Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Čerpadla
Elektrické vytápění: typy a metody
2 Palivo
Jaký tlak by měl být v uzavřeném topném systému
3 Krby
Hliněná trouba: výběr a příprava roztoku
4 Kotle
Dozvíme se vše o kavitacích generátorech tepla
Hlavní / Krby

Topný systém s přirozeným oběhem: společné vodní okruhy


Konstrukce autonomní sítě typu vytápění je zvolena, pokud je nevhodná a někdy není možné instalovat oběhové čerpadlo nebo připojit k centrálnímu zdroji napájení.

Aby systém vytápění s přirozenou cirkulací fungoval hladce, je nutné vypočítat jeho parametry, správně nainstalovat součásti a rozumně zvolit vodní okruh.

Principy procesu přirozené cirkulace

Proces pohybu vody ve vytápěcím okruhu bez použití oběhového čerpadla nastává v důsledku přirozených fyzikálních zákonů.

Pochopení povahy těchto procesů vám umožní inteligentně vytvořit návrh topného systému pro typické a nestandardní případy.

Maximální rozdíl v hydrostatickém tlaku

Hlavní fyzikální vlastností chladicí kapaliny (vody nebo nemrznoucí kapaliny), která přispívá k jejímu pohybu po obrysu během přirozené cirkulace, je snížení hustoty se zvyšující se teplotou. Hustota horké vody je nižší než chlad, a proto je rozdíl v hydrostatickém tlaku v teplé a studené kapalné koloně. Studená voda, proudící do výměníku tepla, se vytěsňuje přes horkou trubku.

Topný okruh domu lze rozdělit do několika úlomků. Na "horkých" úlomcích voda stoupá a na "studené" - dole. Hranice fragmentů jsou horní a spodní bod topného systému. Hlavním úkolem při modelování přirozené cirkulace vody je dosáhnout maximálního možného rozdílu mezi tlakem kolony kapaliny v "horkém" a "chladném" úlomku.

Akcelerační kolektor (hlavní stoupačka), vertikální potrubí směřující směrem nahoru od výměníku tepla, je klasickým prvkem pro přirozenou cirkulaci vodního okruhu. Zrcadlový kolektor musí mít maximální teplotu, takže se ohřeje po celé délce. I když, pokud výška kolektoru není velká (jako u jednopodlažních domů), pak není možné provádět izolaci, protože voda v ní nebude mít čas na ochlazení.

Systém je obvykle navržen tak, aby se horní bod kolektoru zrychlení shodoval s nejvyšším bodem celého obrysu. Tam, kde je použita membránová nádrž, je instalována výpusť pro otevřenou nádrž expandéru nebo odvzdušňovací ventil. Délka "horkého" obrysového úlomku je minimální, což vede k poklesu tepelných ztrát v této oblasti.

Je také žádoucí, aby "horká" část obrysu nebyla spojena s dlouhou částí přepravující chlazenou chladicí kapalinu. V ideálním případě se spodní část vodního okruhu shoduje se spodním bodem výměníku tepla umístěného v topném zařízení.

Pro "studený" segment vodního okruhu má také vlastní pravidla, která zvyšují tlak kapaliny:

  • čím více tepelných ztrát v "chladné" části vytápěcí sítě, tím nižší je teplota vody a tím větší je její hustota, takže provoz systémů s přirozenou cirkulací je možný pouze při významném přenosu tepla;
  • čím větší je vzdálenost od spodního bodu obrysu k bodům připojení radiátorů, tím větší je část vodního sloupce s minimální teplotou a maximální hustotou.

Aby bylo zajištěno provedení posledního pravidla, často je sporák nebo kotel instalován v nejnižším bodě domu, například v suterénu. Toto umístění kotle poskytuje maximální možnou vzdálenost mezi spodní úrovní radiátorů a bodem vstupu vody do výměníku tepla.

Výška mezi dolní a horní částí vodního okruhu během přirozené cirkulace by však neměla být příliš velká (v praxi to není větší než 10 metrů). Pec nebo kotel ohřívá pouze výměník tepla a spodní část akceleračního kolektoru.

Je-li tento fragment v porovnání s celou výškou vodního okruhu zanedbatelný, pak pokles tlaku v "horkém" okruhu bude nevýznamný a proces cirkulace nebude spuštěn.

Minimalizuje odolnost vůči pohybu vody

Při navrhování systému s přirozenou cirkulací je třeba zvážit rychlost chladiva podél obrysu. Za prvé, čím rychleji je rychlost, tím rychleji bude přenos tepla prostřednictvím systému "kotle - výměník tepla - okruh vody - topení radiátory - pokoj".

Za druhé, čím rychleji je kapalina přes výměník tepla, tím méně je to varu, což je obzvláště důležité při ohřevu pece.

V topných systémech s nuceným oběhem závisí rychlost pohybu vody především od parametrů oběhového čerpadla. Při ohřevu vody s přirozenou cirkulací závisí na následujících faktorech:

  • tlakové rozdíly mezi obrysovými úlomky v jeho spodním bodě;
  • hydrodynamický odpor topného systému.

Způsoby maximalizace tlakového rozdílu byly diskutovány výše. Hydrodynamický odpor skutečného systému nelze přesně vypočítat kvůli komplexnímu matematickému modelu a velkému počtu příchozích dat, jejichž přesnost je obtížné zaručit. Existují však obecná pravidla, jejichž dodržování snižuje odpor topného okruhu.

Hlavními důvody pro snížení rychlosti vody jsou odpor stěn potrubí a přítomnost zúžení v důsledku přítomnosti armatur nebo uzavíracích ventilů. Při nízkých průtokových rychlostech prakticky chybí odpor stěn, s výjimkou případů dlouhých a tenkých trubek, které jsou typické pro vytápění pomocí vyhřívané podlahy. Obvykle se pro ni odlišují oddělené kontury s nuceným oběhem.

Při výběru typů potrubí pro okruh s přirozenou cirkulací je třeba při instalaci systému zohlednit existenci technických omezení. Proto není žádoucí použít potrubí kov-plast pro přirozenou cirkulaci vody kvůli jejich spojení pomocí kování s mnohem menším vnitřním průměrem.

Pravidla pro výběr a montáž potrubí

Volba mezi ocelovými nebo polypropylenovými trubkami v průběhu oběhu probíhá podle kritéria možnosti jejich použití pro horkou vodu, z hlediska ceny, snadné instalace a životnosti.

Napájecí stojan je namontován z kovové trubky, protože prochází vodou s nejvyšší teplotou a v případě ohřevu topeniště nebo poruchy výměníku tepla může procházet pára.

Když je přirozená cirkulace nezbytná pro použití průměru potrubí, je o něco větší než u cirkulačního čerpadla. Obvykle pro vytápění prostoru až do 200 metrů čtverečních je průměr kolektoru zrychlení a trubka na vstupu zpětného toku do výměníku tepla dva palce. To je způsobeno nižší rychlostí vody oproti možnosti nuceného oběhu, což vede k následujícím problémům:

  • méně množství přenášeného tepla za jednotku času od zdroje k vytápěné místnosti;
  • malý tlak nemůže tlačit blokády nebo dopravní zácpy.

Zvláštní pozornost při použití přirozené cirkulace s nižším schématem toku přívodu by měla být věnována problému odstranění vzduchu ze systému. Nelze jej úplně vyjmout z chladicí kapaliny přes expanzní nádobu, protože vroucí voda vstupuje do zařízení nejdříve podél linie nižší než sama.

V případě nucené cirkulace přivádí tlak vody vzduch do kolektoru vzduchu instalovaného v nejvyšším bodě systému - zařízení s automatickým, manuálním nebo poloautomatickým ovládáním. Pomocí jeřábů Mayevsky se provádí především úprava přestupu tepla.

V gravitačních vytápěcích sítích s napájecím zdrojem umístěným pod přístroji se Mayevského kohouty používají přímo k odvzdušňování.

Vzduch lze také vypustit pomocí odvzdušňovacího ventilu instalovaného na každém stoupacím potrubí nebo na trolejové vedení položené paralelně k hlavním částem systému. Vzhledem k působivému počtu zařízení pro odstraňování vzduchu jsou gravitační obvody se spodním zapojením používány velmi zřídka.

Se slabou hlavou může malý vzduchový blok zcela zastavit topný systém. Proto podle SNiP 41-01-2003 není dovoleno položit potrubí topných systémů bez sklonu rychlostí vody menší než 0,25 m / s.

S přirozenou cirkulací jsou takové rychlosti nedosažitelné. Proto je třeba kromě zvyšování průměru trubek dodržet konstantní svahy pro vypouštění vzduchu z topného systému. Svah je navržen ve výši 2 až 3 mm na 1 metr, v bytových sítích dosahuje svah 5 mm na lineární metr vodorovného vedení.

Krmné zkreslení se provádí v průběhu pohybu vody tak, aby se vzduch pohyboval směrem k rozpínaču nádrže nebo k systému pro odvzdušňování vzduchu, který se nachází v horním bodě obrysu. Ačkoli můžete udělat a protizávěr, ale v tomto případě musíte dodatečně nainstalovat ventil pro odvod vzduchu.

Svah návratového vedení se obvykle provádí ve směru studené vody. Spodní bod obvodu se pak shoduje s vstupem zpětného potrubí do generátoru tepla.

Při instalaci teplé podlahy malého prostoru do okruhu s přirozenou cirkulací je nutné zabránit vstupu vzduchu do úzkých a vodorovných potrubí tohoto topného systému. Je nutné umístit zařízení pro odstraňování vzduchu před teplou podlahu.

Jedno trubkové a dvou trubkové topné schémata

Při vývoji systému vytápění domu s přirozenou cirkulací vody je možné navrhnout jeden i několik samostatných obvodů. Mohou se významně lišit od sebe. Bez ohledu na délku, počet radiátorů a další parametry se provádí jedním nebo dvěma trubkami.

Jednoduchý obrys

Topný systém používající stejnou trubku pro konzistentní dodávku vody do radiátorů se nazývá jednorázový. Nejjednodušší jednorázová možnost je ohřívat kovové trubky bez použití radiátorů.

Jedná se o nejlevnější a nejméně problematický způsob, jak vyřešit domácí vytápění při výběru pro přírodní cirkulaci chladicí kapaliny. Jedinou významnou nevýhodou je vzhled objemných trubek.

Při nejúspornějším provedení jednorázového okruhu s radiátory proudí teplá voda v každém pořadí. Zde potřebujete minimální počet potrubí a ventilů. Při průchodu chladicí kapalina ochlazuje, takže následné radiátory dostávají chladnější vodu, což musí být zohledněno při výpočtu počtu sekcí.

Nejúčinnější způsob, jak připojit topná zařízení k jednomotorové síti, je považován za diagonální volbu. Podle tohoto schématu topných okruhů s přirozeným typem cirkulace vstupuje horká voda z horní části topení, po ochlazení je vypouštěna potrubím umístěným na dně. Při průchodu podobným způsobem vytéká ohřátá voda maximální množství tepla.

Při nižším připojení k baterii jako vstup a výstup je přenos tepla výrazně snížen, protože vytápěná chladicí kapalina musí projít nejdelší cestou. Kvůli výraznému chlazení v takových schématech se nepoužívají baterie s velkým počtem částí.

Topné okruhy s podobným připojením radiátorů se nazývají "Leningradka". Navzdory značným tepelným ztrátám jsou upřednostňovány v uspořádání bytových vytápěcích systémů, což je důsledkem estetičtějšího způsobu uložení potrubí.

Významnou nevýhodou jednopokojových sítí je neschopnost vypnout jednu z topných částí bez zastavení cirkulace vody v celém okruhu. Proto je obvykle používán k modernizaci klasického schématu s instalací "bypassu", aby se vyhnul radiátoru pomocí větve se dvěma kulovými ventily nebo třícestným ventilem. Tímto způsobem můžete upravit tok vody na chladič až po jeho úplné vypnutí.

Pro dvě nebo více budov je použit jednopatrový schéma se svislými stoupačkami. V tomto případě je distribuce horké vody rovnoměrnější než u horizontálních stoupaček. Kromě toho jsou vertikální stoupačky méně rozsáhlé a lépe se vejde do interiéru domu.

Možnost vratné trubky

Když se jedna trubka používá k dodávce horké vody do radiátorů a druhá slouží k vypuštění ochlazeného vzduchu do kotle nebo pece, taková schéma ohřevu se nazývá dvou trubka. V přítomnosti radiátorů je podobný systém používán častěji než jeden trubkový. Je to dražší, protože vyžaduje instalaci dalšího potrubí, ale má řadu významných výhod:

  • je rovnoměrnější rozložení teploty chladiva dodávaného do radiátorů;
  • je snadnější vypočítat závislost parametrů radiátorů na ploše vytápěné místnosti a požadovaných teplotních hodnot;
  • Je snadné nastavit teplo na každý radiátor.

V závislosti na směru pohybu ochlazené vody je poměrně horké, dvoutrubkové systémy jsou rozděleny na obtokové a odpojené systémy. Při procházení diagramů se pohyb chladicí vody provádí ve stejném směru jako horká, proto se délka cyklu pro celý okruh shoduje.

V obvodech s mrtvým úsekem se chladná voda pohybuje směrem k horkému, proto u různých radiátorů jsou délky cyklů otáčení chladicí kapaliny odlišné. Protože rychlost v systému je malá, doba ohřevu se může výrazně lišit. Ty radiátory, jejichž délka cyklu je menší než vodní cyklus, budou rychlejší.

Existují dva typy umístění vložky vzhledem k radiátorům: horní a spodní. U horní vložky je umístěna trubka, která dodává horkou vodu, nad radiátory a dolní vložkou - dolů.

U dolní vložky je možné odstranit vzduch radiátory a není potřeba držet potrubí nahoře, což je dobré z pohledu designu místnosti. Nicméně bez akceleračního kolektoru bude pokles tlaku mnohem menší než při použití horní vložky. Proto se spodní oční linka při ohřevu místností podle principu přirozené cirkulace prakticky nepoužívá.

Užitečné video k tématu

Jednoduchý okruh založený na elektrickém bojleru pro malý dům:

Dvojrubkový systém pro jednopatrový dřevěný dům na bázi kotle na tuhá paliva s dlouhým spalováním:

Kombinovaný systém založený na kotli na tuhá paliva s přítomností tepelného akumulátoru:

Použití přirozené cirkulace při pohybu vody ve vytápěcím okruhu vyžaduje přesné výpočty a technicky kompetentní instalační práce. Když jsou tyto podmínky splněny, vytápěcí systém zahřeje prostor soukromého domu a uvolní majitele hluku čerpadla a závislost na elektřině.

Čerpací cirkulační vytápěcí systémy

Jak již bylo již zmíněno, hlavní nevýhodou topného systému s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny je nízký cirkulační tlak (zejména v bytovém systému) a v důsledku toho zvýšený průměr potrubí. Stačí jen lehce učinit chybu při výběru průměrů potrubí a chladicí kapalina je již "upnutá" a nemůže překonat hydraulický odpor. Systém můžete "odpojit" bez významných změn: zapněte cirkulační čerpadlo (obr. 12) a přeneste expanzní nádobu z napájecího potrubí do zpětného potrubí. Mělo by být poznamenáno, že přenos expandéru na zpětné vedení není vždy povinný. Jednoduchým přepracováním nekomplikovaného topného systému, například v bytě, může být nádrž ponechána tam, kde stojí. Pokud je nový systém řádně rekonstruován nebo je instalován nový systém, je nádrž převedena na zpětnou trubku a nahrazena z otevřené do uzavřené.

rýže 12. Cirkulační čerpadlo

Jaká síla by měla být oběhové čerpadlo, jak a kde jej nainstalovat?

Cirkulační čerpadla pro systémy topení pro domácnost mají nízkou spotřebu elektrické energie - asi 60-100 wattů, což je jako obyčejná žárovka nezvedou vodu, ale pomáhají jí překonat místní odpor v potrubí. Tato čerpadla lze porovnat s pohonem (vrtule) lodi: šroub posunuje vodu a zajišťuje postup lodi, ale voda v oceánu se nezmenšuje ani zvyšuje, to znamená, že celková rovnováha vody zůstává stejná. Oběhové čerpadlo připojené k potrubí tlačí vodu, ale bez ohledu na to, jak moc to vytlačuje, na druhé straně do něj proudí stejné množství vody, to znamená strach, že čerpadlo zatlačuje tepelný nosič otevřeným expandérem marně: topný systém je uzavřený okruh a množství voda v něm je konstantní. Kromě cirkulačních čerpadel mohou být v centralizovaných systémech zahrnuty posilovací čerpadla, která zvyšují tlak a jsou schopna zvedat vodu, měly by být nazývána samotná čerpadla a cirkulační čerpadla, přeložená do společného jazyka, se těžko nazývají čerpadla - tak... ventilátory. Nezáleží na tom, jak obyčejný ventilátor pro domácnost řídí vzduch v bytě, vše, co může udělat, je vytvořit vítr (cirkulaci vzduchu), ale nemůže změnit atmosférický tlak ani v těsně uzavřené místnosti.

V důsledku použití cirkulačního čerpadla se rozsah topného systému výrazně zvětší, průměry potrubí jsou sníženy a je možné připojit systémy k kotlům se zvýšeným parametrem chladicí kapaliny. Pro zajištění tichého chodu ohřívače vody s cirkulací čerpadla by rychlost chladicí kapaliny neměla překročit: v potrubích umístěných v hlavních prostorách obytných budov jmenovité potrubní průchody 10, 15 a 20 mm nebo více, respektive 1,5; 1,2 a 1 m / s; v potrubí uložených v pomocných prostorách obytných budov - 1,5 m / s; v potrubí uložených v pomocných budovách - 2 m / s.

Aby bylo zajištěno bezhlučnost systému a dodávání potřebného objemu chladicí kapaliny, je nutné provést malý výpočet. Již nyní víme, jak zhruba stanovit požadovaný výkon kotle (v kilowattech), založený na ploše vytápěných prostor. Optimální průtok vody procházející skrze kotle, doporučený mnoha výrobci kotlového zařízení, se vypočítá pomocí jednoduchého empirického vzorce: Q = P, kde Q je průtok chladiva skrz kotel, l / min; P - výkon kotle, kW. Například u kotle o výkonu 30 kW je spotřeba vody přibližně 30 l / min. K určení průtoku chladicí kapaliny v jakékoliv části cirkulačního kroužku používáme stejný vzorec s vědomím výkonu instalovaných radiátorů v této oblasti, například výpočet spotřeby vody pro radiátory instalované ve stejné místnosti. Předpokládejme, že výkon radiátorů je 6 kW, což znamená, že průtok chladicí kapaliny bude přibližně 6 l / min.

Průtokem vody určujeme průměry potrubí (tabulka 1). Tyto hodnoty odpovídají přijatým praktickým korespondencím průměrů potrubí s průtokem chladicí kapaliny, která proudí rychlostí nepřesahující 1,5 metru za sekundu.

Dále určete výkon oběhového čerpadla. Každých 10 metrů délky oběžného kroužku je zapotřebí 0,6 metru hlavy čerpadla. Pokud je například celková délka potrubí 90 metrů, hlava čerpadla by měla být 5,4 metru. Přejdeme do obchodu (nebo si vyberete z katalogu) a koupíme čerpadlo s vhodným tlakem. Pokud se použijí trubky s menším průměrem než doporučené v předchozím odstavci, je třeba zvýšit výkon čerpadla, protože tenčí potrubí, tím větší je odpor. Proto se při použití trubek s velkým průměrem může snížit výkon čerpadla.

Aby bylo zajištěno nepřetržité cirkulaci vody v topných systémech, doporučuje se instalovat nejméně dvě cirkulační čerpadla, z nichž jedna pracuje, druhá (na bypassu) - zálohování. Na systém je instalováno jedno čerpadlo a druhé je umístěno na odlehlém místě, v případě rychlé výměny, když první selže.

Je třeba poznamenat, že výpočet vytápěcího systému, který je zde uveden, je velmi primitivní a nezohledňuje mnoho faktorů a vlastností jednotlivých topných systémů. Pokud vyberete chalupu s komplexní architekturou topného systému, je třeba provést přesné výpočty. To může provádět pouze technici. Je nesmyslné postavit více milionů budov bez výkonné dokumentace - projekt, který bere v úvahu všechny vlastnosti budovy.

Oběhové čerpadlo ve vytápěcím systému je naplněno vodou a hydrostatický tlak ze dvou stran - z přítoku (sání) a výstupního (výboje) trysek připojených k tepelným trubkám - se rovná (pokud se voda nezahřívá). Moderní oběhová čerpadla vyrobená s vodou mazanými ložisky mohou být umístěna jak na napájecím potrubí, tak na vratném potrubí, ale nejčastěji jsou umístěna na vratném potrubí. Zpočátku to bylo z čistě technického důvodu: když je umístěn do chladnější vody, prodloužila se životnost ložisek, rotoru a ucpávky, kterými prochází hřídel čerpadla. A nyní jsou zvyklí na návratovou linii, protože z hlediska vytvoření umělé cirkulace vody v uzavřeném okruhu je umístění cirkulačního čerpadla lhostejné. Přestože je umístěním na přívodní trubku, kde je obvykle méně hydrostatický tlak, je racionálnější. Například expanzní nádoba je nainstalována ve vašem systému ve výšce 10 m od kotle, což znamená, že vytváří statický tlak 10 m vodního sloupce, ale toto tvrzení platí pouze pro spodní potrubí, horní tlak bude menší, protože vodní sloupec zde bude menší. Kdekoliv se čerpadlo umístí, bude vystaveno stejnému tlaku z obou stran, i když je umístěn na vertikálním hlavním přívodu nebo vratném stoupacím potrubí, rozdíly tlaku mezi oběma tryskami čerpadla budou malé, protože čerpadla jsou malá.

Nicméně věci nejsou tak jednoduché. Čerpadlo pracující v uzavřené smyčce topného systému zvyšuje cirkulaci tím, že čerpá vodu z jedné strany do topné trubky a nasává druhou. Hladina vody v expanzní nádrži během startu cirkulačního čerpadla se nezmění, neboť rovnoměrné chod čerpadla zajišťuje pouze cirkulaci s konstantním množstvím vody. Vzhledem k tomu, že za těchto podmínek (jednotnost čerpadla a stálost objemu vody v systému) zůstává hladina vody v expanzní nádrži nezměněna, nezáleží na tom, zda čerpadlo pracuje nebo ne, hydrostatický tlak v místě připojení expandéru na trubky systému bude konstantní. Tento bod se nazývá neutrální, protože cirkulační tlak vyvinutý čerpadlem neovlivňuje statický tlak vytvořený expanzní nádobou. Jinými slovy, tlak cirkulačního čerpadla v tomto okamžiku je nulový.

V uzavřeném hydraulickém systému používá cirkulační čerpadlo jako referenční bod expanzní nádrž, ve které tlak vyvinutý čerpadlem mění jeho znamení: do tohoto bodu čerpadlo vytváří kompresi, pumpuje vodu, poté, co způsobuje vakuum, nasává vodu. Veškeré tepelné potrubí systému z čerpadla do bodu konstantního tlaku (počítáno ve směru proudění vody) budou patřit do výpustné zóny čerpadla. Všechny tepelné trubky po tomto bodu - do sacího prostoru. Jinými slovy, pokud je oběhové čerpadlo zasunuto do potrubí bezprostředně za připojovacím bodem expanzní nádoby, vytáhne vodu z nádrže a přinutí ji do systému, pokud je čerpadlo instalováno před připojovacím bodem nádrže, čerpadlo vyčerpá vodu ze systému a vytlačuje ji do nádrže.

Takže co, jaký je rozdíl, kdy čerpadlo pumpuje vodu z nádrže nebo ji pumpuje do ní, pokud by to jen zkroucilo systémem. A rozdíl je významný: statický tlak vytvořený expanzní nádobou narušuje provoz systému. V potrubích nacházejících se v oblasti výtlaku čerpadla je třeba zvážit zvýšení hydrostatického tlaku ve srovnání s tlakem vody v klidu. Naopak v potrubích nacházejících se v oblasti sání čerpadla je třeba vzít v úvahu pokles tlaku, v tomto případě existuje případ, kdy hydrostatický tlak nejen klesne na atmosférický tlak, ale může se vyskytnout i podtlak. To znamená, že v důsledku tlakového rozdílu v systému hrozí nebezpečí nasávání nebo uvolnění vzduchu nebo varu chladicí kapaliny.

Aby nedošlo k rušení oběhu vody kvůli jejímu varu nebo nasávání vzduchu, při navrhování a hydraulickém výpočtu systémů ohřevu vody je třeba dbát na to, aby: v sací zóně v kterémkoliv místě topných potrubí byl hydrostatický tlak při provozu čerpadla příliš velký. Existují čtyři způsoby, jak toto pravidlo splnit (obr. 13).

rýže 13. Schematické diagramy topných systémů s cirkulací čerpadla a otevřenou expanzní nádobou

1. Zvedněte expanzní nádobu na dostatečnou výšku (obvykle minimálně 80 cm). Jedná se o poměrně jednoduchou metodu rekonstrukce systémů s přirozenou cirkulací v čerpací cirkulaci, ale vyžaduje značný půdní prostor a pečlivou izolaci expanzní nádrže.
2. Přemístěním expanzní nádrže do nejnebezpečnějšího horního bodu, aby se horní čára otočila do výtlačné zóny. Zde je třeba vysvětlit. V nových vytápěcích systémech se potrubí s čerpacím oběhem vyrábějí se svahy, nikoliv z kotle, ale do kotle tak, že vzduchové bubliny se pohybují spolu s vodou, protože hnací síla cirkulačního čerpadla jim neumožní plavat v proudu, jak tomu bylo v systémech s přirozenou cirkulací. Horní bod systému tedy není dosažen na hlavním stoupači, ale na nejvzdálenějším. Pro rekonstrukci starého systému s přirozenou cirkulací v čerpací stanici je tato metoda spíše namáhavá, protože vyžaduje přepracování potrubí a vytvoření nového systému není opodstatněné, jelikož jiné, úspěšnější možnosti jsou možné.
3. Připojení potrubí expanzní nádrže v blízkosti sacího otvoru cirkulačního čerpadla. Jinými slovy, pokud budeme rekonstruovat starý systém s přirozenou cirkulací, pak jednoduše odřízneme zásobník od napájecího potrubí a zasuňte jej do zpětného potrubí za oběhovým čerpadlem a tím vytvoříte nejvýhodnější podmínky pro čerpadlo.
4. Odpojte od obvyklého uspořádání čerpadla na zpětném potrubí a zapněte jej až po přívodní potrubí bezprostředně po bodě připojení expanzní nádoby. Při rekonstrukci systému s přirozenou cirkulací je to nejjednodušší způsob: jednoduše vrazíme čerpadlo do přívodního potrubí, aniž bychom něco upravili. Výběr čerpadla však musí být proveden velmi opatrně, přesto jej umístěme do nepříznivých podmínek s vysokými teplotami. Čerpadlo bude muset sloužit po dlouhou dobu a spolehlivě a toto mohou garantovat pouze renomovaní výrobci.

Moderní trh instalatérských a topenářských armatur umožňuje výměnu otevřených expanzních nádob s uzavřenými. V uzavřené nádrži není žádný kontakt mezi systémovou tekutinou a vzduchem: chladicí kapalina se neodpařuje a není obohacena kyslíkem. To snižuje ztrátu tepla a vody, snižuje vnitřní korozi topných zařízení. Tekutina nikdy nevyteče z uzavřené nádrže.

Uzavřená expanzní nádoba ("expanzomat") je sférická nebo oválná kapsle, rozdělená uvnitř vzduchotěsné membrány na dvě části: vzduch a kapalinu. Směs obsahující dusík je čerpána do vzduchové části těla za určitého tlaku. Před naplněním topného systému vodou se tlak plynné směsi uvnitř nádrže pevně tlačí membránu na vodní stranu nádrže. Vytápěcí voda vede k vytvoření pracovního tlaku a zvýšení objemu chladicí kapaliny - membrána se ohýbá směrem k plynové straně nádrže. Při maximálním pracovním tlaku a maximálním zvýšení objemu vody se vyplní vodní část nádrže a směs plynů je maximálně stlačena. Pokud tlak stále stoupá a objem chladicí kapaliny stále roste, je spuštěn pojistný ventil k uvolnění vody (obr. 14).

rýže 14. Typ membrány expanzní nádoby

Objem nádrže je zvolen tak, aby jeho užitečný objem nebyl menší než objem tepelné roztažnosti chladicí kapaliny a předběžný tlak vzduchu v plynové části nádrže se rovnal statickému tlaku kolony chladicí kapaliny v systému. Taková volba tlaku plynné směsi umožňuje, aby membrána byla udržována v rovnovážné (ne napnutá) poloze, když je topný systém naplněn, ale není zapnutý.

Nádrž uzavřeného typu může být umístěna v libovolném bodě systému, ale je zpravidla umístěna vedle kotle, protože teplota kapaliny v místě instalace expanzní nádrže by měla být co nejmenší. A již víme, že oběhové čerpadlo je nejlépe instalováno bezprostředně za expandérem, kde jsou pro něj vytvářeny nejvhodnější podmínky (a pro topný systém jako celek) (obr. 15).

rýže 15. Schematické diagramy topných systémů s cirkulací čerpadel a uzavřeného expanzního tanku

Při takovém schématu topného systému však čelíme dvěma problémům: odstranění vzduchu a zvýšený tlak na kotli.

Pokud v systémech s otevřenými expanzními nádržemi byl vzduch odstraněn protiproudem dilatátoru (v systémech s přirozenou cirkulací) nebo při průchodu (v systémech s čerpacím oběhem), nedojde k tomu u uzavřených nádrží. Systém je zcela uzavřený a vzduch prostě nemá nic vyjít. Chcete-li odstranit vzduchové zástrčky v nejvyšším bodě potrubí, jsou instalovány automatické vzduchové výtoky - zařízení vybavená plováky a uzavíracími ventily. Jak tlak stoupá, ventil spouští a uvolňuje vzduch do atmosféry. Nebo Mayevskyho kohouty jsou instalovány na každém topném tělesě. Tato část, instalovaná na topných zařízeních, umožňuje, aby vzduchová zástrčka byla uvolněna přímo z radiátorů. Mayevsky jeřáb je součástí balení některých modelů radiátorů, ale častěji je nabízen samostatně.

rýže 16. Automatický odvzdušňovací ventil

Princip odvzdušňovacího ventilu (obr. 16) spočívá v tom, že při nepřítomnosti vzduchu zůstává plovák uvnitř zařízení uzavřený. Když se v plavákové komoře sbírá vzduch, úroveň vody uvnitř odvzdušňovacího ventilu klesá. Plovák je spuštěn a výfukový ventil se otevírá, čímž se vzduch vypouští do atmosféry. Po úniku vzduchu stoupá hladina vody v odvzdušňovači a plovák se vznáší, což způsobuje uzavření výfukového ventilu. Proces pokračuje, dokud se vzduch znovu nezachytí v plovoucí komoře a sníží hladinu vody, čímž se sníží plovák. Automatické větrací otvory jsou vyrobeny z různých provedení, tvarů a velikostí a mohou být instalovány jak na hlavním potrubí, tak i přímo (ve tvaru písmene L) na radiátorech.

Mayevský jeřáb, na rozdíl od automatického odvzdušňovače, je obecně obyčejný korok s odvzdušňovačem a kuželovitým šroubem do něj zasunutý: otočením šroubu se kanál uvolní a vzduch vyjde. Šroubové utažení zavře kanál. K dispozici jsou také větrací otvory, ve kterých se namísto zkoseného šroubu používá kovová koule, která blokuje vypouštěcí kanál.

Namísto automatických odvzdušňovacích ventilů a Mayevských jeřábů může být do topného systému zahrnut vzduchový odlučovač. Toto zařízení je založeno na uplatnění zákona Henryho. Vzduch přítomný v topných systémech je částečně rozpuštěn a částečně ve formě mikrobublin. Při průchodu vody (vzduchem) přes systém spadá do oblastí s různými teplotami a tlaky. Podle zákona Henryho se v některých oblastech vzduch uvolní z vody, zatímco v jiných se v něm rozpustí. V bojleru se chladicí kapalina ohřeje na vysokou teplotu, takže z vody obsahující vody se uvolní největší množství vzduchu ve formě malých bublin. Pokud nejsou okamžitě staženy, rozpustí se v jiných částech systému, kde je teplota nižší. Pokud odstraníme mikrobubliny bezprostředně za kotlem, pak na výstupu odlučovače získáme odvzdušněnou vodu, která absorbuje vzduch v různých částech systému. Tento efekt se používá k pohlcování vzduchu v systému a jeho uvolnění do atmosféry prostřednictvím kombinace kotle a odlučovače vzduchu. Proces pokračuje až do úplného odstranění vzduchu ze systému.

rýže 17. Odlučovač vzduchu

Provoz vzduchového separátoru (obr. 17) je založen na principu fúze mikrobublin. V praxi to znamená, že malé vzduchové bubliny přilnou k povrchu speciálních kroužků a spojují se tak, aby vytvořily velké bubliny, které se mohou oddělovat a plout do vzduchové komory separátoru. Když tok tekutiny prochází kroužky, rozkládá se v mnoha různých směrech a konstrukce prstenců je taková, že veškerá kapalina procházející skrze ně přichází do styku s jejich povrchem, což umožňuje, aby se mikrobubliny lepily a sloučily.

rýže 18. Schematické diagramy topných systémů s cirkulací čerpadla, uzavřeného expanzního tanku a odlučovače vzduchu

Teď se trochu rozptýlil ze vzduchu a vrátil se k oběhovému čerpadlu. V topných systémech s dlouhými potrubími a v důsledku toho s velkými hydraulickými ztrátami jsou často vyžadována poměrně silná oběhová čerpadla, která vytváří tlak na vypouštěcí potrubí více, než je ten, pro který je topný kotel navržen. Jinými slovy, když je čerpadlo umístěno na vratném potrubí přímo před kotlem, mohou proudit spoje v tepelném výměníku kotle. Aby se tomu zabránilo, silné oběhové čerpadlo není instalováno před kotlem, ale za ním v přívodním potrubí. A pak vzniká otázka: kde umístit vzduchový odlučovač, za čerpadlem nebo před ním? Vedoucí výrobci topných systémů řešili tento problém a navrhují instalovat separátor před čerpadlem (obr. 18), aby jej ochránili před poškozením vzduchovými bublinami.

A teď budeme zvažovat topné systémy s cirkulací čerpadel podrobněji.

Oběh chladicí kapaliny v topném systému

Oběh chladicí kapaliny v topném systému.
Nejdůležitějším prvkem systému s nuceným oběhem je čerpadlo, které přiměje chladicí kapalinu k pohybu (cirkulaci). Tato čerpadla se nazývají - cirkulace. Napájení čerpadla musí být dostatečné k překonání odporu (tření) v potrubí. Čím silnější je potrubí, tím méně odporu a méně energie potřebuje čerpadlo. Ale tlusté potrubí jsou nepohodlné, ošklivé v místnostech a výrazně dražší. V důsledku toho se obvykle udržuje rozumná rovnováha mezi průměrem trubky a výkonem čerpadla. Existují přesné výpočty, které odpovídají průměru trubky, kvalitě a ceně topného systému. V praxi jsou pro domácí vytápěcí systémy vhodné pouze 2-3 typy kompaktních oběhových čerpadel.

Co dělá čerpadlo v systému vytápění s nuceným oběhem?
Čerpadlo způsobuje, že se voda (chladicí kapalina) pohybuje v topném systému a překonává odpor v potrubí. Nemělo by se to počítat z toho, jak se voda zvedá do výšky budovy (nejčastější mylná představa!). Kolik horké vody v topném systému vzrostlo, stejně jako studená zmizla.

Topný systém je vždy uzavřen, chladicí kapalina se pohybuje v kruhu. Pokusme se dát příklad. Pokud otočíte kolo a kolo řádně otočíte, může se točit velmi dlouho, pokud je instalováno na dobré ložisko. Tím se zastaví pouze tření v ložisku. V každém okamžiku má jakýkoli vzestupný kus kola symetrický vyrovnávací kus, který sestupuje z opačné strany.

Voda v uzavřeném topném systému je podobná jako u kola. Čerpadlo překonává pouze tření a voda se pohybuje v kruhu. Proto oběhová čerpadla pro soukromý dům (tzn. Pro domácí vytápěcí systémy) mají malý výkon a v důsledku toho nízká spotřeba energie - asi 100 W, jako žárovka. Pokud je čerpadlo vypnuto, voda po určité době, stejně jako otočné kolo, se zastaví a pokud jej nevypnete, voda se bude neustále pohybovat. To je základ pro ovládání přívodu tepla z kotle do radiátorů doma. Čerpadlo lze zapnout při plném výkonu, vypnout nebo ovládat napůl.

Čerpadla německých firem Grundfos a Wilo, které se používají hlavně při instalaci systémů vytápění pro domácnost, mají tři úrovně výkonu. To umožňuje i při absenci další automatizace řízení systému. Pokud je dům horký a čerpadlo pracuje na plný výkon, můžete snížit výkon čerpadla, proud chladicí kapaliny v systému bude nižší, teplota na ohřívačích klesá. Čerpadlo můžete připojit k elektrické síti pomocí tepelného senzoru. Čerpadlo se v tomto případě automaticky zapne pouze tehdy, když teplota v domě poklesne pod požadovanou hodnotu. Tento snímač se nazývá také termostat.

Ohřev vody: uzavřené a otevřené systémy s nucenou a přirozenou cirkulací

Obecně platí, že v soukromých domech zajistěte autonomní vytápění, kde je chladicí kapalina obyčejná voda bez nečistot.

Jako tepelný nosič lze použít i speciální kapalinu - nemrznoucí směs "NORD" nebo "Warm House". Nemrznoucí směs se zředí vodou v poměrech uvedených na obalu a nalije se do systému. Nemrznoucí kapalina je dobrá, protože nezmrazuje a topný systém není poškozen ani při teplotách pod nulou - nedojde k odtávání. Také tato kompozice působí dobře na uzly a spojení a prodlužuje jejich životnost.

Jedinou zápornou nemrznoucí kapalinou nelze použít, pokud se instalace topného systému provádí pomocí pozinkovaných trubek.

Schémata topného systému

Při nucené cirkulaci chladicí kapaliny se oběh chladicí kapaliny v systému provádí díky provozu oběhového čerpadla

Přirozená cirkulace chladicí kapaliny - cirkulace chladicí kapaliny nastává kvůli rozdílu teplot: horká voda se zvedá a přirozeně klesá.

Systém přirozeného oběhu.

Systém s nuceným oběhem.

Topný systém s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny

Hlavní výhodou takového systému je jeho nezávislost na napájení. Pro takové vytápění lze použít běžný plynový kotel AOGV, AKGV, AGV bez připojení elektrické energie, stejně jako kotel na tuhá paliva nebo kapalná paliva, který není vybaven automatizací.

Pro dobrý provoz takového vytápěcího systému je potřeba trubky o velkém průměru od 25 do 50 mm.

To je nutné, aby chladicí kapalina volně proudila v celém systému.

Pro instalaci se nejčastěji používají ocel, pozinkované trubky a trubky z nerezové oceli.

Při výpočtu počtu trubek se brát v úvahu obvod domu, protože potrubí probíhají hlavně po celém obvodu podél stěn, zohledňují se také potrubí stoupačky a vázání kotle, radiátory, expanzní nádoba a rozvodné potrubí.

Topný systém s rozvodem

trubky pro každý radiátor.

Sekvenční směrování rour.

Schéma topného systému s přírodním

cirkulace pro dvoupatrový dům.

Součásti a zařízení pro instalaci topného systému s přirozeným oběhem:

Trubky - pro hlavní stoupací, vratnou a rozvodnou trubku o průměru 32-50 mm,

pro distribuční trubky pro radiátory o průměru 20-25 mm.

Komponenty - sgony, adaptéry, odpory, kříže, kulové kohouty - k napájení systému, k vyprazdňování

Volba expanzní nádoby.

Expanzní nádoby jsou dva typy - otevřené (normální nádrž) a membrána uzavřená.

Otevřená nádrž - vyrobená z oceli nebo použitá hotová nádrž. Aby se zabránilo korozi, je vnitřek nádrže ošetřen základním nátěrem. Nádrž je instalována v nejvyšším bodě topného systému, nejčastěji v podkroví, je nutně dobře izolovaná.

Uzavřená membránová nádrž - lze instalovat vedle kotle. Taková nádrž je již připravena k použití a nevyžaduje další zpracování.

Membránová nádrž.

Výpočet objemu expanzní nádoby.

Objem otevřené nádrže se vypočítá podle vzorce:

Vpb = 0,05 x Vsist

  • kde Vsist - objem celého topného systému (kotel, potrubí, radiátory),
  • 0,05 - koeficient
  • Vpb - objem nádrže.

Objem membránové nádrže se vypočítá podle vzorce: Vbaka = Vpac / f

  • kde f je faktor plnění nádrže,
  • Vpac - nadměrný objem chladiva při zahřátí.

Abyste nemohli vypočítat koeficienty, můžete použít tabulku a nezávisle určit objem membránové nádrže pro topný systém.

Objem topného systému (l)

Objem nádrže expanzní membrány (l)

Naplnění expanzní nádoby:

  • pro otevření - při plnění systému musí být nádrž naplněna alespoň na 50% objemu
  • pro vyplnění membrán není nutné, stačí vyplnit pouze systém.

Výběr radiátorů

Počet radiátorů nezávisí na typu systému a vypočítává se na základě přenosu tepla:

  • litinové radiátory - 1 průřez na 1 m2;
  • hliník a bimetalický - 1 úsek 1,3 - 1,5 m2;
  • konvektory - vypočítané podle tabulky - pokyny, tj. výrobce okamžitě deklaruje přenos tepla u konkrétního konvektoru, protože Tyto ohřívače nejsou součástí průřezů, ale jako jednodílná jednotka připravená k instalaci.

Neměli byste ušetřit počet sekcí chladiče. V soukromém domě jsou téměř všechny pokoje úhlé a nejsou žádné přilehlé teplé sousední místnosti.

Systém vytápění s membránovou expanzní nádobou se obvykle nazývá uzavřeným systémem, ačkoliv celá cirkulace chladicí kapaliny nastává přirozeně.

Při instalaci topení s přirozenou cirkulací je důležité dodržet potřebné svahy potrubí, což přispívá k normálnímu efektivnímu provozu celého systému.

První běh

Je nutné zkontrolovat těsnost všech uzlů.

Zkontrolujte plnění expanzní nádoby

Kotel musí být řádně připojen k komínu.

Pokud je kotel plynový, je nutné znovu zkontrolovat připojení plynových trubek pomocí mýdlové vody.

Při prvním zapnutí nemůžete okamžitě nastavit maximální teplotu topení. Je nutné počkat, až se celý systém zahřeje - zpětné potrubí se zahřeje a ohřívače se zahřejí, teprve pak můžeme přidávat energii a říci s jistotou, že systém pracuje.

Topný systém s nuceným oběhem chladicí kapaliny

Hlavním rozdílem takového systému je, že cirkulační čerpadlo je instalováno pro cirkulaci chladicí kapaliny. Čerpadlo může být instalováno samostatně - pro zpětný tok, nebo již vestavěno - automatické kotle jsou doplněny cirkulačními čerpadly.

Při instalaci tohoto topného systému není nutné dodržovat předpětí.

Pokud není kotel vybaven expanzní nádobou, membránová expanzní nádoba je instalována samostatně.

Při instalaci můžete použít trubky o průměru 1/3 - 1 palce - měděné trubky, kovové plasty, polypropylen (nelze vyztužit), zesíťovaný polyetylén, kov, nerez.

Schémata topných systémů.

Dvojitá kabeláž.

Jednoduchá kabeláž.

Systém kolektorů.

Výpočet potrubí:

Pro kolektorový systém - při výpočtu je nutné vzít v úvahu, že každý radiátor bude mít vlastní dvojici trubek. S takovým systémem, když jsou potrubí ukryté v podzemí nebo jsou vloženy do potěru, mohou být potrubí položeny po nejkratší cestě, aby se ušetřila délka.

U systému s dvojitým potrubím se počítá s obvodem místností pro výpočet, vynásobený dvěma kohouty se připojí k připojení radiátorů, kotlového potrubí a rozvodných sítí (stoupačky).

S jediným potrubním systémem - všechny radiátory jsou spojeny s jedním potrubím, takže je to nejhospodárnější systém. Nepůsobí horší než systém dvou trubek. Hlavní nevýhodou, na rozdíl od kolektorů a dvojitých potrubních systémů, není schopnost vypnout samostatný chladič nebo jeho výkon vypnout termostatickým ventilem.

Vybavení:

Rozdělovací hřebeny - je lepší okamžitě zakoupit s ventily (ventily)

Připojovací armatury pro radiátory, termostatické ventily, Mayevsky kohouty.

Tvarovky, odpaliče, adaptéry, spojky, křížky, spony pro upevnění potrubí - jsou vybrány podle typu vybraných trubek.

Pro montáž potrubí z polypropylenu, zesítěného polyethylenu a kovoplastu u lisovacích armatur je potřeba speciální vybavení

Nejjednodušší systém, který můžete připojit, je -

Nástěnný nebo podlahový automatický kotel.

V tomto případě není nutné instalovat samostatné uzly pro tepelně izolované podlahy a dodávku teplé vody.

Dvojitý kotel - připojení.

Páskovací stěnový kotel.

Kotlové podlahové kotelny.

Výpočet radiátorů pro systém s nuceným oběhem se provádí stejným způsobem jako u systému s nuceným oběhem.

Radiátory pro připojení kolektorů. Dvojrubkový systém se spodním připojením.

Dvourubové připojení radiátorů: Vazba konvektorů.

Termostatický ventil - reguluje vytápění

Mayevsky jeřáb - mechanický odvzdušňovací ventil

Adaptér chladiče (liší se vlevo a vpravo).

Dvoutrubkové konvenční připojení.

První běh

Naplňte systém a určete tlak chladicí kapaliny na manometru. Pokud na kotli není žádný manometr, pak pro uzavřený systém je manometr instalován samostatně. Tlak v chladném systému by neměl přesáhnout 1,2 bar.

Zkontrolujte těsnost všech součástí. V případě netěsností systém nebude fungovat normálně, tlak klesne, hluk se objeví v kotli a potrubí.

Kotel musí být řádně připojen k komínu.

Plynová přípojka - pro zjištění netěsností a pro váš klid, můžete znovu zkontrolovat těsnost rozmazáním uzlů mimo kotel s mýdlem.

Zapněte kotel by měl být nízký. Teprve tehdy, když se zpáteční tok a ohřívací zařízení zahřívají, může být přidána energie.

Při prvním spuštění a přidávání energie byste měli sledovat manometr. Při maximálním výkonu by tlak v systému neměl překročit 3 bar, jinak by se obejde (voda se automaticky vypustí přes speciální ventil). Pokud tlak stoupá, měli byste zkontrolovat tlak membránové expanzní nádrže.

Při nízkém tlaku v membránové nádrži se tlak topného systému zvyšuje a obtok se pravidelně aktivuje. V takových případech se doporučuje naplnit zásobník vzduchem bradavkou. K tomu je vhodné konvenční elektrické čerpadlo s manometrem pro čerpání pneumatik. Membránová nádrž by měla být čerpána až na úroveň 2,4 - 2,5 baru.

Teplé podlahy

Nevěřte zdrojům, kteří se ujistěte, že teplá podlaha může být položena spolu s radiátorovým systémem a nic se mu nestane. U teplých podlah by maximální teplota neměla překročit 55 ° C. Proto je pro takový topný okruh nejlepší instalovat skupinu čerpadel Maybes a Buderus s regulací teploty (pro podlahové kotle) ​​nebo skupinu Termex z Maybes pro nástěnné kotle. Tyto skupiny jsou instalovány na obrysu teplých podlah. Místo instalace se nachází v blízkosti kotle, kde začíná odpojení topných okruhů.

Připojení kotle (zásobníkový ohřívač vody) nevyžaduje nadpřirozené schopnosti. Hlavním úkolem v tomto oboru je vytvořit připojení podle schématu a správně utěsnit všechna spojení. U moderních automatických kotlů je k dispozici speciální konektor pro připojení a řízení provozu kotle.

Nástěnný kotel a kotel.

Schéma zapojení kotle.

Připojení kotle k podlahovému kotli.

Vytápění s přirozeným oběhem: funkce a princip činnosti

Jedním z nejjednodušších je topný systém s přirozenou cirkulací. Nicméně tato jednoduchost při neexistenci odpovídajících zkušeností s takovými systémy může při operaci "procházet po stranách".

Vytápění s přirozenou cirkulací bylo rozšířeno před deseti lety v předměstských malých domech a některých bytech s individuálním vytápěním. Nyní je trh "podmanil" systémy s nuceným oběhem chladicí kapaliny díky příležitostem, které poskytují.

Ale pojďme hovořit o ohřevu vody s přirozenou cirkulací.

Strukturální charakteristiky systému

Příklad topného systému pro byt s přirozeným oběhem

Systémy vytápění s přírodním oběhem zahrnují:

  • topný kotel, který ohřívá vodu;
  • přívodní potrubí, "zásobování" teplé vody topným zařízením (radiátory);
  • zpětné potrubí, kterým se voda vrací do kotle;
  • topení - radiátory, které dodávají teplo do prostředí;
  • expanzní nádrž určená k vyrovnání tepelné roztažnosti kapaliny.

Princip systému

Voda ohřátá v kotli stoupá přes středovou věž a vstupuje do topné trubky (topení) přes přívodní potrubí, kde dodává část své teplo. Poté ochlazená voda vratným potrubím opět vstoupí do kotle a znovu se ohřeje. Potom se cyklus opakuje a poskytuje příjemnou teplotu ve vyhřívaném pokoji.

Aby byla zajištěna přirozená cirkulace chladicí kapaliny (obvykle vody) v systému, vodorovné části potrubí jsou namontovány se sklonem nejméně 1 cm na lineární metr délky vodorovného úseku topného systému.

Horká voda v důsledku poklesu hustoty při zahřátí stoupá nahoru středním stoupačkem, vytlačeným studenou vodou, která se vrací do kotle. Dále se gravitací šíří přes přívodní potrubí k radiátorům. Po "setrvání" v nich voda také teče gravitací zpátky do kotle, opět tlačí vodu, která již byla ohřívána v kotli.

Vzduch uvíznutý v systému s chladivem může vytvořit vzduchový blok v radiátorech, ale často v takových topných systémech s přírodními cirkulačními vzduchovými bublinami, které se díky sklonu potrubí "pohybují" nahoru a vystupují do otevřené expanzní nádrže (nádrž v kontaktu s atmosférickým vzduchem). ).

Expanzní nádoba je navržena tak, aby udržovala konstantní tlak ve vytápěcím systému, protože je při zahřátí naplněna zvýšeným množstvím chladicí kapaliny, která se "vrátí" zpět do systému při poklesu teploty kapaliny.

Takže! Vzestup vody v systému (stoupající na přívodní trubku) je způsoben rozdílem mezi hustotami ohřáté a chlazené kapaliny. Pohyb (oběh) je také podporován díky gravitačnímu tlaku (vratné potrubí).

Když chladicí kapalina prochází potrubím v topném systému s přirozenou cirkulací, působí na tekutinu odporové síly:

  • tření tekutiny proti stěnám potrubí (trubky s velkým průměrem se používají ke snížení);
  • změna směru pohybu tekutiny ve směru, větve, kanály ohřívačů (radiátory).

Hlavní fyzikální parametry topného systému s přirozenou cirkulací

Cirkulační hlava Rc je fyzikální veličina určená rozdílem ve výškách mezi středy kotle a nejnižším topným zařízením (chladičem).

Čím vyšší je rozdíl mezi výškou (h) a rozdílem v hustotě zahřátého (ρg) a ochlazen (po) tekutin v systému, vyšší kvalita a stabilní oběh chladicí kapaliny.

Budeme "hledat" příčinu vzniku cirkulačního tlaku v topném systému s přirozenou cirkulací v "divočině" zákonů fyziky.

Pokud předpokládáme, že teplota chladicí kapaliny ve vytápěcí soustavě "skáká" mezi středy spotřebičů (kotle a radiátory), tj. Horní část systému obsahuje teplejší vodu než spodní část systému.

Střiháme (mentálně) horní část na obrysovém diagramu a... Co vidíme? Známý obrázek ze školy jsou dvě komunikující plavidla na různých úrovních. A to povede k tomu, že kapalina z vyššího bodu působení gravitační síly bude proudit do nižšího.

Vzhledem k tomu, že topný systém je uzavřenou smyčkou, voda se nevylučuje, ale usiluje o vyrovnání její hladiny, což vede k vytažení ohřáté vody směrem nahoru a její další dráze "nezávislé gravitace" skrz topný systém.

Závěrem je tohle! Základním ukazatelem cirkulační hlavy je rozdíl mezi výškou instalace kotle a posledním (spodním) v systému chladiče. Proto v topných systémech soukromých domů jsou kotle umístěny do sklepů vždy, když je to možné, při dodržení maximální výšky 3 m.

Ve variantách bytů se kotle pokoušejí "prohloubit" podlahovou desku, resp. "Protipožární", "hnízdo" kotle, které přistává v podlaze.

Podle výše uvedeného vzorce má rozdíl v hustotě studené a horké vody v systému také významný vliv na cirkulační hlavu.

Systém vytápění s přirozenou cirkulací je samoregulační systém, tj. Když teplota ohřevu topného média vzrůstá přirozeně (viz vzorec), zvyšuje se cirkulační tlak a v důsledku toho se zvyšuje průtok vody.

Při nízkých teplotách ve vyhřívaném prostoru je rozdíl v hustotě vody velký a cirkulační tlak je dostatečně velký. Když se místnost zahřeje, chladicí kapalina se už v radiátorech nezchladí a rozdíly v hustotě vytápěné a chlazené chladicí kapaliny se snižují. Tlak v cirkulaci se snižuje, což snižuje "průtok" vody.

Má vzduch chlazený v místnosti? Například někdo otevřel dveře na ulici. Rozdíl v hustotě opět vzrostl, čímž se zvýšil tlak vody.

Nevýhody a výhody topných systémů s přirozenou cirkulací

Nevýhody systémů ohřevu vody s přirozenou cirkulací zahrnují:

  • Nízký cirkulační tlak, který určuje omezené použití takových topných systémů - malý horizontální poloměr (až 30 m).
  • Vysoká inertnost topného systému díky velkému objemu chladicí kapaliny v systému a nízkému cirkulačnímu tlaku.
  • Možnost zmrazení vody v otevřené expanzní nádrži, která se obvykle nachází v chladné (nevyhřívané) podkrovní místnosti.

Hlavní výhodou takových systémů je nestálost kotlů na tuhá paliva. To znamená, že takové systémy mohou být použity v domácnostech, kde není napájecí zdroj. Velká inertnost systému díky dostatečně velkému objemu chladiva v systému může hrát jako pozitivní (nějaký druh akumulátoru tepla s "vyhozeným" kotlem) a negativní roli - značnou dobu pro změnu systémové teploty, zvláště v počáteční fázi.

Druhy topných schémat s přirozenou cirkulací

Monotube horizontální vodní ohřev s přirozenou cirkulací

Dvoupalinový horizontální ohřev vody s přirozenou cirkulací

Dvoutrubkový ohřev vody s přirozenou cirkulací a horním zapojením

Jaký systém vytápění s přirozenou cirkulací teplonosného média si vyberete? Doufáme, že je to správné!

Pokud takovéto možnosti nevyhovují, doporučujeme věnovat pozornost nejrůznějším možnostem využití vytápěcích systémů s nuceným (umělým) oběhem.

Top