Planowanie i instalowanie ogrzewania z naturalnym obiegiem jest uważane za najprostszy i najtańszy sposób na ogrzanie domu. Jednak w celu praktycznej realizacji takiego projektu należy znać wszystkie niuanse i zasady wyboru komponentów. Dlatego system ogrzewania prywatnego domu z naturalnym obiegiem powinien zostać poprawnie obliczony i opracowany schemat jego instalacji.
Zasada działania ogrzewania z naturalnym obiegiem
Do działania dowolnego systemu podgrzewania wody konieczne jest zapewnienie obiegu płynu chłodzącego przez rury. Podczas ogrzewania w kotle gorąca woda musi wpływać do akumulatorów i grzejników, aby przenosić ciepło do pomieszczeń domu. Naturalne ogrzewanie wody obiegowej nie jest wyjątkiem.
Ruch chłodziwa występuje z powodu różnicy gęstości w stanie normalnym i w stanie nagrzanym. Kiedy pracujący kocioł wchodzi do wymiennika ciepła, następuje wzrost temperatury wody, aw rezultacie spadek gęstości. Ponieważ ciężar właściwy zimnego chłodziwa jest wyższy, zaczyna on wypierać ogrzewany. W wyniku tego powstaje ruch masowy.
Przed wykonaniem podgrzewania wody w naturalnym obiegu własnymi rękami należy dokładnie zapoznać się z charakterystyką techniczną i specyfiką działania:
- Wysoka niezawodność. Brak elementów ruchomych (wirnik pompy cyrkulacyjnej) i ciśnienie atmosferyczne zapewniają długotrwałe działanie naturalnego systemu ogrzewania prywatnego domu;
- Bezwładność układu. Naturalną cyrkulację w zamkniętym systemie grzewczym zapewnia niewielka różnica ciśnień. Dlatego szybkość wprowadzania gorącej wody do grzejników będzie minimalna;
- Obowiązkowa zgodność ze zboczem autostrad. Dla normalnej pracy nachylenie systemu grzewczego z naturalnym obiegiem musi być zgodne z obliczonymi danymi. Rury są montowane ze spadkiem z kotła, a dla rury powrotnej do kotła. Zapewnia to optymalną wydajność systemu.
Należy również zauważyć, że instalacja systemu grzewczego z cyrkulacją naturalną jest zalecana w przypadku obwodów o długości rurociągu nie większej niż 30 m. W przeciwnym razie duża objętość schłodzonego płynu chłodzącego znacznie zmniejszy jego prędkość.
Tradycyjny schemat ogrzewania dwupiętrowego domu z naturalnym obiegiem może obejmować instalację kotła na gaz, paliwo stałe lub elektryczny. Ważne jest, aby ich konstrukcja zapewniała system ochrony przed przegrzaniem w przypadku odwrotnego ruchu chłodziwa lub wystąpienia zatorów powietrza.
Naturalne obiegi grzewcze
Przede wszystkim musisz wybrać prawidłowy układ rurociągów, grzejników i kotła. Ponieważ możliwe jest prawidłowe ogrzewanie z naturalnym obiegiem tylko zgodnie z wcześniej opracowanym planem - na tym etapie pracy należy poświęcić maksymalną uwagę.
W pierwszym etapie przeprowadzana jest wstępna analiza pomieszczenia (domu), gdzie planowane jest wyposażenie systemu zaopatrzenia w ciepło. Uwzględnia powierzchnię mieszkalną, stopień izolacji ścian zewnętrznych i rodzaj kotła do podgrzewania wody. Obecnie istnieje wiele schematów, za pomocą których można wykonać ogrzewanie z naturalnym obiegiem własnymi rękami. Najpopularniejsze to:
- Pojedyncza rura. Najlepsza opcja dla małych domów i mieszkań;
- Podwójna rura. Jest on wybrany do zapewnienia ogrzewania powietrznego w domach o średnich i dużych powierzchniach, dwupiętrowych budynkach.
Biorąc jednak pod uwagę zasadę działania systemu grzewczego z naturalnym obiegiem, należy pamiętać o głównych ograniczeniach - całkowitej długości autostrady, minimalnej liczbie węzłów obrotowych. Dlatego ten schemat nie może być stosowany do kolektora lub trójnika. Zbyt duże straty hydrauliczne niekorzystnie wpłyną na prędkość płynu chłodzącego.
Przy obliczaniu systemu grzewczego z naturalnym obiegiem należy pamiętać, że w tym systemie można stosować tylko wodę. Środek przeciw zamarzaniu ma zbyt wysoką gęstość, która nie może zapewnić odpowiedniego ciśnienia w rurociągach.
System jednoprzewodowy
W przypadku małych domów wiejskich i domów wiejskich przy obliczaniu systemu ogrzewania z naturalnym obiegiem uwzględnia się nie tylko parametry techniczne (operacyjne), ale także całkowity koszt projektu. W rezultacie należy uzyskać niezawodny i tani system grzewczy. Dlatego najczęściej w tych domach wykonuje się jednorurowy system grzewczy z naturalnym obiegiem.
Cechą tego systemu jest obecność jednego pnia. Grzejniki i akumulatory są połączone z nim równolegle, tworząc pojedynczy obwód. Głównymi zaletami jednorurowego systemu grzewczego z naturalnym obiegiem jest minimalna liczba komponentów, niskie zużycie materiału i łatwość instalacji. Należy jednak pamiętać, że szybkość chłodzenia chłodziwa w tym układzie jest dość wysoka z powodu sekwencyjnego przenoszenia ciepła do każdego grzejnika w obwodzie.
Aby zoptymalizować reżim termiczny w naturalnym systemie ogrzewania prywatnego domu, konieczne jest zapewnienie obecności takich elementów:
- Obejdź wiązkę każdego grzejnika. Umożliwi to ograniczenie przepływu chłodziwa do akumulatora bez zmiany parametrów całego układu. Dzięki niemu możesz całkowicie wyłączyć grzejnik w celu wymiany lub naprawy bez zatrzymywania dopływu ciepła;
- Termostaty na bateriach. Są one zamontowane w naturalnym systemie ogrzewania obiegowego w połączeniu z obejściem. Automatyczny element termiczny zmieni pole przekroju średnicy przejścia rury grzejnika, regulując w ten sposób stopień nagrzania urządzenia;
- Dźwig Mayevsky. Obowiązkowy element w wiązce chłodnicy. Ponieważ obliczenie systemu grzewczego z naturalną cyrkulacją nie zawsze jest dokładne, należy rozważyć system usuwania powietrza. W tym celu przeznaczony jest dźwig Maevsky.
Kolejną zaletą jednorurowego systemu zaopatrzenia w ciepło z obiegiem naturalnym jest jego niewielka powierzchnia. Montaż pnia może być wykonany zarówno otwarty, jak i zamknięty. Ważne jest tylko, aby upewnić się, że grzejniki są do niego podłączone.
W przypadku systemu podgrzewania wody z naturalnym obiegiem z jedną rurą kocioł i grzejniki mogą być umieszczone na tym samym poziomie, co jest zabronione w innych schematach.
System podwójnych rur
Stabilną pracę ogrzewania w średnich i dużych domach można zapewnić tylko dzięki oddzieleniu przepływów ciepłej i zimnej wody. W takim przypadku najlepszą opcją byłby dwururowy system grzewczy z naturalnym obiegiem.
Do normalnej pracy systemu konieczne jest zainstalowanie kotła poniżej poziomu grzejników. Jest to konieczne, aby wytworzyć ciśnienie schłodzonej wody, które tworzy naturalny obieg w zamkniętym systemie grzewczym. Aby uzyskać lepszą wysokość bezpośrednio za kotłem, konieczne jest wykonanie przyspieszającego pionu. Zbiornik wyrównawczy jest zainstalowany w najwyższym punkcie. Z niej rura zanurzeniowa jest montowana pod kątem, do którego podłączone są grzejniki.
Prawidłowo obliczony i zainstalowany dwururowy system grzewczy z naturalnym obiegiem będzie działał nawet przy minimalnej różnicy temperatur między chłodzonym i ogrzewanym czynnikiem chłodzącym. Aby wdrożyć taki projekt, należy wziąć pod uwagę następujące niuanse:
- Lokalizacja kotła zrób to sam ogrzewanie wody z naturalnym obiegiem. Najczęściej znajduje się w piwnicy lub piwnicy. Konieczne jest zapewnienie normalnych warunków temperaturowych, wentylacji i naturalnego światła;
- Rura kontrolna na zbiorniku wyrównawczym. Nawet jeśli poprawnie obliczysz system grzewczy z naturalnym obiegiem, nadal będzie szansa na krytyczny spadek objętości wody. Za pomocą rurki kontrolnej możesz śledzić ten wskaźnik;
- Urządzenia do ładowania i opróżniania wody. Znajdują się w najniższym punkcie - na rurze powrotnej. Aby prawidłowo wykonać ogrzewanie z naturalnym obiegiem, należy przewidzieć metody automatycznego (półautomatycznego) uzupełniania systemu, a także szybkiego spuszczania wody.
Dzięki pojawieniu się nowych materiałów możliwe jest wykonanie dwururowego systemu grzewczego z naturalnym obiegiem własnymi rękami z rur stalowych lub polimerowych. Wszystko zależy od budżetu, dostępności odpowiednich narzędzi i materiałów.
W dwururowym systemie grzewczym z naturalnym obiegiem instalacja obejściowa jest opcjonalna. Ważne jest jedynie przewidzenie instalacji zaworów odcinających w celu ewentualnego odłączenia urządzenia od wspólnej linii.
Obliczanie mocy grzewczej przy naturalnym obiegu
Aby obliczyć główne parametry zaopatrzenia w ciepło, zaleca się stosowanie specjalistycznych programów. Za ich pomocą możesz obliczyć system grzewczy z naturalnym obiegiem tak dokładnie, jak to możliwe. Ale jeśli nie jest to możliwe, stosuje się inne, uproszczone metody.
Najłatwiejszym sposobem jest obliczenie wymaganej mocy kotła przy użyciu stosunku 1 kW energii cieplnej na 10 m² powierzchni. W takim przypadku uzyskany wynik należy pomnożyć przez współczynnik, który zależy od warunków klimatycznych regionu.
Jego wartości dla systemu podgrzewania wody z naturalnym obiegiem podano w tabeli. Te współczynniki są zalecane i mogą być zastąpione innymi w zależności od faktycznych cech domu. Ale w każdym razie ta metoda określi przybliżone parametry systemu grzewczego. Dlatego jego użycie jest obowiązkowym krokiem w projektowaniu zaopatrzenia w ciepło.
|
Region |
Współczynnik korygujący |
| Na południe od Rosji |
Od 0,7 do 0,9 |
| Środkowy pas |
1–1.3 |
| Regiony północne |
1,4 do 2 |
Nie bierze to jednak pod uwagę stopnia izolacji cieplnej budynku, liczby i cech konstrukcji okien i drzwi. Dlatego najlepiej jest zastosować inną metodologię obliczania systemu zaopatrzenia w ciepło z cyrkulacją naturalną. Etapy obliczeń:
- Na 1 m3 budynku mieszkalnego wymagane będzie 400 W ciepła. Mnożąc moc przez objętość budynku, otrzymujemy wartość początkową energii cieplnej.
- Aby zrekompensować straty ciepła przez okna, liczbę konstrukcji mnoży się przez 100 watów. Ta sama technika dotyczy drzwi zewnętrznych, ale z kompensacją 200 watów każda.
- Jeśli pomieszczenie ma ścianę zewnętrzną, to w przypadku normalnej pracy naturalnego systemu ogrzewania prywatnego domu wynik jest mnożony przez współczynnik korygujący 1,2.
- W przypadku domów prywatnych straty ciepła przez dach i podłogę są uwzględniane przy współczynniku 1,5.
Należy zauważyć, że nawet to obliczenie będzie przybliżone. Podczas planowania instalacji zaopatrzenia w ciepło z naturalnym obiegiem zrób to sam dla dużego domu, zaleca się skontaktowanie ze specjalistami w celu dokładnego obliczenia głównych cech systemu.
Aby zminimalizować straty ciepła w budynku, konieczna jest dobra izolacja termiczna ścian zewnętrznych, sufitu i dachu.Obniży to koszty samodzielnego, naturalnego ogrzewania wody w obiegu zamkniętym.
Zasady tworzenia obwodu grzewczego z naturalnym obiegiem
Znając podstawowe zasady działania systemu zaopatrzenia w ciepło z cyrkulacją naturalną i wybierając optymalny schemat, możesz zacząć wykonywać. Ten etap jest nie mniej ważny niż poprzednie, ponieważ dalsza praca ogrzewania będzie zależeć od parametrów technicznych komponentów.
Konieczne jest rozważenie wszystkich funkcji tego systemu. W obwodach z wymuszonym obiegiem kompensacja strat hydraulicznych występuje z powodu działania pompy obiegowej. W przypadku systemów z naturalnym obiegiem w zamkniętym ogrzewaniu taki mechanizm nie istnieje. Dlatego, aby zminimalizować straty, należy zwrócić uwagę na następujące punkty przy projektowaniu i doborze komponentów:
- Rury grzewcze. Ich średnica powinna wynosić od DN32 do DN40. To kompensuje tarcie wody na wewnętrznej powierzchni. Zaleca się również wybór produktów polimerowych o gładkiej ścianie. Ich rzeczywista średnica zewnętrzna wynosi od 40 do 50 mm;
- Układ linii. Konieczne jest unikanie obracania jednostek, które zwiększają opór hydrauliczny w systemie;
- Wysokość podnośnika. W schemacie ogrzewania dwupiętrowego domu z naturalnym obiegiem powinien on być wyższy niż sufit drugiego piętra. Zbiornik wyrównawczy znajduje się na poddaszu;
- Charakterystyka zaworów odcinających. Jego obecność nie powinna wpływać na parametry systemu.
Aby lepiej zrozumieć zasady działania obwodu grzewczego dwupiętrowego domu z naturalnym obiegiem, można wyciągnąć analogię ze znanymi łączącymi się naczyniami. W takim przypadku kocioł znajdzie się poniżej poziomu grzejników, dlatego przepływ płynu będzie krążył w jego kierunku. Dlatego opracowując obwód i instalując system grzewczy z naturalnym obiegiem, należy ustawić go możliwie jak najniżej.
Aby zapobiec zmianom przepływu wody, na rurze powrotnej zainstalowany jest specjalny zawór. Zjawisko to może wystąpić podczas pierwszego uruchomienia systemu, gdy różnica temperatur między czynnikiem chłodzącym jest niewielka.
Naturalne nachylenie grzania
Instalacja systemu zaopatrzenia w ciepło z naturalnym obiegiem praktycznie nie różni się od standardowego schematu technologicznego. Aby to zrobić, użyj tych samych materiałów i narzędzi. Różnica polega na obowiązkowym obciążeniu systemu grzewczego z naturalnym obiegiem.
Aby zapewnić działanie systemu, rura zasilająca z pionu musi być nachylona w kierunku grzejników. Stopień zmiany położenia górnego i dolnego punktu linii zasilającej określa stosunek 1:10. Te. na każdy metr rury wymagane jest nachylenie 10 mm.
W przypadku linii powrotnej należy zmienić kierunek nachylenia. W tej części układu powinien przechodzić z grzejników na bok kotła. W ten sposób powstaje dodatkowy warunek grawitacyjnego oddziaływania na chłodziwo.
Jedną z zalet naturalnego systemu ogrzewania obiegowego jest jego łatwość konserwacji. Właściciel domu może samodzielnie wyeliminować wyciek lub wymienić uszkodzony grzejnik. Ale w tym celu konieczne jest wcześniejsze zakupienie zestawów naprawczych.
Film pokazuje obieg grzewczy z naturalnym obiegiem ze szczegółowym opisem jego działania i konfiguracji:
