Obliczanie grawitacyjnego systemu ogrzewania prywatnego domu - schemat

ZIstnieje opinia, że ​​ogrzewanie grawitacyjne jest anachronizmem w naszej erze komputerów. Ale co, jeśli zbudowałeś dom w miejscu, w którym nie ma jeszcze prądu lub zasilanie jest bardzo przerywane? W takim przypadku będziesz musiał pamiętać o staromodnym sposobie organizacji ogrzewania. Oto jak zorganizować ogrzewanie grawitacyjne i omówimy w tym artykule.

System ogrzewania grawitacyjnego

Grawitacyjny system ogrzewania został wynaleziony w 1777 roku przez francuskiego fizyka Bonnemana i został zaprojektowany do ogrzewania inkubatora.

Ale dopiero od 1818 r. System ogrzewania grawitacyjnego stał się wszechobecny w Europie, choć do tej pory tylko w szklarniach i szklarniach. W 1841 roku Anglik Hood opracował metodę obliczania termicznego i hydraulicznego naturalnych systemów cyrkulacji. Potrafił teoretycznie udowodnić proporcjonalność prędkości cyrkulacji chłodziwa do pierwiastków kwadratowych różnicy wysokości węzła grzewczego i węzła chłodzenia, czyli różnicy wysokości między kotłem a grzejnikiem. Naturalna cyrkulacja chłodziwa w systemach grzewczych została dobrze zbadana i ma mocne podstawy teoretyczne.

Jednak wraz z pojawieniem się systemów grzewczych z pompą zainteresowanie naukowców systemem ogrzewania grawitacyjnego stopniowo zanika. Obecnie ogrzewanie grawitacyjne jest oświetlane powierzchownie na kursach instytutowych, co doprowadziło do analfabetyzmu specjalistów, którzy instalują ten system grzewczy. Aż szkoda powiedzieć, ale instalatorzy budujący ogrzewanie grawitacyjne kierują się głównie radami „doświadczonych” i tymi skąpymi wymaganiami, które są określone w dokumentach regulacyjnych. Warto pamiętać, że dokumenty regulacyjne tylko dyktują wymagania i nie wyjaśniają przyczyn pojawienia się określonego zjawiska. W związku z tym wśród specjalistów istnieje wystarczająca liczba nieporozumień, które chciałbym trochę rozwiać.

Szczegółowy opis systemu

Otwarte ogrzewanie grawitacyjne

W procesie podgrzewania wody część z niej nieuchronnie wyparuje w postaci pary. W celu szybkiego usunięcia zbiornik wyrównawczy jest zainstalowany na samej górze systemu. Pełni 2 funkcje - nadmiar pary odprowadzany jest przez górny otwór, a utrata objętości cieczy jest automatycznie kompensowana. Ten schemat nazywa się otwartym.

Ma jednak jedną istotną wadę - stosunkowo szybkie parowanie wody. Dlatego w przypadku dużych systemów rozgałęzionych wolą własnoręcznie wykonać grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego. Główne różnice między jego schematem są następujące.

• Zamiast otwartego zbiornika wyrównawczego w najwyższym punkcie rurociągu zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik. Grawitacyjny system grzewczy typu zamkniętego podczas podgrzewania chłodziwa wytwarza z wody dużą ilość tlenu, 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 schłodzonego chłodziwa, przed kolektorem wlotowym kotła zamontowany jest membranowy zbiornik wyrównawczy typu zamkniętego. Jeśli ciśnienie grawitacyjne w systemie grzewczym przekracza dopuszczalną normę, wówczas elastyczna membrana kompensuje to zwiększając całkowitą objętość.

W przeciwnym razie, projektując i instalując system ogrzewania grawitacyjnego tylko własnymi rękami, możesz przestrzegać zwykłych zasad i zaleceń.

Klasyczne ogrzewanie grawitacyjne dwururowe

Aby zrozumieć zasadę działania grawitacyjnego systemu grzewczego, rozważmy przykład klasycznego dwururowego systemu grawitacyjnego z następującymi danymi początkowymi:

• początkowa objętość płynu chłodzącego w układzie wynosi 100 litrów;
• wysokość od środka kotła do powierzchni podgrzanego chłodziwa w zbiorniku H = 7 m;
• odległość od powierzchni podgrzewanego chłodziwa w zbiorniku do środka chłodnicy drugiego poziomu h1 = 3 m,
• odległość do środka grzejnika pierwszego poziomu h2 = 6 m.
• Temperatura na wylocie z kotła wynosi 90 ° C, na wlocie do kotła - 70 ° C.

Efektywne ciśnienie cyrkulacyjne dla grzejnika drugiego poziomu można określić za pomocą wzoru:

Δp2 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9,8 (7 - 3) = 470,4 Pa.

W przypadku grzejnika pierwszego poziomu będzie to:

Δp1 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9,8 (7 - 6) = 117,6 Pa.

Aby obliczenia były dokładniejsze, należy wziąć pod uwagę chłodzenie wody w rurociągach.

Istota systemu

Jak powstaje ciśnienie cyrkulacyjne?

Ruch przepływu przez rury płynu przenoszącego ciepło wynika z faktu, że wraz ze spadkiem i wzrostem jego temperatury zmienia swoją gęstość i masę.

Zmiana temperatury chłodziwa następuje z powodu nagrzania kotła.

W rurach grzewczych znajduje się chłodniejsza ciecz, która oddała ciepło grzejnikom, stąd jej gęstość i masa są większe. Pod wpływem sił grawitacyjnych w chłodnicy zimny płyn chłodzący zostaje zastąpiony gorącym.

Innymi słowy, po osiągnięciu najwyższego punktu, gorąca woda (może to być środek przeciw zamarzaniu) zaczyna być równomiernie rozprowadzana po grzejnikach, wypierając z nich zimną wodę. Schłodzona ciecz zaczyna schodzić do dolnej części baterii, po czym całkowicie przechodzi przez rury do kotła (jest wypierana przez gorącą wodę pochodzącą z kotła).

Gdy tylko gorący płyn chłodzący dostanie się do chłodnicy, rozpoczyna się proces wymiany ciepła. Ściany grzejnika stopniowo się nagrzewają, a następnie oddają ciepło do samego pomieszczenia.

Płyn chłodzący będzie krążył w układzie tak długo, jak działa kocioł.

Rurociągi do ogrzewania grawitacyjnego

Wielu ekspertów uważa, że ​​rurociąg należy układać ze spadkiem w kierunku ruchu chłodziwa. Nie twierdzę, że idealnie powinno tak być, ale w praktyce ten wymóg nie zawsze jest spełniony. Gdzieś belka przeszkadza, gdzieś stropy są wykonane na różnych poziomach. Co się stanie, jeśli zainstalujesz rurociąg zasilający z odwrotnym nachyleniem?

Jestem pewien, że nic strasznego się nie wydarzy. Ciśnienie krążące chłodziwa, jeśli spada, to o dość małą wartość (kilka paskali). Stanie się tak z powodu pasożytniczego wpływu, który ochładza się w górnym napełnieniu chłodziwa. W tej konstrukcji powietrze z systemu będzie musiało zostać usunięte za pomocą kolektora powietrza przepływowego i odpowietrznika. Takie urządzenie pokazano na rysunku. W tym przypadku zawór spustowy jest zaprojektowany tak, aby uwalniał powietrze w czasie, gdy układ jest napełniany chłodziwem. W trybie pracy ten zawór musi być zamknięty. Taki system pozostanie w pełni funkcjonalny.

Schematy odsprzęgania grawitacji

Istnieje bezpośredni związek między ciśnieniem cyrkulującym w systemie a odległością pionową od punktu maksymalnego ciepła (góra) do punktu minimalnego ciepła (dół). W takim przypadku najlepszym rozwiązaniem będzie górna dystrybucja w systemie grawitacyjnym.

Trzy niezależne systemy

Ale to nie wszystko:

• Zaleca się zamocowanie zbiornika wyrównawczego do pionowej głównej rury doprowadzającej ciepłą wodę. Służy głównie do usuwania powietrza.
• Przewód zasilający powinien być nachylony w kierunku ruchu chłodziwa.
• W grzejnikach ruch ciepłej wody musi być zorganizowany od góry do dołu (a najlepiej po przekątnej).To jest bardzo ważny punkt.

Jeśli wykorzystasz to wszystko do budowy ogrzewania we własnym domu, otrzymasz schemat ideowy. A co z dolnym okablowaniem? Nie ma zastrzeżeń co do tej opcji. Ale tutaj będziesz musiał stawić czoła wielu pytaniom. Na przykład, w jaki sposób można usunąć nagromadzone masy powietrza? Jak zwiększyć ciśnienie chłodziwa? Chociaż istnieją możliwości rozwiązania tych problemów, wiążą się one z wysokimi kosztami. I dlaczego są potrzebne, jeśli istnieją schematy, które są znacznie prostsze.

Ruch schłodzonego nośnika ciepła

Jednym z błędnych przekonań jest to, że w układzie z naturalną cyrkulacją schłodzony płyn chłodzący nie może poruszać się w górę. W przypadku systemu obiegowego koncepcja góra i dół jest bardzo warunkowa. W praktyce, jeśli rurociąg powrotny unosi się na jakimś odcinku, to gdzieś opada na tę samą wysokość. W tym przypadku siły grawitacyjne są zrównoważone. Jedyną trudnością jest pokonanie lokalnego oporu na zakrętach i liniowych odcinkach rurociągu. Wszystko to, a także możliwe chłodzenie chłodziwa w odcinkach wzniesienia, należy wziąć pod uwagę w obliczeniach. Jeśli system zostanie poprawnie obliczony, schemat pokazany na poniższym rysunku ma prawo istnieć. Nawiasem mówiąc, na początku ubiegłego wieku takie schematy były szeroko stosowane, pomimo ich słabej stabilności hydraulicznej.

Uproszczona wersja systemu grzewczego z naturalną cyrkulacją nośnika ciepła

Kocioł jest umieszczony, miejsce na niego jest ustalane z góry. Pion zasilający jest wyprowadzany z kotła i we wcześniej określonym miejscu w górę, tak daleko, jak to możliwe w budynku. Z reguły na strychu lub w jakimś pomieszczeniu magazynowym na piętrze wiejskiego domu.

Do pionu u góry zamontowany jest zbiornik wyrównawczy z rurą przelewową prowadzącą do pomieszczenia gospodarczego, w którym znajduje się kanalizacja. Jeśli zbiornik wyrównawczy ma być zamknięty, to jest instalowany na linii powrotnej w kotłowni lub innym pomieszczeniu, w najwyższym punkcie zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik. Grupa bezpieczeństwa jest również zainstalowana w kotłowni na 1 piętrze. Kocioł należy zainstalować możliwie najniżej, w wykopie lub w piwnicy. Zabrania się instalowania kotła gazowego w piwnicy. Z górnego punktu, w którym zainstalowano otwarty zbiornik wyrównawczy lub automatyczny odpowietrznik, wykonuje się obniżenie. Okazuje się, że pętla ciśnienia. Następnie porozmawiajmy o tym, do czego służy pętla ciśnieniowa.

Lokalizacja grzejników

Mówią, że przy naturalnej cyrkulacji chłodziwa grzejniki bez wątpienia muszą znajdować się nad kotłem. To stwierdzenie jest prawdziwe tylko wtedy, gdy urządzenia grzewcze znajdują się na jednym poziomie. Jeśli liczba poziomów wynosi dwa lub więcej, grzejniki niższego poziomu mogą znajdować się poniżej kotła, co należy sprawdzić za pomocą obliczeń hydraulicznych.

W szczególności dla przykładu pokazanego na poniższym rysunku, przy H = 7 m, h1 = 3 m, h2 = 8 m, efektywne ciśnienie cyrkulacyjne będzie wynosić:

g · = 9,9 · [7 · (977 - 965) - 3 · (973 - 965) - 6 · (977 - 973)] = 352,8 Pa.

Tutaj:

ρ1 = 965 kg / m3 oznacza gęstość wody w temperaturze 90 ° C;

ρ2 = 977 kg / m3 oznacza gęstość wody w temperaturze 70 ° C;

ρ3 = 973 kg / m3 to gęstość wody w temperaturze 80 ° C.

Wynikające z tego ciśnienie cyrkulacyjne jest wystarczające, aby zredukowany system działał.

Układ grzejników

Jedno piętro

Jak już wspomniano, autor jest praktykiem i odważy się podać zalecenia dotyczące projektu okablowania, opierając się na własnym doświadczeniu.

W przypadku domu parterowego najlepszym schematem jest tak zwany schemat ogrzewania Leningradu lub baraku.

Co to oznacza w prawidłowej implementacji?

• Główny kontur otacza cały dom na całym obwodzie. Jedyną dopuszczalną przerwą w obwodzie jest ten sam zawór na obejściu w miejscu zainstalowania pompy. Materiał - rura nie cieńsza niż DN 32.

Przydatne: z jakiegoś powodu naturalny obieg jest kojarzony z wieloma wyłącznie z rurami stalowymi.Na próżno: w tym przypadku możesz bezpiecznie użyć nawet polipropylenu bez wzmocnienia. Otwarty system oznacza brak nadciśnienia; temperatura podczas normalnej cyrkulacji nigdy nie przekroczy temperatury wrzenia wody.

• Grzałki tną równolegle do konturu. Połączenie - dolne lub ukośne.

Pierwsza opcja paska bocznego jest poprawna. Drugi i trzeci dla naszych celów są kategorycznie nieodpowiednie.

• Na połączeniach z grzejnikiem (zwykle wykonuje się je rurą DU20) umieszcza się zawory lub parę dławików zaworowych. Zawory odcinające pozwolą całkowicie wyłączyć grzejnik w celu naprawy; dodatkowo umożliwia zbilansowanie urządzeń grzewczych.
• W dolnym połączeniu w górnych wtyczkach chłodnicy zainstalowany jest odpowietrznik - kran Mayevsky'ego, zawór lub zwykły kran.

Dwa piętra

Jak zrealizować ogrzewanie cyrkulacyjne naturalne w domu dwupiętrowym?

Zacznijmy od tego, czego nie możesz zrobić.

Niemożliwe jest zorganizowanie kilku obwodów podłączonych równolegle do kotła i różnej długości. To, z czym związana jest instrukcja, jest łatwe do zrozumienia: krótszy obwód ominie długi, przepuszczając przez siebie większość chłodziwa.

Nie można używać klasycznego systemu dwururowego bez zaworów równoważących lub dławików. W takim przypadku woda przepłynie tylko przez pobliskie urządzenia grzewcze. Autor miał szansę zmierzyć się z konsekwencjami takiej realizacji ogrzewania: przy pierwszych poważnych mrozach odległe grzejniki zostały rozmrożone.

Takie okablowanie będzie działało dopiero po wyważeniu pionów za pomocą dławików. Bez tego cała woda będzie krążyć tylko przez pobliskie urządzenia grzewcze.

Łatwy do wdrożenia i bezproblemowy schemat okablowania może wyglądać następująco:

• Kolektor wspomagający kończy się na drugim piętrze lub na poddaszu ze zbiornikiem wyrównawczym. Napełnianie o średnicy 40-50 milimetrów zaczyna się bezpośrednio od niego ze stałym nachyleniem.
• Dolny kontur (powrót) otacza dom wzdłuż obwodu na poziomie podłogi pierwszego piętra.

Przydatne: tak, przeniesienie wypełnienia dolnego do piwnicy, jeśli będzie dostępne, będzie lepsze zarówno z punktu widzenia estetyki, jak i wydajności układu. Ale należy to zrobić tylko wtedy, gdy temperatura w piwnicy nie spadnie poniżej zera, nawet przy zimnym kotle. Jeśli jednak twój obwód jest z płynem niezamarzającym lub innym środkiem przeciw zamarzaniu, nie możesz obawiać się rozmrażania.

• Grzejniki otwierają piony; w tym przypadku przepustnica jest zainstalowana na co najmniej jednym grzejniku w pionie. Równoważenie, pamiętasz? Bez tego ponownie uzyskujemy wyjątkowo nierównomierne nagrzewanie się akumulatorów.

Na schemacie zastosowano inny, mniej dokładny sposób wyważania taśm. Na tym najbliższym kotła jest więcej urządzeń grzewczych. Ten schemat jest również wykonalny.

Jeśli można przenieść wycieki na strych i do piwnicy, ma to przynajmniej jedną dobrą stronę. W ten sposób jeden z problemów układu grawitacyjnego zostanie rozwiązany - estetyczny. Jednak gruba, nachylona rura rzadko zdobi dom.

Drugą stroną medalu jest to, że dzięki najwyższej jakości izolacji termicznej duża ilość ciepła z grubego wypełnienia zostanie bezcelowo rozproszona na zewnątrz pomieszczeń mieszkalnych.

Przy dużej średnicy wypełnienie rozprasza dużo ciepła. W piwnicy zniknie bez celu.

Ogrzewanie grawitacyjne - wymiana wody na płyn niezamarzający

Czytałem gdzieś, że ogrzewanie grawitacyjne, przeznaczone na wodę, można bezboleśnie przenieść na płyn niezamarzający. Chcę Cię ostrzec przed takimi działaniami, ponieważ bez odpowiednich obliczeń taka wymiana może doprowadzić do całkowitej awarii systemu grzewczego. Faktem jest, że roztwory na bazie glikolu mają znacznie wyższą lepkość niż woda. Ponadto właściwa pojemność cieplna tych cieczy jest niższa niż wody, co będzie wymagało, przy innych czynnikach jednakowych, zwiększenia szybkości cyrkulacji chłodziwa.Okoliczności te znacznie zwiększają konstrukcyjny opór hydrauliczny układu wypełnionego chłodziwami o niskiej temperaturze zamarzania.

System ogrzewania grawitacyjnego wykonany z polipropylenu: przewaga nad metalem

System ogrzewania grawitacyjnego można wykonać nie tylko z metalowych rur, ale także z bardziej nowoczesnego materiału. Takim materiałem zasłużenie stał się polipropylen. System grzewczy wykonany z rur polipropylenowych można schować pod listwą lub okładziną. W wyniku tych działań powierzchnia pomieszczenia nie zmniejszy się, ale przyjemnie zadowoli Cię schludność i estetyka wyglądu systemu polipropylenowego.

Dzisiaj system grzewczy z polipropylenu jest godnym konkurentem dla żeliwnych i metalowych.

Korzystając z nowoczesnego materiału, całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie systemu grzewczego. W takim przypadku najlepiej nadaje się do tego polipropylen. Rury wykonane z polipropylenu mają szereg zalet.

Zalety rur polipropylenowych:

• Rury z polipropylenu nie podlegają korozji;
• Mają niski współczynnik przewodności cieplnej;
• Na wewnętrznych powierzchniach rur nie tworzą się osady;
• Cena polipropylenu jest niższa niż żeliwa i metalu;
• Neutralność wobec agresywnych środowisk;
• Plastikowy;
• Odporny na zmiany temperatury;
• Łatwość instalacji;
• Długa żywotność.

Materiał ten znacznie różni się od metalu i żeliwa zarówno pod względem właściwości technicznych, jak i sposobu pracy z nim. Oczywiście narzędzie potrzebne do wykonania tych prac będzie wymagało innego narzędzia. Proces lutowania rur polipropylenowych nie jest skomplikowany i bardzo szybki, ale wymaga pewnych umiejętności i znajomości technologii.

Korzystanie z otwartego zbiornika wyrównawczego

Praktyka pokazuje, że konieczne jest ciągłe uzupełnianie chłodziwa w otwartym zbiorniku wyrównawczym, gdy paruje. Zgadzam się, że to naprawdę duża niedogodność, ale można ją łatwo wyeliminować. Aby to zrobić, można użyć rurki powietrznej i uszczelki hydraulicznej, zainstalowanej bliżej najniższego punktu instalacji, obok kotła. Ta rura służy jako przepustnica powietrza między uszczelnieniem hydraulicznym a poziomem płynu chłodzącego w zbiorniku. Dlatego im większa jego średnica, tym niższy będzie poziom wahań poziomu w zbiorniku uszczelnienia wodnego. Szczególnie zaawansowani rzemieślnicy potrafią pompować azot lub gazy obojętne do przewodu powietrznego, chroniąc w ten sposób system przed wnikaniem powietrza.

wady i zalety

Jak wygląda ogrzewanie grawitacyjne na tle systemu wymuszonej cyrkulacji? Czy powinieneś zdecydować się na to podczas projektowania własnego domku?

Korzyści

• System jest całkowicie odporny na uszkodzenia. Nie ma w nim żadnych ruchomych ani zużywających się części; nie zależy od czynników zewnętrznych, w tym niestabilnego zasilania poza miastem.
• Obwód grawitacyjny dostosowuje się samoczynnie. Im chłodniejszy jest w nim przepływ zwrotny, tym szybsza cyrkulacja chłodziwa: ponieważ ma on wyższą gęstość w porównaniu z łuskami ogrzewanymi w kotle.
• Wreszcie, projektując ten system, nie musisz zajmować się skomplikowanymi obliczeniami, nie potrzebujesz specjalnych umiejętności: takie schematy zostały zaprojektowane przez naszych dziadków. Na terenach wiejskich do dziś można znaleźć obwody podłączone do metalowego rurowego wymiennika ciepła umieszczonego w rosyjskim piecu.

Niedociągnięcia

Nie bez nich.

• System raczej powoli się nagrzewa. Od rozpalenia kotła do osiągnięcia przez akumulatory temperatury roboczej może upłynąć od półtorej do dwóch godzin.

Ale: dzięki ogromnej objętości chłodziwa będą się również powoli ochładzać. Zwłaszcza jeśli jako urządzenia grzewcze są zainstalowane żeliwne grzejniki lub masywne metalowe rejestry.

• Prostota konstrukcji systemu nie oznacza, że ​​jego cena będzie znacznie niższa w porównaniu z alternatywami.Pełna średnica wypełnienia pociąga za sobą wysokie koszty. Oto fragment aktualnej strony cenowej dla wzmocnionej rury polipropylenowej jednej z rosyjskich firm:

Średnica, mm	Cena za metr bieżący, ruble
20	52,28
25	67,61
32	111,76
40	162,16
50	271,55

• Bez zbilansowania różnice temperatur między radiatorami mogą być zauważalne.
• Wreszcie, przy nieznacznym przenoszeniu ciepła z kotła, obszary butelkowania wyniesione na strych lub do piwnicy podczas silnych mrozów mogą zostać całkowicie przechwycone przez lód.

Zastosowanie pompy obiegowej w ogrzewaniu grawitacyjnym

W rozmowie z jednym instalatorem usłyszałem, że pompa zainstalowana na obejściu głównego pionu nie może wywołać efektu cyrkulacji, ponieważ instalacja zaworów odcinających na głównym pionie między kotłem a zbiornikiem wyrównawczym jest zabroniona. Dlatego można umieścić pompę na obejściu linii powrotnej i zainstalować zawór kulowy między wlotami pompy. To rozwiązanie nie jest zbyt wygodne, gdyż każdorazowo przed włączeniem pompy należy pamiętać o zakręceniu kranu, a po wyłączeniu pompy - odkręceniu. W takim przypadku montaż zaworu zwrotnego jest niemożliwy ze względu na jego znaczny opór hydrauliczny. Aby wyjść z tej sytuacji, rzemieślnicy próbują przerobić zawór zwrotny na normalnie otwarty. Takie „zmodernizowane” zawory będą wywoływały w układzie efekty dźwiękowe dzięki ciągłemu „tłumieniu” z okresem proporcjonalnym do prędkości chłodziwa. Mogę zaproponować inne rozwiązanie. Pływakowy zawór zwrotny do systemów grawitacyjnych jest zainstalowany na głównym pionie między wlotami obejścia. Zawór pływakowy w naturalnym obiegu jest otwarty i nie przeszkadza w ruchu chłodziwa. Gdy pompa jest włączona w obejściu, zawór odcina główny pion, kierując cały przepływ przez obejście wraz z pompą.

W tym artykule rozważałem daleko od wszystkich nieporozumień, które istnieją wśród specjalistów instalujących ogrzewanie grawitacyjne. Jeśli podobał Ci się ten artykuł, jestem gotowy, aby kontynuować go z odpowiedziami na Twoje pytania.

W następnym artykule opowiem o materiałach budowlanych.

POLECAM CZYTAĆ WIĘCEJ:

Zalety i wady

Załóżmy, że projektujemy od podstaw system ogrzewania w prywatnym domu. Czy warto polegać na naturalnym krążeniu, czy lepiej zadbać o zakup pompy obiegowej?

plusy

• Przed nami system samoregulujący. Tempo cyrkulacji będzie tym większe, im chłodniejszy będzie płyn chłodzący w rurze powrotnej. Ta cecha systemu wynika z bardzo stosowanej zasady fizycznej.
• Tolerancja na błędy jest nie do pochwały. W rzeczywistości, co może się stać z obwodem grubej rury i grzejnikami? Brak ruchomych i zużywających się części; W rezultacie grawitacyjne systemy grzewcze mogą działać bez naprawy i konserwacji nawet przez pół wieku. Pomyśl o tym: sam możesz zrobić coś, co będzie służyć Twoim dzieciom i wnukom!
• Ogromnym plusem jest też niezależność energetyczna. Wyobraź sobie przedłużającą się przerwę w dostawie prądu w środku zimy. Co zrobisz bez pompy, jeśli zamieć uderzy w słupy linii energetycznej lub dojdzie do wypadku w regionalnej podstacji?

Zerwane linie energetyczne mogą powrócić do zdrowia przez kilka dni. Pozostawanie przez ten czas bez ogrzewania nie jest przyjemne.

• Wreszcie taki system jest łatwy w produkcji. Nie musisz rozwodzić się nad jego urządzeniem: jest to proste i nieskomplikowane.

Wady

Nie pochlebiaj sobie: wszystko nie jest tak różowe, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.

• System będzie miał dużą bezwładność cieplną. Mówiąc najprościej, od momentu rozpalenia kotła może minąć ponad godzina, aby rozgrzać ten ostatni w obwodzie grzejników.
• Prostota okablowania i orurowania kotła nie oznacza jego taniej. Będziesz musiał użyć grubej rury, której cena metra bieżącego jest dość wysoka. Jednak dodatkowo zwiększy powierzchnię wymiany ciepła między ogrzewaniem a powietrzem.
• W przypadku niektórych schematów okablowania różnica temperatur między radiatorami będzie znaczna.
• Ze względu na niską cyrkulację przy niskiej intensywności ogrzewania, istnieje bardzo realna szansa na zamarznięcie zbiornika wyrównawczego i części obwodu wyprowadzonej na strych.

Trochę zdrowego rozsądku

Drogi Czytelniku, zatrzymajmy się na chwilę i zastanówmy się: dlaczego tak naprawdę w naszym umyśle naturalny i wymuszony obieg jest czymś wzajemnie wykluczającym się?

Najbardziej rozsądnym rozwiązaniem byłoby:

• Projektujemy system, który będzie działał grawitacyjnie.
• Przerywamy obwód przed kotłem zaworem. Oczywiście bez zmniejszania przekroju rury.
• Przecinamy obejście zaworu o mniejszej średnicy rury i montujemy pompę cyrkulacyjną na obejściu. W razie potrzeby odcina go para zaworów; studzienka jest zamontowana przed pompą wzdłuż przepływu wody.

Zdjęcie przedstawia prawidłową wkładkę pompy. System może pracować zarówno z wymuszonym, jak i naturalnym obiegiem.

Co kupujemy

Kompletny system grzewczy z wymuszonym obiegiem i wszystkimi jego zaletami:

• Jednolite ogrzewanie wszystkich urządzeń grzewczych;
• Szybkie nagrzewanie pomieszczeń po uruchomieniu kotła.

W ogóle nie jest konieczne zamykanie systemu: pompa może pracować doskonale bez nadciśnienia. Jeśli zabraknie prądu - nie ma problemu: po prostu wyłączamy pompę i otwieramy zawór obejściowy. System nadal funkcjonuje jako grawitacyjny.

Wyznaczanie natężenia przepływu chłodziwa i średnic rur

Najpierw każda gałąź grzewcza musi zostać podzielona na sekcje, zaczynając od samego końca. Podział jest dokonywany przez zużycie wody i waha się od grzejnika do grzejnika. Oznacza to, że po każdym akumulatorze rozpoczyna się nowa sekcja, co jest pokazane na powyższym przykładzie. Zaczynamy od sekcji 1 i znajdujemy w niej masowe natężenie przepływu chłodziwa, koncentrując się na mocy ostatniej nagrzewnicy:

G = 860q / ∆t, gdzie:

• G to natężenie przepływu chłodziwa, kg / h;
• q jest mocą cieplną grzejnika na miejscu, kW;
• Δt to różnica temperatur w rurociągach zasilającym i powrotnym, zwykle wynosi 20 ºС.

W pierwszej sekcji obliczenie chłodziwa wygląda następująco:

860 x 2/20 = 86 kg / h.

Uzyskany wynik należy natychmiast zastosować na wykresie, ale do dalszych obliczeń będziemy go potrzebować w innych jednostkach - litrach na sekundę. Aby wykonać tłumaczenie, musisz użyć formuły:

GV = G / 3600ρ, gdzie:

• GV - objętościowe natężenie przepływu wody, l / s;
• ρ to gęstość wody, w temperaturze 60 ºС wynosi 0,983 kg / litr.

Mamy: 86/3600 x 0,983 = 0,024 l / s. Konieczność tłumaczenia jednostek tłumaczy się koniecznością użycia specjalnych gotowych tabel do określenia średnicy rury w prywatnym domu. Są one dostępne bezpłatnie i nazywane są tabelami Sheveleva do obliczeń hydraulicznych. Możesz je pobrać, klikając link: https://dwg.ru/dnl/11875

W tych tabelach wartości średnic rur stalowych i plastikowych są publikowane w zależności od natężenia przepływu i prędkości ruchu chłodziwa. Jeśli otworzysz stronę 31, to w tabeli 1 dla rur stalowych w pierwszej kolumnie natężenia przepływu są podane wl / s. Aby nie wykonywać pełnego obliczenia rur do systemu grzewczego prywatnego domu, wystarczy wybrać średnicę zgodnie z natężeniem przepływu, jak pokazano na poniższym rysunku:

Uwaga. Lewa kolumna pod średnicą od razu wskazuje prędkość ruchu wody. W przypadku systemów grzewczych jego wartość powinna wynosić 0,2-0,5 m / s.

Tak więc dla naszego przykładu wewnętrzny wymiar przejścia powinien wynosić 10 mm. Ale ponieważ takie rury nie są używane w ogrzewaniu, bezpiecznie akceptujemy rurociąg DN15 (15 mm). Kładziemy to na schemacie i przechodzimy do drugiej sekcji. Ponieważ następny grzejnik ma taką samą moc, nie ma potrzeby stosowania wzorów, bierzemy poprzedni przepływ wody i mnożymy go przez 2 i otrzymujemy 0,048 l / s. Ponownie zwracamy się do tabeli i znajdujemy w niej najbliższą odpowiednią wartość. Jednocześnie nie zapomnij o monitorowaniu prędkości przepływu wody v (m / s), aby nie przekraczała wskazanych granic (na rysunkach jest zaznaczona w lewej kolumnie czerwonym kółkiem):

Ważny.W przypadku systemów grzewczych z naturalną cyrkulacją prędkość przepływu chłodziwa powinna wynosić 0,1-0,2 m / s.

Jak widać na rysunku, odcinek nr 2 jest również układany z rurą DN15. Ponadto, zgodnie z pierwszym wzorem, natężenie przepływu znajdujemy w sekcji nr 3:

860 x 1,5 / 20 = 65 kg / h i przełożyć to na inne jednostki:

65/3600 x 0,983 = 0,018 l / s.

Dodając go do sumy kosztów z dwóch poprzednich sekcji, otrzymujemy: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / s i ponownie odwołujemy się do tabeli. Ponieważ w naszym przykładzie nie wykonuje się obliczeń układu grawitacyjnego, ale układu ciśnieniowego, rura DN15 będzie pasować tym razem również pod względem prędkości chłodziwa:

W ten sposób obliczamy wszystkie obszary i umieszczamy wszystkie dane na naszym diagramie aksonometrycznym: