Un sistem de încălzire cu circulație naturală (folosind presiune gravitațională) este utilizat în casele particulare. Principalul avantaj al unui astfel de sistem este independența sa aproape completă față de alimentarea cu energie a casei.
Circulația apei (lichidului de răcire) într-un astfel de sistem este determinată de presiunea gravitațională. Condițiile pentru apariția unei astfel de presiuni sunt diferența de temperatură a apei și poziția relativă în înălțime a cazanului și a dispozitivelor de încălzire (baterii etc.).
Folosind exemplul unui sistem simplu, puteți înțelege principiul de funcționare a sistemului. Se știe că apa încălzită de un cazan se extinde și densitatea acesteia ( greutate specifică) scade. Pe măsură ce devine mai ușoară decât apa rece, plutește spre vârf ca uleiul. Apa rece ia locul in cazan si este si incalzita.
Desigur, acest proces este posibil doar într-un sistem închis. În dispozitivele de încălzire, apa încălzită se răcește, devine mai grea și, ca urmare, tinde în jos, ajutând activ circulația. Sistemul se străduiește întotdeauna la echilibru. Acest lucru nu trebuie uitat atunci când luați în considerare anumite opțiuni.
Astfel, presiunea gravitațională depinde de diferența de temperatură. Cum afectează distanța verticală? În figură vedem că bateria este situată puțin deasupra cazanului. În baterie apa se răcește și devine mai grea. Deoarece apa răcită este mai mare decât apa încălzită din cazan, ea tinde în mod natural în jos și înlocuiește apa încălzită din cazan, luându-i locul.
În alte condiții, când bateria este la nivelul cazanului (de obicei nivelurile sunt determinate de centrele cazanului și bateriei), nivelul apei răcite din baterie este la același nivel cu apa rece din cazan.
Rezultatul este evident: presiunea gravitațională scade, iar circulația se deteriorează. Doar suficient pentru a menține nivelul de apă mai rece din baterie la nivelul apei de aceeași temperatură în cazan.
Cu toate acestea, sistemul rămâne încă funcțional, iar bateria continuă să degaje căldură. Cazanul continuă să funcționeze, apa răcită din baterie este încă la o temperatură destul de ridicată și se creează efectul de încălzire completă a bateriei.
Dar lucrurile stau complet diferit atunci când bateria este situată sub boiler. Temperatura sa este scăzută, iar apa răcită nu se poate deplasa apă fierbinte din ceaun, deoarece ea este deja sub el. Presiunea gravitațională este pe cale să dispară, circulația practic dispare.
Apare o situatie paradoxala: bateria este rece, dar nu se mai poate ridica temperatura cu boilerul este deja pe punctul de a fierbe. Aceasta este dependența presiunii gravitaționale de înălțimea bateriilor în raport cu cazanul.
Cum arată un sistem de circulație naturală din punct de vedere matematic? Să revenim la prima noastră opțiune și să luăm în considerare presiunea unei coloane de apă de înălțime H în zona cazanului (P cat) și în zona bateriei (P baht).
Presiunea din zona bateriei va fi determinată de formula:
și presiunea aceleiași coloane de apă în cazan:
Presiunea gravitațională efectivă va fi egală cu diferența de presiune:
- p o – densitatea apei răcite, kg/m3;
- p g – densitatea apei calde, kg/m3;
- g – accelerația în cădere liberă, 9,81 m/s2;
- h – distanța verticală de la centrul de încălzire la centrul de răcire (de la mijlocul înălțimii cazanului până la mijlocul dispozitivului de încălzire), m.
Pe baza celor de mai sus, putem spune cu încredere că amplasarea conductei de alimentare cu apă fierbinte presiunea gravitațională depinde foarte puțin, deoarece conducta nu este principalul element de răcire din sistem. Afectează presiunea exact cât poate răci apa.
Prin urmare, uneori, ridicările de la cazan la conducta superioară de alimentare sunt izolate împreună cu acesta, iar de la conducta de alimentare la baterie apa este furnizată printr-o conductă cu diametru crescut fără izolație, ceea ce este destul de justificat. În acest fel, se menține o temperatură ridicată de-a lungul întregii lungimi a conductei orizontale de alimentare și se creează răcirea în colțul de alimentare.
Ca urmare a răcirii ușoare în conductă, punctul de mijloc al dispozitivului de răcire crește ușor, ceea ce duce la o ușoară creștere a presiunii gravitaționale efective într-un sistem cu circulație naturală.
Fiabilitatea circulației naturale în sistemul de încălzire depinde și de rezistența generală la mișcarea apei în sistem, precum și de proiectarea construcției acestuia.
Opțiune folosind un sistem de încălzire cu circulație naturală casă cu un etaj(gravitație sau sistem gravitațional) este încă popular, în ciuda nivelului atins de progres tehnic. Acest lucru se explică simplu: sistemele de circulație naturală a fluidelor (LC) funcționează autonom și nu trebuie conectate la surse de alimentare.
Prin urmare, este dificil de supraestimat importanța unui astfel de sistem de încălzire cu circulație naturală pentru o casă de țară cu un etaj situată pe un amplasament în care nu există posibilitatea de a conecta electricitatea pentru a instala pompe de circulație. Sau în locuri în care există întreruperi frecvente de curent.
Pe principiul de funcționare al sistemelor de circulație gravitațională
Funcționarea sistemului gravitațional se bazează pe principiul expansiunii unui lichid atunci când este încălzit, familiar din timpul școlii. Adică, ca urmare a încălzirii, greutatea și densitatea apei scad, iar atunci când sunt răcite, acestea revin la valorile anterioare.
Procesul de circulație naturală în sistemul de încălzire este următorul: atunci când un cazan încălzește un anumit volum de lichid, lichidul se dilată și, datorită scăderii densității, se ridică în punctul superior al sistemului de încălzire gravitațional, deplasat de frigul mai dens. straturi. Făcând un cerc în jurul sistemului de încălzire, lichidul se răcește treptat și revine la sursa de încălzire însăși. Acest ciclu se repetă apoi.
Adică, principiul de bază al încălzirii prin circularea apei calde se bazează pe utilizarea diferenței de niveluri de presiune hidrostatică a coloanelor de lichid rece și fierbinte. Când apa caldă este deplasată de apa rece care curge spre schimbătorul de căldură, apa încălzită se ridică prin conductă. Mărimea presiunii de circulație depinde direct de locația mijlocului cazanului și a celui mai jos radiator din casă. Pe măsură ce diferența de înălțime crește, viteza de mișcare a fluidului prin țevi crește. Așa funcționează schema cu circulație naturală a lichidului.
În mod convențional, circuitul de încălzire al unei clădiri poate fi împărțit în fragmente separate: „cald” cu lichid care curge în sus și „rece” - cu apă care curge în jos. Rolul limitelor dintre fragmente va fi jucat de punctele inferioare și superioare ale circuitului de încălzire.
La modelarea sistemelor gravitaționale, este important să se asigure o diferență maximă între nivelurile de presiune ale coloanelor de lichid din circuitele „rece” și „fierbinte”.
De regulă, sistemul este proiectat astfel încât să asigure coincidența maximă a punctelor extreme superioare ale galeriei de accelerație (montajul principal care se extinde de la schimbătorul de căldură) și restul circuitului. La nivelul punctului superior se instalează și ieșirea către rezervorul de expansiune sau supapa de aerisire (când se folosește un rezervor cu membrană). Acest lucru ajută la ca partea „fierbintă” a conturului general să fie cât mai scurtă posibil. Datorită acestei măsuri, circulația apei în sistemul de încălzire din această secțiune se va realiza cu pierderi minime de căldură.
O viteză acceptabilă de mișcare a lichidului de-a lungul circuitului este posibilă dacă există o diferență de temperatură între circuitele de ieșire (de la cazan) și cele de intrare - nu mai puțin de 25 0 C. În plus, odată cu creșterea lungimii conductei, diferența de temperatură ar trebui să crească.
Despre tipurile și diagramele acestor sisteme
Există două moduri de a instala circuitele unui sistem de încălzire gravitațional. Vorbim despre circuite cu o singură conductă și două conducte. În primul caz, apa este îndepărtată și furnizată din calorifer prin aceeași conductă, în al doilea, două conducte diferite sunt responsabile pentru îndepărtarea și intrarea lichidului. De asemenea, sunt utilizate sisteme de circulație deschise și închise.
Cu o singură țeavă
Se distinge în mod avantajos prin ușurința sa de instalare și plasarea scăzută (aproape la nivelul podelei) a conductei. Un sistem de încălzire cu o singură țeavă este reprezentat de o coloană cu o țeavă de accelerare care se extinde din punctul său de sus și îndreptată cât mai jos posibil, care se termină cu un circuit de alimentare. Conectarea sistemului (admisie și ieșire a apei) la baterii se realizează de jos folosind o pereche de țevi cu diametru mai mic (dacă vorbim de o conductă de doi inci, este indicat să folosiți coturi de ¾ inch) . În continuare, lichidul de răcire din baterii se deplasează spre cazan.
Dezavantajul unei astfel de scheme cu circulație naturală a lichidului de răcire este eficiența sa scăzută: la răcire, lichidul intră în aceeași conductă prin care apa caldă trece la următoarea baterie. Astfel, pierderea de căldură a fiecărui radiator ulterior este vizibil diferită, ceea ce provoacă încălzirea neuniformă a casei. Pentru a rezolva această problemă, este necesar să creșteți numărul de secțiuni ale fiecărei baterii ulterioare.
Închis
Una dintre cele mai populare din Europa. Diferă favorabil de schemele convenționale de încălzire gravitațională prin prezența unui rezervor de expansiune. Acest proces poate fi împărțit în etape:
- Datorita cresterii temperaturii, lichidul de racire incalzit este deplasat de straturi reci si paraseste circuitul de incalzire;
- Lichidul încălzit ajunge într-un rezervor închis cu membrană de expansiune (într-un recipient împărțit în jumătate folosind o membrană de separare, cu o jumătate umplută cu apă, iar a doua care conține gaz - cel mai adesea azot);
- Încălzirea apei duce la o creștere a presiunii, în urma căreia gazul din a doua jumătate a rezervorului este comprimat, răcirea lichidului de răcire duce la procesul opus - gazul, extinzându-se, împinge lichidul din rezervor.
Dezavantajul său, dacă este necesară încălzirea unor suprafețe mari, poate fi necesitatea instalării unui rezervor suficient de mare.
Sistem deschis
Diferă de diagrama anterioară în proiectarea rezervorului de expansiune. În acest caz, este realizat independent și instalat în pod sau chiar sub tavan. De obicei, un sistem deschis este folosit pentru a încălzi spațiile mici.
Dezavantajul este „înghițirea” frecventă a aerului și intrarea acestuia în baterii, care afectează negativ funcționarea întregului sistem și duce, de asemenea, la uzura prematură a bateriilor și tevi metalice datorită proceselor de coroziune crescute. Pentru a combate aerisirea bateriei, se recomandă macaralele Mayevsky.
Cu două conducte
Oferă o utilizare mai eficientă a căldurii datorită separării stricte a circuitelor reci și calde și oferă posibilitatea de a conecta un număr semnificativ de baterii.
De la o conductă de alimentare situată în apropierea tavanului și care se extinde din colector, mai multe conducte (cu o conexiune superioară) sunt coborâte (câte una la fiecare radiator). De-a lungul podelei trece o conductă de retur, în care este colectat lichidul de răcire răcit provenit de la baterii (conexiune diagonală inferioară). Ca urmare, lichidele răcite și fierbinți nu se amestecă, ceea ce asigură încălzirea uniformă a tuturor încăperilor din casă.
Radial
Este un hibrid care combină principiile de funcționare ale unui circuit de încălzire cu două conducte și a unei podele cu apă caldă. Circuitele de alimentare și retur pleacă din galeria de distribuție. În acest caz, linia de retur este așezată sub podea. Conectarea directă la calorifere se folosește cu un minim de spire.
Despre avantajele și dezavantajele unui sistem de încălzire prin gravitație
Când enumerați avantajele sistemelor de încălzire cu circulație naturală a lichidului de răcire, merită menționat:
- ușurință în instalare, pornire și întreținere;
- independență față de accesul la sursele de energie;
- randament termic bun;
- eficiență (sub rezerva unei bune izolații termice a pereților și a deschiderilor de ferestre ale clădirii);
- funcționare silențioasă, deoarece nu este necesară utilizarea unei pompe, care creează adesea un fundal sonor nefavorabil pentru odihnă și muncă;
- durabilitate (durată de viață minimă - de la 30-35 de ani, sub rezerva instalării din țevi noi de înaltă calitate).
Vorbind despre dezavantajele acestui tip de alimentare cu căldură pentru casele private, nu putem să nu spunem ceva despre:
- raza de acțiune limitată a sistemului (nu mai mult de 30 de metri);
- productivitate scăzută atunci când este instalat în clădiri cu o suprafață mai mare de 100 m2;
- necesitatea mansardelor pentru a instala sisteme cu vas de expansiune;
- timpul semnificativ necesar pentru încălzirea tuturor încăperilor din clădire;
- necesitatea izolației țevilor așezate în încăperi neîncălzite;
- creșterea costurilor pentru achiziționarea de țevi de diametru semnificativ, utilizate pentru reducerea rezistenței în timpul trecerii apei.
La calcularea parametrilor unui sistem de încălzire cu circulație naturală pentru o casă cu un etaj
Datorită absenței mecanismelor suplimentare în sistemele de încălzire gravitaționale ale unei clădiri cu un etaj care oferă stabil hipertensiune arterială, oricare dintre posibilele încălcări în timpul instalării conductei poate duce la probleme cu alimentarea cu căldură. Astfel de încălcări includ:
- neglijarea necesității menținerii unghiurilor de înclinare;
- alegerea incorectă a țevilor;
- ture în exces la instalarea sistemului.
Nivelul de pantă la instalarea unei conducte de încălzire într-o casă privată este reglementat de prevederile SNiP. În conformitate cu acestea, pentru fiecare metru liniar este necesară o pantă de 1 cm. Acest lucru asigură deplasarea normală a lichidului de răcire prin conductă. Dacă acest standard este încălcat, sistemul se poate umple cu aer și nivelul general al eficienței sale poate scădea.
Despre calcularea presiunii și a puterii de încălzire
Pe baza prevederilor SNiP, fiecare kW de putere termică este destinat încălzirii unei suprafețe de 10 metri pătrați a casei. Atunci când se calculează nivelurile de putere pentru regiunile cu climă caldă sau rece, ar trebui utilizați coeficienți speciali. În primul caz va fi de la 0,7 la 0,9, în al doilea - de la 1,5 la 2.
Cu toate acestea, o metodă de calcul care neglijează înălțimea tavanelor nu este întotdeauna ideală. Prin urmare, există o altă opțiune - bazată pe volumul camerei. În acest caz, calculele se bazează pe indicatorii de putere termică (40 wați) pentru fiecare metru cub. În acest caz, prezența ferestrelor crește numărul rezultat cu 100 de wați (pentru fiecare fereastră), iar ușile - cu 200 de wați (pentru fiecare). În acest caz, pentru casele private cu un etaj se aplică un coeficient de 1,5.
De fapt, cantitatea standard de putere inclusă în proiectarea clădirilor private cu un etaj necesită o putere de încălzire de cel puțin 50 de wați pe 1 mp.
Calculul diametrului conductei într-un sistem cu circulație naturală
Diametrul conductelor în sistemele gravitaționale este calculat pe baza:
- nevoile clădirii de energie termică (+20%);
- determinarea tipului necesar de material de țeavă (de exemplu, diametrul unei țevi de oțel trebuie să fie de cel puțin 0,5 cm);
- Date SNiP privind raportul dintre putere și diametrul interior al conductei.
Merită să luați în considerare faptul că atunci când alegeți țevi cu o secțiune transversală nerezonabil de mare, costurile de încălzire pot crește, în timp ce transferul de căldură scade. Calcularea diametrului conductelor pentru sistemele cu autocirculație presupune respectarea unei alte reguli simple, care presupune îngustarea diametrului conductei cu o dimensiune după fiecare ramificație.
Cum să-ți faci singur încălzirea unei case private cu circulație naturală
Un sistem de încălzire de înaltă calitate pentru o casă privată cu circulație naturală poate fi instalat independent, fără implicarea specialiștilor. Pentru a face acest lucru, trebuie să efectuați calculele necesare și să urmați cu strictețe instrucțiunile detaliate ale manualelor speciale care descriu pas cu pas întregul proces de instalare a sistemelor de încălzire a apei cu circulație naturală într-o locuință privată.
Sistemul de încălzire cu circulație naturală a lichidului este un dispozitiv închis de tip gravitațional (gravitațional), care permite încălziți camerele într-o casă privată, indiferent de alimentarea cu energie electrică.
Acest avantaj al designului face posibilă utilizarea acestuia în regiunile cu probleme sau absența completă a unei centrale reteaua electrica. Sistem economic, ci pentru buna sa functionare va trebui să faceți calcule precise.
Descrierea unui sistem de încălzire de tip circulație fără pompă
Dispozitivîncălzirea apei, funcționând prin gravitație, include element de încălzire (cazan), conducte, așezat în moduri diferite, vas de expansiune si calorifere.
Principiul de funcționare
Rolul lichidului de răcire în circuit este jucat de apă, care se deplasează prin țevi sub influența forțelor termodinamice. Principiul de funcționare al sistemului se bazează pe diferenta proprietăți fizice apă caldă și rece.
În timpul funcționării cazanului, în conducte există întotdeauna apă caldă, care se răcește treptat, trecând prin circuit și dând căldură către mediu.
Densitatea și masa apei scade atunci când este încălzită, deci este ușor este forțat în sus de lichidul răcit.
După atingerea punctului de sus al circuitului, apa caldă este distribuită prin conducte conectate la calorifere, degajă căldură prin materialul bateriilor, iar apoi curge în josul circuitului către cazan, unde este încălzită din nou.
Avantajele instalării
Principal avantaje circuitele de încălzire de tip gravitațional sunt:
- ușurință de instalare și utilizare;
- transfer ridicat de căldură și microclimat stabil sediul;
- eficienta resurselor supus izolației de înaltă calitate a clădirii;
- fara zgomot;
- independență totală față de electricitate;
- defecțiuni rare și durată lungă de viață supuse unor măsuri preventive periodice.
Referinţă! Puteți proiecta un sistem de încălzire cu circulație naturală pe cont propriu. Calculul corect al parametrilor, alegerea schemei de circuit și instalarea corectă a tuturor componentelor garantează durata de viață a structurii până la 35 de ani.
Principalul dezavantaj este că designul poate încălzi casele private cu o suprafață de cel mult 100 m2, având o rază aproximativ 30 m.
Mai sunt mai multe neajunsuri, limitând utilizarea designului gravitațional:
- prezența obligatorie a mansardei pentru instalarea unui vas de expansiune;
- încălzire lentă sediul;
- necesitatea de a izola circuitul în locuri neîncălzite pentru a preveni înghețarea apei în conducte.
Tipuri de sisteme de incalzire cu circulatie naturala
Proiectele pot fi implementate în versiuni cu o singură conductă sau cu două conducte.În funcție de tipul de sisteme, se disting schemele de instalare închise și deschise. Tipul corect de schemă îi va asigura eficiența maximă.
Tip închis
Designul de circulație de tip închis a devenit larg răspândit în țările europene și numai în Rusia începe să câștige popularitate.
Diagrama schematică
După încălzire, apa se ridică sub presiune către rezervorul de expansiune, împărțit în 2 părți de o membrană. Partea inferioară a rezervorului este umplută cu apă, care comprimă gazul (de obicei azot sau aer) situat în partea superioară deasupra membranei. Se creează o presiune suplimentară de lucru, favorizând mișcarea fluidului.
Foto 1. Sistem de incalzire tip inchis cu circulatie naturala. Trebuie să fie echipat cu un rezervor de expansiune etanș.
Particularități
Principala caracteristică a designului de tip închis este etanșeitatea rezervorului și crearea unei presiuni suplimentare în conductă. Uneori pentru circuite închise se folosesc pompe circulare, care funcționează de la rețea. Datorită consumului redus de energie al pompei, o întrerupere temporară a curentului nu va afecta funcționarea sistemului.
Argumente pro şi contra
Principalele avantaje ale circuitelor închise de încălzire sunt asociate cu etanșeitatea acestora. Datorită acestui fapt, sistemul aproape că nu suferă blocaje de aer, este mai puțin supusă coroziunii, consumă mai puțin lichid de răcire, care poate fi folosit nu numai apă, ci și antigel. Sistem nu necesită pante mari ale conductelor, mai ales dacă se folosește o pompă.
Atenţie! Principalul dezavantaj al designului este necesitatea de a instala un rezervor mare, care necesită spațiu. Întreruperea prelungită a curentului va duce la pentru a reduce randamentul circuitului pompei.
S-ar putea să fiți interesat și de:
Tip deschis
Un sistem de încălzire deschis include un rezervor de expansiune deschis, cu scurgeri. Acest design este mai des folosit în spațiile vechi. Deși își pierde din popularitate, circuitul deschis rămâne fiabil și eficient.
Schema de operare
O schemă de încălzire cu circulație naturală de tip deschis diferă de una închisă doar în designul rezervorului și nu este nevoie să instalați o unitate dependentă de electricitate.
Foto 2. Instalatie de incalzire cu circulatie de tip deschis, dotata cu vas de expansiune neetans, fara pompa electrica.
Diferența de design
Rezervor pentru dispozitiv deschis poate fi realizat din materiale vechi si dimensiuni mici. Nu este necesar să plasați recipientul în cel mai înalt punct.
Laturile pozitive și negative
Avantajele designului includ ușurința de instalare, siguranță și independență față de sursele externe de alimentare. Negative sisteme de tip deschis asociat cu intrarea în circuitul de aer, care determină formarea de ambuteiaje, evaporarea apei și necesitatea controlului cantității acesteia, precum și imposibilitatea folosirii antigelului din cauza efectelor nocive ale acestuia.
Cu o singură țeavă
Designul cu o singură țeavă utilizează numai o linie de conductă. Are eficiență scăzută, așa că este folosit pentru încălzirea încăperilor mici.
Circuit
Conductele de la cazanul de încălzire parcurg de-a lungul întregului perimetru al încăperii, conectându-se în serie cu registrele.
Apa fierbinte intră în baterie prin conexiunea de sus și se scurge prin partea de jos. Din ultimul registru lichidul răcit este direcționat gravitațional înapoi spre cazan.
Descrierea designului
Pentru ca sistemul să funcționeze bine, circuitul este instalat sub tavan, iar conductele care transportă lichidul răcit la cazan se află sub suprafața podelei. Atunci când alegeți o schemă cu o singură conductă, cazanul cu baterii poate fi plasat la același nivel. Vasul de expansiune este instalat în cel mai înalt punct al circuitului.
Avantaje și dezavantaje
Avantajul incontestabil al designului este ușurința sa de instalare și rentabilitatea datorită numărului minim de țevi. Dezavantajele unui circuit cu o singură conductă includ pierderi de căldură de la registru la registru. Pentru încălzirea clădirilor cu două etaje, utilizarea unui astfel de sistem nu este recomandată.
Cu două conducte
Pentru a crea un sistem cu două conducte, este așezată o conductă pentru alimentarea directă și fluxul de retur de lichid.
Planificarea si instalarea structurii este destul de complicată, dar asigură o încălzire eficientă.
Principiul de funcționare
Circuitul trebuie gândit cu atenție și proiectat după cum urmează:
- Riserul principal care vine de la cazan este conectat la vasul de expansiune la o distanta de aproximativ 1/3 de la înălțimea totală a conturului.
- După rezervor, conducta principală este conectată la conducta de distribuție prin care este furnizat lichidul de răcire fierbinte.
- Pentru a elimina excesul de lichid, rezervorul este echipat cu o conductă de preaplin, conectându-l cu sistem de canalizare.
- Conducte prin care apa răcită se va deplasa la cazan instalat în partea inferioară a registrelor paralel cu conductele care conţin lichidul de răcire fierbinte.
Caracteristici structurale
Riserul principal, precum și camera în care se află rezervorul, sunt izolate, ceea ce va preveni pierderea de căldură și înghețarea sistemului. Cazanul de încălzire este situat cel mai jos într-o nișă sau în subsol.
Avantaje și puncte slabe
Principalele avantaje ale unui sistem de încălzire prin gravitație cu două conducte sunt distribuția uniformă a căldurii între nodurile circuitului, ușurința de reglare, posibilitatea folosirii tevilor de diametru mai mic.
Designul vă permite să corectați erorile de calcul și instalare fără a reduce eficiența termică.
Sistemul practic nu are dezavantaje, cu excepția activități pregătitoare îndelungate. Dar crearea unui circuit de încălzire care funcționează perfect merită timpul și efortul.
Crearea unei pante adecvate pentru curgerea gravitațională
Cerințele și standardele de bază aplicate la realizarea sistemelor de încălzire sunt prezentate în SNiP 41-01-2003.
Pentru a reduce factorii care se opun debitului normal de lichid de răcire în țevi (coturi de circuit, pungi de aer), urmați recomandările pentru panta țevilor sistemului. Pantele sunt realizate de-a lungul fluxului de lichid pe baza calculului de la 1 la 5% în funcție de lungimea conductei. Datorită pantei corecte, aerul acumulat în conducte va trece în rezervorul de expansiune, unde va fi eliberat.
Indiferent cum au prezis inginerii și constructorii în anii optzeci, sistemul de încălzire cu circulație naturală este viu și bine în secolul XXI și chiar ne încălzește casele. Echipamentul de pompare crește semnificativ costul cazanului și creează dependență de rețeaua electrică, așa că mulți oameni îl refuză. Sistemul gravitațional este cel mai ieftin și cel mai simplu ca design. Desigur, are dezavantajele sale, dintre care principalul este limitarea suprafeței clădirii. Datorită inerției sale reduse, este potrivit pentru case cu o suprafață de până la o sută metri patrati.
Cum funcționează principiul circulației naturale?
Lichidul de răcire, cel mai adesea apa obișnuită, se deplasează de-a lungul circuitelor de la cazan la radiatoare și înapoi din cauza modificărilor caracteristicilor sale termodinamice. Când, atunci când este încălzit, densitatea lichidului scade și volumul crește, acesta este stors de fluxul rece care se întoarce și urcă prin țevi. Pe măsură ce lichidul de răcire este distribuit prin gravitație de-a lungul ramurilor orizontale, temperatura scade și se întoarce în cazan. Acest lucru completează ciclul.
Schema unui sistem de încălzire cu circulație naturală: 1 - cazan cu combustibil solid, 2 - ascensoare principală, 3 - linii de distribuție, 4 - rezervor de expansiune, 5 - rezervor de apă pentru completarea expandorului, 6 - conductă care drenează excesul de lichid de răcire în canalizare (rezervor), 7 – schimbătoare de căldură, 8 – supape cu bilă, 9 – boiler, 10 – retur, 11 – retur
Dacă s-a ales pentru casă încălzirea apei cu circulație naturală, apoi toate secțiunile orizontale ale țevilor sunt așezate cu o pantă care rulează în direcția mișcării fluidului. Acest lucru vă permite să vă ocupați eficient de bateriile „”. Aerul este mai ușor decât apa, așa că se grăbește în sus prin țevi, intră în rezervorul de expansiune și apoi, în consecință, în atmosferă.
Rezervorul acceptă apă, al cărei volum crește odată cu creșterea temperaturii și creează o presiune constantă.
De ce depinde presiunea de circulație?
Crearea presiunii de circulație necesare trebuie calculată la proiectarea unui sistem de încălzire. Depinde de cât de diferite sunt nivelurile din mijlocul cazanului și ale celui mai jos radiator. Cu cât diferența de înălțime este mai mare, cu atât fluidul se deplasează mai bine prin sistem. Este, de asemenea, afectată de diferența de densitate a apei calde și a apei răcite.
Presiunea de circulație în sistemul de încălzire depinde în primul rând de diferența de înălțime dintre boiler și radiatorul inferior. Cu cât această diferență (h) este mai mare, cu atât presiunea este mai mare
Încălzirea cu circulație naturală se caracterizează printr-o schimbare ciclică a temperaturii în schimbătoarele de căldură și în cazan, care are loc de-a lungul axei centrale a dispozitivelor. Apa caldă este în partea de sus, apa rece este în partea de jos. Sub influența gravitației, lichidul de răcire răcit se deplasează în jos prin țevi.
Presiunea de circulație depinde direct de înălțimea de instalare a bateriilor. Creșterea acestuia este facilitată și de unghiul de înclinare a conductei de alimentare, îndreptată spre radiatoare, și de panta conductei de retur orientată spre cazan. Acest lucru permite lichidului de răcire să depășească mai ușor rezistența locală a țevilor.
La instalarea unui sistem de încălzire cu circulație naturală într-o casă privată, centrala este instalată în punctul cel mai de jos, astfel încât toate caloriferele să fie mai sus.
Într-o cabană, la instalarea unui sistem de încălzire cu circulație naturală, centrala este instalată în punctul cel mai de jos. Toate schimbătoarele de căldură (radiatoarele) trebuie să fie amplasate deasupra
Pentru clădirile de apartamente, schemele de încălzire cu circulație naturală sunt utilizate foarte rar, deoarece atunci când este instalat într-un apartament, cazanul este coborât într-o „groapă” - direct pe placa de podea. Podeaua din jurul acesteia este decupată, iar adâncitura în sine și perimetrul din jurul acesteia trebuie protejate cu materiale ignifuge.
Scheme ale unor astfel de sisteme de încălzire
Proiectarea sistemului de încălzire, indiferent de metoda de circulație a lichidului de răcire, depinde de mai mulți factori:
- metoda de conectare a radiatoarelor la coloane de alimentare. Aici există sisteme cu o singură conductă și două conducte;
- locurile unde este așezată conducta de alimentare cu apă caldă. Trebuie să alegeți între cablarea inferioară și cea superioară;
- scheme de așezare a liniilor principale: sistem de blocaj sau deplasarea asociată a lichidului de răcire în liniile principale;
- aranjamentul de ridicare, care poate fi orizontal sau vertical.
Sistem cu o singură conductă: cum se reglează temperatura?
Are o singură opțiune de cablare - de sus. Nu există nicio ridicare de retur, astfel încât lichidul de răcire răcit în baterii revine la linia de alimentare. Mișcarea fluidului este asigurată de diferența de temperatură a fluidului din radiatoarele inferioare și superioare.
Pentru a asigura la fel regim de temperaturăîn camerele de la etaje diferite, suprafața dispozitivelor de încălzire de la primul etaj ar trebui să fie puțin mai mare decât la al doilea și la cele ulterioare. Un amestec de apă caldă și răcită în schimbătoarele de căldură superioare intră în radiatoarele inferioare.
Într-un sistem cu o singură țeavă, pot exista două opțiuni de mișcare: în prima, o parte merge la radiator, cealaltă merge mai departe de-a lungul coloanei către dispozitivele inferioare.
Cu distribuția paralelă cu o singură conductă, schimbătoarele de căldură de la etajele superioare primesc apă caldă, iar cele de jos primesc apă răcită. Prin urmare, aria acestuia din urmă trebuie mărită pentru a egaliza încălzirea tuturor încăperilor
In al doilea caz, intregul volum de apa trece prin fiecare schimbator de caldura, incepand de la cele de sus. Caracteristica principală a acestui aspect este că caloriferele de la etajele întâi și de la subsol primesc doar apă rece.
Cu o versiune cu flux continuu a unei instalații cu o singură țeavă, este imposibil să opriți sau să limitați fluxul de lichid de răcire într-un radiator separat. Blocarea unuia dintre ele ar duce la oprirea circulației în întregul sistem
Și dacă în primul caz temperatura din încăperi poate fi controlată cu ajutorul robinetelor, atunci în al doilea nu pot fi utilizate, deoarece aceasta va duce la o scădere a alimentării cu lichid la toate schimbătoarele de căldură ulterioare. În plus, închiderea completă a robinetului ar însemna oprirea circulației apei în sistem.
Când instalați un sistem cu o singură conductă, este mai bine să vă concentrați asupra cablajului, ceea ce face posibilă reglarea alimentării cu apă a fiecărui radiator. Acest lucru vă va permite să reglați temperatura în camere individuale și, în mod natural, va face sistemul de încălzire mai flexibil și, prin urmare, mai eficient.
Deoarece cablajul cu o singură țeavă poate fi doar în partea de sus, instalarea sa este posibilă numai în clădirile cu un spațiu de mansardă. Aici ar trebui să fie amplasată conducta de alimentare. Principalul dezavantaj este că încălzirea poate fi pornită doar în întreaga clădire deodată. Sistemul, desigur, are și avantaje. Principalele sunt instalarea simplă și costul mai mic. Din punct de vedere estetic, cu cât sunt mai puține țevi, cu atât este mai ușor să le ascunzi.
Cum ar trebui aranjat un sistem cu două conducte?
Această versiune a schemei de încălzire presupune prezența unei linii de alimentare și evacuare. Lichidul de răcire fierbinte circulă în partea superioară a sistemului, iar lichidul de răcire răcit circulă în partea inferioară.
Un sistem de încălzire cu două conducte este mai flexibil în ceea ce privește controlul temperaturii în camere individuale. Cu toate acestea, necesită mai multe materiale decât o singură țeavă
O conductă se extinde de la cazan și este conectată la rezervorul de expansiune. Din rezervor există o conductă pentru linia fierbinte a circuitului, care este apoi conectată la cablare. În funcție de dimensiunea recipientului și de volumul de apă din sistem, o conductă de preaplin se poate extinde din rezervor. Drenează excesul de apă în canalizare.
Țevile care părăsesc partea inferioară a schimbătoarelor de căldură sunt combinate într-o linie de retur. Prin ea, lichidul de răcire răcit intră din nou în cazan. Returul trebuie să treacă prin aceleași încăperi ca și conducta de alimentare.
Riser orizontal sau vertical în cablare?
Un sistem de încălzire cu o coloană verticală presupune conectarea caloriferelor la acesta de la diferite etaje. Avantajul său: risc mai mic de „aerisire” a sistemului, dezavantaj – cost mai mare.
Atunci când schimbătoarele de căldură de la un etaj sunt conectate la o conductă de alimentare, acesta este un sistem cu o coloană orizontală. Această opțiune îi va costa pe proprietarii de case mai puțin, dar va trebui să rezolve problema blocurilor de aer. De regulă, este suficient să instalați orificii de ventilație.
Avantaje și dezavantaje ale instalării acestui tip de încălzire
În ceea ce privește avantajele unui sistem de încălzire cu circulație naturală a apei, există mai multe:
- fără dificultăți în timpul instalării, pornirii și exploatării;
- stabilitatea termică a sistemului. Pe baza circulației gravitaționale a lichidului de răcire, asigură un transfer maxim de căldură și menține microclimatul interior la un nivel dat;
- eficiență (cu izolarea corespunzătoare a clădirii);
- munca linistita. Fără pompă – fără zgomot și vibrații;
- independență față de pene de curent. Desigur, în cazul în care centrala instalată poate funcționa fără energie electrică;
- durata de viata lunga. Cu întreținere la timp, fără reparații majore, sistemul poate funcționa timp de 35 de ani sau mai mult.
Principalul dezavantaj al unui sistem de încălzire gravitațională este limitările suprafeței clădirii și razei de acțiune. Se instalează în case a căror suprafață nu depășește de obicei 100 de metri pătrați. Datorită presiunii scăzute de circulație, raza sistemului este limitată la treizeci de metri pe orizontală. O cerință obligatorie este prezența unui spațiu de mansardă în clădirea în care va fi instalat rezervorul de expansiune.
Un dezavantaj semnificativ este încălzirea lentă a întregii case. Cu un sistem cu circulație naturală este necesară izolarea conductelor care circulă în încăperi neîncălzite, deoarece există riscul înghețului apei.
În mod obișnuit, pentru astfel de cablare sunt utilizate puține materiale, dar atunci când rezistența locală a conductei trebuie redusă, costurile cresc din cauza necesității de a utiliza conducte cu diametru mai mare.
