In kleinen Privathäusern und Wohnungen ist die Heizung unabhängig von Strom. Für kleine Städte und Dörfer ist eine Situation typisch, in der aus verschiedenen Gründen ein Umspannwerk ausfällt, die Verkabelung beschädigt ist usw. Das natürliche Umwälzheizungssystem enthält kein einziges Modul, das vom Netz aus arbeiten würde.
Merkmale des natürlichen Umlaufheizungssystems
Jedes Heizschema enthält mehrere obligatorische Elemente:
- Der Kessel, der das Wasser erwärmt - Gas, Holz, Torf. Voraussetzung ist die Piezo-Zündung, sonst kann das Gerät nicht ohne Strom gestartet werden.
- Die Zuleitung versorgt die Heizkörper mit erwärmtem Wasser. Die Rohre werden mit einer bestimmten Neigung von 0,5 bis 1 cm pro 1 m verlegt, damit sich das Wasser durch die Schwerkraft bewegen kann. "Heiße" Wasserleitungen sind mit einer Neigung zu den Heizkörpern verlegt.
- Heizgeräte - Batterien jeglicher Art. Durch sie erfolgt die Hauptwärmeübertragung.
- Rücklaufleitung - Durch diese wird das abgekühlte Kühlmittel in den Kessel zurückgeführt. „Kalte“ Rohre werden mit einer Neigung von 0,5–1 cm pro 1 m zum Kessel montiert.
- Ausgleichsbehälter - befindet sich am höchsten Punkt des Systems. Wenn Wasser erhitzt wird, nimmt das Volumen zu. Der Tank gleicht diesen Überschuss aus.
Das System arbeitet wie folgt: Das Wasser erwärmt sich im Kessel, dehnt sich aus, seine Dichte nimmt ab und die Flüssigkeit steigt entlang des zentralen Steigrohrs auf. Der Ausgleichsbehälter wird gefüllt, um den Druck zwischen kaltem und heißem Wasser auszugleichen. Dann wird von oben Wasser durch die Zuleitung zu jeder Batterie abgesenkt, wo es gekühlt wird und Wärme an Luft und Oberflächen abgibt. Die abgekühlte Flüssigkeit gelangt durch die Rücklaufleitungen zum Kessel. Da die Dichte des gekühlten Wassers geringer ist und zum Kessel zurückkehrt, wird die weniger dichte erhitzte Flüssigkeit herausgedrückt, wodurch sie aufsteigt.
Neben der Funktion der Druckkompensation spielt der Ausgleichsbehälter eine weitere Rolle. Zusammen mit Wasser tritt Luft in die Rohre ein. Wenn es sich ansammelt, tritt ein Luftstopfen auf, der es dem Kühlmittel nicht ermöglicht, sich durch die Rohre zu bewegen. In konvektiven Systemen steigen jedoch Luftblasen im Ausdehnungsgefäß aufgrund der Lage der Rohrleitung unter einem Hang auf. Da dieses Gerät geöffnet ist und Kontakt mit Luft hat, verlassen Blasen das System.
Das Design ist einfach, erfordert jedoch sehr genaue Berechnungen. Wasser, das sich entlang des Rohrs bewegt, erzeugt Reibung, verlangsamt sich und gibt Wärme schneller ab. Wenn sich die Richtung ändert - dreht sich, verzweigt sich, Kanäle in den Batterien - nimmt die Reibung zu. Wenn die Wasserbeständigkeit bei den Berechnungen nicht berücksichtigt wird, funktioniert das System nicht.
Konvektionsheizung funktioniert gut in kleinen Bereichen. So können Sie ein- oder zweistöckiges Privathaus oder Apartment verbrennen. Für ein 9-stöckiges Gebäude ist diese Option nicht geeignet.
Vor- und Nachteile des Systems
Die natürliche Zirkulation bietet dem Heizsystem folgende Vorteile:
- Der Hauptvorteil ist die Unabhängigkeit von Elektrizität. Konvektionsheizung funktioniert unter allen Bedingungen.
- Bei ordnungsgemäßer Installation und Pflege hält die selbstfließende Version länger als 30 Jahre.
- Die Installation ist sehr einfach, die routinemäßige Inspektion und Reparatur verursacht ebenfalls keine Schwierigkeiten.
- Hohe thermische Trägheit - hier zirkuliert ein großes Wasservolumen. Es kühlt langsamer ab und gibt länger Wärme ab.
- Konvektive Warmwasserbereitung ist geräuschlos: Es gibt keine elektrischen Pumpen, die Geräusche erzeugen.
- Der Stromverbrauch ist minimal. Dies gilt jedoch, wenn die Rohre und das Gebäude gut isoliert sind.
- Die minimalen Kosten für das System und die Installation.
Es ist nicht schwierig, eine Pumpe in den Kreislauf zu integrieren. Dies kann während der Installation oder später erfolgen. Wenn Strom vorhanden ist, arbeitet die Heizung im Zwangsumlaufmodus und schaltet in Abwesenheit automatisch auf die natürliche Bewegung des Wassers um.
Die Schwerkraftversion weist erhebliche Nachteile auf, die die Anwendung erheblich einschränken:
- Das System wird nur von kleinen einstöckigen oder zweistöckigen Cottages bedient.
- Verwenden Sie Rohre mit dem größtmöglichen Durchmesser, um den hydraulischen Widerstand zu verringern. Dies erschwert die Installation und die Kosten für Wasserleitungen mit einem größeren Durchmesser sind höher.
- Es werden nur Stahlrohre empfohlen. Es ist erlaubt, Polypropylen zu verwenden. Andere nichtmetallische Modelle sind verboten.
- Es ist nicht möglich, die Temperatur in jedem Raum manuell oder automatisch einzustellen.
- Indirekte Heizkessel können nicht in das System einbezogen werden, was die Kosten für die Warmwasserbereitung erhöht.
- Es ist nicht möglich, einen warmen Boden auszurüsten.
Die Arbeit der konvektiven Erwärmung wird erheblich durch Verengungen beeinflusst. Verwenden Sie keine Metall-Kunststoff-Rohre, da diese durch Fittings verbunden sind, deren Durchmesser kleiner ist.
Arten von Heizsystemen
Der Heizkreis kann einen oder mehrere Kreise unterschiedlicher Länge mit unterschiedlichen Heizkörpern enthalten. Jede Option ist jedoch eine Modifikation von nur zwei Modellen - Einrohr- oder Zweirohrmodell.
Einzelrohr
Das Gerät ist so einfach wie möglich. Das gleiche Rohr wiederum bringt das Kühlmittel zu jedem Kühler und kehrt zum Kessel zurück. Die billigste und problemloseste Option ist das Heizen nur mit Rohren ohne Heizkörper. Wenn Batterien im Stromkreis enthalten sind, sollten mindestens Rohre und Ventile vorhanden sein.
Wasser, das sich nacheinander zum letzten Kühler bewegt, kühlt immer mehr ab. Diese Funktion wird bei der Berechnung der Anzahl der Abschnitte berücksichtigt.
Es gibt 2 Schemata einer Einrohrversion:
- Mit dem oberen Anschluss tritt Wasser von oben durch die obere Düse in die Batterie ein und tritt durch die untere aus. Der Wirkungsgrad des Systems ist für die Warmwasserbereitung maximal.
- Mit dem unteren Anschluss tritt das Kühlmittel von unten in den Kühler ein und tritt auch durch das untere Rohr aus. Der Wasserweg nimmt zu, so dass der Wärmeübergang des Systems spürbar geringer ist. Hier können Sie keine Heizkörper mit einer großen Anzahl von Abschnitten platzieren. Trotz der geringeren Effizienz zieht er es jedoch vor, ein solches Schema in Wohnungen zu installieren, da es ästhetischer ist.
Die klassische Version kann durch die Installation eines Bypasses aufgerüstet werden - Abzweige mit Dreiwegeventil und Abzweige mit Kränen. Mit ihrer Hilfe können Sie den Wasserfluss zu einem anderen Kühler einstellen und bei Bedarf ausschalten.
Doppelrohrsysteme
Die Option mit einem Rücklaufrohr wird als Zweirohr bezeichnet. Unter einem Rohr wird dem Kühler heißes Wasser zugeführt, und das gekühlte Wasser von jedem Heizgerät wird durch das Rücklaufrohr abgelassen. Das System ist wesentlich effizienter: Jeder Heizkörper erhält fast die gleiche Wärmemenge. Der Heizgrad kann an jeder Batterie eingestellt werden, ggf. aus dem Heizkreis ausschließen. Ein großes Plus ist die einfachere Berechnung der Parameter der Pipeline und der Batterien.
Führen Sie sowohl die obere als auch die untere Verbindung durch:
- Im ersten Fall befinden sich die Rohre über den Heizkörpern.
- Im zweiten Fall befindet sich die Zuleitung unterhalb der Batterie.Diese Option ist ästhetischer, aber der Druckabfall ist zu gering, sodass die Schaltung sehr selten verwendet wird.
Berücksichtigen Sie bei den Berechnungen die Richtung der Wasserableitung. Wenn es mit der Richtung der heißen Flüssigkeit übereinstimmt, ist die Zykluslänge gleich. In diesem Fall erwärmen sich die Heizkörper auf die gleiche Weise. Wenn Sackgasse, kaltes und heißes Wasser verwendet werden, bewegen sie sich in verschiedene Richtungen. Die Batterien, bei denen sich der Zyklus als schneller herausstellt, werden erwärmt.
Wie erscheint der Zirkulationsdruck?
Das Bewegen von Wasser in einer konvektiven Heizung liefert nur den Unterschied in der Dichte von heißem und kaltem Wasser. Beim Erhitzen nimmt die Dichte des Kühlmittels ab und steigt an; beim Abkühlen nimmt es zu und verdrängt eine wärmere Flüssigkeit. Je größer der Unterschied im hydrostatischen Druck einer Säule aus kaltem und heißem Wasser ist, je höher der Zirkulationsdruck ist, desto besser ist die Erwärmung.
Die Hauptaufgabe bei der Organisation des Systems besteht darin, den maximalen Druckabfall zu erreichen.
- Ein obligatorisches Element der Schaltung ist der Beschleunigungskollektor oder die Hauptsteigleitung. Dies ist ein vertikales Rohr, das vom Wärmetauscher zur Oberseite des Systems steigt. Hier ist ein Ausgleichsbehälter montiert - eine offene oder geschlossene Membran mit einem Luftventil zum Entlüften.
- Das Hauptsteigrohr muss eine maximale Temperatur haben, damit der Kollektor isoliert ist. Seine Höhe beträgt nicht mehr als 10 m. Idealerweise kommt der Steigrohr nicht mit den Rücklaufrohren in Kontakt.
- Um einen ausreichenden Druckabfall zu erzeugen, müssen Sie eine große Säule mit kalter Flüssigkeit erzeugen. Dies wird erreicht, indem der Kessel am tiefsten Punkt des Systems installiert wird. In einem Privathaus befindet sich das Gerät im Keller, in der Wohnung - in der Aussparung. Je höher der Batteriestand über dem Kessel ist, desto höher ist der durch kaltes Wasser erzeugte Druck und desto aktiver wird heißes Wasser verdrängt.
Um den Zirkulationsdruck zu verbessern, werden Batterien mit der größten Arbeitsfläche ausgewählt. Je besser der Wärmeträger Wärme überträgt und je kälter das Wasser in den Kessel gelangt, desto besser funktioniert die Heizung.
Das Prinzip des Aufbaus eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation
Die Hauptparameter der Erwärmung mit natürlicher Zirkulation sind Zirkulationsdruck und hydrostatische Beständigkeit. Der erste Indikator wird wie folgt berechnet:
P = h (p0-p1) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / m² = mmHgwo:
- P. - Druck im System;
- h - Höhenunterschied zwischen der Mitte der untersten Batterie und der Mitte des Kessels;
- p0 - die Dichte der erhitzten Flüssigkeit;
- p1- Dichte von kaltem Wasser.
Je größer der Höhenunterschied ist, desto höher ist der Druckabfall. Der Indikator hat jedoch eine Begrenzung von nicht mehr als 3 m.
Es ist praktisch unmöglich, den Wert des zweiten Faktors - des hydraulischen Widerstands - zu berechnen. Das Modell, das es beschreibt, ist äußerst komplex und enthält viele Variablen. Hier beschränken sich auf ungefähre Berechnungen.
Beachten Sie die folgenden Empfehlungen, um die Effizienz des Systems zu verbessern:
- Es werden Rohre mit dem größten Durchmesser ausgewählt. In diesem Fall nimmt die Durchflussrate etwas ab, der Widerstand nimmt jedoch stärker ab.
- Installieren Sie so wenige Absperrventile wie möglich. Stellen Sie sicher, dass das Schema mindestens Drehungen und Wendungen enthält.
- Bei einem niedrigeren Anschluss müssen die Heizkörper mit Mayevsky-Wasserhähnen ausgestattet sein, um überschüssige Luft abzulassen.
- Für den Kollektor wird ein Metallrohr verwendet, da es wichtig ist, eine maximale Erwärmung zu erreichen, um einen Druckabfall zu erzeugen. Die Rohre, die die Batterien versorgen, können aus Polypropylen bestehen.
Die richtige Wärmedämmung verbessert die Heizarbeit. Die Beschleunigungssammler-, Vor- und Rücklaufleitungen sind isoliert, wenn sie durch unbeheizte Räume verlaufen.
