I små privata hus och lägenheter är uppvärmningen oberoende av el. För småstäder är en situation typisk när en transformatorstation av olika skäl misslyckas, ledningar skadas etc. Det naturliga cirkulationsvärmesystemet inkluderar inte en enda modul som fungerar från elnätet.
Funktioner i det naturliga cirkulationsvärmesystemet
Varje värmesystem innehåller flera obligatoriska element:
- Pannan som värmer vattnet - gas, ved, torv. En förutsättning är piezotändning, annars är det omöjligt att starta enheten utan el.
- Försörjningsröret levererar uppvärmt vatten till radiatorerna. Rören placeras med en viss lutning - 0,5–1 cm per 1 m, så att vatten kan röra sig genom tyngdkraften. "Heta" vattenledningar placeras med en lutning mot radiatorerna.
- Värmeenheter - batterier av alla slag. Genom dem sker huvudvärmeöverföringen.
- Returrör - genom det återkyls kylvätskan till pannan. ”Kalla” rör monteras med en lutning på 0,5–1 cm per 1 m mot pannan.
- Expansionsbehållare - belägen vid systemets högsta punkt. När vatten värms upp ökar det i volym. Tanken kompenserar för detta överskott.
Systemet fungerar på följande sätt: vattnet värms upp i pannan, expanderar, densiteten minskar och vätskan stiger längs den centrala stigaren. Expansionsbehållaren är fylld för att utjämna trycket mellan kallt och varmt vatten. Sedan, från ovan, sänks vatten genom matningsröret till varje batteri, där det kyls, vilket avger värme till luft och ytor. Den kylda vätskan rör sig genom returledningarna till pannan. Eftersom densiteten för det kylda vattnet är lägre och återgår till pannan, pressar det ut den mindre täta uppvärmda vätskan, vilket får den att stiga.
Förutom funktionen för tryckkompensation, spelar expansionsbehållaren en annan roll. Tillsammans med vatten kommer luft in i rören. När den samlas upp inträffar en luftplugg som inte tillåter kylvätska att röra sig genom rören. På konvektiva system beror emellertid luftbubblor på expansionsbehållaren på grund av rörledningen under en lutning. Eftersom denna enhet är öppen och i kontakt med luft lämnar bubblor systemet.
Designen är enkel, men kräver mycket noggranna beräkningar. Vatten som rör sig längs röret skapar friktion, bromsar ner och avger snabbare värme. När riktningen ändras - svängar, grenar, kanaler i batterierna - ökar friktionen. Om vattenmotståndet inte beaktas i beräkningarna fungerar inte systemet.
Konvektiv värme fungerar bra i små områden. Således kan du bränna en eller två våningar privat hus eller lägenhet. För en byggnad med 9 våningar är detta alternativ inte lämpligt.
Fördelar och nackdelar med systemet
Naturlig cirkulation ger värmesystemet följande fördelar:
- Den största fördelen är oberoende från el. Konvektiv värme fungerar under alla förhållanden.
- Med korrekt installation och skötsel varar den självströmmande versionen längre än 30 år.
- Installation är mycket enkel, rutinmässig inspektion och reparation orsakar inte heller svårigheter.
- Hög termisk tröghet - en stor volym vatten cirkulerar här. Det kyler långsammare och avger värme längre.
- Konvektiv vattenuppvärmning är tyst: det finns inga elektriska pumpar som genererar buller.
- Strömförbrukningen är minimal. Detta är dock sant om rören och byggnaden är välisolerade.
- Lägsta kostnad för systemet och installationen.
Det är inte svårt att integrera en pump i cirkulationskretsen. Detta kan göras under installationen eller senare. När det finns elektricitet fungerar värmen i tvångscirkulationsläge och i sin frånvaro växlar den automatiskt till den naturliga rörelsen av vatten.
Gravitationsversionen har betydande nackdelar, vilket väsentligt begränsar tillämpningen:
- Systemet serveras endast av små stugor med två våningar eller två våningar.
- För att minska hydrauliskt motstånd, använd rör med största möjliga diameter. Detta gör installationen svår och kostnaden för vattenledningar med större diameter är större.
- Endast stålrör rekommenderas. Det är tillåtet att använda polypropen. Andra icke-metalliska modeller är förbjudna.
- Det är inte möjligt att justera temperaturen i varje rum manuellt eller automatiskt.
- Indirekta värmepannor kan inte ingå i systemet, vilket ökar kostnaden för att producera varmt vatten.
- Det är inte möjligt att utrusta ett varmt golv.
Arbetet med konvektiv värme påverkas avsevärt av förträngningar. Använd inte metall-plaströr eftersom de är anslutna med beslag vars diameter är mindre.
Typer av värmesystem
Värmekretsen kan inkludera en eller flera kretsar med olika längder med olika radiatorer. Men vilket alternativ som helst är en modifiering av endast två modeller - ett rör eller två rör.
Enstaka rör
Enheten är så enkel som möjligt. Samma rör leder i sin tur kylvätskan till varje kylare och återgår till pannan. Det billigaste alternativet och det mest problemfria är att bara värma upp med rör utan radiatorer. Om batterier ingår i kretsen bör det finnas ett minimum av rör och ventiler.
Vatten, som successivt flyttar till den sista radiatorn, kyls mer och mer. Denna funktion beaktas vid beräkningen av antalet sektioner.
Det finns två scheman i en enda rörversion:
- Med den övre anslutningen - kommer vatten in i batteriet ovanifrån genom det övre munstycket, kommer ut genom det nedre. Systemets effektivitet är maximalt för vattenuppvärmning.
- Med bottenanslutningen - kommer kylvätskan in i kylaren underifrån och kommer också ut genom det undre röret. Vattnets väg ökar, så värmeöverföringen av systemet är märkbart lägre. Här kan du inte sätta radiatorer med ett stort antal sektioner. Trots den lägre effektiviteten föredrar han dock att installera ett sådant system i lägenheter, eftersom det är mer estetiskt.
Den klassiska versionen kan uppgraderas genom att installera bypass - grenar med en trevägsventil och grenar med kranar. Med deras hjälp kan du justera vattenflödet till en annan kylare och stänga av det vid behov.
Dubbla rörsystem
Alternativet med ett returrör kallas två-rör. Varmt vatten tillförs kylaren under ett rör och det kylda från varje uppvärmningsanordning släpps ut genom returledningen. Systemet är mycket effektivare: varje kylare får nästan samma mängd värme. Uppvärmningsgraden kan justeras på varje batteri, om det behövs utesluts det från värmekretsen. Ett stort plus är en enklare beräkning av parametrarna för pipeline och batterier.
Utför både topp- och bottenanslutning:
- I det första fallet är rören placerade ovanför radiatorerna.
- I det andra är matarröret placerat under batteriet.Detta alternativ är mer estetiskt, men tryckfallet är för lågt, så kretsen används mycket sällan.
I beräkningarna beakta riktningen på dränering. Om det sammanfaller med den heta vätskans riktning, ett passande schema, är cykellängden lika. I det här fallet värms upp radiatorerna på samma sätt. Om återvändsgränd, kallt och varmt vatten används rör sig de i olika riktningar, de batterier där cykelcykeln visar sig vara snabbare värms upp.
Hur verkar cirkulationstrycket
Att flytta vatten i konvektiv värme ger endast skillnaden i densitet för varmt och kallt vatten. Vid uppvärmning minskar kylvätskans densitet och den stiger; vid kylning ökar den och den förtränger en varmare vätska. Ju större skillnad i det hydrostatiska trycket i en kolonn med kallt och varmt vatten, desto högre cirkulationstryck, desto bättre är uppvärmningen.
Huvuduppgiften för att organisera systemet är att uppnå det maximala tryckfallet.
- Ett obligatoriskt element i kretsen är accelerationskollektorn eller huvudstigaren. Detta är ett vertikalt rör som stiger från värmeväxlaren till toppen av systemet. Här är en expansionsbehållare monterad - ett öppet eller stängt membran med en luftventil för utluftning.
- Huvudsteget måste ha en maximal temperatur, så att kollektorn är isolerad. Dess höjd är inte mer än 10 m. Helst kommer stigaren inte i kontakt med returledningarna.
- För att skapa ett tillräckligt tryckfall måste du skapa en stor kolonn med kall vätska. Detta uppnås genom att installera pannan på systemets lägsta punkt. I ett privat hus placeras enheten i källaren, i lägenheten - i fördjupningen. Ju högre batterinivå ovanför pannan, desto större tryck genereras av kallt vatten och desto mer aktivt förskjuter varmt vatten.
För att förbättra cirkulationstrycket väljs batterier med den största arbetsytan. Ju bättre värmebäraren överför värme och ju kallare vattnet kommer in i pannan, desto bättre fungerar värmen.
Principen att bygga ett värmesystem med naturlig cirkulation
De viktigaste parametrarna för uppvärmning med naturlig cirkulation är cirkulationstryck och hydrostatisk motstånd. Den första indikatorn beräknas enligt följande:
P = h (p0-pl) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / kvm = mmHgvar:
- P - tryck i systemet;
- h - Höjdskillnad mellan mitten av det lägsta batteriet och mitten av pannan;
- p0 - densiteten hos den uppvärmda vätskan;
- p1- densitet av kallt vatten.
Ju större skillnad i höjd, desto högre tryckfall. Indikatorn har dock en begränsning på högst 3 m.
Det är praktiskt taget omöjligt att beräkna värdet på den andra faktorn - hydrauliskt motstånd. Modellen som beskriver den är extremt komplex och innehåller många variabler. Här är begränsade till ungefärliga beräkningar.
För att förbättra systemets effektivitet, följ rekommendationerna:
- Rör med den största diametern väljs. I detta fall minskar flödeshastigheten något, men motståndet minskar starkare.
- Installera så få avstängningsventiler som möjligt. Se till att schemat innehåller minst vridningar.
- Med en nedre anslutning måste radiatorer vara utrustade med Mayevsky-kranar för att tappa bort överflödigt luft.
- Ett metallrör används för kollektorn, eftersom det är viktigt att uppnå maximal uppvärmning för att skapa ett tryckfall. Rören som betjänar batterierna kan vara tillverkade av polypropen.
Korrekt värmeisolering förbättrar uppvärmningsarbetet. Accelerationsuppsamlar-, matnings- och returledningarna isoleras om de passerar genom ouppvärmda rum.
