Eigenentwicklung und Installation eines Heizungssystems für ein Privathaus mit natürlicher Zirkulation

Die Planung und Installation einer Heizung mit natürlicher Zirkulation gilt als die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit, ein Haus zu heizen. Für die praktische Umsetzung eines solchen Projekts sollten jedoch alle Nuancen und Regeln für die Auswahl der Komponenten bekannt sein. Daher sollte das Heizsystem eines Privathauses mit natürlicher Zirkulation korrekt berechnet und das Schema seiner Installation ausgearbeitet werden.

Das Funktionsprinzip der Heizung mit natürlicher Zirkulation

Für den Betrieb eines Wasserheizungssystems muss die Zirkulation des Kühlmittels durch die Rohre sichergestellt werden. Beim Heizen im Kessel muss heißes Wasser in die Batterien und Heizkörper fließen, um die Wärme in die Räume des Hauses zu übertragen. Die natürliche Warmwasserbereitung ist keine Ausnahme.

Die Bewegung des Kühlmittels erfolgt aufgrund des Dichteunterschieds im normalen und im erhitzten Zustand. Wenn ein arbeitender Kessel in den Wärmetauscher eintritt, tritt eine Erhöhung der Wassertemperatur und infolgedessen eine Verringerung der Dichte auf. Da das spezifische Gewicht des kalten Kühlmittels höher ist, beginnt es, das erhitzte zu verdrängen. Dadurch entsteht eine Massenbewegung.

Bevor Sie mit Ihren eigenen Händen eine Warmwasserbereitung mit natürlicher Zirkulation durchführen, sollten Sie sich sorgfältig mit den technischen Eigenschaften und Besonderheiten des Betriebs vertraut machen:

• Hohe Zuverlässigkeit. Das Fehlen beweglicher Elemente (Laufrad der Umwälzpumpe) und der atmosphärische Druck gewährleisten den langfristigen Betrieb des natürlichen Heizsystems eines Privathauses.
• Systemträgheit. Die natürliche Zirkulation in einem geschlossenen Heizsystem wird durch einen geringen Druckunterschied sichergestellt. Daher ist die Eintrittsrate von heißem Wasser in die Heizkörper minimal;
• Obligatorische Einhaltung der Neigung von Autobahnen. Für den normalen Betrieb muss die Neigung des Heizsystems mit natürlicher Zirkulation den berechneten Daten entsprechen. Die Rohre werden mit einer Neigung vom Kessel und für das Rücklaufrohr zum Kessel montiert. Dies gewährleistet eine optimale Systemleistung.

Es ist auch zu beachten, dass die Installation eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation für Kreisläufe mit einer Rohrleitungslänge von nicht mehr als 30 m empfohlen wird. Andernfalls verringert ein großes Volumen des gekühlten Kühlmittels seine Geschwindigkeit erheblich.

Das traditionelle Heizschema eines zweistöckigen Hauses mit natürlicher Zirkulation kann die Installation eines Gas-, Festbrennstoff- oder Elektrokessels umfassen. Es ist wichtig, dass ihre Konstruktion ein System zum Schutz vor Überhitzung bei Rückwärtsbewegung des Kühlmittels oder Auftreten von Luftstaus bietet.

Heizkreise mit natürlicher Zirkulation

Zunächst müssen Sie die richtige Anordnung von Rohrleitungen, Heizkörpern und einem Kessel auswählen. Da es möglich ist, das Heizen mit natürlicher Zirkulation nur nach einem zuvor erstellten Plan korrekt durchzuführen, muss dieser Arbeitsphase maximale Aufmerksamkeit gewidmet werden.

In der ersten Phase wird eine erste Analyse des Raums (Hauses) durchgeführt, in der die Ausstattung des Wärmeversorgungssystems geplant ist. Dabei werden der Wohnbereich, der Isolationsgrad der Außenwände und der Kesseltyp zum Erhitzen von Wasser berücksichtigt. Derzeit gibt es viele Systeme, mit denen Sie mit Ihren eigenen Händen mit natürlicher Zirkulation heizen können. Die beliebtesten sind:

• Einzelrohr. Die beste Option für kleine Häuser und Wohnungen;
• Doppelrohr. Es wurde ausgewählt, um die Luftheizung in zweistöckigen Gebäuden mit mittlerer und großer Fläche bereitzustellen.

Unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips des Heizungssystems mit natürlicher Zirkulation sollten jedoch die Hauptbeschränkungen berücksichtigt werden - die Gesamtlänge der Autobahn, die Mindestanzahl von Drehknoten. Daher kann dieses Schema nicht für Kollektor- oder T-Rohrleitungen verwendet werden. Zu große Hydraulikverluste beeinträchtigen die Geschwindigkeit des Kühlmittels.

Bei der Berechnung eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation sollte berücksichtigt werden, dass in diesem System nur Wasser verwendet werden kann. Frostschutzmittel haben eine zu hohe Dichte, die nicht den richtigen Druck in den Rohrleitungen liefern kann.

Einrohrsystem

Bei kleinen Landhäusern und Landhäusern werden bei der Berechnung des Heizungssystems mit natürlicher Zirkulation nicht nur die technischen (Betriebs-) Merkmale berücksichtigt, sondern auch die Gesamtkosten des Projekts. Infolgedessen sollte ein zuverlässiges und kostengünstiges Heizsystem erhalten werden. Daher wird in diesen Häusern meistens ein Einrohrheizsystem mit natürlicher Zirkulation hergestellt.

Ein Merkmal dieses Systems ist das Vorhandensein eines Trunks. Heizkörper und Batterien sind parallel geschaltet und bilden einen einzigen Stromkreis. Die Hauptvorteile eines Einrohrheizungssystems mit natürlicher Zirkulation sind die minimale Anzahl von Komponenten, der geringe Materialverbrauch und die einfache Installation. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Abkühlrate des Kühlmittels in diesem System aufgrund der sequentiellen Wärmeübertragung auf jeden Kühler im Kreislauf ziemlich hoch ist.

Um das thermische Regime im natürlichen Heizsystem eines Privathauses zu optimieren, müssen solche Komponenten vorhanden sein:

• Bypass im Kabelbaum jedes Kühlers. Dadurch kann der Kühlmittelfluss in die Batterie begrenzt werden, ohne dass die Parameter des gesamten Systems geändert werden müssen. Damit können Sie die Heizung zum Austausch oder zur Reparatur vollständig ausschalten, ohne die Wärmezufuhr zu unterbrechen.
• Thermostate an Batterien. Sie sind in einem natürlichen Umlaufheizungssystem mit einem Bypass montiert. Ein automatisches thermisches Element ändert die Querschnittsfläche des Durchgangsdurchmessers des Kühlerrohrs, wodurch der Erwärmungsgrad der Vorrichtung reguliert wird.
• Mayevsky Kran. Obligatorische Komponente im Kühlerkabelbaum. Da es nicht immer genau ist, ein Heizsystem mit natürlicher Zirkulation zu berechnen, sollten Sie ein System zum Entfernen von Luft in Betracht ziehen. Zu diesem Zweck ist der Maevsky-Kran vorgesehen.

Ein weiterer Vorteil des Einrohr-Wärmeversorgungssystems mit natürlicher Zirkulation ist seine geringe Stellfläche. Die Installation des Kofferraums kann sowohl offen als auch geschlossen erfolgen. Es ist nur wichtig sicherzustellen, dass Heizkörper daran angeschlossen sind.

Bei einem Wasserheizsystem mit natürlicher Zirkulation mit einem Rohr können sich der Kessel und die Heizkörper auf derselben Ebene befinden, was für andere Systeme verboten ist.

Doppelrohrsystem

Ein stabiler Heizbetrieb in mittleren und großen Häusern kann nur durch die Trennung von heißem und kaltem Wasser gewährleistet werden. In diesem Fall wäre die beste Option ein Zweirohrheizsystem mit natürlicher Zirkulation.

Für den normalen Betrieb des Systems muss der Kessel unter dem Niveau der Heizkörper installiert werden. Dies ist notwendig, um einen Druck von gekühltem Wasser zu erzeugen, der eine natürliche Zirkulation in einem geschlossenen Heizsystem erzeugt. Für eine bessere Förderhöhe unmittelbar nach dem Kessel ist eine Beschleunigungssteigleitung erforderlich. An seinem höchsten Punkt ist ein Ausgleichsbehälter installiert. Daraus wird ein Saugrohr in einem Winkel montiert, an den Heizkörper angeschlossen sind.

Ein korrekt berechnetes und installiertes Zweirohrheizsystem mit natürlicher Zirkulation funktioniert auch bei einem minimalen Temperaturunterschied zwischen gekühltem und erwärmtem Kühlmittel. Um ein solches Projekt umzusetzen, müssen folgende Nuancen berücksichtigt werden:

• Kesselstandort Do-it-yourself-Warmwasserbereitung mit natürlicher Zirkulation. Meistens befindet es sich in einem Keller oder Keller. Es ist notwendig, normale Temperaturbedingungen, Belüftung und natürliches Licht sicherzustellen;
• Inspektionsrohr am Ausgleichsbehälter. Selbst wenn Sie das Heizsystem mit natürlicher Zirkulation richtig berechnen, besteht immer noch die Möglichkeit einer kritischen Verringerung des Wasservolumens. Mit der Steuerleitung können Sie diesen Indikator verfolgen.
• Wasserauf- und -entleerungseinheiten. Sie befinden sich am tiefsten Punkt - am Rücklaufrohr. Um eine ordnungsgemäße Erwärmung mit natürlicher Zirkulation zu erreichen, müssen Methoden zur automatischen (halbautomatischen) Wiederauffüllung des Systems sowie zur raschen Entwässerung des Wassers vorgesehen werden.

Dank der Einführung neuer Materialien ist es möglich, ein Zweirohr-Heizsystem mit natürlicher Heimwerkerzirkulation aus Stahl- oder Kunststoffrohren herzustellen. Alles hängt vom Budget, der Verfügbarkeit geeigneter Werkzeuge und Materialien ab.

In einem Zweirohrheizsystem mit natürlicher Zirkulation ist die Bypass-Installation optional. Es ist nur wichtig, die Installation von Absperrventilen vorzusehen, damit das Gerät möglicherweise von der gemeinsamen Leitung getrennt werden kann.

Berechnung der Heizleistung mit natürlicher Zirkulation

Zur Berechnung der Hauptparameter der Wärmeversorgung wird empfohlen, spezielle Programme zu verwenden. Mit ihrer Hilfe können Sie das Heizsystem mit natürlicher Zirkulation so genau wie möglich berechnen. Ist dies jedoch nicht möglich, werden andere, vereinfachte Methoden verwendet.

Am einfachsten ist es, die benötigte Kesselleistung anhand des Verhältnisses von 1 kW Wärmeenergie pro 10 m² Fläche zu berechnen. In diesem Fall muss das erhaltene Ergebnis mit einem Koeffizienten multipliziert werden, der von den klimatischen Bedingungen der Region abhängt.

Die Werte für das Warmwasserbereitungssystem mit natürlicher Zirkulation sind in der Tabelle angegeben. Diese Verhältnisse werden empfohlen und können je nach den tatsächlichen Eigenschaften des Hauses durch andere ersetzt werden. In jedem Fall bestimmt diese Methode jedoch die ungefähren Parameter des Heizsystems. Daher ist seine Verwendung ein obligatorischer Schritt bei der Gestaltung der Wärmeversorgung.

Region	Korrekturfaktor
Südrussland	0,7 bis 0,9
Mittlere Spur	1 bis 1.3
Nördliche Regionen	1,4 bis 2

Dies berücksichtigt jedoch nicht den Grad der Wärmedämmung des Gebäudes, die Anzahl und Eigenschaften der Fenster- und Türstrukturen. Daher ist es am besten, eine andere Methode zur Berechnung eines Wärmeversorgungssystems mit natürlicher Zirkulation zu verwenden. Stufen der Berechnungen:

1. Für 1 m³ Wohngebäude werden 400 W Wärme benötigt. Multipliziert man die Leistung mit dem Gebäudevolumen, erhält man den Anfangswert der Wärmeenergie.
2. Um den Wärmeverlust durch die Fenster auszugleichen, wird die Anzahl der Strukturen mit 100 Watt multipliziert. Die gleiche Technik gilt für Außentüren, jedoch mit einer Kompensation von jeweils 200 Watt.
3. Wenn der Raum eine Außenwand hat, wird für den normalen Betrieb des natürlichen Heizsystems eines Privathauses das Ergebnis mit einem Korrekturfaktor von 1,2 multipliziert.
4. Bei Privathaushalten werden Wärmeverluste durch Dach und Boden mit einem Koeffizienten von 1,5 berücksichtigt.

Es ist zu beachten, dass auch diese Berechnung ungefähr ist. Bei der Planung der Installation einer Wärmeversorgung mit natürlicher Zirkulation zum Selbermachen für ein großes Haus wird empfohlen, sich an Spezialisten zu wenden, um die Hauptmerkmale des Systems genau zu berechnen.

Um den Wärmeverlust im Gebäude zu minimieren, ist eine gute Wärmedämmung der Außenwände, der Decke und des Daches erforderlich.Dies reduziert die Kosten für die Warmwasserbereitung zum Selbermachen.

Regeln für die Erstellung eines Heizkreislaufs mit natürlicher Zirkulation

Wenn Sie die Grundprinzipien des Betriebs des Wärmeversorgungssystems mit natürlicher Zirkulation kennen und das optimale Schema auswählen, können Sie mit der Fertigstellung beginnen. Diese Phase ist nicht weniger wichtig als die vorherigen, da die weitere Heizarbeit von den technischen Parametern der Komponenten abhängt.

Es ist notwendig, alle Merkmale dieses Systems zu berücksichtigen. In Kreisläufen mit Zwangsumwälzung erfolgt der Ausgleich von Hydraulikverlusten aufgrund des Betriebs der Umwälzpumpe. Für Systeme mit natürlicher Zirkulation in geschlossener Heizung existiert ein solcher Mechanismus nicht. Um Verluste zu minimieren, sollten Sie daher bei der Konstruktion und Auswahl der Komponenten die folgenden Punkte beachten:

• Heizungsrohre. Ihr Durchmesser sollte zwischen DN32 und DN40 liegen. Dies kompensiert die Reibung von Wasser auf der Innenfläche. Es wird auch empfohlen, Polymerprodukte mit einer glatten Wand zu wählen. Ihr tatsächlicher Außendurchmesser beträgt 40 bis 50 mm;
• Linienlayout. Es ist zu vermeiden, dass Einheiten gedreht werden, die den Hydraulikwiderstand im System erhöhen.
• Steigrohrhöhe. Bei der Heizung eines zweistöckigen Hauses mit natürlicher Zirkulation sollte es höher sein als die Decke des zweiten Stocks. Der Ausgleichsbehälter befindet sich auf dem Dachboden;
• Eigenschaften von Absperrventilen. Sein Vorhandensein sollte die Parameter des Systems nicht beeinflussen.

Zum besseren Verständnis der Funktionsprinzipien des Heizkreislaufs eines zweistöckigen Hauses mit natürlicher Zirkulation kann eine Analogie zu den bekannten kommunizierenden Gefäßen gezogen werden. In diesem Fall befindet sich der Kessel unter dem Niveau der Heizkörper, daher zirkuliert der Flüssigkeitsstrom in seine Richtung. Deshalb muss bei der Entwicklung eines Stromkreises und der Installation eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation dieser so niedrig wie möglich positioniert werden.

Um Änderungen des Wasserflusses zu vermeiden, ist am Rücklauf ein spezielles Ventil installiert. Dieses Phänomen kann beim ersten Start des Systems auftreten, wenn der Temperaturunterschied zwischen dem Kühlmittel gering ist.

Heizung mit natürlichem Luftzug

Die Installation eines Wärmeversorgungssystems mit natürlicher Zirkulation unterscheidet sich praktisch nicht vom technologischen Standardschema. Verwenden Sie dazu dieselben Materialien und Werkzeuge. Der Unterschied liegt in der obligatorischen Vorspannung des Heizsystems mit natürlicher Zirkulation.

Um den Betrieb des Systems zu gewährleisten, muss die Zuleitung vom Steigrohr zu den Heizkörpern geneigt sein. Der Grad der Änderung der Position des oberen und unteren Punkts der Versorgungsleitung wird durch das Verhältnis 1:10 bestimmt. Jene. Für jeden Rohrmeter ist eine Neigung von 10 mm erforderlich.

Für die Rückleitung sollte die Neigungsrichtung geändert werden. In diesem Abschnitt des Systems sollte es von den Heizkörpern zur Seite des Kessels gehen. Somit wird eine zusätzliche Bedingung für den Gravitationseinfluss auf das Kühlmittel geschaffen.

Einer der Vorteile eines natürlichen Umlaufheizungssystems ist seine Wartbarkeit. Der Eigentümer des Hauses kann das Leck selbständig beseitigen oder den defekten Kühler ersetzen. Dafür ist es jedoch erforderlich, Reparatursätze im Voraus zu kaufen.

Das Video zeigt einen Heizkreislauf mit natürlicher Zirkulation mit einer detaillierten Beschreibung seines Betriebs und seiner Konfiguration: