych grzejników.
• Możliwość ogrzewania wielopiętrowych domów prywatnych.

Istnieją dwa główne typy systemów dwururowych - z dolnym i górnym okablowaniem. Na początek rozważymy system dwururowy z dolnym okablowaniem.

Niższe okablowanie jest stosowane w wielu domach prywatnych, ponieważ pozwala zmniejszyć widoczność ogrzewania. Rury zasilające i powrotne przechodzą tu obok siebie, pod kaloryferami, a nawet w podłogach. Powietrze jest usuwane przez specjalne krany Mayevsky'ego. Schematy ogrzewania w prywatnym domu wykonanym z polipropylenu najczęściej przewidują właśnie takie okablowanie.

Zalety i wady systemu dwururowego z dolnym okablowaniem

Instalując ogrzewanie z dolnym okablowaniem możemy ukryć rury w podłodze.

Zobaczmy, jakie pozytywne cechy mają systemy dwururowe z dolnym okablowaniem.

• Możliwość maskowania rur.
• Możliwość zastosowania grzejników z dolnym podłączeniem - to nieco upraszcza montaż.
• Straty ciepła są zminimalizowane.

Możliwość przynajmniej częściowego uczynienia ogrzewania mniej widocznym przyciąga wiele osób. W przypadku okablowania dolnego otrzymujemy dwie równoległe rury biegnące równo z podłogą. W razie potrzeby można je umieścić pod podłogami, zapewniając taką możliwość nawet na etapie projektowania systemu grzewczego i opracowywania projektu budowy prywatnego domu.

W przypadku korzystania z grzejników z dolnym podłączeniem możliwe staje się prawie całkowite ukrycie wszystkich rur w podłogach - grzejniki są tutaj połączone za pomocą specjalnych węzłów.

Jeśli chodzi o wady, to są to konieczność regularnego ręcznego usuwania powietrza oraz konieczność stosowania pompy cyrkulacyjnej.

Cechy montażu systemu dwururowego z dolnym okablowaniem

Plastikowe łączniki do rur grzewczych o różnych średnicach.

Aby zamontować system grzewczy zgodnie z tym schematem, konieczne jest ułożenie rur zasilających i powrotnych wokół domu. W tym celu w sprzedaży dostępne są specjalne plastikowe elementy złączne. W przypadku zastosowania grzejników z podłączeniem bocznym wykonujemy kurek z rury zasilającej do górnego bocznego otworu i odprowadzamy płyn chłodzący przez dolny boczny otwór kierując go do rury powrotnej. Przy każdym grzejniku umieszczamy otwory wentylacyjne. Kocioł w tym schemacie jest zainstalowany w najniższym punkcie.

Wykorzystuje ukośne połączenie grzejników, co zwiększa ich wymianę ciepła. Niższe podłączenie grzejników zmniejsza moc grzewczą.

Taki schemat jest najczęściej zamykany za pomocą zamkniętego zbiornika wyrównawczego.Ciśnienie w układzie wytwarzane jest za pomocą pompy obiegowej. Jeśli potrzebujesz ogrzać dwupiętrowy prywatny dom, układamy rury na górnym i dolnym piętrze, po czym tworzymy równoległe połączenie obu pięter z kotłem grzewczym.

Różnica między systemami jednorurowymi a dwururowymi

Systemy podgrzewania wody dzielą się na dwa główne typy - są to jednorurowe i dwururowe. Różnice między tymi schematami polegają na sposobie podłączenia akumulatorów do wymiany ciepła do sieci.

Jednorurowa magistrala grzewcza jest obiegiem zamkniętym. Rurociąg układany jest z urządzenia grzewczego, grzejniki są z nim połączone szeregowo i prowadzą z powrotem do kotła.

Ogrzewanie za pomocą jednej linii jest po prostu montowane i nie ma dużej liczby elementów, dzięki czemu może znacznie zaoszczędzić na instalacji.

Jednorurowe obwody grzewcze z naturalnym ruchem chłodziwa są odpowiednie tylko z górnym okablowaniem. Cecha charakterystyczna - na schematach są pionki linii zasilającej, ale nie ma pionów powrotu

Ruch chłodziwa ogrzewania dwururowego odbywa się wzdłuż dwóch autostrad. Pierwszy służy do dostarczania gorącego płynu chłodzącego z urządzenia grzewczego do obwodów uwalniających ciepło, drugi - do spuszczania schłodzonej wody do kotła.

Baterie grzewcze są połączone równolegle - ogrzana ciecz wchodzi do każdego z nich bezpośrednio z obwodu zasilającego, dlatego ma prawie taką samą temperaturę.

W chłodnicy płyn chłodzący oddaje energię i schładza się do obwodu wylotowego - „powrót”. Taki schemat wymaga dwukrotnie większej liczby kształtek, rur i kształtek, jednak pozwala na aranżację skomplikowanych rozgałęzionych konstrukcji i obniżenie kosztów ogrzewania poprzez indywidualne dopasowanie grzejników.

System dwururowy skutecznie ogrzewa duże powierzchnie i budynki wielopiętrowe. W niskich (1-2 piętrach) domach o powierzchni mniejszej niż 150 m² bardziej wskazane jest zorganizowanie jednorurowego zaopatrzenia w ciepło zarówno z estetycznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia.

Schemat dwururowy do łączenia grzejników nie jest szeroko stosowany w indywidualnym zaopatrzeniu w ciepło domów prywatnych, ponieważ jest trudniejszy do zainstalowania i konserwacji. Ponadto podwojenie liczby rurek wygląda nieestetycznie

Cechy okablowania jednorurowego

Instalacja wszystkich szczegółów systemu w domu jest dość prosta. W takim przypadku zaczyna się od punktu zaopatrzenia w wodę, a kończy na urządzeniu grzewczym. Połączenie ukośne jest najbardziej efektywne, dlatego jest wybierane częściej. W budynku należy umieścić zbiornik wyrównawczy.

Istnieje również prostsza opcja, którą można łatwo wdrożyć samodzielnie. W takim przypadku konieczne jest umieszczenie drzwi na biegu schodowym. To odizoluje podłogi od siebie. Ta opcja jest dość skuteczna, choć niezbyt estetyczna.

Rada! Przed okablowaniem konieczne jest przestudiowanie różnych schematów. Wtedy znacznie łatwiej będzie podjąć decyzję o wyborze systemu.

2 Wymagania dotyczące aranżacji i obsługi

Zgodnie z cechami konstrukcyjnymi urządzenia dwururowe są nieco bardziej skomplikowane i droższe. Jest to jednak uzasadnione pewnymi plusami, które pokrywają wady wersji jednorurowej. Woda jest podgrzewana do jednolitej temperatury, a następnie płynie jednocześnie do wszystkich urządzeń.Z kolei schłodzony płyn chłodzący wraca przez rurę powrotną i nie przechodzi przez następny grzejnik.

Wyposażając otwarty system grzewczy w pompę i zbiornik wyrównawczy, należy podkreślić kilka zasad i wymagań dotyczących przyszłej pracy. Są to:

1. 1. Na etapie montażu instalacja kotła musi być zamocowana w najniższym punkcie linii, a zbiornik wyrównawczy w najwyższym.
2. 2. Idealnie kocioł powinien znajdować się na poddaszu. W okresie zimowym zbiornik i pion zasilający należy zaizolować.
3. 3. Podczas układania autostrady należy unikać dużej liczby zwojów, elementów łączących i kształtowych.
4. 4. W układach grawitacyjnych obieg chłodziwa odbywa się z małą prędkością - nie większą niż 0,1-0,3 m na sekundę. Z tego powodu konieczne jest stopniowe podgrzewanie wody, unikając wrzenia. W przeciwnym razie żywotność rur zostanie znacznie skrócona.
5. 5. Jeśli system grzewczy nie działa w zimnych porach roku, lepiej spuścić płyn chłodzący. Takie podejście zapobiegnie przedwczesnemu uszkodzeniu rur, grzejników i kotła.
6. 6. Objętość chłodziwa w zbiorniku wyrównawczym musi być monitorowana i przywracana po wyczerpaniu cieczy. Jeśli tego nie zrobisz, zwiększy się ryzyko powstania kieszeni powietrznych, co zmniejszy wydajność grzejników.
7. 7. Najlepszą opcją dla chłodziwa jest woda. Faktem jest, że płyn niezamarzający zawiera w swoim składzie substancje toksyczne, a podczas interakcji z atmosferą mogą zaszkodzić zdrowiu ludzkiemu. Ten rodzaj płynu może być stosowany, gdy nie jest możliwe spuszczenie chłodziwa w okresie zimnym.

Aktualne standardy projektowe reguluje numer SNiP 2.04.01-85. W obwodach z grawitacyjnym obiegiem cieczy średnica odcinka rury jest znacznie większa niż w układach z pompą.

Cyrkulacja grawitacyjna

W systemach, w których chłodziwo krąży w sposób naturalny, nie ma mechanizmów promujących ruch płynu. Proces odbywa się dzięki rozszerzaniu się ogrzanego chłodziwa. Aby tego typu schemat działał skutecznie, zainstalowano przyspieszający pion o wysokości 3,5 metra lub więcej.

Główny w systemie grzewczym z naturalną cyrkulacją cieczy ma pewne ograniczenia długości, w szczególności nie powinien przekraczać 30 metrów. Dlatego takie zaopatrzenie w ciepło może być wykorzystywane w małych budynkach, w tym przypadku najlepszą opcją są domy, których powierzchnia nie przekracza 60 m2. Wysokość domu i liczba pięter mają również duże znaczenie przy montażu przyspieszającego pionu. Należy wziąć pod uwagę jeszcze jeden czynnik, w systemie ogrzewania z naturalnym obiegiem chłodziwo musi być podgrzane do określonej temperatury, w trybie niskotemperaturowym nie powstaje wymagane ciśnienie.

Schemat z ruchem grawitacyjnym płynu ma pewne możliwości:

• Połączenie z systemami ogrzewania podłogowego. W takim przypadku na obiegu wodnym prowadzącym do elementów grzejnych instalowana jest pompa obiegowa. W przeciwnym razie operacja odbywa się w zwykłym trybie, bez zatrzymywania się nawet przy braku zasilania.
• Praca kotła. Urządzenie jest zainstalowane w górnej części systemu, ale na niższym poziomie niż znajduje się zbiornik wyrównawczy.W niektórych przypadkach na kotle zainstalowana jest pompa, aby działała płynnie. Należy jednak rozumieć, że w takiej sytuacji system staje się wymuszony, co powoduje konieczność zainstalowania zaworu zwrotnego, aby zapobiec recyrkulacji płynu.

informacje ogólne

Podstawowe momenty

Brak pompy obiegowej i ogólnie ruchomych elementów oraz obiegu zamkniętego, w którym ilość zawiesin i soli mineralnych jest ograniczona, powoduje, że żywotność tego typu instalacji grzewczej jest bardzo długa. W przypadku stosowania rur ocynkowanych lub polimerowych i grzejników bimetalicznych - co najmniej pół wieku.
Naturalny obieg grzewczy oznacza dość mały spadek ciśnienia. Rury i urządzenia grzewcze nieuchronnie zapewniają pewien opór ruchowi chłodziwa. Dlatego zalecany promień interesującego nas systemu grzewczego szacowany jest na około 30 metrów. Oczywiście nie oznacza to, że przy promieniu 32 metrów woda zamarznie – granica jest raczej arbitralna.
Bezwładność systemu będzie dość duża. Od rozpalenia lub rozruchu kotła do ustabilizowania się temperatury we wszystkich ogrzewanych pomieszczeniach może upłynąć kilka godzin. Powody są jasne: kocioł będzie musiał rozgrzać wymiennik ciepła i dopiero wtedy woda zacznie krążyć i to raczej powoli.
Wszystkie poziome odcinki rurociągów są wykonane z obowiązkowym nachyleniem w kierunku ruchu wody. Zapewni swobodny ruch wody chłodzącej grawitacyjnie przy minimalnym oporze.

Co nie mniej ważne - w tym przypadku wszystkie korki powietrzne zostaną wypchnięte do górnego punktu instalacji grzewczej, gdzie zamontowany jest zbiornik wyrównawczy - szczelny, z odpowietrznikiem lub otwarty.

Całe powietrze zbierze się na górze.

Samoregulacja

Ogrzewanie domu z naturalnym obiegiem to system samoregulujący. Im zimniej jest w domu, tym szybciej krąży płyn chłodzący. Jak to działa?

Faktem jest, że ciśnienie cyrkulacji zależy od:

Różnice wysokości między kotłem a dolną grzałką. Im niższy jest kocioł względem dolnego grzejnika, tym szybciej woda przeleje się do niego grawitacyjnie. Zasada naczyń połączonych, pamiętasz? Parametr ten jest stabilny i niezmienny podczas pracy systemu grzewczego.

Schemat wyraźnie pokazuje zasadę działania ogrzewania.

Ciekawe: dlatego kocioł zaleca się montować w piwnicy lub jak najniżej w pomieszczeniu. Jednak autor dostrzegł doskonale działający system grzewczy, w którym wymiennik ciepła w piecu pieca był zauważalnie wyższy niż grzejniki. System był w pełni sprawny.

Różnice w gęstości wody na wylocie z kotła iw rurociągu powrotnym. O czym oczywiście decyduje temperatura wody. I właśnie dzięki tej funkcji naturalne ogrzewanie staje się samoregulujące: gdy temperatura w pomieszczeniu spada, grzejniki schładzają się.

Wraz ze spadkiem temperatury chłodziwa jego gęstość wzrasta i zaczyna szybko wypierać podgrzaną wodę z dolnej części obwodu.

Wskaźnik cyrkulacji

Oprócz ciśnienia o szybkości cyrkulacji chłodziwa decyduje szereg innych czynników.

• Średnica rury okablowania. Im mniejszy przekrój wewnętrzny rury, tym większy opór zapewni ruchowi w nim płynu. Dlatego do okablowania w przypadku cyrkulacji naturalnej przyjmuje się rury o celowo przewymiarowanej średnicy - DN32 - DN40.
• Materiał rury. Stal (zwłaszcza skorodowana i pokryta osadami) stawia opór przepływowi kilkakrotnie bardziej niż np. rura polipropylenowa o tym samym przekroju.
• Liczba i promień zwojów. Dlatego najlepiej wykonać główne okablowanie tak prosto, jak to możliwe.
• Obecność, ilość i rodzaj zaworów. różnorodne podkładki ustalające i przejścia średnic rur.

Każdy zawór, każde kolanko powoduje spadek ciśnienia.

To właśnie ze względu na mnogość zmiennych, dokładne obliczenie systemu grzewczego z naturalnym obiegiem jest niezwykle rzadkie i daje bardzo przybliżone wyniki. W praktyce wystarczy skorzystać z podanych już zaleceń.

Klasyfikacja systemów podgrzewania wody według zasady działania

Zgodnie z zasadą działania ogrzewanie ma naturalny i wymuszony obieg chłodziwa.

Z naturalnym krążeniem

Służy do ogrzewania małego domu. Płyn chłodzący przepływa przez rury dzięki naturalnej konwekcji.

Zdjęcie 1. Schemat systemu ogrzewania wody z naturalnym obiegiem. Rury muszą być instalowane z niewielkim nachyleniem.

Zgodnie z prawami fizyki unosi się ciepła ciecz. Woda podgrzana w bojlerze podnosi się, po czym spływa rurami do ostatniego grzejnika w instalacji. Schładzając się, woda wchodzi do rury powrotnej i wraca do kotła.

Zastosowanie systemów działających za pomocą naturalnej cyrkulacji wymaga stworzenia spadku - upraszcza to ruch chłodziwa. Długość rury poziomej nie może przekraczać 30 metrów - odległość od skrajnego grzejnika w instalacji do kotła.

Takie systemy przyciągają niskimi kosztami, nie są wymagane żadne dodatkowe urządzenia, praktycznie nie hałasują podczas pracy. Minusem jest to, że rury wymagają dużej średnicy i powinny być ułożone możliwie równomiernie (prawie nie ma w nich ciśnienia chłodziwa). Nie da się ogrzać dużego budynku.

Schemat wymuszonego obiegu

Schemat z wykorzystaniem pompy jest bardziej skomplikowany. Tutaj oprócz akumulatorów grzewczych zainstalowana jest pompa obiegowa, która przemieszcza chłodziwo przez system grzewczy. Ma wyższe ciśnienie, więc:

• Istnieje możliwość układania rur z kolankami.
• Łatwiej jest ogrzać duże budynki (nawet kilkupiętrowe).
• Nadaje się do małych rur.

Fot. 2. Schemat instalacji grzewczej z wymuszonym obiegiem. Do przemieszczania chłodziwa przez rury służy pompa.

Często układy te są zamknięte, co eliminuje wnikanie powietrza do grzejników i chłodziwa - obecność tlenu prowadzi do korozji metalu. W takim systemie wymagane są zamknięte zbiorniki wzbiorcze, uzupełnione o zawory bezpieczeństwa i urządzenia odpowietrzające. Ogrzeją dom o dowolnej wielkości i będą bardziej niezawodne w działaniu.

Metody montażu

W przypadku małego domu składającego się z 2-3 pokoi stosuje się system jednorurowy. Płyn chłodzący przepływa sekwencyjnie przez wszystkie akumulatory, dociera do ostatniego punktu i wraca przez rurę powrotną z powrotem do kotła. Baterie podłącza się od dołu. Minusem jest to, że odległe pomieszczenia nagrzewają się gorzej, ponieważ otrzymują lekko schłodzony płyn chłodzący.

Bardziej doskonałe są systemy dwururowe - rura jest układana do dalszego grzejnika, a krany są z niej prowadzone do pozostałych grzejników.Płyn chłodzący na wylocie grzejników wchodzi do rury powrotnej i przemieszcza się do kotła. Ten schemat równomiernie ogrzewa wszystkie pomieszczenia i pozwala wyłączyć niepotrzebne grzejniki, ale główną wadą jest złożoność instalacji.

Ogrzewanie kolektora

Główną wadą systemu jedno- i dwururowego jest szybkie chłodzenie chłodziwa, system połączeń kolektora nie ma tej wady.

Fot. 3. System ogrzewania kolektorów wodnych. Używana jest specjalna jednostka dystrybucyjna.

Głównym elementem i podstawą ogrzewania kolektorów jest specjalny rozdzielacz, popularnie zwany grzebieniem. Specjalna armatura hydrauliczna niezbędna do rozprowadzenia chłodziwa oddzielnymi przewodami i niezależnymi pierścieniami, pompą obiegową, urządzeniami zabezpieczającymi i zbiornikiem wyrównawczym.

Zespół rozdzielacza do dwururowego systemu grzewczego składa się z 2 części:

• Wejście - jest podłączone do urządzenia grzewczego, gdzie odbiera i rozprowadza gorący płyn chłodzący w obwodach.
• Wylot - podłączony do rur powrotnych obwodów, konieczne jest zebranie schłodzonego chłodziwa i dostarczenie go do kotła.

Główna różnica między systemem kolektorów polega na tym, że każda bateria w domu jest podłączona niezależnie, co pozwala na regulację temperatury każdego lub wyłączenie go. Czasami stosuje się okablowanie mieszane: kilka obwodów jest podłączonych niezależnie do kolektora, ale wewnątrz obwodu akumulatory są połączone szeregowo.

Płyn chłodzący dostarcza ciepło do akumulatorów przy minimalnych stratach, zwiększa się wydajność tego systemu, co pozwala używać kotła o mniejszej mocy i zużywać mniej paliwa.

Ale system ogrzewania kolektorów nie jest pozbawiony wad, do których należą:

• Zużycie rur.Będziesz musiał wydać 2-3 razy więcej rury niż przy szeregowym łączeniu akumulatorów.
• Konieczność zainstalowania pomp obiegowych. Wymaga wysokiego ciśnienia w układzie.
• Zależność energetyczna. Nie używaj w miejscach, w których mogą wystąpić przerwy w dostawie prądu.

Sami obliczamy jednorurowy system grzewczy

Główne etapy obliczania ogrzewania wody:

• obliczenie wymaganej mocy kotła;
• obliczenie mocy wszystkich urządzeń grzewczych, które zostaną podłączone do systemu;
• wymiarowanie rur.

Obliczanie mocy kotła

Wskaźniki mocy kotła obliczane są z uwzględnieniem strat ciepła przez podłogi, ściany i dach domu

Przy określaniu mocy należy zwrócić uwagę na powierzchnię, materiał produkcji, a także różnicę temperatur na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia podczas ogrzewania domu

Obliczanie mocy baterii i rozmiaru rury

Wymaganą średnicę rury można obliczyć w następujący sposób:

• Określ ciśnienie cyrkulacji, które zależy od wysokości i długości rur, a także różnicy temperatur cieczy na wylocie kotła;
• obliczyć straty ciśnienia na odcinkach prostych, zwojach i w każdym urządzeniu grzewczym.

Osobie bez specjalnej wiedzy bardzo trudno jest wykonać takie obliczenia, a także obliczyć cały schemat ogrzewania z naturalnym obiegiem. Mały błąd doprowadzi do ogromnych strat ciepła. Dlatego najlepiej powierzyć obliczenia i późniejszą instalację systemu grzewczego specjalistom.

Jak prawidłowo zainstalować ogrzewanie?

Aby gotowy system grzewczy z naturalną cyrkulacją działał prawidłowo i wydajnie, ważne jest przestrzeganie pewnych zasad podczas jego instalacji.

Ogólnie schemat instalacji wygląda tak:

• Grzejniki należy montować pod oknami, najlepiej na tym samym poziomie i zgodnie z niezbędnymi wcięciami.
• Następnie zainstaluj generator ciepła, czyli wybrany kocioł.
• Zainstaluj zbiornik wyrównawczy.
• Rury są układane, a wcześniej zamocowane elementy łączone w jeden system.
• Obwód grzewczy napełniany jest wodą i przeprowadzana jest wstępna kontrola szczelności połączeń.
• Ostatnim etapem jest uruchomienie kotła grzewczego. Jeśli wszystko działa poprawnie, w domu będzie ciepło.

Zwróć uwagę na kilka niuansów:

1. Kocioł musi znajdować się w najniższym punkcie instalacji.
2. Rury należy układać ze spadkiem w kierunku przepływu powrotnego.
3. W rurociągu powinno być jak najmniej zwojów.
4. Aby zwiększyć wydajność ogrzewania, potrzebne są rury o dużej średnicy.

Mamy nadzieję, że ten artykuł będzie dla Ciebie przydatny i będziesz mógł samodzielnie zamontować system grzewczy bez pompy obiegowej w swoim wiejskim domu.

Podkowa teoretyczna - jak działa grawitacja

Naturalna cyrkulacja wody w systemach grzewczych działa dzięki grawitacji. Jak to się stało:

1. Bierzemy otwarte naczynie, napełniamy je wodą i zaczynamy je podgrzewać. Najbardziej prymitywną opcją jest patelnia na kuchence gazowej.
2. Temperatura dolnej warstwy cieczy wzrasta, gęstość maleje. Woda staje się lżejsza.
3. Pod wpływem grawitacji górna, cięższa warstwa opada na dno, wypierając mniej gęstą gorącą wodę. Rozpoczyna się naturalny obieg płynu, zwany konwekcją.

Przykład: jeśli podgrzejesz 1 m³ wody z 50 do 70 stopni, stanie się ona lżejsza o 10,26 kg (poniżej tabela gęstości w różnych temperaturach).Jeśli ogrzewanie będzie kontynuowane do 90 °C, kostka płynu straci 12,47 kg, chociaż delta temperatury pozostanie taka sama - 20 °C. Wniosek: im bliżej temperatura wrzenia wody, tym bardziej aktywna jest cyrkulacja.

Podobnie płyn chłodzący krąży grawitacyjnie w domowej sieci grzewczej. Woda podgrzana przez kocioł traci na wadze i jest wypychana do góry przez schłodzony płyn chłodzący, który powraca z grzejników. Prędkość przepływu przy różnicy temperatur 20–25 °C wynosi tylko 0,1…0,25 m/s w porównaniu z 0,7…1 m/s w nowoczesnych systemach pompowych.

Niska prędkość przepływu płynów wzdłuż autostrad i urządzeń grzewczych powoduje następujące konsekwencje:

1. Akumulatory mają czas, aby oddać więcej ciepła, a płyn chłodzący schładza się o 20–30 °C. W konwencjonalnej sieci grzewczej z pompą i membranowym zbiornikiem wyrównawczym temperatura spada o 10–15 stopni.
2. W związku z tym kocioł musi wytwarzać więcej energii cieplnej po uruchomieniu palnika. Utrzymywanie generatora w temperaturze 40°C nie ma sensu - prąd zwolni do granic możliwości, baterie będą zimne.
3. Aby dostarczyć wymaganą ilość ciepła do grzejników, konieczne jest zwiększenie powierzchni przepływu rur.
4. Kształtki i kształtki o wysokim oporze hydraulicznym mogą pogorszyć lub całkowicie zatrzymać przepływ grawitacyjny. Należą do nich zawory zwrotne i trójdrogowe, ostre zakręty 90° oraz przewężenia rur.
5. Chropowatość wewnętrznych ścian rurociągów nie odgrywa dużej roli (w rozsądnych granicach). Niska prędkość płynu - niska odporność na tarcie.
6. Kocioł na paliwo stałe + grawitacyjny system grzewczy może pracować bez akumulatora ciepła i mieszacza. Ze względu na powolny przepływ wody w palenisku nie tworzy się kondensat.

Jak widać, w ruchu konwekcyjnym chłodziwa występują momenty dodatnie i ujemne. Należy stosować to pierwsze, a drugie zminimalizować.