Természetes keringtetésű fűtési rendszer: közös vízköri rajzok

Az autonóm gravitációs típusú fűtési hálózat kiépítését akkor választják, ha nem praktikus, és néha lehetetlen a keringető szivattyú felszerelése vagy a központi tápegységhez való csatlakoztatás.

Az ilyen rendszer telepítése olcsóbb, és teljesen független az elektromosságtól. Teljesítménye azonban nagyban függ a tervezés pontosságától.

A természetes keringtetésű fűtési rendszer zökkenőmentes működéséhez ki kell számítani a paramétereit, helyesen kell beszerelni az alkatrészeket és ésszerűen meg kell választani a vízkör kialakítását. Segítünk ezeknek a problémáknak a megoldásában.

Ismertették a gravitációs rendszer fő működési elveit, tanácsokat adtunk a csővezeték kiválasztásához, vázoltuk az áramkör összeszerelésének és a munkaegységek elhelyezésének szabályait. Különös figyelmet fordítottunk az egy- és kétcsöves fűtési rendszerek tervezési és működési jellemzőire.

A természetes keringési folyamat elvei

A víz mozgása a fűtőkörben keringtető szivattyú használata nélkül a természetes fizikai törvények miatt következik be.

E folyamatok természetének megértése kompetenssé teszi fűtési rendszer projektet dolgoz ki szabványos és nem szabványos esetekhez.

Maximális hidrosztatikus nyomáskülönbség

Bármely hűtőfolyadék (víz vagy fagyálló) fő fizikai tulajdonsága, amely megkönnyíti az áramkör mentén való mozgását a természetes keringés során, a sűrűség csökkenése a hőmérséklet emelkedésével.

A meleg víz sűrűsége kisebb, mint a hideg vízé, ezért különbség van a meleg és a hideg folyadékoszlop hidrosztatikai nyomásában. A hőcserélőhöz áramló hideg víz kiszorítja a forró vizet a csőbe.

A víz hajtóereje az áramkörben a természetes keringés során a hidrosztatikus nyomás különbsége a hideg és a meleg folyadékoszlop között

A ház fűtési köre több részre osztható. A víz a „forró” töredékek mentén felfelé, a „hideg” töredékek mentén lefelé irányul.A töredékek határai a fűtési rendszer felső és alsó pontjai.

A modellezés fő feladata természetes keringési rendszerekvízzel kell elérni a lehető legnagyobb különbséget a folyadékoszlop nyomása között a „meleg” és a „hideg” töredékekben.

A természetes keringető vízkör klasszikus eleme a gyorsulási elosztó (fő felszálló) - a hőcserélőtől felfelé irányuló függőleges cső.

A gyorsulási elosztónak maximális hőmérsékletűnek kell lennie, ezért teljes hosszában szigetelt. Bár, ha a kollektor magassága nem magas (mint az egyszintes házak esetében), akkor a szigetelést nem lehet elvégezni, mivel a benne lévő víznek nem lesz ideje lehűlni.

Jellemzően a rendszert úgy alakítják ki, hogy a gyorsulásgyűjtő felső pontja egybeessen a teljes áramkör felső pontjával. Van egy kijárat nyitott tágulási tartály vagy légtelenítő szelepet, ha membrántartályt használ.

Ekkor a „forró” áramkör töredékének hossza a lehető legkisebb, ami a hőveszteség csökkenéséhez vezet ezen a területen.

Az is kívánatos, hogy az áramkör „forró” része ne legyen kombinálva hűtött hűtőfolyadékot szállító hosszú távú szakasszal. Ideális esetben a vízkör legalacsonyabb pontja egybeesik a fűtőberendezésben elhelyezett hőcserélő mélypontjával.

Minél alacsonyabban helyezkedik el a kazán a fűtési rendszerben, annál alacsonyabb a folyadékoszlop hidrosztatikus nyomása a kör meleg részében

A vízkör „hideg” szegmensének is megvannak a maga szabályai, amelyek növelik a folyadéknyomást:

• annál nagyobb a hőveszteség a fűtési hálózat „hideg” szakaszán, minél alacsonyabb a víz hőmérséklete és annál nagyobb a sűrűsége, ezért a természetes keringésű rendszerek működése csak jelentős hőátadás mellett lehetséges;
• annál nagyobb a távolság az áramkör alsó pontja és a radiátor csatlakozás között, minél nagyobb a vízoszlop területe minimális hőmérséklettel és maximális sűrűséggel.

Az utolsó szabály betartása érdekében a kemencét vagy a kazánt gyakran a ház legalacsonyabb pontjára, például a pincébe szerelik fel. A kazán ilyen elhelyezése biztosítja a lehető legnagyobb távolságot a radiátorok alsó szintje és a víz hőcserélőbe való belépési pontja között.

A vízkör alsó és felső pontja közötti magasság azonban a természetes keringés során nem lehet túl magas (a gyakorlatban legfeljebb 10 méter). A kemence vagy kazán csak a hőcserélőt és a gyorsítócsonk alsó részét fűti.

Ha ez a töredék jelentéktelen a vízkör teljes magasságához képest, akkor az áramkör „forró” részében a nyomásesés jelentéktelen lesz, és a keringési folyamat nem indul el.

A természetes keringtetésű rendszerek használata kétszintes épületeknél meglehetősen indokolt, de nagyobb épületeknél keringtető szivattyúra lesz szükség

A vízmozgással szembeni ellenállás minimalizálása

A természetes keringésű rendszer tervezésekor figyelembe kell venni a hűtőfolyadék mozgási sebességét az áramkör mentén.

Először, minél nagyobb a fordulatszám, annál gyorsabban megy végbe a hőátadás a „kazán - hőcserélő - vízkör - fűtőradiátorok - helyiség” rendszeren keresztül.

Másodszor, minél gyorsabban halad át a folyadék a hőcserélőn, annál kevésbé valószínű, hogy felforr, ami különösen fontos a kályhafűtésnél.

A víz forralása a rendszerben nagyon drága lehet - a hőcserélő szétszerelésének, javításának és újratelepítésének költsége sok időt és pénzt igényel

A rendszerekben kényszerkeringtetésű fűtés a víz mozgásának sebessége elsősorban a paraméterektől függ keringtető szivattyú.

Természetes keringtetésű vízmelegítés esetén a sebesség a következő tényezőktől függ:

• nyomáskülönbség a kontúr töredékei között annak alsó pontján;
• hidrodinamikai ellenállás fűtési rendszer.

A maximális nyomáskülönbség biztosításának módszereit fentebb tárgyaltuk. Egy valós rendszer hidrodinamikai ellenállását nem lehet pontosan kiszámítani a bonyolult matematikai modell és a nagyszámú bemeneti adat miatt, melyek pontossága nehezen garantálható.

Vannak azonban általános szabályok, amelyek betartása csökkenti a fűtőkör ellenállását.

A vízmozgás sebességének csökkenésének fő oka a csőfalak ellenállása és a szerelvények vagy elzárószelepek miatti szűkületek jelenléte. Alacsony áramlási sebességnél gyakorlatilag nincs falellenállás.

Kivételt képeznek a hosszú és vékony csövek, amelyek jellemzően fűtésre használhatók fűtött padló. Általában külön áramkörök vannak hozzárendelve kényszerített keringtetéssel.

A természetes keringésű áramkör csőtípusainak kiválasztásakor figyelembe kell vennie a műszaki korlátozások jelenlétét a rendszer telepítésekor. Ezért fém-műanyag csövek Természetes vízkeringtetéssel történő alkalmazásuk a lényegesen kisebb belső átmérőjű szerelvényekhez való csatlakozásuk miatt nem kívánatos.

A fém-műanyag csövek szerelvényei némileg szűkítik a belső átmérőt, és komoly akadályt jelentenek az alacsony nyomású víz számára (+)

A csövek kiválasztására és felszerelésére vonatkozó szabályok

Választható acél ill polipropilén csövek minden keringés a melegvízhez való felhasználás lehetőségének kritériuma szerint történik, valamint az ár, a könnyű telepítés és az élettartam szempontjából.

Az ellátó felszállócső fémcsőből van felszerelve, mivel a legmagasabb hőmérsékletű víz halad át rajta, és kályhafűtés vagy a hőcserélő meghibásodása esetén gőz áramolhat át.

Természetes keringtetés esetén valamivel nagyobb csőátmérőt kell használni, mint a keringtető szivattyú használatakor. Általában legfeljebb 200 négyzetméteres helyiségek fűtésére. m, a gyorsulási elosztó és a cső átmérője a hőcserélő visszatérő bemeneténél 2 hüvelyk.

Ennek oka a kényszerített keringtetéshez képest alacsonyabb vízsebesség, ami a következő problémákhoz vezet:

• az átadott hőmennyiség csökkentése egységnyi idő alatt a forrástól a fűtött helyiségig;
• dugulások vagy légzsákok megjelenése, amit egy kis nyomás nem tud elviselni.

A természetes keringtetés alsó tápkörrel történő alkalmazásakor különös figyelmet kell fordítani a levegő rendszerből való eltávolításának problémájára. Nem távolítható el teljesen a hűtőfolyadékból a tágulási tartályon keresztül, mert A forrásban lévő víz először egy náluk alacsonyabb vezetéken keresztül jut be a készülékekbe.

A kényszerített keringtetéssel a víznyomás a levegőt a rendszer legmagasabb pontján elhelyezett léggyűjtőhöz vezeti - egy automatikus, kézi vagy félautomata vezérlésű eszközhöz. Használva Mayevsky daruk Alapvetően a hőátadás be van állítva.

Az eszközök alatt elhelyezett betáplálású gravitációs fűtési hálózatokban a Mayevsky csapokat közvetlenül a levegő légtelenítésére használják.

Minden modern fűtőradiátor rendelkezik levegő kibocsátására szolgáló eszközökkel, ezért az áramkörben a dugók kialakulásának megakadályozása érdekében lejtőt készíthet, amely levegőt vezet a radiátorhoz.

A levegőt az egyes felszállókon vagy a rendszer hálózatával párhuzamosan elhelyezett felsővezetéken elhelyezett szellőzőnyílásokkal is el lehet távolítani. A levegőelvezető berendezések lenyűgöző száma miatt az alsó vezetékekkel ellátott gravitációs áramköröket rendkívül ritkán használják.

Alacsony nyomás esetén egy kis légzsilip teljesen leállíthatja a fűtési rendszert. Így az SNiP 41-01-2003 szerint nem szabad 0,25 m/s-nál kisebb vízsebesség mellett lejtés nélkül fektetni a fűtési rendszer csővezetékeit.

Természetes keringés esetén ez a sebesség elérhetetlen. Ezért a csövek átmérőjének növelése mellett állandó lejtőket kell fenntartani a levegő eltávolításához a fűtési rendszerből. A lejtőt 1 méterenként 2-3 mm-re tervezték; lakáshálózatokban a lejtés eléri az 5 mm-t a vízszintes vonal lineáris méterenként.

A betáplálási lejtés a víz mozgásának irányában úgy van kialakítva, hogy a levegő a tágulási tartályba vagy a légtelenítő rendszerbe kerüljön, amely a kör felső pontján található. Bár lehet ellenlejtőt készíteni, ebben az esetben további felszerelésre van szükség légtelenítő szelep.

A visszatérő vezeték lejtése általában a hűtött víz mozgásának irányába történik. Ekkor az áramkör legalacsonyabb pontja egybeesik a visszatérő cső bejáratával a hőtermelőhöz.

A befúvó és visszatérő cső lejtési irányainak leggyakoribb kombinációja légzsákok eltávolítására a természetes keringésű vízkörből

Nál nél fűtött padlók beépítése egy kis terület a természetes cirkulációval rendelkező körben, meg kell akadályozni, hogy levegő kerüljön a fűtési rendszer keskeny és vízszintesen elhelyezkedő csöveibe.A fűtött padló elé levegőeltávolító berendezést kell felszerelni.

Egycsöves és kétcsöves fűtési rendszerek

Természetes vízkeringtetésű ház fűtési rendszerének kidolgozásakor lehetőség van egy vagy több különálló kör kialakítására. Ezek jelentősen eltérhetnek egymástól. A radiátorok hosszától, számától és egyéb paraméterektől függetlenül egycsöves vagy kétcsöves séma szerint készülnek.

Áramkör egy vonal használatával

Egycsövesnek nevezik azt a fűtési rendszert, amely ugyanazt a csövet használja a radiátorok szekvenciális vízellátására. A legegyszerűbb egycsöves lehetőség a fémcsövekkel történő fűtés radiátorok használata nélkül.

Ez a legolcsóbb és legkevésbé problémás módja a ház fűtésének, ha a természetes hűtőfolyadék keringést választja. Az egyetlen jelentős hátrány a terjedelmes csövek megjelenése.

A leggazdaságosabbnál egycsöves változat Fűtési radiátorokkal a meleg víz egymás után áramlik át minden készüléken. Itt minimális számú csövek és elzáró szelepek szükségesek.

Ahogy mész hűtőfolyadék lehűl, így a következő radiátorok hidegebb vizet kapnak, amit figyelembe kell venni a szakaszok számának kiszámításakor.

Egy egyszerű egycsöves áramkör (fent) minimális szerelési munkát és beruházást igényel. Az alábbi bonyolultabb és drágább lehetőség lehetővé teszi a radiátorok kikapcsolását anélkül, hogy a teljes rendszert leállítaná

A fűtőberendezések egycsöves hálózathoz való csatlakoztatásának leghatékonyabb módja az átlós lehetőség.

A természetes keringetésű fűtési körök ezen sémája szerint a meleg víz felülről belép a radiátorba, és lehűlés után az alul található csövön keresztül távozik.Ilyen áthaladáskor a felmelegített víz adja le a maximális hőmennyiséget.

Ha mind a bemeneti, mind a kimeneti csövet alul csatlakoztatjuk az akkumulátorhoz, akkor a hőátadás jelentősen csökken, mert a felmelegített hűtőfolyadéknak a lehető leghosszabb utat kell megtennie. A jelentős hűtés miatt az ilyen áramkörökben nem használnak nagyszámú szekciójú akkumulátorokat.

A „Leningradkát” lenyűgöző hőveszteség jellemzi, amelyet figyelembe kell venni a rendszer kiszámításakor. Előnye, hogy a bemeneti és kimeneti csöveken elzárószelepek használatakor a készülékek szelektíven kikapcsolhatók javítás céljából a fűtési ciklus leállítása nélkül (+)

A radiátorokhoz hasonló csatlakozású fűtőköröket "Leningrádka". A megfigyelt hőveszteségek ellenére a lakossági fűtési rendszerek elrendezésénél előnyben részesítik, ami a csővezeték esztétikusabb megjelenésének köszönhető.

Az egycsöves hálózatok jelentős hátránya, hogy nem lehet kikapcsolni az egyik fűtőszakaszt anélkül, hogy leállítaná a víz keringését a teljes körben.

Ezért általában a klasszikus séma modernizálását használják a telepítéssel "kitérő» a radiátor megkerüléséhez két golyós szelepes ággal vagy háromutas szeleppel. Ez lehetővé teszi a radiátor vízellátásának szabályozását, akár teljesen kikapcsolva is.

Két vagy több szintes épületeknél az egycsöves rendszer változatait használják függőleges felszállókkal. Ebben az esetben a melegvíz eloszlása ​​egyenletesebb, mint a vízszintes felszállóknál. Ezenkívül a függőleges felszállók rövidebbek és jobban illeszkednek a ház belsejébe.

A függőleges huzalozású egycsöves sémát sikeresen használják kétszintes helyiségek természetes keringetéssel történő fűtésénél. Bemutattak egy lehetőséget a felső radiátorok letiltására

Lehetőség visszatérő cső használatával

Ha az egyik csövet a radiátorok melegvíz ellátására, a másikat pedig a hűtött víz kazánba vagy kemencébe történő elvezetésére használják, ezt a fűtési rendszert kétcsöves fűtési rendszernek nevezik. Fűtési radiátorok jelenlétében ilyen rendszert gyakrabban használnak, mint egycsöves rendszert.

Drágább, mivel további cső felszerelését igényli, de számos jelentős előnnyel rendelkezik:

• egyenletesebb hőmérséklet-eloszlás hűtőfolyadék a radiátorokhoz;
• könnyebben kiszámolható a radiátor paramétereinek függése a fűtött helyiség területétől és a szükséges hőmérsékleti értékektől;
• hatékonyabb hőszabályozás minden radiátorhoz.

A hűtött víz mozgási irányától függően a forró vízhez képest, kétcsöves rendszerek múlóra és zsákutcára osztva. A kapcsolódó körökben a hűtött víz mozgása ugyanabban az irányban történik, mint a melegvíz, így a ciklus hossza a teljes körre azonos.

A zsákutcában a lehűtött víz a melegvíz felé halad, így a különböző radiátoroknál a hűtőfolyadék keringési ciklusának hossza eltérő. Mivel a rendszerben a sebesség alacsony, a fűtési idő jelentősen változhat. Azok a radiátorok, amelyek vízciklusa rövidebb, gyorsabban melegednek fel.

A zsákutca és a kapcsolódó fűtési rendszerek kiválasztásakor elsősorban a visszatérő cső felszerelésének kényelmét veszik figyelembe

A fűtőtestekhez képest a bélésnek kétféle elhelyezkedése van: felső és alsó.A felső csatlakozással a melegvizet biztosító cső a fűtőtestek felett, az alsó csatlakozással pedig alatta található.

Alsó csatlakozással radiátorokon keresztül is el lehet távolítani a levegőt és nem kell felülről vezetni a csöveket, ami helyiségkialakítási szempontból jó.

Gyorsulási elosztó nélkül azonban a nyomásesés sokkal kisebb lesz, mint a felső vonal használatakor. Ezért az alsó bélést gyakorlatilag nem használják helyiségek fűtésére a természetes keringés elve szerint.

Következtetések és hasznos videó a témában

Elektromos kazánon alapuló egycsöves áramkör szervezése egy kis házhoz:

Kétcsöves rendszer működtetése egyszintes faházhoz, hosszú égésű szilárd tüzelésű kazánon:

A természetes keringés alkalmazása a víz mozgása során a fűtési körben pontos számításokat és műszakilag hozzáértő szerelési munkát igényel. Ha ezek a feltételek teljesülnek, a fűtési rendszer hatékonyan felmelegíti a magánház helyiségeit, és mentesíti a tulajdonosokat a szivattyú zajától és az elektromos áramtól való függéstől.

Ha kérdése van a témával kapcsolatban, vagy szeretné megosztani személyes tapasztalatait a gravitációs fűtési rendszer megszervezésével és üzemeltetésével kapcsolatban, kérjük, írja meg megjegyzéseit ehhez a cikkhez. A visszacsatoló blokk alul található.