Luonnonkiertoinen lämmitysjärjestelmä: yhteiset vesipiirikaaviot

Autonomisen painovoimatyyppisen lämmitysverkon rakentaminen valitaan, jos on epäkäytännöllistä ja joskus mahdotonta asentaa kiertovesipumppu tai kytkeä keskitettyyn virtalähteeseen.

Tällainen järjestelmä on halvempi asentaa ja on täysin riippumaton sähköstä. Sen suorituskyky riippuu kuitenkin suurelta osin suunnittelun tarkkuudesta.

Jotta lämmitysjärjestelmä, jossa on luonnollinen kierto, toimisi sujuvasti, on tarpeen laskea sen parametrit, asentaa komponentit oikein ja valita järkevästi vesipiirin suunnittelu. Autamme näiden ongelmien ratkaisemisessa.

Kuvasimme painovoimajärjestelmän tärkeimmät toimintaperiaatteet, annoimme neuvoja putkilinjan valinnassa ja hahmottelimme piirin kokoamista ja työyksiköiden sijoittamista koskevat säännöt. Kiinnitimme erityistä huomiota yksi- ja kaksiputkisten lämmitysjärjestelmien suunnitteluun ja toimintaominaisuuksiin.

Luonnollisen kiertoprosessin periaatteet

Veden liikkumisprosessi lämmityspiirissä ilman kiertovesipumppua tapahtuu luonnollisten fysikaalisten lakien vuoksi.

Näiden prosessien luonteen ymmärtäminen mahdollistaa pätevän kehittää lämmitysjärjestelmäprojekti tavallisiin ja epästandardeihin tapauksiin.

Suurin hydrostaattinen paine-ero

Minkä tahansa jäähdytysnesteen (veden tai pakkasnesteen) pääasiallinen fyysinen ominaisuus, joka helpottaa sen liikkumista piiriä pitkin luonnollisen kierron aikana, on tiheyden väheneminen lämpötilan noustessa.

Kuuman veden tiheys on pienempi kuin kylmän veden, ja siksi lämpimän ja kylmän nestepatsaan hydrostaattisessa paineessa on eroa. Lämmönvaihtimeen virtaava kylmä vesi syrjäyttää kuumaa vettä putkea pitkin.

Veden käyttövoima piirissä luonnollisen kierron aikana on hydrostaattisen paineen ero kylmän ja kuuman nestepatsaan välillä

Talon lämmityspiiri voidaan jakaa useisiin osiin. Vesi suunnataan ylöspäin "kuumia" fragmentteja pitkin ja alaspäin "kylmiä" fragmentteja pitkin.Fragmenttien rajat ovat lämmitysjärjestelmän ylä- ja alapisteet.

Mallintamisen päätehtävä luonnolliset kiertojärjestelmätveden tarkoituksena on saavuttaa suurin mahdollinen ero nestepatsaan paineen välillä "kuumissa" ja "kylmissä" fragmenteissa.

Luonnollisen kierron vesipiirin klassinen elementti on kiihdytyssarja (päänousuputki) - pystysuora putki, joka on suunnattu ylöspäin lämmönvaihtimesta.

Kiihdytyssarjan lämpötilan on oltava maksimi, joten se on eristetty koko pituudeltaan. Vaikka keräimen korkeus ei ole korkea (kuten yksikerroksisissa taloissa), eristystä ei ehkä suoriteta, koska siinä olevalla vedellä ei ole aikaa jäähtyä.

Tyypillisesti järjestelmä on suunniteltu siten, että kiihtyvyyskeräimen yläpiste osuu koko piirin yläpisteeseen. Siellä on uloskäynti avoin paisuntasäiliö tai ilmanpoistoventtiili, jos käytät kalvosäiliötä.

Sitten "kuuma" piirifragmentin pituus on pienin mahdollinen, mikä johtaa lämpöhäviön vähenemiseen tällä alueella.

On myös toivottavaa, että piirin "kuumaa" osaa ei yhdistetä pitkäaikaiseen jäähdytettyä jäähdytysnestettä kuljettavaan osaan. Ihannetapauksessa vesipiirin alin kohta on sama kuin lämmityslaitteeseen sijoitetun lämmönvaihtimen alin kohta.

Mitä alempana kattila sijaitsee lämmitysjärjestelmässä, sitä pienempi on nestepatsaan hydrostaattinen paine piirin kuumassa osassa

Vesipiirin "kylmällä" segmentillä on myös omat säännöt, jotka lisäävät nesteen painetta:

• sitä suurempi lämpöhäviö lämmitysverkon "kylmässä" osassa, mitä alhaisempi veden lämpötila ja suurempi sen tiheys, joten luonnollisella kierrolla varustettujen järjestelmien toiminta on mahdollista vain merkittävällä lämmönsiirrolla;
• mitä suurempi on etäisyys piirin alapisteestä patterin liitäntään, mitä suurempi vesipatsaan pinta-ala minimilämpötilalla ja maksimitiheydellä.

Tämän viimeisen säännön noudattamisen varmistamiseksi uuni tai kattila asennetaan usein talon alimpaan kohtaan, kuten kellariin. Tämä kattilan sijoitus varmistaa suurimman mahdollisen etäisyyden patterien alemman tason ja veden tulokohdan välillä lämmönvaihtimeen.

Vesipiirin alemman ja ylemmän pisteen välinen korkeus luonnollisen kierron aikana ei kuitenkaan saa olla liian korkea (käytännössä enintään 10 metriä). Uuni tai kattila lämmittää vain lämmönvaihdinta ja kiihdytyssarjan alaosaa.

Jos tämä fragmentti on merkityksetön suhteessa vesipiirin koko korkeuteen, paineen lasku piirin "kuumassa" fragmentissa on merkityksetön ja kiertoprosessi ei käynnisty.

Luonnollisen kiertojärjestelmän käyttö kaksikerroksisissa rakennuksissa on varsin perusteltua, mutta suurempiin rakennuksiin tarvitaan kiertovesipumppu

Minimoi veden liikkeen vastuksen

Suunniteltaessa järjestelmää, jossa on luonnollinen kierto, on otettava huomioon jäähdytysnesteen liikenopeus piiriä pitkin.

Ensinnäkin, mitä suurempi nopeus, sitä nopeammin lämmönsiirto tapahtuu "kattila - lämmönvaihdin - vesipiiri - lämmityspatterit - huone" -järjestelmän kautta.

toiseksi, mitä nopeampi neste kulkee lämmönvaihtimen läpi, sitä epätodennäköisemmin se kiehuu, mikä on erityisen tärkeää takkalämmityksen kannalta.

Veden keittäminen järjestelmässä voi olla erittäin kallista - lämmönvaihtimen purkaminen, korjaus ja uudelleenasennus vaativat paljon aikaa ja rahaa

Järjestelmissä pakkokiertolämmitys veden liikkeen nopeus riippuu pääasiassa parametreista kiertovesipumppu.

Vedenlämmityksessä luonnollisella kierrolla nopeus riippuu seuraavista tekijöistä:

• paineen ero ääriviivan fragmenttien välissä sen alemmassa pisteessä;
• hydrodynaaminen vastus lämmitysjärjestelmä.

Menetelmiä suurimman paine-eron varmistamiseksi käsiteltiin edellä. Todellisen järjestelmän hydrodynaamista vastusta ei voida laskea tarkasti monimutkaisen matemaattisen mallin ja syötetietojen suuren määrän vuoksi, joiden tarkkuutta on vaikea taata.

On kuitenkin olemassa yleisiä sääntöjä, joiden noudattaminen vähentää lämmityspiirin vastusta.

Tärkeimmät syyt veden liikkeen nopeuden hidastumiseen ovat putken seinien vastus ja kavennukset, jotka johtuvat liitosten tai sulkuventtiilien läsnäolosta. Pienillä virtausnopeuksilla seinämän vastusta ei ole käytännössä lainkaan.

Poikkeuksena ovat pitkät ja ohuet putket, jotka ovat tyypillisiä lämmitykseen lämmitetty lattia. Sille on yleensä varattu erilliset piirit, joissa on pakkokierto.

Kun valitset putkityyppejä luonnolliseen kiertopiiriin, sinun on otettava huomioon teknisten rajoitusten olemassaolo järjestelmää asennettaessa. Siksi metalli-muoviputket Ei ole toivottavaa käyttää niitä luonnollisessa vesikierrossa, koska ne on liitetty huomattavasti pienemmän sisähalkaisijan omaaviin liittimiin.

Metalli-muoviputkien liitososat kaventavat jonkin verran sisähalkaisijaa ja ovat vakava este matalapaineiselle vedelle (+)

Putkien valintaa ja asennusta koskevat säännöt

Valitse teräs tai polypropeeniputket mikä tahansa kierto tapahtuu sen mukaan, onko niitä mahdollista käyttää kuumaan veteen, sekä hinnan, asennuksen helppouden ja käyttöiän kannalta.

Syöttöputki on asennettu metalliputkesta, koska sen läpi kulkee korkeimman lämpötilan vesi, ja uunilämmityksen tai lämmönvaihtimen toimintahäiriön tapauksessa höyry voi kulkea läpi.

Luonnollisessa kierrossa on tarpeen käyttää putken halkaisijaa, joka on hieman suurempi kuin kiertovesipumppua käytettäessä. Tyypillisesti jopa 200 neliömetrin huoneiden lämmittämiseen. m, kiihdytyssarjan ja lämmönvaihtimen paluuputken halkaisija on 2 tuumaa.

Tämä johtuu alhaisemmasta veden nopeudesta verrattuna pakkokiertoon, mikä johtaa seuraaviin ongelmiin:

• siirretyn lämmön määrän väheneminen aikayksikköä kohti lähteestä lämmitettyyn huoneeseen;
• tukosten tai ilmataskujen esiintyminen, jota pieni paine ei kestä.

Käytettäessä luonnollista kiertoa pohjasyöttöpiirin kanssa on kiinnitettävä erityistä huomiota ilmanpoistoon järjestelmästä. Sitä ei voida poistaa kokonaan jäähdytysnesteestä paisuntasäiliön kautta, koska Kiehuva vesi tulee ensin laitteisiin itseään alempana olevan putken kautta.

Pakotetun kierron avulla vedenpaine ohjaa ilmaa järjestelmän korkeimpaan kohtaan asennettuun ilmankerääjään - laitteeseen, jossa on automaattinen, manuaalinen tai puoliautomaattinen ohjaus. Käyttämällä Mayevsky nosturit Pohjimmiltaan lämmönsiirtoa säädetään.

Gravitaatiolämmitysverkoissa, joiden syöttö sijaitsee laitteiden alla, Mayevsky-hanoja käytetään suoraan ilmanpoistoon.

Kaikissa nykyaikaisissa lämmityspattereissa on laitteet ilman vapauttamiseksi, joten tulppien muodostumisen estämiseksi piirissä voit tehdä kaltevuuden, joka ohjaa ilmaa jäähdyttimeen

Ilma voidaan poistaa myös jokaiseen nousuputkeen asennettujen tuuletusaukkojen avulla tai järjestelmän sähköverkon suuntaisesti asetetulla ilmajohdolla. Ilmanpoistolaitteiden vaikuttavan määrän vuoksi pohjajohdoilla varustettuja painovoimapiirejä käytetään erittäin harvoin.

Pienellä paineella pieni ilmalukko voi pysäyttää lämmitysjärjestelmän kokonaan. Siten SNiP 41-01-2003 mukaan lämmitysjärjestelmän putkia ei saa asentaa ilman kaltevuutta veden nopeudella, joka on alle 0,25 m/s.

Luonnollisella kierrolla tällaisia ​​nopeuksia ei voida saavuttaa. Siksi putkien halkaisijan lisäämisen lisäksi on tarpeen ylläpitää vakioita kaltevuus ilman poistamiseksi lämmitysjärjestelmästä. Kaltevuus on suunniteltu 2-3 mm per metri; asuntoverkoissa kaltevuus saavuttaa 5 mm vaakaviivan lineaarimetriä kohti.

Syöttökaltevuus tehdään veden liikkeen suuntaan siten, että ilma siirtyy piirin yläpisteessä sijaitsevaan paisuntasäiliöön tai ilmanpoistojärjestelmään. Vaikka vastakaltevuus on mahdollista tehdä, on tässä tapauksessa tarpeen asentaa lisäksi tuuletusventtiili.

Paluulinjan kaltevuus tehdään yleensä jäähdytetyn veden liikesuuntaan. Sitten piirin alin kohta osuu paluuputken sisääntuloon lämpögeneraattoriin.

Yleisin tulo- ja paluuputken kaltevuussuuntien yhdistelmä ilmataskujen poistamiseen luonnollisen kiertovesikierron vesikierrosta

klo lämmitettyjen lattioiden asentaminen Pienellä alueella luonnollisella kierrolla, on välttämätöntä estää ilman pääsy tämän lämmitysjärjestelmän kapeisiin ja vaakasuoraan sijaitseviin putkiin.Lämmitetyn lattian eteen on asennettava ilmanpoistolaite.

Yksiputki- ja kaksiputkilämmitysjärjestelmät

Kun kehitetään lämmityssuunnitelmaa talolle, jossa on luonnollinen vesikierto, on mahdollista suunnitella yksi tai useampi erillinen piiri. Ne voivat erota merkittävästi toisistaan. Riippumatta pituudesta, patterien lukumäärästä ja muista parametreista, ne valmistetaan yksiputki- tai kaksiputkikaavion mukaan.

Piiri yhdellä rivillä

Lämmitysjärjestelmää, joka käyttää samaa putkea veden peräkkäiseen syöttämiseen pattereihin, kutsutaan yksiputkiiseksi. Yksinkertaisin yksiputkivaihtoehto on lämmitys metalliputkilla ilman pattereita.

Tämä on halvin ja vähiten ongelmallinen tapa lämmittää taloa valittaessa luonnollista jäähdytysnesteen kiertoa. Ainoa merkittävä haittapuoli on tilaa vievien putkien ulkonäkö.

Taloudellisimmillaan yksiputkinen versio Lämmityspattereissa kuuma vesi virtaa peräkkäin jokaisen laitteen läpi. Tässä vaaditaan vähimmäismäärä putkia ja sulkuventtiilejä.

Mennessäsi jäähdytysnestettä jäähtyy, joten seuraavat patterit saavat kylmempää vettä, mikä on otettava huomioon osien lukumäärää laskettaessa.

Yksinkertainen yksiputkipiiri (yllä) vaatii vähimmäismäärän asennustyötä ja investointeja. Alla oleva monimutkaisempi ja kalliimpi vaihtoehto antaa sinun sammuttaa patterit pysäyttämättä koko järjestelmää

Tehokkain tapa liittää lämmityslaitteet yksiputkiverkkoon on diagonaalinen vaihtoehto.

Tämän luonnollisen kiertotyypin lämmityspiirien kaavion mukaan kuuma vesi tulee jäähdyttimeen ylhäältä, ja jäähdytyksen jälkeen se poistetaan alla olevan putken kautta.Tällä tavalla kulkiessaan lämmitetty vesi luovuttaa suurimman määrän lämpöä.

Kun sekä tulo- että poistoputket liitetään pohjassa olevaan akkuun, lämmönsiirto vähenee merkittävästi, koska lämmitetyn jäähdytysnesteen on kuljettava pisin mahdollinen reitti. Merkittävästä jäähdytyksestä johtuen akkuja, joissa on suuri määrä osia, ei käytetä tällaisissa piireissä.

"Leningradkalle" on ominaista vaikuttavat lämpöhäviöt, jotka on otettava huomioon järjestelmää laskettaessa. Sen etuna on, että käytettäessä sulkuventtiileitä tulo- ja poistoputkissa, laitteet voidaan kytkeä pois päältä korjauksia varten ilman lämmitysjakson pysäyttämistä (+)

Lämmityspiirejä, joissa on samanlainen patterien liitäntä, kutsutaan "Leningradka". Huomatuista lämpöhäviöistä huolimatta ne ovat edullisia asuintalojen lämmitysjärjestelmien järjestelyssä, mikä johtuu putkilinjan esteettisemmästä ulkonäöstä.

Yksiputkiverkkojen merkittävä haittapuoli on kyvyttömyys sammuttaa yksi lämmitysosista pysäyttämättä veden kiertoa koko piirissä.

Siksi he käyttävät yleensä klassisen järjestelmän modernisointia asennuksella "ohittaa» ohittaa jäähdyttimen käyttämällä haaraa, jossa on kaksi palloventtiiliä tai kolmitieventtiili. Tämän avulla voit säädellä jäähdyttimen vedensyöttöä jopa sammuttamalla sen kokonaan.

Kaksikerroksisissa tai useammissa rakennuksissa käytetään yksiputkijärjestelmän variantteja, joissa on pystysuorat nousuputket. Tässä tapauksessa kuuman veden jakautuminen on tasaisempaa kuin vaakasuuntaisilla nousuputkilla. Lisäksi pystysuorat nousuputket ovat lyhyempiä ja sopivat paremmin talon sisätilaan.

Yksiputkijärjestelmää, jossa on pystysuuntainen johdotus, käytetään menestyksekkäästi lämmitettäessä kaksikerroksisia huoneita luonnollisella kierrolla. Vaihtoehtona on ylemmät jäähdyttimet pois käytöstä

Vaihtoehto paluuputkella

Kun yhtä putkea käytetään kuuman veden syöttämiseen pattereihin ja toista jäähdytetyn veden tyhjentämiseen kattilaan tai uuniin, tätä lämmitysjärjestelmää kutsutaan kaksiputkiiseksi lämmitysjärjestelmäksi. Lämmityspatterien läsnä ollessa tällaista järjestelmää käytetään useammin kuin yksiputkijärjestelmää.

Se on kalliimpaa, koska se vaatii lisäputken asennuksen, mutta sillä on useita merkittäviä etuja:

• tasaisemman lämpötilan jakautumisen jäähdytysneste toimitetaan jäähdyttimiin;
• helpompi laskea jäähdyttimen parametrien riippuvuus lämmitetyn huoneen pinta-alasta ja vaadituista lämpötila-arvoista;
• tehokkaampi lämmönsäätö jokaiseen jäähdyttimeen.

Riippuen jäähdytetyn veden liikesuunnasta suhteessa kuumaan veteen, kaksiputkijärjestelmät jaettu ohimeneviin ja umpikujaan. Liitännäispiireissä jäähdytetyn veden liike tapahtuu samaan suuntaan kuin kuuma vesi, joten koko piirin syklin pituus on sama.

Umpikuvissa piireissä jäähdytetty vesi siirtyy kohti kuumaa vettä, joten eri pattereissa jäähdytysnesteen kiertojaksojen pituudet vaihtelevat. Koska järjestelmän nopeus on alhainen, lämmitysaika voi vaihdella huomattavasti. Patterit, joiden vesikierron pituus on lyhyempi, lämpenevät nopeammin.

Valittaessa umpikujaa ja siihen liittyviä lämmitysjärjestelmiä, ne lähtevät ensisijaisesti paluuputken asennuksen mukavuudesta

Lämmityspattereihin nähden vuorauksen sijaintia on kahta tyyppiä: ylempi ja alempi.Yläliitännällä kuumaa vettä syöttävä putki sijaitsee lämmityspatterien yläpuolella ja alaliitännällä alla.

Pohjaliitännällä ilma voidaan poistaa patterien läpi eikä putkia tarvitse vetää ylhäältä, mikä on hyvä huonesuunnittelun kannalta.

Ilman kiihdytyssarjaa painehäviö on kuitenkin paljon pienempi kuin ylälinjaa käytettäessä. Siksi pohjavuorausta ei käytännössä käytetä lämmitettäessä tiloja luonnollisen kierron periaatteen mukaisesti.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Sähkökattilaan perustuvan yksiputkipiirin järjestäminen pienelle talolle:

Kaksiputkijärjestelmän toiminta yksikerroksiselle puutalolle, joka perustuu pitkään palavaan kiinteän polttoaineen kattilaan:

Luonnollisen kierron käyttö veden liikkeen aikana lämmityspiirissä vaatii tarkkoja laskelmia ja teknisesti asiantuntevaa asennustyötä. Jos nämä ehdot täyttyvät, lämmitysjärjestelmä lämmittää tehokkaasti omakotitalon tiloja ja vapauttaa omistajat pumpun melusta ja riippuvuudesta sähköstä.

Jos sinulla on kysyttävää aiheesta tai haluat jakaa henkilökohtaisen kokemuksesi gravitaatiotyyppisen lämmitysjärjestelmän järjestämisestä ja käytöstä, jätä kommentit tähän artikkeliin. Palautelohko sijaitsee alla.