Aby stworzyć komfortową temperaturę w domu, stosuje się różne schematy ogrzewania. Zapewnienie wymuszonego obiegu chłodziwa jest skuteczne, ale nie zawsze możliwe. Jeśli w wiejskim domu mogą wystąpić przerwy w dostawie prądu lub ich brak (domek) - druga opcja byłaby najlepszym rozwiązaniem. Samodzielnie zaprojektowany grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego, zaprojektowany i zainstalowany samodzielnie, będzie spełniał swoje funkcje bez instalowania pompy i innego sprzętu elektrycznego.
Cechy grawitacyjnego systemu grzewczego
Zasada działania opiera się na właściwości wody do rozszerzania się wraz ze wzrostem temperatury. Podstawą obiegu płynu jest tworzenie różnicy ciśnień w zamkniętym obwodzie rurowym. Z powodu tego efektu grawitacyjny zamknięty system grzewczy otrzymał inną nazwę - grawitację.
Strukturalnie powinien składać się z następujących elementów:
- Bojler. Urządzenie przeznaczone do przenoszenia energii spalania paliwa (drewno opałowe, węgiel, gaz itp.) Na czynnik chłodzący (woda, płyn niezamarzający). W grawitacyjnym zamkniętym systemie grzewczym dzieje się to za pomocą wymiennika ciepła umieszczonego możliwie jak najbliżej w kotle do komory spalania;
- Rurociągi. Wymagany do transportu podgrzanego płynu z wymiennika ciepła do urządzeń grzewczych;
- Grzejniki. Są głównym źródłem ciepła w pomieszczeniu. Ich duża powierzchnia zapewnia maksymalny transfer ciepła między podgrzaną wodą a powietrzem w pomieszczeniu;
- Urządzenia bezpieczeństwa i kontroli. Należą do nich zbiornik wyrównawczy, zawór grawitacyjny do ogrzewania, zawory i dławiki.
Podczas podgrzewania wody w wymienniku ciepła rozszerza się, co powoduje nadciśnienie. Z kolei zimny płyn chłodzący z rury powrotnej ma większą gęstość i zaczyna wypierać ciecz o wysokiej temperaturze. W wyniku tego następuje krążenie.
Jednym z głównych elementów systemu jest kolektor wspomagający - pionowa rura podłączona do kotła. Jeśli wykonujesz grawitacyjny system grzewczy własnymi rękami, musisz zwrócić na to szczególną uwagę - zaczynając od materiału do produkcji rur, a kończąc na ich średnicy.
Im większa objętość kolektora wspomagającego, tym wyższa prędkość płynu chłodzącego. Aby to zrobić, musisz obliczyć jego optymalny przekrój i wysokość.
Grawitacyjny system grzewczy dwupiętrowego domu powinien być tak zaprojektowany, aby chłodziwo mogło być rozłożone możliwie równomiernie na kilka obwodów.
Szczegółowy opis systemu
W procesie podgrzewania wody część z niej nieuchronnie wyparuje w postaci pary. W celu szybkiego usunięcia zbiornika wyrównawczego jest zainstalowany na samej górze systemu. Spełnia 2 funkcje - przez górny otwór usuwany jest nadmiar pary i następuje automatyczne wyrównanie utraty objętości cieczy. Podobny schemat nazwano otwartym.
Ma jednak jedną istotną wadę - stosunkowo szybkie odparowanie wody. Dlatego w przypadku dużych rozgałęzionych systemów wolą wytwarzać grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego własnymi rękami. Główne różnice w jego schemacie są następujące.
- Zamiast otwartego zbiornika wyrównawczego zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik w najwyższym punkcie rurociągu.Grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego wytwarza dużą ilość tlenu z wody w procesie podgrzewania chłodziwa, który oprócz nadciśnienia jest źródłem rdzewienia elementów metalowych. W celu szybkiego usunięcia pary o wysokiej zawartości tlenu zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik;
- Aby skompensować ciśnienie już ochłodzonego chłodziwa, przed kolektorem wlotowym kotła zamontowany jest membranowy zbiornik wyrównawczy typu zamkniętego. Jeśli ciśnienie grawitacyjne w systemie grzewczym przekracza dopuszczalną normę, elastyczna membrana kompensuje to, zwiększając całkowitą objętość.
W przeciwnym razie, projektując i instalując grawitacyjny system grzewczy tylko własnymi rękami, możesz przestrzegać zwykłych zasad i zaleceń.
Systemy ogrzewania grawitacyjnego dla domu jednopiętrowego i dwupiętrowego
Jeśli planowane jest zainstalowanie ogrzewania grawitacyjnego pod ciśnieniem w parterowym domu, można zastosować schemat jednorurowy Leningradka.
Cechą tego schematu jest pojedyncza rura, do której równolegle podłączonych jest kilka urządzeń grzewczych. Prowadzi to jednak do nierównomiernego rozkładu ciepła - im dalej grzejnik od kotła, tym niższa temperatura wody wpływającej do niego. Aby rozwiązać ten problem, możesz ulepszyć grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego:
- Montaż zaworów odcinających. Za jego pomocą można zmniejszyć objętość płynu chłodzącego do urządzeń grzewczych znajdujących się bliżej kotła. W ten sposób strata energii cieplnej w pierwszych sekcjach systemu zmniejszy się;
- Odsuwając się od kotła, zwiększ liczbę sekcji grzejników;
- Zainstaluj rury o większej średnicy w miejscu, w którym rury są podłączone do urządzeń grzewczych. Spowoduje to zmniejszenie ciśnienia grawitacyjnego systemu grzewczego w tym obszarze, co zmniejszy prędkość cyrkulacji wody w chłodnicy.
Ten schemat jest akceptowalny przy małej długości autostrady. Jednak nie zaleca się instalowania go w domu dwupiętrowym. W takim przypadku wymagany jest dwururowy rozgałęziony grawitacyjny system grzewczy, którego obliczenia przeprowadza się w poszczególnych sekcjach.
Jego cechą jest to, że oddzielne obwody prowadzą do centralnej rury znajdującej się w górnej części autostrady. Urządzenia grzewcze są podłączone do każdego z nich. Ważne jest, aby ich długość była taka sama. W przeciwnym razie cała ciecz pędzi do regionu o najmniejszym oporze - do zwarcia.
Aby zapobiec przedostawaniu się chłodziwa do rury wylotowej kotła, zainstalowany jest grawitacyjny zawór zwrotny do ogrzewania. Jest to niezbędny element grawitacyjnego systemu ogrzewania dwupiętrowego domu.
Obliczanie grawitacyjnego systemu grzewczego
Przed przystąpieniem do instalacji rur i urządzeń grzewczych należy obliczyć parametry całego systemu. W tym celu obliczane są charakterystyki hydrauliczne, które następnie wpływają na wybór optymalnej średnicy rurociągu. Przed obliczeniem grawitacyjnego systemu grzewczego konieczne jest poznanie głównych parametrów. Będą one wymagane do obliczenia rzeczywistej wartości ciśnienia cyrkulacji (RC):
- Odległość od środka kotła do środka grzejnika (h). Im większy, tym lepszy będzie obieg płynu. Dlatego instalując grawitacyjny system grzewczy własnymi rękami, zaleca się montaż kotła w najniższym punkcie domu - piwnicy;
- Ciśnienie cyrkulacji ogrzewanego (Pr) i chłodzonego (Po) płynu chłodzącego.
Niezależnie od tego, czy grawitacyjny system grzewczy jest obliczany dla domów dwupiętrowych, czy piętrowych, wartość tych ostatnich parametrów zależy bezpośrednio od różnicy temperatur wody.Dane te można pobrać z danych tabelarycznych.
Na przykład przy wartości h-4 mi różnicy temperatur 20 ° (80/60) ogrzewanie grawitacyjne będzie miało ciśnienie 4 * 112 = 448 Pa. Do dalszych obliczeń zaleca się stosowanie specjalistycznych systemów oprogramowania, które uwzględniają wszystkie parametry grawitacyjnego systemu grzewczego typu zamkniętego.
Często średnica rury podłączonej do rury wylotowej kotła musi wynosić DN 40 lub DN 50. Zapewni to minimalne straty, które pojawią się, gdy woda zostanie ocierana o ściany rury.
Kolejną cechą jest różnica temperatur chłodziwa. Im większy, tym wyższe ciśnienie cyrkulacji. Dlatego oprócz równomiernego rozkładu ciepła na urządzeniach grzewczych podczas projektowania grawitacyjnego systemu grzewczego konieczne jest niezależne zapewnienie minimalnej temperatury cieczy przed wejściem do wymiennika ciepła kotła.
Wybór komponentów i materiału
Po pojawieniu się rur polimerowych grawitacyjny system grzewczy wykonany z polipropylenu (PP) stał się bardzo popularny. Materiał ten jest łatwy w obróbce; do połączenia poszczególnych sekcji wymagane jest minimum sprzętu.
Jednak nie każdy typ tych rur ma być instalowany jako element grzewczy. Rozważ główne kryteria wyboru:
- Obecność warstwy wzmacniającej. Na grawitacyjny system grzewczy wykonany z polipropylenu mogą mieć wpływ wysokie temperatury - do 95 ° C. Aby zachować oryginalny kształt rury, wymagany jest element usztywniający, który jest warstwą folii lub włókna szklanego;
- grubość ściany. W grawitacyjnym systemie grzewczym z zamkniętym zbiornikiem wyrównawczym można wytworzyć wysokie ciśnienie. Aby uniknąć uszkodzenia linii, rury polipropylenowe muszą być klasy PN20 lub wyższej. Grubość ich ścian zależy od średnicy.
Tę rurę można wykorzystać do wyposażenia kolektora wspomagającego. Jednak w celu osiągnięcia różnicy temperatur zaleca się wykonanie linii powrotnej ze stali. Oprócz obniżenia temperatury płynu chłodzącego przed wejściem do kotła materiał ten pomaga zmniejszyć opór hydrauliczny.
Zalecenia instalacyjne
Po wykonaniu obliczeń grawitacyjnego systemu grzewczego wykonanego z rur polipropylenowych lub stalowych możesz rozpocząć jego instalację. Aby osiągnąć optymalną wydajność, eksperci zalecają wprowadzenie niewielkich, ale ważnych zmian w standardowym schemacie:
- Nachylenie autostrady. Optymalne ciśnienie grawitacyjne dla systemu grzewczego można osiągnąć poprzez nachylenie rur za odpowietrznikiem i na linii powrotnej za ostatnim urządzeniem grzewczym;
- Instalowanie pompy obiegowej w obejściu. Pomoże to zmniejszyć bezwładność układu. Czas nagrzewania czynnika grzewczego może być bardzo długi, więc pompa może zwiększać prędkość wzdłuż linii, aż do osiągnięcia pożądanego reżimu temperatury;
- Minimalne węzły obrotowe w potoku. Powodują nadmierny opór hydrauliczny, co wpływa na spadek prędkości ruchu wody;
- Montaż elementów ochronnych. Dzięki zainstalowaniu zaworu zwrotnego do ogrzewania grawitacyjnego woda może krążyć w niewłaściwym kierunku. Jest to szczególnie konieczne w przypadku systemu z górnym okablowaniem i wieloma obwodami.
Głównymi elementami właściwie wykonanego ogrzewania grawitacyjnego pod ciśnieniem są profesjonalnie wykonane wstępne obliczenia, wybór odpowiednich materiałów i przestrzeganie technologii instalacji. Umożliwi to stworzenie skutecznego systemu utrzymywania komfortowej temperatury w domu.
Wskazówki dotyczące ustawiania i używania zaworu grawitacyjnego do ogrzewania podczas instalowania ciepłej podłogi, dodatkowe elementy można zobaczyć na filmie:
