Schema de incalzire pentru o casa privata cu circulatie naturala. Alegem o schema electrica pentru sistemele cu circulatie naturala. Încălzire gravitațională cu două conducte

În ciuda faptului că tehnologiile avansate de încălzire a spațiilor sunt acum larg răspândite, un sistem de încălzire cu circulație naturală este la mare căutare. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că este ușor de instalat și dacă luăm în considerare și instabilitatea alimentării cu energie electrică a sectorului privat, atunci popularitatea unui astfel de sistem de încălzire autonom devine clară.

Cum funcţionează asta

Merită spus imediat că, datorită unui dispozitiv special, sistemul funcționează fără circulație forțată a lichidului de răcire. Mișcarea apei în conducte are loc datorită faptului că, atunci când este răcită, densitatea apei crește, iar aceasta curge către cazan prin conducte instalate în pantă, împingând apa încălzită din ea.

Deși un sistem de încălzire cu circulație naturală poate funcționa fără pompă, este totuși mai bine să instalați una. Când pompa este pornită, lichidul de răcire curge prin țevi mai repede, prin urmare, camera se încălzește mai repede.

La ieșirea din cazan, apa intră în colectorul de accelerație, ajunge prin acesta în punctul de sus și, prin țevi instalate în unghi față de centrală, se răcește și își continuă traseul în cerc.

Dezavantaje și avantaje

Să vorbim mai întâi despre dezavantaje. Această abordare vă va ajuta să decideți dacă un astfel de sistem de încălzire este potrivit pentru dvs.

• Dacă sistemul nu are pompă, atunci trebuie să așteptați destul de mult până când apa fierbinte ajunge la calorifere și trece prin ele.
• Încălzirea neuniformă a radiatoarelor de încălzire. Acest lucru se datorează aceleiași nuanțe - apă caldă deasupra și apă rece dedesubt.
• Instalarea se realizează folosind țevi mai scumpe cu diametru mare.
• Este necesar să instalați un rezervor de expansiune deschis, în urma căruia apa se evaporă și trebuie adăugată periodic în sistem. Instalarea unui rezervor de expansiune închis poate afecta performanța sistemului.
• Designul camerei are de suferit.
• Panta conductelor nu trebuie deranjată, chiar dacă este necesară ocolirea ușilor.
• Sistemul ar trebui să aibă cât mai puține ture posibil.
• Atunci când planificați un sistem de încălzire fără pompă, trebuie să determinați corect nivelul de amplasare a bateriilor, rezervorului de expansiune și cazanului, care ar trebui să fie instalate în cel mai de jos punct.

Avantaje

• Independenta electrica. Chiar dacă este instalată o pompă, dacă există o întrerupere a curentului (sau dacă pompa se defectează), sistemul de încălzire continuă să funcționeze.
• Instalarea și întreținerea ulterioară nu necesită abilități speciale.
• Funcționare silențioasă.

Tipuri de sisteme

După cum sa menționat deja, într-un sistem de încălzire gravitațional nu ar trebui să existe diferențe de înălțime, altfel pur și simplu nu va funcționa. Din acest motiv, se pot realiza mai multe contururi.

Un singur circuit

Totul este foarte clar aici - o țeavă merge de la cazan, iar cealaltă la ea, iar bateriile sunt conectate între ele. Diagrama prezentată vă va ajuta să înțelegeți acest lucru.

Un sistem cu un singur circuit poate fi, de asemenea, cu o singură conductă, numai în acest caz este necesar să se țină seama de faptul că fiecare baterie ulterioară într-un sistem cu flux gravitațional va fi semnificativ mai rece decât cea anterioară.

Circuit dublu

Sistemele cu dublu circuit pot diferi în direcția de mișcare a lichidului de răcire:

1. Cu traficul din sens opus.
2. Cu trafic de trecere.

Pentru a nu avea de-a face cu relucrarea mai târziu, este important să aflați în faza de planificare care ar trebui să fie puterea bateriei (sau bateriilor) care va fi instalată într-o anumită încăpere. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza una dintre cele două metode.

După volum

Se pot obține date mai precise ținând cont de volumul camerei. Facem măsurători și, după ce am primit date despre înălțimea, lățimea și lungimea camerei, le înmulțim împreună și înmulțim rezultatul cu 40 W. Luând în considerare caracteristicile structurale, introducem un factor de corecție. Pentru:

• casă privată cu un etaj cu mansardă neizolată - 1,5;
• încăperi cu perete izolat – 1,1;
• încăperi cu pereți neizolați – 1,3;

Este important să luați în considerare numărul de uși și ferestre.

• Dacă există usa din fata, apoi trebuie să adăugați încă 150–200 W la cifra rezultată.
• Dacă ferestrele sunt mici și consumatoare de energie, atunci fiecare va necesita încă 70 W.
• Pentru ferestre mari sau neizolate, adăugați 100 W.

După zonă

Când se calculează numărul de baterii în funcție de suprafața camerei, se utilizează o cifră medie - 1 kW la 10 m 2. Puterea unui cazan de încălzire achiziționat pentru o casă este calculată folosind același principiu.

Să ne uităm la un exemplu despre cum pot fi făcute calcule.

• Există o casă cu dimensiuni interioare de 9 × 8 m Înmulțim lățimea cu lungimea și obținem o suprafață de 72 m 2.
• Împărțiți 72 m2 la 10 (1 kW la 10 m2) și obținem 7,2 - aceasta este puterea cazanului în kW.
• Acum aflăm puterea bateriei pentru o cameră de 2x4 m.
• Suprafata s-a dovedit a fi de 8 m2.
• Folosind aceleași calcule ca și pentru cazan, obținem cifra 0,8 - puterea bateriei în kW.

Acum să facem ajustări pentru zonele climatice. Să ne uităm la coeficienți:

1. ÎN Regiunile sudice – 0,8–0,9.
2. Pentru nordul îndepărtat – 1,5–2.
3. În zonă Zona de mijloc – 1,2–1,4.

În exemplul nostru, a fost necesar un cazan de 7,2 kW. Luând în considerare coeficientul, vom calcula datele finale pentru Banda de mijloc:

• 7,2×1,4=10,08.
• Avand in vedere ca centrala trebuie sa aiba rezerva de putere, achizitionam dispozitiv de încălzire putere 12–15 kW.
• În același mod, abordăm calculele puterii bateriei pentru camera folosită în exemplu: 0,8 × 1,4 = 1,12 kW. Rotunjim și obținem 1,2 kW.

Puterea bateriei este indicată în fișa tehnică a produsului. Dacă nu sunteți sigur de corectitudinea calculelor dvs., atunci achiziționați un radiator mai puternic instalând un termostat pe acesta.

Instalare

• După cum sa menționat deja, centrala trebuie instalată în cel mai jos punct.
• Nicio conductă nu ar trebui să fie amplasată sub nivelul orificiului de admisie de retur a dispozitivului nostru de încălzire. Neglijarea acestei cerințe va duce la o deteriorare semnificativă a performanței sistemului de încălzire.
• Locația țevilor și radiatoarelor este marcată pe pereți.
• Radiatoarele sunt atârnate - poziția lor este verificată cu un nivel al clădirii.
• De la conducta de alimentare a cazanului este montat un colector de accelerare. Aceasta ar trebui să fie o țeavă cu diametru mare.

• Un rezervor de expansiune deschis este instalat în punctul superior. Dacă este situat în pod, atunci containerul și conducta trebuie să fie bine izolate.
• Țevile sunt fixate cu o pantă de 1 cm per metru liniar conducte. Dacă nu este posibil să respectați această normă, atunci puteți reduce diferența la 0,5 cm, dar nu mai puțin. Trebuie avut în vedere că pe măsură ce panta conductei scade, eficiența întregului sistem de încălzire scade.
• ÎN la locul potrivit Se introduce conducta care merge la calorifer. Într-o conductă metalică, ieșirea poate fi sudată sau conectată printr-un T. Când lucrezi cu tevi din plastic trebuie să folosiți fitinguri, lipindu-le, fără a uita de robinete și termostate (dacă este prevăzută instalarea acestora).
• În punctul cel mai de jos al sistemului (de obicei lângă cazan), trebuie să instalați o priză cu robinet - prin aceasta, apă va fi turnată în sistem.

Planificarea fabricării unui sistem gravitațional în casă cu două etaje, trebuie să țineți cont de faptul că lichidul de răcire este furnizat la etajul al doilea și apoi este coborât prin coloane în radiatoare instalate la primul etaj.

Rămâne doar să umpleți sistemul cu apă și, după ce ați verificat scurgerile, încălziți camera fără să vă faceți griji că s-ar putea opri electricitatea.

Video

Urmăriți un videoclip despre cum să calculați încălzirea cu circulație naturală:

Acest videoclip prezintă un exemplu de încălzire cu circulație naturală.

Unul dintre cele mai simple este un sistem de încălzire cu circulație naturală. Cu toate acestea, această simplitate, în absența unei experiențe adecvate în lucrul cu astfel de sisteme, poate „ieși în lateral” în timpul funcționării.

Încălzirea cu circulație naturală era răspândită în urmă cu zece ani în zonele suburbane. case mari si unele apartamente cu incalzire individuala. Acum piața este „cucerită” de sistemele cu circulație forțată a lichidului de răcire, datorită oportunităților pe care le oferă.

Dar să vorbim despre încălzirea apei cu circulatie naturala.

Caracteristicile de proiectare ale sistemului

Sistemele de încălzire cu circulație naturală includ:

• cazan de incalzire care incalzeste apa;
• conducta de alimentare „furnizează” apă caldă dispozitivelor de încălzire (radiatoare);
• conducta de retur prin care apa revine la cazan;
• dispozitive de încălzire - calorifere care degajă căldură către mediu;
• , conceput pentru a compensa dilatarea termică a lichidului.

Principiul de funcționare al sistemului

Apa, care se încălzește în cazan, se ridică pe coloana centrală și prin conducta de alimentare intră în radiatoarele de încălzire (dispozitive de încălzire), unde își degajă o parte din căldură. Apoi, apa răcită intră din nou în cazan prin conducta de retur și este încălzită din nou. Apoi ciclul se repetă, asigurând o temperatură confortabilă în camera încălzită.

Pentru a asigura circulația naturală a lichidului de răcire (de obicei apă) în sistem, părțile orizontale ale conductei sunt montate cu o pantă de cel puțin 1 cm pe metru liniar din lungimea secțiunii orizontale a sistemului de încălzire.

Apa fierbinte, datorită scăderii densității sale atunci când este încălzită, se ridică pe coloana centrală, storsă apa rece, revenind la cazan. Apoi se răspândește prin gravitație de-a lungul conductei de alimentare către radiatoarele de încălzire. După ce „stă” în ele, apa curge și prin gravitație înapoi în cazan, strângând din nou în sus apa deja încălzită în cazan.

Se poate crea aer care intră în sistem împreună cu lichidul de răcire blocaj de aerîn radiatoarele de încălzire, dar, adesea, în astfel de sisteme de încălzire cu circulație naturală, bulele de aer, datorită pantelor conductei, „călătoresc” în sus și ies într-un rezervor de expansiune de tip deschis (un rezervor în contact cu aerul atmosferic).

Rezervorul de expansiune este conceput pentru a menține presiunea constantă în sistemul de încălzire, datorită faptului că este umplut cu un volum de lichid de răcire care crește în timpul încălzirii, care apoi „se eliberează” înapoi în sistem atunci când temperatura lichidului scade.

Să tragem concluziile!

Aşa! Creșterea apei în sistem (montant la conducta de alimentare) se realizează datorită diferenței dintre densitățile lichidului încălzit și răcit. Mișcarea (circulația) este susținută și de presiunea gravitațională (conducta de retur).

Când lichidul de răcire se deplasează printr-o conductă într-un sistem de încălzire cu circulație naturală, forțele de rezistență acționează asupra lichidului:

• frecarea lichidului împotriva pereților țevii (pentru a reduce acest lucru se folosesc țevi cu diametru mare);
• schimbarea direcției de mișcare a lichidului la viraje, ramuri, canale ale dispozitivelor de încălzire (radiatoare).

Parametrii fizici de bază ai unui sistem de încălzire cu circulație naturală

Presiunea de circulație Рс - mărime fizică, determinată de diferența de înălțime dintre centrele cazanului și cel mai jos dispozitiv de încălzire (radiator).

Cu cât diferența de înălțime (h) și diferența de densități a lichidelor încălzite (ρ g) și răcite (ρ o) din sistem este mai mare, cu atât circulația lichidului de răcire va fi mai bună și mai stabilă.

R c =h(ρ o -ρ g)=m(kg/m 3 -kg/m 3)=kg/m 2 =mm.coloană de apă.

Să „căutăm” motivul apariției presiunii de circulație într-un sistem de încălzire cu circulație naturală în „sălbăticia” legilor fizicii.

Dacă presupunem că temperatura lichidului de răcire din sistemul de încălzire „sare” între centrele dispozitivelor (cazan și radiatoare), adică partea superioară a sistemului conține apă mai fierbinte decât partea de jos sisteme.

Densitatea (ρ g)(ρ g).

Taiem (mental) partea de sus pe schema de circuit si... Ce vedem? O imagine familiară de la școală - două vase comunicante situate pe la diferite niveluri. Și acest lucru va duce la faptul că lichidul dintr-un punct superior, sub influența forței gravitaționale, va curge într-un punct inferior.

Datorită faptului că sistemul de încălzire este un circuit închis, apa nu stropește, ci pur și simplu se străduiește să-și egaleze nivelul, ceea ce duce la împingerea apei încălzite în sus și la calea sa „gravitațională independentă” prin sistemul de încălzire. .

Concluzia este aceasta! Indicatorul fundamental al presiunii de circulație este diferența dintre înălțimile de instalare a cazanului și ultimul (cel mai scăzut) radiator din sistem. Prin urmare, în sistemele de încălzire ale caselor private, cazanele sunt amplasate în subsoluri ori de câte ori este posibil, observând inaltime maxima la 3 m.

ÎN opțiuni de apartament ei încearcă să „adâncească” cazanele până la placa de podea, în consecință „ignifugând” „cuibul” pentru plantarea cazanului în podea.

Conform formulei de mai sus, presiunea de circulație este influențată semnificativ de diferența dintre densitățile de frig și apă fierbinteîn sistem.

Un sistem de încălzire cu circulație naturală este un sistem de autoreglare, adică, de exemplu, atunci când temperatura de încălzire a lichidului de răcire crește în mod natural (vezi formula), presiunea de circulație și, în consecință, debitul de apă crește.

La temperaturi scăzute într-o încăpere încălzită, diferența de densități a apei este mare, iar presiunea de circulație este destul de mare. Când camera este încălzită, lichidul de răcire nu se mai răcește la fel de mult în calorifere, iar diferența de densități a lichidului de răcire încălzit și răcit scade. În consecință, presiunea de circulație scade, reducând „consumul” de apă.

Aerul din cameră este rece? De exemplu, cineva a deschis ușile spre stradă. Diferența de densitate a crescut din nou, crescând presiunea apei.

Dezavantajele și avantajele sistemelor de încălzire cu circulație naturală

Dezavantajele circulației naturale includ:

• Presiune scăzută de circulație, ceea ce determină utilizarea limitată a unor astfel de sisteme de încălzire - o rază orizontală mică de acțiune (până la 30 m).
• Inerție mai mare a sistemului de încălzire, datorită volumului mare de lichid de răcire din sistem și presiunii scăzute de circulație.
• Probabilitatea de a îngheța apa, care este de obicei situată într-o mansardă rece (neîncălzită).

Principalul avantaj al unor astfel de sisteme este independența energetică a cazanelor cu combustibil solid. Adică, astfel de sisteme pot fi folosite în case unde nu există alimentare cu energie. Inerția mare a sistemului din cauza volumului suficient de mare de lichid de răcire din sistem poate juca un rol pozitiv (ceva de genul baterie termica cu un cazan „stins”) și un rol negativ - un timp semnificativ pentru schimbarea temperaturii sistemului, în special în etapa de pornire.

Tipuri de scheme de încălzire cu circulație naturală

Ce sistem de încălzire cu circulație naturală a lichidului de răcire veți alege? Sperăm că este corect!

Video: circulația lichidului de răcire în sistemul de încălzire

Realitatea și iluziile.

Circulația gravitațională mai este denumită colocvial circulație naturală. Un sistem cu circulație gravitațională diferă de un sistem cu circulație forțată (pompă) prin aceea că circulația se realizează nu sub influența forței unei pompe electrice de circulație, ci sub influența gravitației.

Poate apărea întrebarea: „Cum poate forța gravitația circulația?”

Voi încerca să explic în felul acesta. Imaginați-vă că ați așezat pe cântarul din stânga și din dreapta fiecare câte un recipient deschis identic, umplut cu apă până la refuz (și conectat de jos printr-un tub, adică vase comunicante). Și apoi au început să încălzească apa din recipientul din stânga (chiar și doar în razele Soarelui). Ca urmare a încălzirii, apa din recipientul din stânga se va extinde (în același timp va scădea greutate specifică, adică densitate), va deveni mai mare ca volum. Și, deoarece recipientul nostru a fost umplut până la refuz, o parte din apă se va vărsa pe pământ (în sistemul de încălzire, această parte a apei nu este turnată, ci este stoarsă în rezervorul de expansiune, acumulându-se în el.).

Poți ghici că recipientul din stânga va fi mai ușor decât cel din dreapta? Ca urmare, panoul din stânga al cântarii se va ridica, iar panoul din dreapta va cădea.

Dacă acum încercați să vă imaginați că aceste recipiente erau suspendate de un cablu dintr-un bloc rotativ (o roată cu cârlig) suspendat de tavan. Atâta timp cât apa din recipiente avea aceeași temperatură, ambele recipiente cântăreau la fel. Când apa din recipientul din stânga s-a încălzit, din cauza apei care se revarsă din ea pe pământ, acest recipient a devenit puțin mai ușor decât cel din dreapta. Este clar că în acest caz recipientul din stânga va începe să se ridice în sus, deoarece recipientul din dreapta se dovedește a fi mai greu și depășește recipientul din stânga.

Același principiu este folosit pentru a implementa circulația gravitațională. Imaginați-vă că recipientul din stânga este un cazan care se încălzește constant. Iar canistra din dreapta sunt calorifere în care apa se răcește continuu. Doar canistrele sunt conectate între ele prin tuburi și pe partea de jos și de sus într-un inel. La încălzire, un astfel de inel se numește inel de circulație. Apoi se dovedește că partea dreaptă a inelului de mișcare se dovedește întotdeauna a fi mai grea decât partea stângă (în timp ce boilerul se încălzește).

Forța de „supraponderare” (cantitatea de presiune) rezultată din diferența de greutate a „canistrei” din stânga și din dreapta se numește presiune în hidraulic. Și sub influența acestei forțe (presiune gravitațională), va circula continuu de la boiler la calorifere, furnizând căldură la calorifere în timp ce centrala se încălzește. Presiunea gravitațională este măsurată în pascali sau metri de apă sau bari.

De asemenea, aș dori să adaug că debitul masic (măsurat în kg/sec) rămâne neschimbat pe tot parcursul inelului de circulație. Aceste. dacă întregul inel de circulație ar fi realizat cu același diametru, atunci viteza de-a lungul întregii lungimi a inelului de circulație ar rămâne aceeași (în secțiunea conductei cu un diametru mai mic, viteza este mai mare, iar în secțiunea cu o diametru mai mare, mai mic).

Principalul lucru este că sistemul este proiectat astfel încât bulele să poată fi îndepărtate ele însele din acele „buzunare” (în care se pot acumula) folosind orificiile de aerisire automate sau prin intermediul ascensoarelor de tranzit principal în rezervorul de expansiune. În aceleași „buzunare” de aer în care bulele nu se acumulează în mod constant, vă puteți limita la instalarea robinetelor Mayevsky.

A treia concepție greșită. În sistemele cu circulație naturală, cel răcit nu se poate deplasa în sus, iar cel încălzit nu se poate deplasa în jos.

Pentru un sistem de circulație, circulația în întregul inel de circulație este importantă. Unele secțiuni ale conductelor care formează inelul de circulație „accelerează”, iar altele încetinesc. Permiteți-mi să vă reamintesc că secțiunile verticale în care coboară „accelerează” circulația, iar ele „încetinesc” acolo unde urcă. Dar, dacă, pe fondul presiunii totale în inelul de circulație de aproximativ 300 Pascal, orice secțiune este „frânată” de o presiune de aproximativ 20 Pascal, atunci presiunea rezultată (circulația care induce) va fi totuși 280 Pascal.

Aceste. De asemenea, într-un sistem gravitațional, este posibil să ocoliți ușile (și așa mai departe) atât dedesubt, cât și de sus. Dar, desigur, ar fi necesar să se calculeze hidraulic (care va fi scăderea de presiune în această secțiune în pascali) dacă „frânarea” va fi critică în fiecare caz specific. Permiteți-mi să vă reamintesc, de asemenea, că atunci când autostrăzile ocolesc o ușă de sus, este foarte indicat să izolați termic porțiunea în sus a autostrăzii pentru a reduce efectul de „frânare”. Și în partea superioară a conturului ușii, instalați o ventilație automată sau un robinet Mayevsky, astfel încât aerul să poată fi îndepărtat din „buzunarul” superior.

Voi da un exemplu de diagramă care, după efectuarea unui calcul hidraulic, va fi operațională cu circulație gravitațională. Deși, desigur, nu este optim. Într-o astfel de schemă, este, de asemenea, de dorit să se izoleze termic elementele de ridicare pentru a reduce „frânarea”.

A patra concepție greșită. În sistemele gravitaționale, linia de alimentare (deversare) trebuie să treacă peste toate nivelurile de radiatoare.

Da, așezarea ieșirii superioare deasupra tuturor radiatoarelor ar fi optimă din mai multe motive (ridicarea centrului de răcire și eliminarea aerului printr-un rezervor deschis în partea de sus a coloanei de tranzit). Dar asta nu este o conditie necesara pentru funcționarea circulației gravitaționale. Să ne uităm la un exemplu de astfel de schemă în Figura 5.

Aerul într-o astfel de schemă poate fi îndepărtat folosind orificiile de aerisire automate (evidențiate în cercuri în diagramă). Ei bine, locația centrului de răcire și presiunea necesară trebuie calculate.

A cincea concepție greșită. În cazul circulației gravitaționale, centrele radiatoarelor de nivel inferior trebuie să fie situate deasupra centrului de încălzire (schimbător de căldură al cazanului).

Pentru casă cu un etaj(în special în cazul sistemului de încălzire „Leningrad”), acesta este într-adevăr aproape întotdeauna cazul. Dar într-o clădire cu două sau mai multe etaje, caloriferele de la primul etaj (parter) pot fi amplasate sub centrul de încălzire. Dar, desigur, performanța trebuie verificată prin calcule hidraulice.

A opta concepție greșită. Pompa de circulație nu trebuie instalată pe ridicarea principală de tranzit între vasul de expansiune și vasul de expansiune.

Este logic să instalați o pompă de circulație. Pompa poate crește randamentul cazanului, precum și poate crește transferul de căldură al radiatoarelor. Dar trebuie să instalați pompa pe bypass-ul de tranzit. De asemenea, pompa ar trebui să fie de putere mică, de exemplu, Wilo Star 25/20, care are o presiune de aproximativ 2 metri de coloană de apă. Exemplu instalare corectă pompa pe bypass, prezentată în fotografia de mai jos.

Mai mult decât atât, este imposibil să instalați nici supape de închidere, fie o supapă de reținere cu arc pe ridicarea de tranzit (rezistența sa hidraulică este prea mare pentru un sistem gravitațional). Pentru a comuta automat de la modul de circulație gravitațională la circulație forțată și înapoi, trebuie să instalați o supapă cu flotor cu bilă de control. O astfel de supapă are rezistență hidraulică foarte scăzută atunci când este deschisă și nu inhibă circulația gravitațională. Principiul de funcționare al unei astfel de supape este prezentat în figura de mai jos.

Există și alte concepții greșite despre sistemele de circulație gravitațională:

· Rezervorul de expansiune poate fi instalat numai deasupra suportului principal de transport.

Permiteți-mi să explic că aceasta se referă mai degrabă la circulația gravitațională cu și fără combustibil solid.

· RB-expanzomat nu poate fi instalat în sisteme.

Lasă-mă să explic. Același lucru, nu puteți instala un cazan TT fără el. Sau cu un tip AOGV pe gaz de stil vechi cu automatizare care funcționează prost. Acest lucru se datorează și faptului că presiunea de funcționare admisă a cazanului poate fi de 1,5 bar și într-un proiect incorect. sistem închis presiunea de încălzire poate crește semnificativ. Ceea ce poate duce la o explozie a cazanului.

· Este imposibil să se regleze transferul de căldură al radiatoarelor utilizând valve termice pentru radiatoare cu capete termice.

O să explic. Acest lucru se datorează faptului că automatizarea funcționează prost cazan pe gaz sau intr-un sistem cu combustibil solid fara, cand termovanele radiatorului (termovanele) sunt inchise, centrala poate fierbe si exploda (daca sistemul este inchis).

Retipărirea nu este interzisă,
cu atribuire și un link către acest site.

În ciuda progresului tehnologic și a inovațiilor introduse constant, schema de încălzire pentru o casă privată cu circulație naturală nu și-a depășit utilitatea. Secretul longevității acestui tip de circuit de încălzire a apei este ușurința sa de instalare și independența față de alte surse de energie (electricitate). Articolul este despre modul în care funcționează încălzirea cu mișcarea gravitațională a lichidului și ce tipuri de circuite include.

Ce pune în mișcare un lichid - puțin despre legile fizicii

Baza pentru mișcarea independentă a lichidului de-a lungul circuitului de încălzire fără utilizarea dispozitivelor de pompare (pompe de circulație) este convecția. Acest fenomen fizic se bazează pe faptul că orice mediu, atunci când este încălzit, își pierde din densitate, adică devine mai ușor. Acest lucru este relevant și pentru lichide, deci mai mult apa receîntr-o buclă închisă tinde în jos, împingându-l pe cel mai fierbinte în sus. Lichidul de răcire încălzit în schimbătorul de căldură al cazanului se repedează în sus pe verticală, iar locul acestuia este luat de lichidul răcit care trece prin conducta de retur.

Acest lucru creează o presiune excesivă suficientă pentru a depăși gravitația și rezistența conductei. Ca urmare, lichidul de răcire circulă independent, folosind numai energie termică, eliberat de purtătorul de energie utilizat pentru exploatarea cazanului. Circulația apei într-un sistem de încălzire de acest tip nu este foarte rapidă, astfel încât încălzirea încăperii încălzite la pornirea inițială a cazanului este lentă. Următoarele caracteristici ale unui sistem de încălzire gravitațională vă permit să creșteți viteza de mișcare a apei, care sunt luate în considerare la proiectarea circuitului:

• utilizarea țevilor cu diametru mare (de obicei 50 mm sau doi inci) pentru a minimiza rezistența conductei;
• cazanul este montat cât mai jos posibil în raport cu cablajul orizontal de la primul etaj;
• faceți o buclă de accelerare (o înălțime verticală înaltă, din care se extinde o țeavă care duce la baterii în punctul de sus);
• secțiunile orizontale ale cablajului sunt instalate în pantă (3-4 grade) spre cazan, folosind forța gravitațională pentru a accelera circulația.

În plus, pentru viteza normală de mișcare a lichidului de răcire prin conducte, diferența de temperatură dintre ieșirea din cazan și intrarea conductei de retur trebuie menținută la cel puțin 25 de grade. Cu cât circuitul este mai lung (cu cât este mai mare numărul de secțiuni ale bateriei), cu atât diferența de temperatură ar trebui să fie mai mare.

Un sistem de încălzire cu circulație naturală mai are o caracteristică - nu poate fi de tip închis. Într-un circuit gravitațional, se presupune doar un rezervor de expansiune deschis, care este instalat deasupra punctului superior al ascensoarei de accelerare. Rezervorul de compensare are două funcții - de a elimina bulele de gaze formate din sistem și de a netezi căderile de presiune, care pot fi semnificative într-un circuit de încălzire gravitațional. Un rezervor închis de tip membrană, care este instalat în sistemele instalate conform schemelor moderne cu circulație forțată, nu va putea atenua complet supratensiunile de presiune, ceea ce va duce inevitabil la situații de urgență.

Trebuie avut în vedere că încălzirea cu circulație naturală, datorită diametrului mare al țevilor, necesită un volum mult mai mare de lichid de răcire, care, extinzându-se la încălzire, formează o cantitate semnificativă de lichid „exces” care umple compensarea deschisă. rezervor.

Încălzire cu circulație gravitațională - evaluarea avantajelor și dezavantajelor

De fapt, sistemul gravitațional este mai puțin avansat decât circuitele moderne, unde mișcarea fluidului este asigurată de o pompă de circulație. Dar sistemele de încălzire luate în considerare au un avantaj incontestabil - circulația naturală nu necesită energie electrică, de la care funcționează pompa. Indiferent de cât de lungi sunt întreruperile de curent, acest lucru nu va afecta încălzirea spațiilor.

Avantajele circuitelor de încălzire gravitaționale includ inerția lor. Acest lucru este relevant dacă utilizați un cazan clasic cu combustibil solid, care se caracterizează printr-o astfel de caracteristică operațională, cum ar fi schimbări mari și frecvente de temperatură în focar. Inerția mai mare a circuitului cu mișcarea naturală a fluidului netezește creșterile de temperatură într-o astfel de situație, făcând încălzirea încăperilor mai uniformă.

Aici se termină avantajele sistemelor de încălzire prin gravitație și încep dezavantajele acestora, dintre care mai sunt multe.

1. 1. Utilizarea țevilor cu secțiune transversală mare și instalarea lor obligatorie în pantă nu fac posibilă instalarea de comunicații de încălzire ascunse, astfel încât toate elementele sistemului vor fi vizibile. În practică, numai tevi metalice(cele din plastic nu rezistă bine temperatură ridicatăși presiune, implică multe tranziții ascuțite care cresc rezistența conductei). Și aceasta este complexitatea instalării ( lucrari de sudare) și necesitatea vopsirii anuale a comunicațiilor. În plus, conductele voluminoase așezate la vedere nu se potrivesc bine cu interioarele moderne.
2. 2. Selecție limitată de baterii de încălzire. Pentru circulația naturală, diametrul deschiderilor interioare ale radiatoarelor și capacitatea acestora de a rezista la presiune și temperaturi ridicate sunt foarte importante. Aceste cerințe sunt cel mai bine îndeplinite de produsele din fontă, care sunt cel mai adesea echipate cu circuite gravitaționale. Bateriile din aluminiu sunt „slabe” în ceea ce privește presiunea și se oxidează rapid (rata de coroziune depinde direct de temperatura lichidului de răcire), bateriile bimetalice au deschideri înguste, bateriile din oțel sunt fabricate sub formă de monoblocuri (design neseparabil), deci este dificil de selectat puterea termică necesară a radiatorului.
3. 3. Necesitatea de a adanci cat mai mult cazanul. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți o platformă situată sub nivelul podelei generale până la jumătate de metru. Ca urmare, cazanul este incomod de întreținut (în special de combustibil solid) și de a conecta conductele la acesta atunci când conductele generatorului de căldură. Este clar că nu vorbim despre funcționarea cazanelor moderne de perete.
4. 4. Suprafața spațiilor încălzite este limitată. Având în vedere că țevile sunt situate în pantă, nu va fi posibilă așezarea lor la o lungime mai mare. În plus, cu cât circuitul este mai lung, cu atât rezistența acestuia este mai mare, prin urmare, cu atât rata de circulație este mai mică. Dacă comunicațiile sunt lungi, punctele extreme (bateriile) se vor încălzi prost și nu va fi posibilă o încălzire de înaltă calitate chiar și prin adăugarea de secțiuni.

Sistemul de incalzire cu circulatie naturala nu este perfect, inclusiv din punct de vedere estetic. Cu toate acestea, oportunitatea de a nu depinde de electricitate atrage în continuare unii proprietari de case, mai ales în regiunile în care apar adesea probleme cu electricitatea. Pentru cei care preferă fiabilitatea perfecțiunii tehnice, sunt oferite mai multe scheme pentru construirea unui circuit gravitațional.

Diagrame de bază ale conductelor - alegerea celei mai bune opțiuni

Circuitele de încălzire care implică circulația naturală a lichidului de răcire au două opțiuni principale de proiectare (scheme):

• cu o singură conductă, când alimentarea și îndepărtarea lichidului din baterii are loc printr-o singură conductă;
• cu două conducte - alimentarea cu lichid de răcire și îndepărtarea acestuia din radiatoare se realizează prin diferite conducte.

Circuitul cu o singură conductă este ușor de instalat. Din cazan se extinde o coloană, care este ridicată cât mai sus posibil în încăpere. O țeavă de accelerare se extinde din punctul superior al coloanei și coboară aproape până la nivelul podelei, transformându-se ușor în conducta de alimentare. Bateriile sunt conectate alternativ la comunicație de-a lungul cursului său folosind două țevi cu diametru mai mic (cu o conductă de doi inci, se folosesc de obicei coturi de ¾ de inci). După ce „a servit” toate caloriferele, conducta se transformă într-un „retur”, care merge la cazan. cablarea este bună doar din cauza simplității dispozitivului și a esteticii relative (țevile sunt vizibile, dar situate jos). Apoi sunt doar neajunsuri.

Datorita faptului ca lichidul de racire racit din baterii se varsa in aceeasi conducta din care provine lichidul fierbinte, temperatura apei scade destul de repede dupa ce trece prin fiecare calorifer. Dacă sistemul de comunicare furnizează lichid de răcire la o temperatură de 85 de grade la prima baterie (de exemplu), atunci încălzitorul cel mai îndepărtat de cazan poate fi contat doar la 60 de grade. Acest lucru are ca rezultat o încălzire neuniformă, care trebuie compensată prin adăugarea de secțiuni la baterii care se îndepărtează de cazan, astfel încât caloriferele exterioare sunt adesea voluminoase și grele (mai ales dacă sunt din fontă).

Cu cabluri cu o singură conductă, puteți conecta bateriile numai de jos (intrare și ieșire), iar acesta este cel mai ineficient mod de a conecta caloriferele (se încălzesc neuniform, ceea ce afectează calitatea încălzirii). Conectarea în diagonală a radiatoarelor este posibilă dacă conducta de alimentare este așezată deasupra bateriilor, dar aceasta este deja o schemă cu două conducte.

Cu o distribuție cu două țevi, o conductă de alimentare situată sub tavan pleacă de la coloană. Din aceasta, conductele coboară către fiecare baterie (conectată în poziția superioară). În partea de jos există o a doua țeavă de retur, în care curg țevile de evacuare din radiatoare (sunt conectate în poziția inferioară în diagonală). Din punct de vedere estetic, poza nu este foarte bună, dar din punct de vedere al eficienței, acest sistem este mult mai bun. Fiecare calorifer este alimentat cu un lichid de aceeași temperatură, care asigură încălzirea uniformă a tuturor încăperilor, plus că este posibilă conectarea mai multor radiatoare.

Planificarea și instalarea încălzirii cu circulație naturală este considerată cea mai simplă și mai ieftină modalitate de a încălzi o casă. Cu toate acestea, pentru implementarea practică a unui astfel de proiect, ar trebui să cunoașteți toate nuanțele și regulile pentru alegerea componentelor. Prin urmare, sistemul de încălzire al unei case private cu circulație naturală trebuie calculat corect și diagrama de instalare a acestuia trebuie elaborată.

Principiul de funcționare a încălzirii cu circulație naturală

Pentru ca orice sistem de incalzire a apei sa functioneze, este necesar sa se asigure circulatia lichidului de racire prin conducte. Când este încălzită în cazan, apa caldă trebuie să curgă în calorifere și calorifere pentru a transfera căldura în incinta casei. Sistem de apăîncălzirea cu circulație naturală nu face excepție.

Mișcarea lichidului de răcire are loc datorită diferenței de densitate în starea normală și încălzită. Când un cazan de lucru intră în schimbătorul de căldură, temperatura apei crește și, ca urmare, densitatea scade. Deoarece greutatea specifică a lichidului de răcire rece este mai mare, acesta începe să-l înlocuiască pe cel încălzit. Ca rezultat, se formează mișcarea în masă.

Înainte de a face încălzirea apei cu circulație naturală cu propriile mâini, ar trebui să citiți cu atenție caracteristici tehniceși specificul de funcționare:

• Grad ridicat de fiabilitate. Absența elementelor în mișcare (rotor pompei de circulație) și presiunea egală cu cea atmosferică asigură funcţionare pe termen lung sistemul natural de încălzire al unei case private;
• Inerția sistemului. Circulația naturală într-un sistem de încălzire închis este asigurată de o mică diferență de presiune. Prin urmare, rata debitului de apă caldă către calorifere va fi minimă;
• Respectarea obligatorie a pantei autostrăzilor. Pentru funcționarea normală, panta sistemului de încălzire cu circulație naturală trebuie să corespundă datelor calculate. Conductele sunt instalate cu o pantă departe de cazan, iar pentru linia de retur - spre cazan. Acest lucru asigură funcționarea optimă a sistemului.

De asemenea, trebuie menționat că instalarea unui sistem de încălzire cu circulație naturală este recomandată pentru schemele cu o lungime a conductei de cel mult 30 m.p. În caz contrar, un volum mare de lichid de răcire răcit își va reduce semnificativ viteza.

Schema tradițională poate presupune instalarea unui cazan pe gaz, combustibil solid sau electric. Este important ca proiectarea lor să includă un sistem de protecție împotriva supraîncălzirii în cazul mișcării inverse a lichidului de răcire sau a blocajelor de aer.

Scheme de incalzire cu circulatie naturala

În primul rând, este necesar să alegeți aspectul corect al conductelor, radiatoarelor și cazanului. Deoarece încălzirea cu circulație naturală se poate face corect numai conform unui plan pre-tras, trebuie acordată o atenție maximă acestei etape a lucrării.

În prima etapă, se efectuează o analiză primară a încăperii (casei) în care este planificată instalarea unui sistem de alimentare cu căldură. Se ține cont de zona de locuit, de gradul de izolare termică a pereților exteriori și de tipul cazanului pentru încălzirea apei. În prezent, există multe scheme prin care puteți face încălzire cu circulație naturală cu propriile mâini. Cele mai populare sunt:

• O singură țeavă. Cea mai bună opțiune pentru case mici si apartamente;
• Cu două conducte. Selectat pentru a asigura încălzirea cu aer în case cu suprafețe medii și mari, clădiri cu două etaje.

Cu toate acestea, având în vedere principiul de funcționare a unui sistem de încălzire cu circulație naturală, ar trebui să ne amintim principalele limitări - lungimea totală a conductei, numărul minim de unități rotative. Prin urmare, această schemă nu poate fi utilizată pentru direcționarea colectoarelor sau a conductelor în T. Pierderile hidraulice prea mari vor afecta negativ viteza de mișcare a lichidului de răcire.

Atunci când se calculează un sistem de încălzire cu circulație naturală, trebuie luat în considerare faptul că în acest sistem poate fi folosită doar apă. Antigelul este prea dens pentru a asigura o presiune adecvată în conducte.

Sistem cu o singură conductă

Pentru case mici de țară și case de tara La calcularea unui sistem de încălzire cu circulație naturală se iau în considerare nu numai caracteristicile tehnice (operaționale), ci și costul total al proiectului. Rezultatul ar trebui să fie un sistem de alimentare cu căldură fiabil și ieftin. Prin urmare, cel mai adesea aceste case au un sistem de încălzire cu o singură conductă cu circulație naturală.

O caracteristică a acestui sistem este prezența unei singure autostrăzi. Radiatoarele și bateriile sunt conectate la acesta în paralel, formând un singur circuit. Principalele avantaje ale unui sistem de încălzire cu o singură conductă cu circulație naturală sunt numărul minim de componente, consumul redus de material și ușurința de instalare. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că viteza de răcire a lichidului de răcire din acest sistem este destul de mare datorită transferului secvenţial de căldură către fiecare radiator din circuit.

Pentru optimizare regim termicÎn sistemul de încălzire naturală al unei case private, este necesar să se prevadă prezența următoarelor componente:

• Bypass în conductele fiecărui radiator. Va face posibilă limitarea fluxului de lichid de răcire în baterie fără a modifica parametrii întregului sistem. Cu ajutorul acestuia, puteți opri complet dispozitivul de încălzire pentru înlocuire sau reparare fără a opri alimentarea cu căldură;
• Termostate alimentate cu baterii. Sunt instalate într-un sistem de încălzire cu circulație naturală asociată cu o bypass. Un element termic automat va modifica secțiunea transversală a diametrului găurii conductei radiatorului, reglând astfel gradul de încălzire al dispozitivului;
• Macara Mayevsky. O componentă esențială a conductelor radiatorului. Deoarece nu este întotdeauna posibil să se calculeze cu exactitate un sistem de încălzire cu circulație naturală, ar trebui să luați în considerare un sistem de eliminare a aerului. Exact pentru asta este concepută macaraua Mayevsky.

Un alt avantaj al unui sistem de încălzire cu circulație naturală cu o singură conductă este amprenta sa mică. Instalarea liniei principale se poate face fie deschis, fie într-un mod închis. Este important doar să vă asigurați că radiatoarele sunt conectate la acesta.

Pentru un sistem de încălzire a apei cu circulație naturală cu o singură conductă, cazanul și caloriferele pot fi amplasate la același nivel, ceea ce este interzis pentru alte scheme.

Sistem cu două conducte

Funcționarea stabilă a încălzirii în casele medii și mari poate fi asigurată doar prin separarea debitelor de apă caldă și rece. În acest caz cea mai buna varianta Va exista un sistem de incalzire cu doua conducte cu circulatie naturala.

Pentru funcționarea normală a sistemului, este necesară instalarea cazanului sub nivelul radiatoarelor. Acest lucru este necesar pentru a crea presiunea apei răcite, care creează circulație naturală într-un sistem de încălzire închis. Pentru o presiune mai bună, este necesar să faceți o ascensoare de accelerare imediat după cazan. Un rezervor de expansiune este instalat în punctul său cel mai înalt. O conductă de scurgere este montată dintr-un unghi, la care sunt conectate radiatoarele.

Un sistem de încălzire cu două conducte corect calculat și instalat cu circulație naturală va funcționa chiar și cu o diferență minimă de temperatură între lichidul de răcire răcit și încălzit. Pentru a implementa un astfel de proiect, trebuie luate în considerare următoarele nuanțe:

• Locația cazanuluiÎncălzire de apă cu circulație naturală. Cel mai adesea este situat la subsol sau subsol. Este necesar să se asigure normalitatea regim de temperatură, ventilatie si iluminare naturala;
• Conducta de control pe vasul de expansiune. Chiar dacă calculați corect un sistem de încălzire cu circulație naturală, va exista totuși posibilitatea unei scăderi critice a volumului de apă. Folosind conducta de control, puteți monitoriza acest indicator;
• Unitati de completare si drenare a apei. Ele sunt situate în punctul cel mai de jos - pe conducta de retur. Pentru a realiza în mod corespunzător încălzirea cu circulație naturală, ar trebui să asigurați în avans metode de completare automată (semi-automată) a sistemului, precum și drenarea promptă a apei.

Datorită apariției noilor materiale, puteți realiza un sistem de încălzire cu două țevi cu circulație naturală cu propriile mâini din țevi de oțel sau polimer. Totul depinde de buget, de disponibilitatea instrumentelor și materialelor adecvate.

Într-un sistem de încălzire cu două conducte cu circulație naturală nu este necesară instalarea de derivații. Este important doar să se prevadă instalarea supapelor de închidere pentru o posibilă deconectare a dispozitivului de la rețeaua publică.

Calculul puterii de încălzire cu circulație naturală

Pentru a calcula parametrii de bază ai alimentării cu căldură, se recomandă utilizarea programelor specializate. Cu ajutorul lor, puteți calcula cât mai exact posibil un sistem de încălzire cu circulație naturală. Dar dacă acest lucru nu este posibil, se folosesc alte metode simplificate.

Cel mai simplu mod este de a calcula puterea necesară a cazanului folosind raportul de 1 kW de energie termică la 10 m² de suprafață. În acest caz, rezultatul obținut trebuie înmulțit cu un coeficient care depinde de condițiile climatice ale regiunii.

Valorile sale pentru un sistem de încălzire a apei cu circulație naturală sunt date în tabel. Acești coeficienți sunt recomandați și pot fi înlocuiți cu alții în funcție de caracteristicile reale ale casei. Dar, în orice caz, această metodă vă va permite să determinați parametrii aproximativi ai sistemului de încălzire. Prin urmare, utilizarea sa este o etapă obligatorie în proiectarea alimentării cu căldură.

Cu toate acestea, acest lucru nu ia în considerare gradul de izolare termică a clădirii, numărul și caracteristicile ferestrelor și modele de uși. Prin urmare, cel mai bine este să folosiți o altă metodă pentru calcularea unui sistem de alimentare cu căldură cu circulație naturală. Etape de calcul:

1. 1 m³ de clădire rezidențială va necesita 400 W de căldură. Înmulțind puterea cu volumul clădirii, obținem valoarea inițială a energiei termice.
2. Pentru a compensa pierderile de căldură prin ferestre, înmulțim numărul de structuri cu 100 W. Aceeași tehnică este folosită pentru ușile exterioare, dar cu compensare de 200 W pe fiecare.
3. Dacă camera are perete exterior, apoi pentru funcționare normală sistem natural furnizarea de încălzire a unei locuințe particulare, rezultatul se înmulțește cu un factor de corecție de 1,2.
4. Pentru casele particulare, pierderile de căldură prin acoperiș și podea sunt luate în considerare folosind un coeficient de 1,5.

Trebuie menționat că și acest calcul va fi aproximativ. Când planificați instalarea de încălzire cu circulație naturală cu propriile mâini pentru o casă mare, se recomandă să contactați specialiști pentru a calcula cu exactitate principalele caracteristici ale sistemului.

Pentru a minimiza pierderile de căldură într-o clădire, este necesară o bună izolare termică a pereților exteriori, a tavanelor și a acoperișurilor. Acest lucru se va reduce costurile de funcționare pentru incalzirea apei cu circulatie naturala, facuta de tine.

Reguli pentru întocmirea unei scheme de încălzire cu circulație naturală

Cunoscând principiile de bază de funcționare a unui sistem de alimentare cu căldură cu circulație naturală și alegând schema optimă, puteți începe să îl asamblați. Această etapă nu este mai puțin importantă decât cele anterioare, deoarece parametrii tehnici ai componentelor vor depinde munca in continuareîncălzire.

Este necesar să se țină cont de toate caracteristicile acestui sistem. În schemele cu circulație forțată, compensarea pierderilor hidraulice are loc datorită funcționării pompei de circulație. Pentru sistemele cu circulație naturală în incalzire inchisa nu există un astfel de mecanism. Prin urmare, pentru a minimiza pierderile, ar trebui să acordați atenție următoarelor puncte în proiectarea și selectarea componentelor:

• Conducte de incalzire. Diametrul lor ar trebui să fie de la DN32 la DN40. Aceasta compensează frecarea apei pe suprafața interioară. De asemenea, este recomandat să alegeți produse polimerice cu un perete neted. Diametrul lor exterior real este de la 40 la 50 mm;
• Diagrama de amplasare a autostrăzii. Este necesar să se evite unitățile rotative care cresc rezistența hidraulică în sistem;
• Înălțimea ridicătorului de accelerație. În circuitul de încălzire casă cu două etaje cu circulație naturală ar trebui să fie mai înalt decât tavanul etajului doi. Vasul de expansiune este amplasat în pod;
• Caracteristicile supapelor de închidere. Prezența acestuia nu ar trebui să afecteze parametrii sistemului.

Pentru a înțelege mai bine principiile de funcționare ale circuitului de încălzire al unei case cu două etaje cu circulație naturală, se poate face o analogie cu vase comunicante binecunoscute. În acest caz, centrala va fi amplasată sub nivelul radiatoarelor, prin urmare fluxul de lichid va circula în direcția sa. De aceea, la elaborarea unei scheme și la instalarea unui sistem de încălzire cu circulație naturală, acesta trebuie amplasat cât mai jos.