Естествена циркулация в отоплителната система

В малките частни къщи и апартаменти отоплението е независимо от електричеството. За малките градове и села е характерна ситуация, когато поради различни причини подстанция се повреди, окабеляването се повреди и т.н. Системата за отопление с естествена циркулация не включва нито един модул, който би работил от електрическата мрежа.

Характеристики на отоплителната система с естествена циркулация

При естествената циркулация на охлаждащата течност е важно да се наблюдава наклона на тръбите на отоплителната система

Всяка схема за отопление включва няколко задължителни елемента:

• Котелът, който загрява водата - газ, дърва, торф. Предпоставка е пиезо запалването, в противен случай ще бъде невъзможно стартирането на устройството без електричество.
• Захранващата тръба доставя отоплена вода към радиаторите. Тръбите се поставят с определен наклон - 0,5–1 см на 1 м, така че водата да се движи чрез гравитация. „Топлата“ водопроводна тръба се поставя с наклон към радиаторите.
• Отоплителни устройства - батерии от всякакъв тип. Чрез тях се осъществява основният топлопренос.
• Обратна тръба - през нея охладената охлаждаща течност се връща в котела. „Студените“ тръби се монтират с наклон 0,5–1 см на 1 м в посока към котела.
• Разширителен резервоар - намира се в най-високата точка на системата. При нагряване на водата тя се увеличава в обем. Резервоарът компенсира този излишък.

За да се предотврати свръхналягане по време на нагряване, в системата се поставя разширителен резервоар

Системата работи по следния начин: водата се нагрява в котела, разширява се, плътността му намалява и течността се издига по протежение на централния щранг. Разширителният резервоар е напълнен, за да изравни налягането между студена и топла вода. След това отгоре водата се понижава през захранващата тръба към всяка батерия, където се охлажда, отделяйки топлина на въздуха и повърхностите. Охладената течност се придвижва през тръбите за връщане към котела. Тъй като плътността на охладената вода е по-ниска, връщайки се в котела, тя изтласква по-малко гъстата загрята течност, причинявайки й покачване.

В допълнение към функцията за компенсиране на налягането, разширителният резервоар изпълнява друга роля. Заедно с водата въздухът навлиза в тръбите. Когато се натрупа, се получава въздушна тапа, която не позволява на охлаждащата течност да се движи през тръбите. В конвективните системи, обаче, поради местоположението на тръбопровода под наклон, въздушните мехурчета се издигат в разширителния резервоар. Тъй като това устройство е отворено и в контакт с въздух, мехурчетата напускат системата.

Дизайнът е прост, но изисква много точни изчисления. Водата, движеща се по тръбата, създава триене, забавя се и отделя топлина по-бързо. Когато посоката се промени - завои, клони, канали в батериите - триенето се увеличава. Ако водоустойчивостта не се вземе предвид при изчисленията, системата няма да работи.

Конвективното отопление работи добре в малки площи. По този начин можете да изгорите едно- или двуетажна частна къща или апартамент. За 9-етажна сграда тази опция не е подходяща.

Предимства и недостатъци на системата

Може да се интегрира циркулационна помпа, така че охлаждащата течност да се движи по-бързо

Естествената циркулация осигурява на отоплителната система следните предимства:

• Основното предимство е независимостта от електричеството. Конвективното отопление работи при всякакви условия.
• При правилна инсталация и грижи самолинейната версия трае повече от 30 години.
• Инсталацията е много проста, рутинна проверка и ремонт също не създават трудности.
• Висока термична инертност - голям обем вода циркулира тук. Охлажда се по-бавно и отделя топлина по-дълго.
  
• Конвективното отопление на водата е безшумно: няма електрически помпи, които генерират шум.
• Консумацията на енергия е минимална. Това обаче е вярно, ако тръбите и сградата са добре изолирани.
• Минималната цена на системата и инсталацията.

Не е трудно да се интегрира помпа в циркулационната верига. Това може да стане по време на инсталацията или по-късно. Когато има електричество, отоплението работи в режим на принудителна циркулация и при негово отсъствие автоматично преминава към естественото движение на водата.

Топлият под е в състояние да се загрее само при принудителна циркулация

Гравитационната версия има съществени недостатъци, което значително ограничава приложението:

• Системата се обслужва само от малки едноетажни или двуетажни къщи.
• За да намалите хидравличното съпротивление, използвайте тръби с възможно най-голям диаметър. Това затруднява инсталацията и разходите за водопроводи с по-голям диаметър са по-големи.
• Препоръчват се само стоманени тръби. Разрешено е използването на полипропилен. Други неметални модели са забранени.
• Не е възможно да регулирате температурата във всяка стая ръчно или автоматично.
• Индиректните отоплителни котли не могат да бъдат включени в схемата, което увеличава разходите за производство на топла вода.
• Не е възможно да се оборудва топъл под.

Работата на конвективното отопление е значително повлияна от стесненията. Не използвайте металопластикови тръби, тъй като те са свързани чрез фитинги, чийто диаметър е по-малък.

Видове отоплителни системи

Една тръбна система с естествена циркулация, подходяща за малки пространства

Отоплителният кръг може да включва 1 или повече вериги с различна дължина, с различни радиатори. Всяка опция обаче е модификация само на два модела - еднотръбен или двутръбен.

Единична тръба

Устройството е възможно най-просто. Същата тръба от своя страна довежда охлаждащата течност до всеки радиатор и се връща в котела. Най-евтиният вариант и най-безпроблемното е отоплението само с тръби, без радиатори. Ако батериите са включени във веригата, трябва да има минимум тръби и клапани.

Водата, последователно преминаваща към последния радиатор, охлажда все повече и повече. Тази функция се взема предвид при изчисляване на броя на секциите.

Има 2 схеми на еднотръбна версия:

• С горната връзка - водата влиза в батерията отгоре през горната дюза, излиза през долната. Ефективността на системата е максимална за отопление с вода.
• С долната връзка - охлаждащата течност влиза в радиатора отдолу и също излиза през долната тръба. Пътят на водата се увеличава, така че топлопредаването на системата е забележимо по-ниско. Тук не можете да поставите радиатори с голям брой секции. Въпреки по-ниската ефективност, той предпочита да инсталира такава схема в апартаменти, тъй като тя е по-естетична.

Класическата версия може да бъде надградена чрез инсталиране на байпас - клони с трипосочен клапан и клони с кранове. С тяхна помощ можете да регулирате потока вода към различен радиатор и да го изключите, ако е необходимо.

Двойни тръбни системи

Двутръбната система с естествена циркулация затопля по-добре стаята

Опцията с връщаща тръба се нарича двутръбна. Топлата вода се подава към радиатора под една тръба, а охладената от всяко отоплително устройство се изхвърля през връщащата тръба. Системата е много по-ефективна: всеки радиатор получава почти същото количество топлина. Степента на нагряване може да се регулира на всяка батерия, ако е необходимо, изключете я от отоплителния кръг. Голям плюс е по-простото изчисляване на параметрите на тръбопровода и батериите.

Извършете връзката отгоре и отдолу:

• В първия случай тръбите са разположени над радиаторите.
• Във втория захранващата тръба е разположена под батерията.Тази опция е по-естетична, но спадът на налягането е твърде нисък, така че веригата се използва много рядко.

При изчисленията вземете предвид посоката на оттичане на водата. Ако тя съвпада с посоката на горещата течност, преминаваща схема, дължината на цикъла е равна. В този случай радиаторите се загряват еднакво. Ако се използват задънена улица, студена и топла вода, те се движат в различни посоки, онези батерии, в които цикълът на цикъла се оказва по-бърз, се нагряват.

Как се появява циркулационното налягане

За да се създаде по-голяма разлика между налягането на топла и студена вода, се прави ускоряващ колектор

Подвижната вода при конвективно отопление осигурява само разликата в плътността на топлата и студената вода. При нагряване плътността на охлаждащата течност намалява и тя се повишава; при охлаждане се увеличава и измества по-топла течност. Колкото по-голяма е разликата в хидростатичното налягане на колона студена и топла вода, толкова по-високо е циркулационното налягане, толкова по-добре е нагряването.

Основната задача при организирането на системата е да се постигне максимален спад на налягането.

• Задължителен елемент на веригата е ускорителният колектор или основният щранг. Това е вертикална тръба, която се издига от топлообменника до върха на системата. Тук е монтиран разширителен резервоар - отворена или затворена диафрагма с въздушен клапан за обезвъздушаване.
• Основният щранг трябва да има максимална температура, така че колекторът е изолиран. Височината му е не повече от 10 м. В идеалния случай щрангът не влиза в контакт с връщащите тръби.
• За да създадете достатъчен спад на налягането, трябва да създадете голяма колона със студена течност. Това се постига чрез инсталиране на котела в най-ниската точка на системата. В частна къща устройството се поставя в мазето, в апартамента - в вдлъбнатината. Колкото по-високо е нивото на батерията над котела, толкова по-голямо е налягането, генерирано от студена вода и по-активно измества горещата вода.

За подобряване на циркулационното налягане се избират батерии с най-голяма работна повърхност. Колкото по-добре топлоносителят предава топлина и колкото по-студена вода навлиза в котела, толкова по-добре работи отоплението.

Принципът на изграждане на отоплителна система с естествена циркулация

Основните параметри на отоплението с естествена циркулация са циркулационното налягане и хидростатичното съпротивление. Първият показател се изчислява, както следва:

P = h (p0-p1) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / sqm = mmHgкъдето:

• P - налягане в системата;
• з - разлика във височината между центъра на най-ниската батерия и центъра на котела;
• p0 - плътността на нагрятата течност;
• p1- плътност на студената вода.

Колкото по-голяма е разликата във височината, толкова по-голям е спадът на налягането. Индикаторът обаче има ограничение не повече от 3 m.

За да се намали съпротивлението на потока, спирателните клапани не се инсталират на захранващите тръби

Практически е невъзможно да се изчисли стойността на втория фактор - хидравлично съпротивление. Моделът, който го описва, е изключително сложен и включва много променливи. Тук са ограничени до приблизителни изчисления.

За да подобрите ефективността на системата, спазвайте препоръките:

• Избират се тръби с най-голям диаметър. В този случай дебитът намалява донякъде, но съпротивлението намалява по-силно.
• Инсталирайте възможно най-малко спирателни клапани. Уверете се, че схемата включва минимум обрати.
• При по-ниска връзка радиаторите трябва да бъдат оборудвани с кранове на Маевски, за да изпускате излишния въздух.
• За колектора се използва метална тръба, тъй като е важно да се постигне максимално нагряване, за да се създаде спад на налягането. Тръбите, обслужващи батериите, могат да бъдат направени от полипропилен.

Правилната топлоизолация подобрява работата на отоплението. Ускорителните колекторни, захранващи и връщащи тръби са изолирани, ако преминават през неотопляеми помещения.